ため池堤体内の透水性の不均一性と浸透破壊現象に関する研究

2010 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 22580282
• Research Institution: National Agriculture and Food Research Organization
• Principal Investigator: 堀 俊和 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・施設工学研究領域, 上席研究員 (20414451)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 毛利 栄征 独立行政法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究所・施設工学研究領域, 研究領域長 (90373224) ; 羽田野 祐子 筑波大学, システム情報工学研究科, 准教授 (60323276)
• Keywords: ため池 / 透水性 / 不均一性 / 浸透破壊 / 模型実験 / 数値解析

Research Abstract

1. 小型アクリル土槽(88×10×50(H)cm)を用いて、透水性のばらつきを測定する実験を行った。笠間土を用い、締固め土80%、仕上がり層圧10cmで模型地盤を作製した。模型地盤中には電気伝導度センサーの測定孔(9点)を設置している。模型の片側から浸透させ、各測定孔間の平均間隙流速および水頭を測定するとともに、模型解体の際に間隙率を測定した。これらの値から作成した模型地盤の横方向透水係数の変動係数を算出した結果、0.28となった。相関距離は対象地盤の1/10程度といわれているが、今回は模型長の約1/4の23cmとなった。以上の結果から、透水性のばらつきの測定手法が確立された。
2. 実際のため池において、ボーリング孔を利用した現場定水位透水試験を行い、透水性のばらつきを測定した。この結果、堤体の透水係数の変動係数は0.7となった。強度などの土質定数の変動係数は0.05～0.3程度といわれていることから、他の定数と比較して透水係数のばらつきは非常に大きいことが分かった。
3. 野外に大型の実験土槽(400×100×150(H)cm)を作成した。流速の測定孔は147点設置されている。本実験では、予備実験と同様の方法で、間隙流速のばらつきを測定し、透水性のばらつきが対数正規分布に従うことを確認するとともに、変動係数および相関距離を求める。更にばらつきの分布が時間とともに、どのように変化するかを計測する。
4. 次年度に実施する遠心模型実験の予備試験を実施した。高さ約50cmのため池堤体模型を作成し、貯水および降雨による浸透を発生させ、間隙水圧の不均一性を測定する実験方法について確認を行った。