2018 Fiscal Year Annual Research Report
Identification of preferential water flow under the ground through dynamic response of seepage water
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16K15006
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
藤澤 和謙 京都大学, 農学研究科, 准教授 (30510218)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | パイピング / 浸透流 / 逆解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，ため池堤体のような水の浸透を受ける土構造物において，漏水の原因となる水みちの経路を非破壊で探査できる技術開発を目標としてきた．この目的に対して，本課題では，浸透水の動的な応答を利用し，構造物内部の水みちの経路を推定する方法の開発を目指した．研究期間においては，実験的研究については，直接経費の減額により制限されたものの，主に以下の研究内容に取り組んだ．
(1)動的な浸透挙動を実験と数値解析の両面から調査し，そのシミュレータを開発する．
(2)土の内部にある水みちを推定する探査手法（逆解析手法）を構築する．
前者については， Darcy-Brinkman式の数値解析，水みち等の流体領域の流れについてはコヒーレント構造モデルを導入したLESの両者をカップリングする数値解析手法の開発に成功した．特に，Darcy-Brinkman式を不飽和領域にまで拡張することに成功し，その数値シミュレーションを実現したことで，水みちの流体領域の流れと土の多孔質領域においては飽和・不飽和浸透流の同時解析が可能となった．
後者の水みちの逆解析手法の開発については，最終年度において，一つの有効な方法の提案に至った．その手法は，ハミルトニアンモンテカルロ法に移動メッシュによる空間変化を組み合わせて，形状推定を行うものである．具体的には，水みちの形状を形状パラメータによって表現し，水頭や流量の観測値を得て，そのパラメータの尤度計算を行う．その尤度からパラメータの事後確率を求め，ハミルトニアンモンテカルロ法によりパラメータの分布（推定値）を得る．推定されたパラメータは空間形状（水みち形状）を表現し，漏水経路の推定を可能とする．
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