軟弱地盤中の水理破砕による亀裂の発達に関する研究

• 研究課題/領域番号: 12760162
• 研究種目: 奨励研究(A)
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 農業土木学・農村計画学
• 研究機関: 岐阜大学
• 研究代表者: 西村 眞一 岐阜大学, 農学部, 助教授 (90228221)
• 研究期間 (年度): 2000 – 2001
• 研究課題ステータス: 完了 (2001年度)
• 配分額: 2,500千円 (直接経費: 2,500千円); 2001年度: 500千円 (直接経費: 500千円); 2000年度: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円)
• キーワード: 水理破砕 / 漏水 / 圧縮試験 / 伸びひずみ / 縦亀裂 / 破壊靭性 / 農業用フィルダム / 供試体直径 / 初期亀裂長

研究概要

1.目的:農業用のフィルダムにおける漏水の原因の一つとして水理破砕があげられるが、その原因の一つとして堤体および基礎地盤中の縦亀裂の存在が考えられる。破壊靭性の測定の結果、軟弱な粘性土では1cmの程度の亀裂でも1m弱程度の水圧で発達する危険性があることが分かった。したがって、小さいな亀裂でも水理破砕へと発達する可能性が考えられる。一般的に物質は延性から脆性へとその性質を変えるにしたがい、せん断分離より引張分離が優先されることを考慮すると、土であっても鉛直方向の載荷により縦亀裂が生じる危険性が考えられる。そこで本研究では鉛直方向の圧縮による縦亀裂の発生の有無について検討した。
2.方法:漏水を生じた農業用ダムの基礎地盤から採取した粘性土と建設中のダムの築堤材となっている砂質シルトを試料とした。粘性土は不撹乱試料と撹乱試料により、砂質シルトは撹乱試料により供試体を作成し、これらを用いて三軸圧縮試験を行った。この実験では側方への伸びによる縦亀裂の発生の有無について幾つかの拘束条件下で検討した。具体的には供試体の上下端面の拘束を極力排除した場合、既存の方法のまま行った場合等である。また、局所変位測定装置を用いた側方ひずみの測定も行い、縦亀裂発生時の応力・ひずみ量の検討も行った。
3.結果:粘性土、シルトとも縦方向の圧縮により、側方への伸びひずみが生じ縦亀裂が発生する場合があることが分かった。この場合、縦亀裂はせん断亀裂よりも早期に発生するが、これによる強度の低下は見られなかった。このことは、ダムの堤体や基礎は構造物としての破壊は生じなくても、内部に漏水の原因となる縦亀裂が生じる可能性があることを示してる。