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斜面の安定性は斜面を構成する土層の浸透特性に著しく影響を受ける。特に、斜面が成層をなす場合の浸透現象は解明されていない点を多く残している。斜面中に著しく粗な領域や著しく密な領域のような不均一土層がはさまれているときの浸透現象もその1つである。本年度は、昨年度実行された成層土中の流線の可視化実験の理論的解析を行ない、また本年度購入したマイクロロガ-測定装置を用いたモデル土槽実験を実施した。
まず成層土中の流線の可視化実験では、土が飽和状態でも不飽和状態でも2つの相接する土層の境界面において流れの保存則に従った流線の屈折が生ずることを確かめた上で、この屈折則をもとにした土の非等方性係数を算出した。非等方性係数は流れの下流側と上流側の各透水係数の比の関数で与える方法と、成層に対して垂直な方向の平均透水係数とそれに対して平行な方向の平均透水係数との比で与える方法とを検討し、層境界面における横流れ現象を予測するためには前者の方法が優れていることを明らかにし、その具体的な数値例を算出した。
マイクロロガ-測定装置によるモデル土槽実験では、上層を標準砂、下層を粒径1mmの粗ビ-ズとする2層土層を作成した。そして両者の境界面の傾斜角度を様々に変化させることによって上層に生ずる横流れ現象及び下層に生ずるfingering現象を観察するとともに境界面付近のサクション変化を上記測定装置によって測定した。その結果、傾斜境界面では土層の上部から流下して来た浸透水が集積して横流れ現象を起こすこと、この集積水はある程度以上増加すると第2層の粗ビ-ズ層内にfingering現象をひき起こすことがわかった。このような集積流→横流れ→fingering現象という連鎖と発見は、不均一斜面における浸透流の挙動とそれに影響を受けた斜面の安定性の解明にとって重要な役割を持つと考えられる。
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