GISを用いた岩盤不連続面の力学-透水同時特性の評価手法の開発とその適用

2000 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12750452
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 三谷 泰浩 九州大学, 大学院・工学研究院, 助教授 (20301343)
• Keywords: 岩盤不連続面 / せん断-透水同時特性 / 地理情報システム(GIS)

Research Abstract

地理情報システム(GIS)を用いて,不連続面に作用する垂直応力と透水特性との相関性を評価する手法について以下のような検討を行った。
1)不連続面に作用させる垂直応力を変化させ,同時に透水特性の変化を把握するカップリング実験を行い,不連続面の垂直応力による力学特性と透水特性との相関性を実験的に把握した。その結果,垂直応力の増加に伴い,間隙幅が減少することで透水係数は減少する。両者の関係は,平行平板モデルと仮定した三乗則に従うことがわかった。
2)GISによる不連続面解析を念頭に置き,その入力データとして不可欠な不連続面の幾何学的特性(凹凸)を3次元的に高精度で計測する非接触型凹凸計測装置を開発し,不連続面の凹凸の計測を行った。
3)計測した不連続面の幾何学的情報について,GISを用いて処理を行い,不連続面の幾何学的特性に関して分析を行った。このような不連続面の凹凸のデータをGISにより処理することで,不連続面の傾斜角分布,傾斜方向などの幾何学的特性を容易に処理できる。さらに,垂直応力載荷実験結果から不連続面の間隙幅を設定する方法についても新しい提案を行い,垂直応力の変化に伴う間隙幅の変化を再現することができた。
そして,垂直応力の変化による透水特性への影響として不連続面の開口幅の変化,選択的流路の形成などが考えられるため,これらを表現できる透水モデルとして凹凸を小さなメッシュに分割し,それぞれを平行平板と仮定する透水モデルを提案し,検討したが,実験結果を適切に表現することができず,更なるモデルの改良が必要であることが明らかとなった。

Research Products

• [Publications] 江崎哲郎,三谷泰浩 他2名: "2系列不連続面郡を有する縮尺模型岩盤のせん断試験に関する研究"第31回岩盤力学に関するシンポジウム論文集. 8-14 (2001)
• [Publications] 三谷泰浩,江崎哲郎 他2名: "断層運動によるシールの形成機構解明のための実験的研究"第21回西日本岩盤工学シンポジウム論文集. 63-68 (2000)