間隙情報からみた目詰まり機構とフィルター評価

间隙信息视角下的堵塞机理及过滤器评价

基本信息

批准号：
06750535
负责人：
杉井俊夫
金额：
$ 0.58万
依托单位：
Chubu 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：
1994
资助国家：
日本
起止时间：
1994 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-06750535/
关键词：
目詰まりフィルター間隙径粒度透水性限界流速平均間隙径

项目摘要

本研究は地盤の浸透において重要となるフィルターの目詰まりについて間隙情報を考慮に加え,1.目詰まり材料の条件,2.流速と動水勾配の条件から目詰まり現象について考察とフィルター評価を行った。フィルターの間隙情報には水銀圧入法による間隙径分布と空気透過法を用いた平均間隙径を用い、透水実験と原土の粒度分布から検討した結果、次のことを得ている。1.目詰まり材料の条件透水実験により透水性の低下を目詰まりの発生と判断した場合、従来のフィルター基準では目詰まりに対して過小評価となる危険性を実験から得ている。これは、同一のフィルター材でも密度の変化により目詰まりの発生しやすさが異なる実験結果からも推察された。また、フォルターの間隙径よりも小さな粒径をもつ原土の場合、目詰まりが生じ易いことが得られている。このことはフィルタ材への流入のための必要条件となるが、フィルター内に流入した土粒子が停留する間隙径と粒径の関係があることが考えられた。2.流速と動水勾配の条件フィルターの目詰まりの発生は、原土が限界動水勾配に達した後に発生していることが確認できた。また、多粒子限界流速で試算された目詰まり発生時(目詰まりが起こらなかったものは原土が限界動水勾配達成時)の流動可能な原土の最大粒径は、いずれもフィルター材の平均間隙径の約半分の大きさの粒径であることが得られ、すでにこの時点でフィルター内へ流入する十分条件はあるが、その粒径含有量によって目詰まりの発生非発生が決定されると考察された。目詰まり現象について材料および流速からの考察を行い、間隙情報からみたフィルター評価は目詰まりが発生する危険性の予測及びフィルター設計に有効であることが得られた。

在本研究中，除了考虑对地面渗透很重要的有关过滤器堵塞的孔隙信息外，我们还从 1. 堵塞材料的条件、2. 流速和水力梯度 Ta 的条件考虑了堵塞现象和过滤器评估。过滤器的孔隙信息采用压汞法得到的孔径分布和空气渗透法得到的平均孔径，通过透水实验和原土的粒度分布得到如下。 1、堵塞材料的条件如果在透水性实验中将透水性下降确定为堵塞，我们从实验中了解到，使用传统的过滤器标准存在低估堵塞的风险。这也是从实验结果推断出来的，其中发生堵塞的容易程度根据相同过滤材料的密度而变化。此外，已经发现，在生土的粒径小于过滤器的间隙直径的情况下，很可能发生堵塞。这是土壤颗粒流入过滤材料的必要条件，并且认为颗粒尺寸与流入过滤器的土壤颗粒停留的间隙尺寸之间存在关系。 2、流速和水力梯度条件经证实，原土达到临界水力梯度后，发生过滤器堵塞。另外，利用多颗粒临界流速计算出发生堵塞时（如果未发生堵塞，则原土达到临界水力梯度时）的可流动原土的最大粒径，即滤料的粒径。大约是平均孔径的一半，此时已经具备了流入过滤器的充分条件，但粒径含量决定了是否会发生堵塞。从材料和流量的角度考虑堵塞现象，发现基于间隙信息的过滤器评估对于预测堵塞风险和过滤器设计是有效的。