日本某地下研究实验室开挖损伤区趋势的现实分析

为了确保高放射性废物（HLW）处置设施的有效性，应评估作为天然屏障的周围岩体的水力和机械特性的分布。

为了实现这一目标，必须预测开挖损伤区（EDZ）的分布，该区域是由于在开挖放射性废物处理腔时产生多个裂缝而形成的。这是因为这样的区域预计会导致渗透性增加，刚度和强度降低大量的。

为了精确预测特定地下条件下未知的 EDZ 分布，应使用数值分析。该分析应具有在类似条件下进行的现场测试中观察到的 EDZ 趋势的重复记录。

为了提高全球高放废物处置项目中 EDZ 分布预测的可靠性，最好从各国具有代表性的地下研究区域（如地下研究实验室 (URL)）汇编经过良好校准的数值分析示例。然而，在日本著名的研究基地之一幌延 URL 中，通过数值分析复制 EDZ 趋势的尝试却非常有限。

在最近发表的一项研究中岩石力学通报大阪大学的 Sho Ogata 助理教授和京都大学的 Hideaki Yasuhara 教授介绍了一种新颖的数值分析方法。该分析方法成功地复制了在 Horonobe URL 画廊内 350 米深处进行壁龛发掘时观察到的 EDZ 趋势。

Ogata 解释道：“我们的研究结果表明，模拟结果不仅在范围上与测量的 EDZ 数据非常吻合，而且还准确描述了现场检查中观察到的断裂失效模式。”“与测量结果相比，这种高水平可重复性的关键因素是其数值分析具有同时解决岩石变形和断裂的先进能力。”

他们的方法解决了岩石变形和裂缝生成之间的双向相互作用的同时性，这是处理岩石裂缝生成的传统数值分析中经常被忽视的一个重要方面。不能完全同时解决这种相互作用会导致开挖过程中岩石的实际机械响应出现偏差。

“考虑到尤其是泥岩，构成了日本地质景观的重要组成部分，对以泥岩为主的幌延 URL 进行数值研究，对于评估高水平沉积物地质处置的可行性具有重要的意义和适用性。（HLW）在日本，”Yasuhara 补充道。

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