| 研究課題/領域番号 |
63302057
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| 研究機関 | 京都大学 |
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研究代表者 |
寺田 孚 京都大学, 工学部, 教授 (40025862)
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| 研究分担者 |
菅原 勝彦 熊本大学, 工学部, 教授 (60109668)
水田 義明 山口大学, 工学部, 教授 (20107733)
石島 洋二 北海道大学, 工学部, 教授 (10011115)
西山 孝 京都大学, 工学部, 助教授 (70026227)
斉藤 敏明 京都大学, 工学部, 助教授 (90056151)
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| キーワード | 坑水制御 / 坑水の流出 / 浸透流解析 / 準3次元、3次元浸透流解析 |
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| 研究概要 |
本研究では、鉱山やトンネル等の堀削現場を対象として、原位置地下岩盤内における地下水の流動状況の調査により、坑水源となっている地下水の岩盤内における流動挙動と坑水の流出状況の実態を調査した。一方、原位置岩盤内における地下水の流動挙動の解析法とその最適モデルの策定研究を行い、原位置調査等によって得られた地下水流動特性を用いて、種々の条件下における地下岩盤内の流動挙動と坑内空洞への流出挙動の解析を試み、坑水制御法策定の基礎的資流を得た。坑水を流出している堀削空洞の存在する地域は見掛け上一様な半無限浸透流媒体とみなすことができ、採掘や堀削の影響をうけた領域を板状あるいは円柱状とした簡単な平面および軸対称モデルを用いて、有限要素法による定常浸透流解析を行って岩盤内の地下水の流動挙動を解析した。この結果、自由地下水面の形や地下空洞への流出坑水量と地盤の透水性との関係など坑水の流出に関する多くの特徴を見出した。また、複雑な地質構造や空洞状況を持つ場合には、一般に多くの手数を要する三次元浸透流解析法を必要とするが、デ-タ入力が容易な解析システムを考案した。さらに、露天堀採掘における地下水問題を解析する手法として準三次元浸透流解析法を考案し、複合多層モデルの定式化を行ってその有効性を見出した。
解析に必要な地下水の滋養量や透水係数は原位置調査の結果から決定する水文学的な方法が専ら利用されているが、本研究では、風化岩体における割れ目の発達状況から透水係数等を求めるための地質学的な検討や、亀裂性岩盤を念頭において揚水試験と理論解析とから、より正確な浸透流解析に必要な地盤定数の計測・評価を行う方法についても検討した。
上述の結果を総合し、鉱山学的および岩盤工学的見地から目的に応じた最適の坑水制御法を確立する指針について検討した。
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