施設・設備紹介地盤システム系

高レベル放射性廃棄物の地層処分場では，ガラス固化した放射性廃液の廃棄体をステンレス製の容器に密閉し，それを高圧圧縮成形したベントナイト緩衝材で覆った上で岩盤層の天然バリアに封じ込めることを基本としています．本試験装置は，その緩衝材の力学性能を評価するための試験装置であり，不飽和状態から飽和状態におけるベントナイト緩衝材のせん断特性を把握することが可能です．垂直，水平の2方向の載荷機構にメガトルクモータを採用したことにより，大容量ながら超精密に変位制御することができます．また，大容量の試験機であるため，礫質材料のせん断試験にも利用することができます．

地盤材料の地震時挙動を把握するための試験装置であり，中空円筒供試体を用いることで，自然堆積地盤内の異方的な初期有効応力状態を忠実に再現した上で，純粋な繰り返し単純せん断応力を精密に載荷することが可能です．ACサーボモータの駆動を2つの電磁クラッチならびに電磁ブレーキを用いて制御する特殊機構を採用しており，微小ひずみレベルから大ひずみレベルまでをカバーした精密な繰り返し載荷が可能となっています．

地盤材料の地震時挙動を把握するための試験装置であり，単純せん断機構を用いることで，自然堆積地盤内の異方的な初期有効応力状態を忠実に再現した上で，純粋な繰り返し単純せん断応力を精密に載荷することができます．パルスモータとハーモニックドライブ減速機を用いており，広範なせん断ひずみ速度（0.006～6％/min）での試験が可能です．また，荷重の計測には，垂直荷重，水平荷重ともに内部ロードセルを用い，また水平変位は上部ペデスタルの移動量をギャップセンサで計測することにより精度を高めています．供試体寸法は直径60mm，高さ30mmとしており，シンウォールサンプラーで採取した自然堆積粘土での試験が無理なく実施することが可能です．単純せん断モードの実現には，1mm厚の多層スリップリングを使用しています．

地盤材料の動的ならびに静的な力学特性を評価するための三軸試験装置です．三軸セルの下部よりDCサーボモータによるジャッキでひずみ制御載荷と，上部より空圧サーボ弁を用いた荷重制御載荷の2通りの載荷方式での試験が可能です．空圧サーボ弁では，サイン波による振動三軸試験も実施できます．垂直荷重は耐水圧型内部ロードセルを採用しており，精密な荷重計測を可能としています．

粘性土の一次元的な圧縮特性を評価するための試験装置であり，特に定ひずみ速度で載荷できるために，構造が卓越した自然堆積粘土の圧縮特性を把握するのに威力を発揮します．載荷機構にメガトルクモータを使用することにより，位置決めが極めて高精度の分解能(0.1μm以下)で可能であり，モータによる載荷軸の制御がそのまま変位の計測も兼ね，高効率かつ高精度の実験が実施できます．載荷速度は，2%/min～0.00002%/minまで100万倍の幅で随時可変です．また，プログラムの制御により定圧試験も行うことができます．

高レベル放射性廃棄物の地層処分場で，廃棄物を覆う緩衝材として使用される予定の圧縮ベントナイトは，水を吸うと大きく膨張します．しかし，天然バリア中に埋設されているために，緩衝材は大きく膨張する代わりに，非常に高い膨潤圧が緩衝材の内部で発生することになります．本試験装置は，水浸に伴う飽和過程において，圧縮ベントナイトに発生する膨潤圧を長期にわたり自動計測が可能です．本試験装置で飽和した圧縮ベントナイトは，一面せん断試験の供試体としても使用されます．

地盤材料の物理化学的性質は温度・湿度に非常に敏感であり，各種の力学特性を精密に計測するためには，温度・湿度が変化しない条件下で実験することが必要です．本設備は，大型空調を備えたユニット式の恒温恒湿室であり，温度を±0.5℃，湿度±1%の範囲内で制御することが可能です．地盤システム系の研究実験用の実験装置は，ほとんどこの恒温恒湿実験室の中に設置されています．