締固めた土の飽和・不飽和浸透特性の評価法及びフィルダム解析への適用に関する研究

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03660244
• Research Institution: Tottori University
• Principal Investigator: 森井 俊廣 鳥取大学, 農学部, 助手 (30231640)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 服部 九二雄 鳥取大学, 農学部, 助教授 (00032300)
• Keywords: 浸透流解析 / フィルダム / 不飽和土 / 有限要素法 / 室内実験 / ラジオアイソトープ法 / 堤体の安定性

Research Abstract

フィルダムで代表される盛土構造物や斜面などでの浸透流動を予測するうえで,飽和・不飽和浸透流解析法が有効な手段となる。その特徴は,非定常な動きを簡単にとらえられ,降雨浸透や蒸発などの複雑な境界条件も容易にモデル化できる点などにある。しかし反面,土の不飽和水分特性に関する情報が新たに必要になり,解析を実施するうえでやっかいな問題となる。またフィルダムのように,より効率的な貯水とより安定した構造という非常に巌しい機能を要求される構造物では,単に浸透流動を中心とする水理学的特性を明らかにするだけでは問題は解決しない。ダムを設計するうえで,水理学的特性と力学的特性との関わりあいを論じていく必要がある。
以上の現状認識を背景に,本研究では次に2つの課題について室内実験と数値解析を通した検討を行った。
1.土の不飽和水分特性の測定法とモデル化
2.飽和・不飽和浸透流解析の力学問題への適用
課題1.に対して,高精度の小型圧力変換器とRI(ラジオアイソトープ)法を用いた測定装置を試作し,その実用性を明らかにした。また公表データも参照したうえで,締固め不飽和土の通水特性を飽和透水係数を用いてモデル化しうることを明らかにした。課題2.は,飽和・不飽和浸透流解析法の今後の新たな展開分野として位置づけることができる。まず,有効応力解析の考え方にもとづいて浸透流解析と応力・変形解析とを重ね合わせた有限要素法を開発し,これをアースダムの湛水および貯水位低下過程に適用した。この中で,浸透にともなう力学的安定性の変化が応力挙動を通して合理的に説明できることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] 森井 俊広: "不飽和土の浸透特性に関する実験的研究(I)RI法を用いた密度測定装置の性能" 第46回農業土木学会中国四国支部講演会講演要旨. 87-88 (1991)
• [Publications] 森井 俊広: "不飽和土の浸透特性に関する実験的研究(II)浸透パターンに関する検討" 平成4年度農業土木学会大会講演会講演要旨集. 268-269 (1992)
• [Publications] 森井 俊広: "湛水時および貯水位低下時のアースダムの力学的安定性" 第47回農業土木学会中国四国支部講演会講演要旨. 231-233 (1992)