岩盤不連続面のせん断-透水同時特性の高精度評価技術の開発と実用化

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14702041
• Research Institution: Kyushu University
• Principal Investigator: 三谷 泰浩 九州大学, 工学研究院, 助教授 (20301343)
• Keywords: 岩盤不連続面 / 透水特性 / 力学特性(せん断特性) / 力学-透水同時特性 / 室内実験

Research Abstract

岩盤の力学-透水同時特性は,岩基質部と岩盤中の不連続面の特性から決定されるが,一般には不連続面の特性が支配的である。
本研究では,1)高機能かつ高精度なせん断-透水同時実験装置の改良,2)改良した実験装置を用いた実験手法の確立,3)せん断-透水同時特性評価技術確立のためのシミュレーション手法の開発,4)実際の現場への評価技術の適用と実用化という4つの大きな課題を解決することを主な目的として研究を進める。
今年度は,上記の目的のうち以下の点について研究を行い次のような成果を得た。
1)せん断-透水同時実験装置の設計・製作
せん断試験,透水試験およびこれを組み合わせた同時実験についてこれまでの経験,設計データ,実験データなどから改めて問題点を整理した。その結果,深部岩盤中の水の流れを再現するためには,高水圧かつ低動水勾配下での透水実験が不可欠であることが明らかとなった。そのため,既存の実験装置を改良し,上記の境界条件下での実験が可能となるような装置の基本構想をまとめ,設計,製作を行った。主な改良点は,透水装置に空気圧による透水加圧装置を付属させ,高水圧条件下および任意の動水勾配条件下での透水試験を可能とした。また,不連続面の数オーダーにも及ぶ透水係数の変化に対応できるように,従来の試験方法に加えてフローポンプ法による透水試験方法を付加することで,数オーダーの透水係数の変化にも対応できるように改良した。また,それに伴う透水時の止水機構を設計・開発した。
2)基礎的せん断-透水同時実験の実施
開発した装置を用いて様々な条件下でせん断-透水同時実験を行い,改良した実験装置の性能を確認・評価するとともに,基礎的な不連続面のせん断-透水同時実験を行い,不連続面のせん断-透水同時特性について評価した。

Research Products

• [Publications] 田中亮介, 江崎哲郎, 三谷泰浩, 竹原大倫: "岩盤不連続面のせん断-透水同時実験の高精度評価手法に関する研究"平成15年度土木学会西部支部研究発表会講演概要集. (発表予定). (2003)
• [Publications] Yasuhiro Mitani, Tetusro Esaki, Guoyun Zhou, Yuichi Nakashima: "Experiments and Simulation of Shear-Flow Coupling Properties of a Rock Joint"Proceedings of the Soil and Rock America 2003. (発表予定). (2003)