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岩盤不連続面のせん断-透水同時特性の高精度評価技術の開発と実用化

研究課題

研究課題/領域番号 14702041
研究種目

若手研究(A)

配分区分補助金
研究分野 地盤工学
研究機関九州大学

研究代表者

三谷 泰浩  九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20301343)

研究期間 (年度) 2002 – 2004
研究課題ステータス 完了 (2004年度)
配分額 *注記
15,990千円 (直接経費: 12,300千円、間接経費: 3,690千円)
2004年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
2003年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
2002年度: 8,450千円 (直接経費: 6,500千円、間接経費: 1,950千円)
キーワード岩盤不連続面 / 透水特性 / 力学特性(せん断特性) / 力学-透水同時特性 / 室内実験 / 地理情報システム / シミュレーション
研究概要

本研究では,深部地下に対応した高水圧かつ低動水勾配下での不連続面の透水性を実験的に把握できるような実験装置の改良と評価技術の開発を行い,最終的には実岩盤への適用を考慮した実用化のためのシミュレーション手法を提案することを目的として研究を行った。得られた成果は以下の通りである。
1)高機能かつ高精度なせん断-透水同時実験装置の開発と実験手法の確立
深部岩盤中の水の流れを再現するような高水圧かつ低動水勾配下での同時実験が可能なせん断-透水同時実験装置の設計・開発を行い,せん断中に10^<-3>〜10^2cm/secまでの幅で大きく変動する透水係数を定量的にかつ精度よく捉えることができた。また,開発した実験装置を用いて基礎的な不連続面のせん断-透水同時実験を行い,不連続面のせん断-透水同時特性について評価するとともに,その試験方法を確立した。
2)せん断-透水同時実験と不連続面の間隙幅の評価技術の開発
不連続面の透水性は間隙幅に支配されるが,その評価技術は,不連続面内の間隙幅分布を無視した単なる2次元断面のモデルしか存在しない。そのため,不連続面表面をレーザー変位計で高精度に計測し,このデータと実験結果から,不連続面の初期間隙幅を特定する方法を開発し,不連続面の間隙幅の空間分布特性を把握する方法を開発し,不連続面のせん断-透水挙動モデル化のための基礎データとした。
3)せん断-透水同時特性評価技術確立のためのシミュレーション手法の開発
地理情報システム(GIS)を用いて,不連続面の間隙幅の空間分布データをもとに,実験結果のGISによるシミュレーションを行い,せん断-透水同時特性の評価モデルの構築を行った。その結果,不連続面に作用する垂直応力,せん断応力などの応力変化に応じた透水特性の変化,せん断応力の変化を定量的に求めることができるシミュレーションモデルを開発することができた。

報告書

(3件)
  • 2004 実績報告書
  • 2003 実績報告書
  • 2002 実績報告書
  • 研究成果

    (9件)

すべて 2005 2004 その他

すべて 雑誌論文 (5件) 文献書誌 (4件)

  • [雑誌論文] せん断変形過程における岩盤不連続面の間隙幅分布の評価に関する研究2005

    • 著者名/発表者名
      三谷泰浩, 江崎哲郎, 浦川文寛, Mostafa SHARIFZADEH
    • 雑誌名

      第34回岩盤力学に関するシンポジウム講演論文集

      ページ: 57-64

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of Evaluation Method of Rock Joint Aperture Distribution2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sharifzadeh, Y.Mitani, T.Esaki, F.Urakawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISRM Regional Symposium, EUROCK 2004 & 53th Geomechanics Colloquium

      ページ: 565-568

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Application of a mechanical constitutive model of rock joint to the study of the scale effect2004

    • 著者名/発表者名
      F.Vallier, Y.Mitani, M.Boulon, T.Esaki
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISRM Regional Symposium, EUROCK 2004 & 53th Geomechanics Colloquium

      ページ: 565-568

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] An investigation of joint aperture distribution using precise surface asperities measurement and GIS data processing2004

    • 著者名/発表者名
      M.Sharifzadeh, Y.Mitani, T.Esaki, E.Urakawa
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISRM International Symposium 3rd ARMS

      ページ: 165-171

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [雑誌論文] Development of a new shear model for rock joints, application to scale effect2004

    • 著者名/発表者名
      F.Vallier, Y.Mitani, T.Esaki, M.Boulon
    • 雑誌名

      Proceedings of the ISRM International Symposium 3rd ARMS

      ページ: 983-988

    • 関連する報告書
      2004 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuhiro Mitani, Tetsuro Esaki, Guoyun Zhou, Yuichi Nakashima: "Experiments and Simulation of Shear-Flow Coupling Properties of a Rock Joint"Proceedings of Soil and Rock America 2003. 1459-1464 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] Y.Mitani, T.Esaki, S.Mostafa, V.Frederic: "Shear-flow coupling properties of a rock joint and its modeling by Geographic Information System (GIS)"Proceedings of the 10^<th> Int.Congr.On Rock Mechanics, ISRM. 829-832 (2003)

    • 関連する報告書
      2003 実績報告書
  • [文献書誌] 田中亮介, 江崎哲郎, 三谷泰浩, 竹原大倫: "岩盤不連続面のせん断-透水同時実験の高精度評価手法に関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書
  • [文献書誌] Yasuhiro Mitani, Tetusro Esaki, Guoyun Zhou, Yuichi Nakashima: "Experiments and Simulation of Shear-Flow Coupling Properties of a Rock Joint"Proceedings of the Soil and Rock America 2003. (発表予定). (2003)

    • 関連する報告書
      2002 実績報告書

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公開日: 2002-04-01   更新日: 2016-04-21  

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