フィルダム-地山系におけるフィルダム三次元浸透流解析に関する研究

1997 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 07660308
• Research Institution: HIROSAKI UNIVERSITY
• Principal Investigator: 角野 三好 弘前大学, 農学生命科学部, 講師 (80003523)
• Keywords: フィルダム / 三次元浸透流解析 / 有限要素法 / 地山 / 浸潤面

Research Abstract

本研究では、地山を含めたフィルダムの定常浸透流実験と三次元有限要素法の定式化および解析を行った。地山形状モデルとして、Type(1)三角柱モデルおよびType(2)V字谷モデルを設定した。
この結果、以下のことなどが明かとなった。
1.室内実験
(1)地山を有するフィルダムでは地山の特性が浸潤面に直接反映する。
(2)Type(1)では、ダムの天端から下流側の範囲で流線が末広がりとなり、Type(2)では、ダムの法先に収束するように流線が得られた。この結果は、二次元では起こり得ない。
(3)特にType(2)の場合、設計基準で得られる浸潤線より高い位置に浸潤面が生ずるので地山条件によってはダムの安全上問題が生ずる場合が考えられる。
(4)ダム浸潤面の形状には地山角度および勾配の大小とダム堤長の長さが大きく関与する。
2.FEM解析
実験結果を基に地山角度、勾配さらにダム堤長の長さを変えながら解析した。
(1)ダムが二次元浸透流として取扱いできるダム堤長の長さは、影響係数αによって表せる。
(2)地山勾配の大小にかかわらず、Type(1)ではダム天端から下流側の範囲で等水位線は天端側に向かって上向きの放物線となる。Type(2)では下向きの放物線となる。
(3)これらの結果は実験で得られた傾向と同じであるが、解析では地山角度などの違いによる放物線の曲率の程度を明らかにした。