原子力土木構造物の耐震裕度評価

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(1)プロジェクト課題. 原子力土木構造物の耐震裕度評価背景・目的平成 1 8 年の原子力発電所耐震設計審査指針改訂以降、国民の耐震安全性に関する不安や懸念に応えるために「耐震安全性の再評価（バックチェック）」、「耐震裕度評価」、「残余のリスク評価」等の実施が事業者に要請されている。耐震裕度評価は、地震入力に対して構造物がどの程度の余裕を有するかを定量的に示すことにより、原子力発電所の耐震安全性に対する国民の理解を促進することを目指している。本課題では、原子力土木構造物の耐震裕度の評価法を確立するために、「どこまで大きな地震が生じるのか」、「どこまで構造物は地震に耐えられるのか」、「どのように得られた結果を説明していくのか」について明らかにする。. 主な成果 1．活断層の連動性評価 −どこまで大きな地震が生じるのか活断層の連動性は、設計用地震動の大きさを決める上で重要であるため、1 8 9 1 年濃尾地震（M 8 . 0）時の二つの活断層の連動区間について、地形・地質調査及び微小地震観測等の地球物理学的調査を行った（図 1）。その結果、二つの活断層が並走する区間の長さ、二つの活断層を連結する断層の有無、弾性波速度構造の急変が連動性指標となる可能性があることが明らかとなった。 2．岩盤の引張および動的物性評価 −どこまで構造物は耐えられるのか大きな地震動を受けると原子炉建屋の基礎地盤や周辺斜面では引張力が発生する。従来は、信頼性の高い岩盤の引張強度を現地で測定出来ない等の理由により、引張強度がないと仮定して評価が行なわれてきた。そこで、従来想定していた地震動よりも大きな揺れに対しても耐えることを明らかにするために、原位置で岩盤の引張強度が測定できる一軸引張試験装置（図 2）を世界に先駆けて開発・製作した。 3．斜面の耐震性評価フローの構築 −どこまで構造物は耐えられるのか設計用地震動を大きく超える地震動で岩盤斜面が崩壊したとしても、原子炉建屋等の重要構造物に影響を及ぼすとは限らないため、崩壊後の影響を考慮できる新たな評価フロー（図 3）を提案した。また、斜面の安定性及び滑り安全率（フロー①、②）の合理的な評価法の提案［N 0 9 0 3 0］、岩塊到達距離評価（フロー③）のための基礎的データの取得［N 0 9 0 2 9］を行った。 4．耐震裕度評価およびリスクコミュニケーション手法の構築 −どのように得られた結果を説明していくのか国の安全目標が確率論に基づくリスクによって定量的に示される可能性があるため、構造物の耐震裕度とリスクとの対応関係を明らかにすることが重要となっている。そこで、構造物の耐震裕度（限界値と設計値の差）と地震リスク（残余のリスク）との関係を示すダイアグラム（図 4）を提案し、耐震裕度からリスクを推定することを可能にした。 20.

(2) ジャッキで加圧板を引張るジャッキで加圧板を引張る載荷ジャッキジャッキで（動的試験も可）加圧板を引張る載荷ジャッキジャッキで（動的試験も可）ロードセル加圧板を引張る載荷ジャッキ加圧板（動的試験も可）ロードセル載荷ジャッキ加圧板（動的試験も可）ロードセル加圧板ロードセル加圧板引張破壊. 原子力技術原子力技術原子力技術原子力技術センターガイド原子力技術センターガイドリニアガイドセンターガイドリニアガイド接着剤等で岩盤センターガイドと加圧板を接着リニアガイド接着剤等で岩盤. と加圧板を接着リニアガイド接着剤等で岩盤と加圧板を接着接着剤等で岩盤と加圧板を接着 Φ60cmの岩盤試験体 Φ60cmの（中空円筒）岩盤試験体（中空円筒）Φ60cmの引張破壊岩盤試験体岩盤に接着 Φ60cmの岩盤（中空円筒）（反力をとる）引張破壊岩盤試験体岩盤に接着岩盤（中空円筒）ｾﾝﾀｰｶﾞｲﾄﾞに沿ってｼﾞｬｯｷで引張る（引張試験）（反力をとる）引張破壊岩盤に接着岩盤ｾﾝﾀｰｶﾞｲﾄﾞに沿ってｼﾞｬｯｷで引張る（引張試験）（反力をとる）岩盤に接着岩盤ｾﾝﾀｰｶﾞｲﾄﾞに沿ってｼﾞｬｯｷで引張る（引張試験）（反力をとる）. 図 1 濃尾地震断層系における調査結果（暫定） 1 濃尾地震断層系における調査結果（暫定） 1 8 9 1図年の地震で連動破壊した温見断層・根尾谷断層間図年の地震で連動破壊した温見断層・根尾谷断層間のス 1 濃尾地震断層系における調査結果（暫定）のステップ部に注目し、地形・地表調査、微小地震観 1891. ｾﾝﾀｰｶﾞｲﾄﾞに沿ってｼﾞｬｯｷで引張る（引張試験）. 図 2 原位置岩盤引張試験装置図 2 原位置岩盤引張試験装置発電所の建設現場において、岩盤の引張強度を図 2 原位置岩盤引張試験装置測定するために開発した装置。発電所の建設現場において、岩盤の引張強度. 図 2 原位置岩盤引張試験装置図 1 濃尾地震断層系における調査結果（暫定）発電所の建設現場において、岩盤の引張強度測等を実施した。その結果、断層の連動性を示す可能 1891 年の地震で連動破壊した温見断層・根尾谷断層間のスを測定するために開発した装置。テップ部に注目し、地形・地表調査、微小地震観測等を実図 2 原位置岩盤引張試験装置図 1 濃尾地震断層系における調査結果（暫定）性のあるいくつかの指標を見出した。発電所の建設現場において、岩盤の引張強度 1891 年の地震で連動破壊した温見断層・根尾谷断層間のステップ部に注目し、地形・地表調査、微小地震観測等を実施した。その結果、断層の連動性を示す可能性のあるいくつを測定するために開発した装置。 1891 年の地震で連動破壊した温見断層・根尾谷断層間のス発電所の建設現場において、岩盤の引張強度を測定するために開発した装置。テップ部に注目し、地形・地表調査、微小地震観測等を実施した。その結果、断層の連動性を示す可能性のあるいくつかの指標を見出した。テップ部に注目し、地形・地表調査、微小地震観測等を実施した。その結果、断層の連動性を示す可能性のあるいくつを測定するために開発した装置。かの指標を見出した。施した。その結果、断層の連動性を示す可能性のあるいくつかの指標を見出した。かの指標を見出した。. 破壊面破壊面破壊面破壊面. ①自重と残留強度による NG 従来のすべり安全率(Fs)の計算安定性評価 ①自重と残留強度による NG 従来のすべり安全率(F OK 安定性評価 Fs＜1.0 1.0≦Fs ①自重と残留強度による s)の計算 NG 従来のすべり安全率(F OK Fs＜1.0s)の計算安定性評価 ①自重と残留強度による NG s 従来の 1.0≦F ②変形照査 ③簡易到達評価 NG OK すべり安全率(F Fs＜1.0 1.0≦F 安定性評価 s)の計算 OK ②変形照査 ③簡易到達評価群単体s OK OK. NG. Fs＜1.0 群 ③簡易到達評価 NG ④三次元 OK（到達しない） OK（到達しない） OK 単体 ②変形照査 ③簡易到達評価崩落量評価群 ④三次元 OK（到達しない） NG OK（到達しない） OK 群単体単体崩落量評価群 ④三次元 OK（到達しない） OK（到達しない）単体群崩落量評価 ④三次元 OK（到達しない） ⑤崩壊岩塊 ⑥想定最大単体群崩落量評価 1.0≦Fs OK（到達しない）単体 ②変形照査. に対する岩塊による ⑤崩壊岩塊 ⑥想定最大単体機能維持評価群衝撃力評価に対する岩塊による ⑤崩壊岩塊 ⑥想定最大 OK NG NG 機能維持評価 OK 図 4 構造耐力（限界加速度）～リスクの関係衝撃力評価に対する岩塊による ⑤崩壊岩塊 ⑥想定最大 OK NG NG OK 機能維持評価図 4 構造耐力（限界加速度）～リスクの関係衝撃力評価対象地点の地震ハザード曲線と構造物の損傷岩塊による終了対策工検討に対する OK NG NG OK 図 4 構造耐力（限界加速度）～リスクの関係機能維持評価衝撃力評価対象地点の地震ハザード曲線と構造物の損傷終了対策工検討度曲線より、構造耐力（限界加速度）で定義した図 3 斜面の耐震性評価フロー NG NG OK OK 図 4 構造耐力（限界加速度）～リスクの関係図 4 構造耐力（限界加速度）〜リスクの関係対象地点の地震ハザード曲線と構造物の損傷度曲線より、構造耐力（限界加速度）で定義した終了対策工検討耐震裕度とリスク（年損傷確率）を関係付けること図 3 斜面の耐震性評価フロー従来の力の釣り合いによる安定性評価手法を拡張し、斜面図 3 斜面の耐震性評価フロー対象地点の地震ハザード曲線と構造物の損傷対象地点の地震ハザード曲線と構造物の損傷度曲線より、構造耐力（限界加速度）で定義した終了対策工検討耐震裕度とリスク（年損傷確率）を関係付けること図 3 斜面の耐震性評価フローが可能である。従来の力の釣り合いによる安定性評価手法を拡張し、斜面従来の力の釣り合いによる安定性評価手法を拡張度曲線より、構造耐力（限界加速度）で定義の滑落や対策までカバーする評価の枠組みを提案した。度曲線より、構造耐力（限界加速度）で定義した耐震裕度とリスク（年損傷確率）を関係付けることが可能である。図 3 斜面の耐震性評価フロー従来の力の釣り合いによる安定性評価手法を拡張し、斜面し、斜面の滑落や対策までカバーする評価の枠組した耐震裕度とリスク（年損傷確率）を関係の滑落や対策までカバーする評価の枠組みを提案した。耐震裕度とリスク（年損傷確率）を関係付けることが可能である。従来の力の釣り合いによる安定性評価手法を拡張し、斜面付けることが可能である。みを提案した。の滑落や対策までカバーする評価の枠組みを提案した。が可能である。の滑落や対策までカバーする評価の枠組みを提案した。 21.

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