地盤の間隙構造の評価手法とその利用に関する研究

土壤孔隙结构评价方法及其利用研究

基本信息

批准号：
12750445
负责人：
神谷浩二
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
2000
资助国家：
日本
起止时间：
2000 至 2001
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究は,土(特にシルト質土)や風化岩の間隙構造の評価・表現法を究明して,一方で,間隙構造の観点から粒度などの土質物性と不飽和土の浸透特性値との関係を検討したものである.本研究で得られた成果は次のようである.1.シルト質土や風化岩の間隙径分布計測筆者らの従来研究による砂質土の間隙構造評価に対比して,微細な間隙径をもつシルト質土や風化岩の評価を検討した.主に,間隙部分を毛管モデルで近似したときの間隙径分布を,筆者らが開発した「空気圧入法」による計測を試みた結果,(1)0.003〜0.3mmの範囲の間隙径を計測できることが確認され,その値は顕微鏡観察による間隙径と比較しても遜色ないものであった.しかしながら,(2)分布表現に関係する間隙体積量は毛管モデルに基づくと大きめに評価される傾向が認められたため,平行板モデルなどの適用を試みたが今後の検討事項とした.2.土質物性による水分特性曲線の推定砂質土やシルト質土を対象として,粒度から水分特性曲線を推定する手法を究明した.具体的には,従来のAryaやHaverkampの手法を参照しながら,粒度と間隙径分布の関係,間隙径分布と水分特性曲線の関係をそれぞれ検討した.その結果,(1)水分特性曲線は,飽和体積含水率,空気侵入値,中間的飽和度の直線勾配λの3要因で決定されることが判明した.(2)飽和体積含水率の値は福田らの粒度評価径によって大略を推算でき,空気侵入値の値は筆者らのβ_γ値と85%粒径を用いて求めることができる.また,(3)直線勾配λは粒度の均等係数によって表現できることを見出した.即ち,水分特性曲線は粒径と均等係数を用いて推定できることが得られた.

本研究探讨了土壤（特别是粉质土）和风化岩孔隙结构的评价和表达方法，也从孔隙结构的角度考察了非饱和土的粒径等土壤物理性质与入渗特征值之间的关系这项研究检验了之间的关系。本研究取得的成果如下： 1.粉质土和风化岩孔径分布的测量研究了优质土和风化岩的评价。主要是，当使用作者开发的“空气注入法”通过毛细管模型近似间隙部分时，尝试测量间隙直径分布，结果发现（1）间隙直径在0.003至0.3范围内可以测量mm；然而，（2）基于毛细管模型，与分布表达相关的孔隙体积往往被高估。我们尝试应用平行板模型，但这需要以后考虑。2．基于土壤物理性质的水分特征曲线的估计我们研究了一种根据沙质和粉质土壤的粒径估计水分特征曲线的方法。参考Arya和Haverkamp的常规方法，我们研究了粒径与孔径分布的关系，以及孔径分布与水分特征曲线的关系。结果，（1）水分特征曲线饱和体积含水量发现饱和体积含水量由三个因素决定：空气侵入率、空气侵入值、中间饱和度的线性梯度λ，其值分别是作者的β_γ值和另外，我们发现（3）线性斜率λ可以用粒径均匀性系数来表示。换句话说，我们发现可以利用粒径和均匀性系数来估计水分特性曲线。