液浸法実験と粒子ベースの数値計算による内部侵食の微視スケールでの可視化と把握

2018 年度 研究成果報告書

• 研究課題/領域番号: 16K18146
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 地盤工学
• 研究機関: 長岡技術科学大学
• 研究代表者: 福元 豊 長岡技術科学大学, 工学研究科, 助教 (60757350)
• 研究期間 (年度): 2016-04-01 – 2019-03-31
• キーワード: 内部侵食 / 浸透流 / 混相流 / 可視化

研究成果の概要

地盤の内部侵食を詳細に把握するために，浸透流と土粒子を微視スケールで直接的に観察できる方法の開発を模型実験と数値計算の両面からおこなった．模型実験では，屈折率マッチング技術にもとづく方法により，土骨格中の浸透流の流速を2次元的に直接取得することができた．数値計算では，模型実験で得られた結果との比較をしながら，粒子－流体連成モデルを高度化した．

自由記述の分野

地盤工学

研究成果の学術的意義や社会的意義

深刻な地盤災害の引き金となる内部侵食を土粒子とその間隙のスケールで可視化して把握できる方法を確立すれば，その発生・進行メカニズムへの理解を深めることが期待できる．本研究で得られた結果は，内部侵食を微視スケールで摩擦・衝突・流体などが複雑に絡み合ったマルチフィジックス現象として捉えた，新しい切り口を与えるものであると考えられる．