Overcoring rock stress measurements in drillopes onkpp169 and onk-PP170, olkiluoto


Berg Sofi, Sjoberg Jonny


Working Reports contain information on work in progress or pending completion.



  Three-dimensional overcoring rock stress measurements were conducted in drillholes ONK-PP169 and ONK-PP170 at the 230 m depth level in the ONKALO site ramp. The measurements were performed during the spring of 2008.

The objective of the measurements was to obtain better understanding of the in situ stress field for the measured depth levels. Another objective was to increase the confidence and reliability and to diminish the uncertainties concerning the state of stress at shallow depth of ONKALO.

Due to problems with bonding of strain gauges, which may have been caused by a thin layer/coating of unknown material on the pilot hole wall, stress measurements results were only achieved in drillhole ONK-PP170 at -230 m level. The initial plan was to conduct measurements at three depth levels, -120 m, -180 m and -220 m levels, in the ONKALO ramp. Two (2) of the conducted measurements could be rated as successful (rating a) two (2) measurement were partly successful (rating b).

The results from the measurements assuming isotropic condition, the major principal stress is plunging between 18? and 35? and trending between S and WSW. Stress magnitudes (for ?1) varied between 12 and 16 MPa except for test 2:3:3 where a much higher value (47 MPa) was obtained. The orientation of the major principal stress are similar for test 2:3:3 and 2:4:3 (WSW), but are different from the orientation of the major principal stress for test 2:5:1 and 2:6:1 (S). Likewise, the horizontal stresses have the highest values for test 2:3:3 but in this case the orientation is similar to test 2:5:1 and 2:4:3. The horizontal stress magnitudes of test 2:4:3, 2:5:1 and 2:6:1 are similar but the orientation for test 2:6:1 are different from the other three tests.

The results from two of the measurements assuming transversely isotropic conditions, the major principal stress is 12.3 MPa and 12.7 MPa, trending WSW and S, plunging 30.

Kevaalla 2008 ONKALOn ajotunnelissa tehtiin jannitystilamittauksia kolmidimensionaalisella irtikairausmenetelmalla. Mittaukset tehtiin 230 m syvyydelle kairatuissa lyhyissa kairarei'issa ONK-PP169 ja ONK-PP170.

Mittausten tavoite oli saada parempi kasitys in situ jannitystilasta mittaussyvyyksilla ja siten parantaa ONKALO alueen jannitystilatulkinnan luotettavuutta ja paikkansapitavyytta. Alkuperainen mittaussuunnitelma kasitti mittauksia kolmella syvyydella, -120 m, -180 m ja -230 m, ONKALOn ajotunnelissa. Venymaliuskojen liimatartunnan ongelmista johtuen onnistuneita mittauksia tehtiin vain syvyydella -230 m reiassa ONK-PP170. Tartuntaongelma saattoi johtua tunnistamattoman aineen pilottireian pinnalla muodostamasta kalvosta. Suoritetuista mittauksista kaksi (2) voitiin luokitella onnistuneeksi (luokka a) ja kaksi (2) osittain onnistuneeksi (luokka b).

Mittausten perusteella, olettaen kivi mekaanisesti isotrooppiseksi, suuriman paajannityksen suunta on etelan ja lansi-lounaan valilla ja sen kaade vaihtelee 18? ja 35? valilla. Jannitystilan suuruus (?1) vaihtelee valilla 12 ja 16 MPa, poikkeuksena testi 2:3:3, jonka tulos on huomattavasti korkeampi (47 MPa). Suurimman paajannityksen suunta oli mittauksissa 2:3:3 ja 2:4:3 lansi-lounas, mutta mittausten 2:5:1 ja 2:6:1 mukaan se on etela. Korkein vaakajannitys tulkittiin myos mittauksesta 2:3:3, mutta sen suunta on sama kuin mittauksissa 2:4:3 ja 2:5:1. Vaakajannitysten suuruus on vastaava mittauksissa 2:4:3, 2:5:1 ja 2:6:1, mutta mittauksen 2:6:1 suunta poikkeaa kolmesta muusta. Mekaanisesesti suuntautuneen, transversely isotropic, materian mukainen jannitystilatulkinta voitiin tehda vain kahdelle mittaukselle. Tulosten mukaan suurin paajannitys on 12.3 MPa tai 12.7 MPa, suuntaan lansi-lounas tai etela ja kaade 30.