ヘテロダイン周波数変換を利用した室内・原位置岩盤透水計測法の検討・評価について

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13450193
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 大西 有三 京都大学, 工学研究科, 教授 (30026348)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 西山 哲 京都大学, 工学研究科, 助手 (00324658) ; 大津 宏康 京都大学, 工学研究科, 助教授 (40293881)
• Keywords: 岩盤透水係数 / 原位置試験 / 周波数変換 / ヘテロダイン技術 / 亀裂特性 / 水理特性 / 一面せん断試験 / 難透水性

Research Abstract

本研究は,これまで困難であった岩盤および岩石試料に対する高精度の透水試験法を確立するものである.岩石供試体を使った透水試験は、岩盤の特性を事前に把握するために必要なものであり、様々な環境条件を人為的にコントロールしながら水理特性を計測できることから、岩盤の現状あるいは将来予想される条件下での特性把握には必須のものである.また,原位置での透水試験も,原位置での亀裂特性と関係した透水特性を把握することができ,地質構造と結びついた透水特性を評価するためには不可欠なものである.このような背景を鑑み,次の内容の研究を実施した.
1)不連続面を有する岩石試料の一面せん断試験における物理パラメーターと水理特性を把握するための研究
2)室内及び現位置での難透水性岩盤の水理特性評価法の確立
その研究成果は次の通りである.
1)の研究項目において実施するせん断試験機において,応力・ひずみ関係と水理特性の関係を考察し,力学的条件と水理特性の相関を把握した.
2)の水理特性評価法では次のような検討を行った.
・正弦波状のデジタル信号を発生させ,.インバータにより周波数に変換する技術の検討.
・受信側において岩石供試体および原位置の岩盤に入力される信号と同じ信号をコンボルーションする技術の検討.室内実験においては,岩石供試体を通過後の圧力信号が得られ,原位置試験では受圧孔での圧力信号が得られた.なお,受信側の信号を加圧側と同じようにして圧力と電圧の変換を行うことができた.
・以上の操作により無限のS/N比でもって透水特性等の水理特性が計測できるシステムの理論的な構築を行った.これにより異なる二つの周波数をもつ信号を非線形装置を用いて混合し,別の周波数を作り出すヘテロダイン技術を利用した透水性評価システムを完成させることが可能になった.

Research Products

• [Publications] 西山哲, 大西有三, 矢野隆夫, 大津宏康, 高橋学: "岩盤の変形と間隙水圧の変化について考察"資源素材2002秋季大会講演論文集. 61-64 (2002)
• [Publications] 大西有三, 大津宏康, 西山哲, 矢野隆夫, 高木克実: "不連続面一面せん断時の透水特性に関する研究"土木学会第57回年次学術講演会. 917-918 (2002)
• [Publications] 矢野隆夫, 青木一男, 大西有三, 大津宏康, 西山哲, 水田潤一: "岩盤不連続面の表面形状を考慮したせん断強度式"土木学会論文集. No.722 III-61. 59-73 (2002)