Microsoft Word - 周辺斜面説明資料_H _rev1.doc

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ふさこしげまつ
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1 地質 W3-6 浜岡原子力発電所 3,4 号機発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針の改訂に伴う耐震安全性評価に関わる報告のうち地震随伴事象に対する考慮について周辺斜面の安定性平成 19 年 6 月 13 日中部電力株式会社

2 目次 1. 評価方針 ,4 号機周辺斜面の状況評価斜面の選定評価方法解析条件解析手法評価内容評価結果参考文献... 28

3 1. 評価方針耐震設計上重要な機器配管系を内包する建物構築物 ( 以下対象施設という ) と周辺斜面の離間距離に基づき安定性評価の対象とすべき斜面を抽出する周辺斜面の安定性評価においては, 基準地震動 Ss による地震力に対して, 施設の安全機能に重大な影響を与えるような崩壊を起こさないことを確認するため, すべりに対する安定性を評価する 1

4 2. 3,4 号機周辺斜面の状況周辺斜面は原子炉建屋の北側から東側にかけて位置し, 斜面高さはおよそ 7 ~50m である斜面勾配は 1:1.2 で, 高さ 4m または 5m ごとに 1.5m 幅の小段を設けている斜面の平均勾配は約 1:1.5 となる周辺斜面の地質は, 敷地内の基盤を構成する砂岩, 泥岩互層の相良層からなる 3 号機原子炉設置位置西方に北東 - 南西方向の緩やかな北東にプランジした向斜軸が存在し, 敷地全体の基盤が北東に開いた舟底型構造を示している周辺斜面の地層は,3 号機原子炉建屋北側付近では E-W~ENE-WSW 走向,5 ~ 15 NW 傾斜を有し,4 号機原子炉建屋東側付近では ENE-WSW~NNE-SSW 走向, 15 ~20 NW 傾斜を有する周辺斜面付近には, 海岸線にほぼ平行な概ね N40~80 W 走向,50~80 SW 傾斜 ( 海側傾斜 ) の比較的連続性のある断層が約 70~150m の間隔で 4 本分布しており, これを総称してH 断層系と呼称する 3,4 号機敷地周辺の地表面地質平面図を第 2-1 図に, 周辺斜面の地質断面図を第 2-2 図 ~ 第 2-5 図に示す 2

5 Ba As2 Ag Am Sg 盛土風成砂層海成礫混り砂層沖積層 ( 山地部 ) 相良層 ( 砂岩泥岩互層 ) 向斜軸 H 断層第 2-1 図 3,4 号機敷地周辺の地表面地質平面図 3

6 標高 m 0 H-3 H-3 H 風成砂層 As2 凝灰岩 ( 鍵層 ) K m 海成礫混り砂層 Ag K-2u 沖積層 ( 山地部 ) Am K-2l 相良層 ( 砂岩泥岩互層 ) 断層 ( 破線は推定 ) 第 2-2 図地質断面図 (Ⅰ-Ⅰ 断面 ) As2 標高 m H-4 風成砂層 As2 凝灰岩 ( 鍵層 ) K m 海成礫混り砂層 Ag K-2u 沖積層 ( 山地部 ) Am K-2l 相良層 ( 砂岩泥岩互層 ) 断層 ( 破線は推定 ) 第 2-3 図地質断面図 (Ⅱ-Ⅱ 断面 ) 4

7 As2 Am 標高 m 0 H H-3 H-3 風成砂層 As2 凝灰岩 ( 鍵層 ) K m 海成礫混り砂層 Ag K-2u 沖積層 ( 山地部 ) Am K-2l 相良層 ( 砂岩泥岩互層 ) 断層 ( 破線は推定 ) 第 2-4 図地質断面図 (Ⅲ-Ⅲ 断面 ) As2 Am As2 Am 標高 m 0 Ag As2-100 H-2 H-3 H m 風成砂層海成礫混り砂層 As2 Ag 凝灰岩 ( 鍵層 ) K-1 K-2u 沖積層 ( 山地部 ) Am K-2l 相良層 ( 砂岩泥岩互層 ) 断層 ( 破線は推定 ) 第 2-5 図地質断面図 (Ⅳ-Ⅳ 断面 ) 5

8 3. 評価斜面の選定原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG (1) では, 斜面崩壊事例の到達距離に関する分析結果に基づき, 安定性評価の対象とすべき斜面は斜面法尻と対象施設の離間距離が約 50m 以内あるいは斜面高さの約 1.4 倍以内の斜面としている第 3-1 図に斜面法尻から 50m の範囲および斜面高さの 1.4 倍の範囲を示す対象施設はこれらの範囲から離れていることから, 周辺斜面が対象施設の安全機能に重大な影響を与えるおそれはないと考えられる (2) ただし, 念のため, 上記の範囲に比較的近い3 斜面を評価斜面として選定し, 基準地震動 Ss による地震力に対する安定性評価を行う 3,4 号機周辺斜面における対象施設との離間距離を第 3-1 表に示す 6

9 第 3-1 図 3,4 号機敷地平面図 7

10 第 3-1 表対象施設との離間距離斜面 No. ( 地質断面 ) 斜面高 (H) (m) 対象施設との離間距離 (L) (m) 斜面高に対する離間距離の比 (H/L) 備考 1 (Ⅰ-Ⅰ ) (Ⅱ-Ⅱ ) (Ⅲ-Ⅲ ) 対象施設との離間距離が比較的小さいことから, 念のため, 安定性評価を実施 (A-A' 断面 ) 4 (Ⅳ-Ⅳ )

11 4. 評価方法 4.1 解析条件解析用モデル評価斜面のうち, 斜面高さが最も高い A-A' 断面を解析断面とする解析用モデルには地盤および斜面上部の建物を考慮する A-A' 断面の解析用要素分割図を第図に示す 9

12 凡例 : 岩盤部 : 砂 : シルト Ⅰ~Ⅴ: 岩盤部の速度層区分 T.P.(m) 標高 (m) 50 Ⅰ Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅱ Ⅲ 0 Ⅳ Ⅳ -50 Ⅴ Ⅴ 269m 269m T.P. -94m 標高 -94.0m (m) (m) 岩盤部の T.P. 標高 S 波速度速度層区分 (m) Vs(km/s) Ⅰ +36~ 岩盤部の標高 P 波速度 S 波速度速度層区分 (m) Vp(km/s) Vs(km/s) Ⅱ -4~ Ⅰ +36 ~ Ⅲ Ⅱ -14~-24-4 ~ Ⅳ Ⅲ ~-54 ~ Ⅴ Ⅳ ~-94 ~ Ⅴ -54 ~ T.P. とは東京湾平均海面を示す第図解析用要素分割図 (A-A' 断面 ) 10

13 4.1.2 解析用物性値解析用物性値は, 既往の試験結果に基づき設定する解析用物性値設定の考え方を第表に, 解析用物性値を第表に示す 11

14 砂シルト物理特性静的変形特性動的変形特性三軸圧縮試験結果三軸圧縮試験結果せん断強度第表解析用物性値設定の考え方 1 岩盤部 ( 相良層 : 砂岩泥岩互層 ) 単位体積重量密度試験結果より算定密度試験結果より算定密度試験結果より算定静弾性係数三軸圧縮試験より得られた応力 ~ひずみ曲線の近似式動せん断弾性係数より算定動せん断弾性係数より算定静ポアソン比三軸圧縮試験結果三軸圧縮試験結果より算定三軸圧縮試験結果より算定初期動せん断 PS 検層による速度層ごとの PS 検層による S 波速度 PS 検層による S 波速度弾性係数 S 波速度および密度より算定および密度より算定および密度より算定動せん断弾性係数のひずみ依存性動ポアソン比動的三軸試験結果動的三軸試験結果動的三軸試験結果 PS 検層による PS 検層による PS 検層による速度層ごとの P 波速度,S 波速度 P 波速度,S 波速度 P 波速度,S 波速度により算定により算定により算定減衰定数動的三軸試験結果動的三軸試験結果動的三軸試験結果ピーク強度圧裂試験結果および三軸圧縮試験結果残留強度三軸圧縮試験結果 ( 考慮しない ) ( 考慮しない ) 1 岩盤部は4 号機増設時の試験結果に基づく原子炉建屋基礎地盤の物性を基に設定する砂シルトは5 号機増設時の試験結果に基づき設定する 12

15 理特性静的変形特性動的変形特性ν d せん断強度第表解析用物性値砂岩岩盤部砂シルト泥岩物単位体積重量 γ(kn/m 3 ) E =(Aσ m +B)(Cσ m +D) E =(Aσ m +B)(Cσ m +D) 静弾性係数 E(N/mm 2 ) ( 低応力部 ) A=14.8 B=2.55 C= D=95.87 ( 高応力部 ) A=2.39 B=3.95 C=9.1 D=89.88 ( 低応力部 ) A=4.11 B=9.98 C=-3.9 D= ( 高応力部 ) A=0.94 B=11.17 C=-11.0 D= 静ポアソン比 ν s 初期動せん断弾性係数 G 0 (N/mm 2 ) T.P.(m) 標高 G 0 +36~ ~ ~ -24 1,090-24~ -54 1,240-54~ -94 1, 動せん断弾性係数のひずみ依存性 G/G 0 せん断ひずみ G/G せん断ひずみ G/G せん断ひずみ G/G 動ポアソン比 ν d T.P.(m) 標高 +36~ ~ ~ ~ ~ 減衰定数 h(%) せん断ひずみ h せん断ひずみ h せん断ひずみ h ピーク強度 (N/mm 2 ) ( 低応力部 ) τ=0.32+σ m 'tan62 ( 高応力部 ) τ=1.08+σ m 'tan33 ( 低応力部 ) τ=2.21+σ m 'tan42 ( 高応力部 ) τ=4.00+σ m 'tan19 τ=0.12+σ m 'tan52 τ=0.085+σ m 'tan23 残留強度 (N/mm 2 ) ( 低応力部 1) τ 2 =1.57σ m '-σ m ' 2 ( 低応力部 2) τ=0.23+σ m 'tan58 ( 高応力部 ) τ=0.77+σ m 'tan33 ( 低応力部 1) τ 2 =2.25σ m '-σ m ' 2 ( 低応力部 2) τ=0.43+σ m 'tan48 ( 高応力部 ) τ=1.23+σ m 'tan28 ( 考慮しない ) ( 考慮しない ) σ m ': 浮力を減じた常時の平均応力 (N/mm 2 ) 13

16 4.1.3 入力地震動入力地震動は, 解放基盤表面で定義される基準地震動 Ss を一次元波動論によって地震応答解析モデルの入力位置で評価したものを用いる基準地震動 Ss を第表に, 入力地震動の考え方を第図に示す地下水位解析用地下水位については, 地表面位置に設定する 14

17 第表基準地震動 Ss 地震動 ( 水平動, 鉛直動 ) 備考 Ss-D H,Ss-D V 設計用模擬地震波 Ss-1 H,Ss-1 V Ss-2 H,Ss-2 V Ss-3 H,Ss-3 V 仮想的東海地震 ( 経験的グリーン関数法を用いたハイブリッド合成法, 破壊開始点 1,EW 成分,UD 成分 ) 仮想的東海地震 ( 統計的グリーン関数法を用いたハイブリッド合成法, 破壊開始点 1,EW 成分,UD 成分 ) 仮想的東海東南海南海地震 ( 統計的グリーン関数法を用いたハイブリッド合成法,EW 成分,UD 成分 ) 解放地盤モデル地震応答解析モデル T.P.-14m T.P.-94m エネルギー基準地震動 Ss 伝達境界 (2 E0) T.P.+6m 解放基盤表面一次元波動論による応答計算応答波 (E1+F1) 反射波入射波 (F1) (E1) 自由地(2 E1) 盤自 T.P.-94m 粘性境界入力地震動エネルギー伝達境界由地盤第図入力地震動の考え方 15

18 4.2 解析手法基準地震動 Ss に対する地震応答解析を二次元動的有限要素法解析により行う地震応答解析は, 周波数応答解析手法を用い, 等価線形化法により動せん断弾性係数および減衰定数のひずみ依存性を考慮する地震時の応力は, 地震応答解析による動的応力と, 静的解析による常時応力を重ね合わせることにより求める動的応力は水平地震動および鉛直地震動による応答を考慮し, 常時応力は地盤の自重計算により求まる初期応力, 地山掘削に伴う解放力および斜面上部の建物荷重を考慮して求める安定性評価フローを第図に示す 16

19 < 常時荷重 > < 地震時荷重 > 基準地震動 Ss 解析モデル入力地震動静的解析地震応答解析 ( 動的解析 ) 常時応力動的応力地震時の応力すべり安定性の評価すべり安全率第図安定性評価フロー 17

20 4.3 評価内容すべりに対する安定性は, 想定すべり面におけるすべり安全率により評価するすべり安全率は, 想定したすべり面上の応力状態をもとに, すべり面上のせん断抵抗力の和をすべり面上のせん断力の和で除して求める想定すべり面は, 互層岩盤のうち強度の小さい砂岩層沿いおよびモビライズド面 ( 応力状態を考慮した想定すべり面 ) とするなお, 引張応力が発生した要素については, 引張面の方向がすべり面方向と ±20 度以内の角度で交差する場合は強度定数を 0 とし, それ以外の場合は残留強度を用いるまた, せん断強度に達した要素については残留強度を用いる 18

21 5. 評価結果想定すべり面におけるすべり安全率を第 5-1 表 ~ 第 5-4 表に示すすべり安全率は, 基準地震動 Ss のうち設計用模擬地震波 (Ss-D H,Ss-D V ) に対する評価において最小となるこのときの最小すべり安全率は 2.1 であり, 耐震安全性評価手法に示される評価基準値 1.2 を上回ることから, すべりに対して十分な安定性を有している要素ごとの安全係数を第 5-1 図 ~ 第 5-4 図に示す全ての評価においてせん断強度に達した要素はなく, また, 引張応力の発生した要素はあるが, 小さな範囲にとどまっているこのことから, 斜面は地震時に発生する応力に対して健全性を有している 3,4 号機の周辺斜面については対象施設との離間距離が十分確保されており, 施設の安全機能に重大な影響を与えるおそれはないと考えられるが, 念のため, 離間距離が比較的小さい斜面について基準地震動 Ss を用いた安定性評価を行った結果, 地震時のすべりに対して安定性を有することを確認した 19

22 第 5-1 表すべり安全率 (S S -D H,S S -D V ) すべり面形状最小すべり安全率時刻 ( 秒 ) 砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり ( モヒライスト面 ) モビライズド面のすべり ( モヒライスト面 ) 10 モビライズド面 + 砂岩層沿いのすべり : すべり面 : すべり安全率の最小値 20

23 第 5-2 表すべり安全率 (S S -1 H,S S -1 V ) すべり面形状最小すべり安全率時刻 ( 秒 ) 砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり ( モヒライスト面 ) モビライズド面のすべり ( モヒライスト面 ) 10 モビライズド面 + 砂岩層沿いのすべり : すべり面 : すべり安全率の最小値 21

24 第 5-3 表すべり安全率 (S S -2 H,S S -2 V ) すべり面形状最小すべり安全率時刻 ( 秒 ) 砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり ( モヒライスト面 ) モビライズド面のすべり ( モヒライスト面 ) 10 モビライズド面 + 砂岩層沿いのすべり : すべり面 : すべり安全率の最小値 22

25 第 5-4 表すべり安全率 (S S -3 H,S S -3 V ) すべり面形状最小すべり安全率時刻 ( 秒 ) 砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり砂岩層沿いのすべり ( モヒライスト面 ) モビライズド面のすべり ( モヒライスト面 ) 10 モビライズド面 + 砂岩層沿いのすべり : すべり面 : すべり安全率の最小値 23

30 6. 参考文献 (1) 原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG 社団法人日本電気協会電気技術基準調査委員会,89p,170p,184p,1987 (2) 原子力発電所地質地盤の調査試験法および地盤の耐震安定性の評価手法報告書第 3 編地盤調査試験法社団法人土木学会原子力土木委員会,pp.6-19,

「発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針」の改訂に伴う島根原子力発電所3号機の耐震安全性評価結果中間報告書の提出について

「発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針」の改訂に伴う島根原子力発電所3号機の耐震安全性評価結果中間報告書の提出について平成年 9 月日中国電力株式会社発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針の改訂に伴う島根原子力発電所号機の耐震安全性評価結果中間報告書の提出について当社は本日, 発電用原子炉施設に関する耐震設計審査指針の改訂に伴う島根原子力発電所号機の耐震安全性評価結果中間報告書を経済産業省原子力安全保安院に提出しましたまた, 原子力安全保安院の指示に基づく島根原子力発電所号機原子炉建物の弾性設計用地震動