研究課題
本研究の目的は，地盤内の空気相に注目し，降雨や地下水位上昇といった外水位変動，変形によって，如何に空気相が封入もしくは漏出するかを明らかにすることにある．空気相は圧縮性が高いため，その影響が顕著になるのは飽和度の高い状態である．しかし，既往の不飽和土構成モデルを適用した土/水/空気連成解析では，高飽和度領域で計算が不安定になる問題があった．そこで，空気相の液相への溶解現象を考慮した連成モデルを構築した．得られた解析プログラムによって，傾斜地盤への降雨浸透現象をシミュレーションした．その結果，降雨強度に応じて，地盤内に異なる空気圧分布が生じることが分かった．次に，降雨や蒸発散という自然の水収支がある実物大盛土において，含水率，水圧，空気圧を計測し，詳細な浸透挙動の把握を目指した．得られた含水率分布，サクション分布は，解析から得られた傾向と同じであり，豪雨時の地盤内の空気圧上昇も確認できた．現地計測では，既往のテンシオメーターとともに，ワイヤレス計測が可能なiテンシオメーターの適用性にも確認できたが，長期の計測では計測器内部水のキャビテーション発生により，計測できない状態になる問題があった．そこで，テンシオメーター先端のセラミック飽和に関するメカニズムを検証するために，種々の方法で飽和したセラミックをX線CTスキャンにより内部密度を可視化し，飽和状態を比較した．セラミックを気乾状態に放置した場合の乾燥挙動や，飽和手法により飽和状態の違いは確認できたものの，得られた結果がまだ少ないため，今後さらなるデータの蓄積が必要である．
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