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
【目 次】 1. 評価方針 ... 1 2. ３，４号機周辺斜面の状況 ... 2 3. 評価斜面の選定 ... 6 4. 評価方法 ... 9 4.1 解析条件... 9 4.2 解析手法... 16 4.3 評価内容... 18 5. 評価結果 ... 19 6. 参考文献 ... 28
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。
2 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。
第 2-1 図 ３，４号機敷地周辺の地表面地質平面図 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 Ba Ag As2 Am Sg Ｈ断層
4 第 2-2 図 地質断面図（Ⅰ-Ⅰ’断面） 第 2-3 図 地質断面図（Ⅱ-Ⅱ’断面） 100 m 0 50 100 m 0 50 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 標高ｍ －100 0 H-4 As2 100 m 0 50 100 m 0 50 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 標高ｍ 0 －100 H-4 H-3 H-3
第 2-4 図 地質断面図（Ⅲ-Ⅲ’断面） 第 2-5 図 地質断面図（Ⅳ-Ⅳ’断面） 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 100 m 0 50 標高ｍ －100 0 H-3 Am As2 H-2 Am As2 H-3 Aｇ As2 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 100 m 0 50 100 m 0 50 標高ｍ －100 0 H-3 Am As2 H-2 Am As2 H-3 Aｇ As2 標高ｍ －100 0 H-3 Am As2 H-2 Am As2 H-3 Aｇ As2 100 m 0 50 100 m 0 50 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） 風成砂層 As2 Ag Am 海成礫混り砂層 沖積層（山地部） 相良層（砂岩・泥岩互層） K-1 K-2u K-2l 断 層 凝灰岩（鍵 層） （破線は推定） H-3 H-3 H-2 Am As2 標高ｍ 0 －100 H-3 H-3 H-2 Am As2 標高ｍ 0 －100
6 3. 評価斜面の選定 「原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG4601-1987」(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。
8 第 3-1 表 対象施設との離間距離 斜面高 (H) 対象施設との 離間距離 (L) 斜面 No. （地質断面） (m) (m) 斜面高に対する 離間距離の比 (H/L) 備考
①
（Ⅰ-Ⅰ’）53
167
3.2
②
（Ⅱ-Ⅱ’）40
92
2.3
③
（Ⅲ-Ⅲ’）30
56
1.9
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’）20
60
3.0
4. 評価方法 4.1 解析条件 4.1.1 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 4.1-1 図に示す。
10 第 4.1-1 図 解析用要素分割図（A-A'断面） 269m 標高-94.0m -100 -50 0 標高（m） 50 Ⅴ Ⅳ Ⅲ Ⅱ Ⅰ 40 20 0 60 80 100(m) 50 T.P.(m) 0 -50 -100 269m 100(m) 80 60 40 20 0 Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ T.P. -94m ：岩 盤 部 ：シ ル ト 凡 例 ：砂 ：岩盤部の速度層区分 Ⅰ～Ⅴ 岩 盤 部 の 速 度 層 区 分 標高 (ｍ) Ｐ 波 速 度 Ｖp（km/s） Ｓ 波 速 度 Ｖs（km/s） Ⅰ +36 ～ -4 1.62 0.60 Ⅱ -4 ～ -14 1.80 0.67 Ⅲ -14 ～ -24 1.94 0.72 Ⅳ -24 ～ -54 1.97 0.77 Ⅴ -54 ～ -94 2.10 0.82 岩盤部の 速度層区分 標高 (m) S波速度 Vs(km/s) Ⅰ +36～ -4 0.60 Ⅱ -4～-14 0.67 Ⅲ -14～-24 0.72 Ⅳ -24～-54 0.77 Ⅴ -54～-94 0.82 T.P. ※1 ※1 T.P.とは東京湾平均海面を示す。
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 4.1-1 表に，解析用物性値を第 4.1-2 表に示す。
12 第 4.1-1 表 解析用物性値設定の考え方※1 ※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。 岩盤部 （相良層：砂岩・泥岩互層） 砂 シルト 物理特性 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 静的 変形 特性 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 弾性係数 PS 検層による速度層ごとの S 波速度および密度より算定 ＰＳ検層によるＳ波速度 および密度より算定 ＰＳ検層によるＳ波速度 および密度より算定 動せん断弾性 係数のひずみ 依存性 動的三軸試験結果 動的三軸試験結果 動的三軸試験結果 動ポアソン比 PS 検層による速度層ごとの P 波速度，S 波速度により算定 ＰＳ検層による Ｐ波速度，Ｓ波速度 により算定 ＰＳ検層による Ｐ波速度，Ｓ波速度 により算定 動的 変形 特性 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 三軸圧縮試験結果 三軸圧縮試験結果 せん断強 度 残留強度 三軸圧縮試験結果 （考慮しない） （考慮しない）
第 4.1-2 表 解析用物性値 岩盤部 砂岩 泥岩 砂 シルト 物理特性 単位体積重量 γ(kN/m3) 20.5 19.9 19.5 E =(Aσｍ’＋B)(Cσｍ’＋D) E =(Aσｍ’＋B)(Cσｍ’＋D) 静弾性係数 E(N/mm2) (低応力部) A=14.8 B=2.55 C=-172.2 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=266.40 (高応力部) A=0.94 B=11.17 C=-11.0 D=273.02 350 520 静的変形 特性 静ポアソン比 νs 0.33 0.23 0.28 0.35 初期動せん断 弾性係数 G0(N/mm2) 120 180 動せん断弾性 係数のひずみ 依存性 G/G0 動ポアソン比 νd 0.49 0.48 動的 変形特性 減衰定数 h(%) ピーク強度 (N/mm2) （低応力部） τ＝0.32+σm'tan62° （高応力部） τ＝1.08+σm'tan33° （低応力部） τ＝2.21+σm'tan42° （高応力部） τ＝4.00+σm'tan19° τ=0.12+σm'tan52° τ=0.085+σm'tan23° せん断強度 残留強度 (N/mm2) （低応力部1） τ2＝1.57σ m'-σm'2 （低応力部2） τ＝0.23+σm'tan58° （高応力部） τ＝0.77+σm'tan33° （低応力部1） τ2＝2.25σ m'-σm'2 （低応力部2） τ＝0.43+σm'tan48° （高応力部） τ＝1.23+σm'tan28° （考慮しない） （考慮しない） σ'：浮力を減じた常時の平均応力（N/mm2） せん断ひずみ Ｇ/Ｇ０ 10-5 1.00 10-4.5 0.98 10-4 0.90 10-3.5 0.78 10-3 0.61 せん断ひずみ ｈ 10-5 2.5 10-4.5 2.9 10-4 3.3 10-3.5 4.5 10-3 5.7 せん断ひずみ Ｇ/Ｇ０ 10-5 1.00 10-4.5 0.94 10-4 0.85 10-3.5 0.65 10-3 0.38 せん断ひずみ Ｇ/Ｇ０ 10-5 1.00 10-4.5 0.93 10-4 0.84 10-3.5 0.67 10-3 0.43 せん断ひずみ ｈ 10-5 1.5 10-4.5 1.6 10-4 2.4 10-3.5 6.4 10-3 14.4 せん断ひずみ ｈ 10-5 3.2 10-4.5 4.3 10-4 5.9 10-3.5 8.0 10-3 10.2 標高 Ｇ０ +36～ -4 760 -4～ -14 940 -14～ -24 1,090 -24～ -54 1,240 -54～ -94 1,400 T.P.(m) 標高 νd +36～ -4 0.42 -4～ -14 0.42 -14～ -24 0.42 -24～ -54 0.41 -54～ -94 0.41 T.P.(m)
14 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 4.1-3 表に，入力地震動の考え方を第 4.1-2 図に示す。 4.1.4 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。
第 4.1-3 表 基準地震動 Ss 地震動 (水平動，鉛直動) 備考 Ss-DH，Ss-DV 設計用模擬地震波 Ss-1H，Ss-1V 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) Ss-2H，Ss-2V 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) Ss-3H，Ss-3V 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 第 4.1-2 図 入力地震動の考え方 反射波 入射波 エネルギー 伝達境界 エネルギー 伝達境界 粘性境界 ▼ 解放基盤表面 T.P.－14m T.P.－94m 基準地震動 Ss (2・E0) 一次元波動論 による応答計算 入力地震動 T.P.＋6m T.P.－94m 応答波 (E1+F1) ▽ ▽ ▽ ▽ (F1) (E1) (2・E1) 自由地 盤 自由地 盤
16 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 4.2-1 図に示す。
第 4.2-1 図 安定性評価フロー すべり安定性の評価 地震応答解析（動的解析） 静的解析 常時応力 動的応力 解析モデル入力地震動 基準地震動 Ss 地震時の応力 すべり安全率 ＜常時荷重＞ ＜地震時荷重＞
18 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。
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-DH，Ss-DV）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。
20 第 5-1 表 すべり安全率（SS-DH，SS-DV） ：すべり面 ：すべり安全率の最小値 すべり面形状 最小すべり 安全率 時刻 （秒）
1
2.8 20.092
2.3 20.093
2.1 20.084
5.5 20.085
3.3 20.08 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり モビライズド面のすべり （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面） （砂岩層沿い） モビライズド面＋砂岩層沿いのすべり 10° （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面）第 5-2 表 すべり安全率（SS-1H，SS-1V） ：すべり面 ：すべり安全率の最小値 すべり面形状 最小すべり 安全率 時刻 （秒）
1
3.7 25.062
3.4 27.823
3.1 27.824
8.3 27.825
5.1 27.82 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり モビライズド面＋砂岩層沿いのすべり （砂岩層沿い） 10° （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面） モビライズド面のすべり （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面）22 第 5-3 表 すべり安全率（SS-2H，SS-2V） ：すべり面 ：すべり安全率の最小値 すべり面形状 最小すべり 安全率 時刻 （秒）
1
3.7 30.212
3.4 30.213
3.2 30.214
8.5 30.215
5.3 30.21 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり モビライズド面＋砂岩層沿いのすべり （砂岩層沿い） 10° （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面） モビライズド面のすべり （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面）第 5-4 表 すべり安全率（SS-3H，SS-3V） ：すべり面 ：すべり安全率の最小値 すべり面形状 最小すべり 安全率 時刻 （秒）
1
3.3 117.662
3.1 117.663
2.9 117.664
7.3 117.665
4.9 117.66 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり 10° （砂岩層沿い） 砂岩層沿いのすべり モビライズド面のすべり （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面） （砂岩層沿い） モビライズド面＋砂岩層沿いのすべり 10° （ﾓﾋﾞﾗｲｽﾞﾄﾞ面）28 6. 参考文献 (1)「原子力発電所耐震設計技術指針 JEAG4601-1987」 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.6-19，1985
