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高精度傾斜計を用いた広域地下水流動評価法の開発

Research Project

Project/Area Number 19656238
Research Category

Grant-in-Aid for Exploratory Research

Allocation TypeSingle-year Grants
Research Field Earth system and resources enginnering
Research InstitutionTohoku University

Principal Investigator

松木 浩二  Tohoku University, 大学院・環境科学研究科, 教授 (10108475)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 坂口 清敏  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 講師 (50261590)
木崎 彰久  東北大学, 大学院・環境科学研究科, 助教 (60344686)
Project Period (FY) 2007 – 2008
Project Status Completed (Fiscal Year 2008)
Budget Amount *help
¥3,200,000 (Direct Cost: ¥3,200,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,400,000 (Direct Cost: ¥1,400,000)
Fiscal Year 2007: ¥1,800,000 (Direct Cost: ¥1,800,000)
Keywords高精度傾斜計 / 地下水流動場 / 半無限均一岩体 / 逆解析 / 不均一岩体 / 有限要素法 / 地表面形状 / 半無限均-岩体 / 不均-岩体
Research Abstract

本年度は, 昨年度に引き続き岩体の不均一性等が地表面傾斜量に及ぼす影響に関する有限要素解析を行なうとともに, 有限要素法に基づく地表面傾斜量の逆解析による地下水流動場の評価法を開発した.
1. 地表面傾斜量に及ぼす岩体の地表面形状や不均一性の影響については, 特に二層構造の岩体の場合と断層の影響について有限要素解析を行い, 以下の主たる知見が得られた. 1)上部に軟弱層, 下部に硬層がある場合にそれらの境界付近で地下水流動が生じると, 地下水流動場上部の地表面傾斜量は均一な場合に比較して大きくなる. これは, 硬層で体積変化が生じにくいことを補償するために軟弱層でより大きな鉛直方向の変形が生ずるためである. 2)断層の弾性定数が小さいほど, 岩体の変形が断層によってより吸収され, 地下水流動の影響は断層の向こう側には及ばなくなる. 3)不均一な岩体の場合, 岩体を均一と仮定して地表面傾斜量の逆解析により地下水流動場を評価すると大きな誤差を生ずる場合がある.
2. 二次要素を用いた有限要素コードを基に, 地表面傾斜量の逆解析により不均一岩体の地下水流動場を評価する方法を開発し, 岩体が均一半無限体の場合について理論解とほぼ一致することを確認した. ただし, 大きなモデルを現有のワークステーションで計算するためには, 分割計算を行なう必要があるために膨大な計算時間(約1週間)を要し, 改善の余地があることがわかった.

Report

(2 results)
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2008 2007

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results) Presentation (3 results)

  • [Journal Article] A quadratic element method for evaluating groundwater flow by the inversion of surface tilt with application to the Tono Area, Japan2008

    • Author(s)
      K. Matsuki, K. Nakatani, T. Arai, K. Ohmura, R. Takeuchi, Y. Arai, S. Takeuchi
    • Journal Title

      Journal of Hydrology 360

      Pages: 217-229

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 地表面傾斜量に及ぼす岩体の不均一性と地表面形状の影響に関する有限要素解析2008

    • Author(s)
      木村かおり, 松木浩二
    • Journal Title

      第12回岩の力学国内シンポジウム&第29回西日本岩盤工学シンポジウム講演論文集

      Pages: 787-794

    • Related Report
      2008 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 地下水流動によって生じる地表面傾斜量に及ぼす断層の影響2008

    • Author(s)
      木村かおり, 松木浩二
    • Organizer
      資源・素材学会平成21年度春季大会
    • Place of Presentation
      津田沼
    • Year and Date
      2008-03-28
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Hydrogeological conceptional model determined from baseline and construction phase groundwater pressure and surface tiltmeter data at hte Mizunami Underground Research Laboratory, Japan2007

    • Author(s)
      S. Takeuchi, K. Matsuki, et. al.
    • Organizer
      11th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management, ICEM07-7141, ICEM2007
    • Place of Presentation
      Bruges(ベルギー)
    • Year and Date
      2007-09-02
    • Related Report
      2007 Annual Research Report
  • [Presentation] Evaluation of groundwater flow during excavation of shafts by inversion of tilt data2007

    • Author(s)
      K. Matsuki, K. Nakatani, et. al.
    • Organizer
      11th Congress of the International Society of Rock Mechanics
    • Place of Presentation
      Lisbon(ポルトガル)
    • Year and Date
      2007-07-09
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2016-04-21  

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