不飽和土の透水特性に及ぼす間隙空気の挙動

孔隙空气对非饱和土渗透性能的影响

基本信息

批准号：
14750411
负责人：
神谷浩二
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Gifu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (B)
财政年份：
2002
资助国家：
日本
起止时间：
2002 至 2003
项目状态：
已结题

项目摘要

河川堤防などの土構造物が降雨・洪水時に浸水を受ける現象の機構解明では,不飽和土中における間隙空気の挙動(透気特性)と透水性の相互関係を把握することは重要である.本研究は,主に砂質土やシルト質土を対象として,土の間隙構造の視点で,不飽和土中における間隙空気の挙動が透水性に及ぼす影響を究明したものである.一方で,透気・透水係数や水分特性曲線の浸透特性値データを蓄積して,粒度などの土質物性から浸透特性値が容易に得られる推定手法を検討した.本研究で得られた成果の概要は以下のようである.先ず,不飽和土の透気試験装置・手法について検討した結果,(1)試作した装置では,従来のものに較べると,同一試料層に対して飽和度を制御しながら連続的に透気試験ができる.また,(2)この試験によって,筆者らが提案した空気圧入法や従来の水分法による間隙径分布を推定できることが判明した.次に,不飽和土の浸水時における透気係数の変化について検討して,(3)そのときの透気係数と飽和度・サクションのそれぞれとの関係は,土の初期の飽和度・サクションによって異なり影響を受けることなどが得られた.一方,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.従来から提案されている手法についてそれぞれ整理するとともに,それらの推定精度を検証した.そして,(1)体積含水率を粒径の頻度分布から算出し,サクションを筆者らのβr値と粒径から算出することによって,水分特性曲線が精度良く推定できることを見出した.

在阐明降雨和洪水期间河堤等土体结构被淹没的现象背后的机制时，了解非饱和土中孔隙空气的行为（透气特性）与水渗透率之间的相互关系非常重要。以砂质土和粉质土为研究对象，从土壤孔隙结构的角度研究了非饱和土中孔隙空气的行为对透水性的影响。另一方面，空气/水渗透性剖面我们研究了一种估算方法，通过积累数量、水分特征曲线等入渗特征值的数据，可以很容易地从粒径等土壤物理性质获得入渗特征值。本研究得到的结果总结如下首先，通过对非饱和土透气性测试设备和方法的研究，我们发现：（1）与传统设备相比，原型设备可以在控制饱和度测试的同时连续渗透同一样品层；可以做到此外，(2)该试验表明，可以通过作者提出的空气注入法和常规水分法来估计孔径分布。接下来，我们研究了非饱和土在被淹时渗透系数的变化。对土壤进行检查后，我们发现（3）透气度与饱和度和吸力之间的关系根据土壤的初始饱和度和吸力而变化。另一方面，我们研究了一种根据沙土和粉质土壤的粒径估计水分特征曲线的方法。我们总结了先前提出的每种方法并验证了它们的估计精度。然后，（1）我们发现可以高精度地估计水分特征曲线通过根据颗粒尺寸的频率分布计算体积含水量，并根据作者的 βr 值和颗粒尺寸计算吸力。