浸透により形成されるゆるみの学術的体系化と予防保全策の検討

预防性维护措施渗透和检验形成的松散学术体系

基本信息

批准号：
22K04312
负责人：
佐藤真理
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04312/
关键词：
ゆるみ貫入試験内部侵食浸透ボイリング地中空洞貫入抵抗

项目摘要

今年度は，ゆるみを引き起こすパイピングやボイリングについて，特に堤体表層が難透水性であり，内部に透水性の基盤層がある場合について既往の知見を基に研究を行った．具体的には既往の研究では，堤体表層の難透水層の細粒分が長時間の浸透により粗粒な透水性の基盤層に流出し，表層地盤の粒度分布が変化して目詰まりが発生することで，二層の境界付近での動水勾配がやや上昇することが示された．本研究はこの知見を活かし，河川堤体内での水位変動や降雨による，浸透の繰り返しによる細粒分移動の影響を考慮し，細粒分が堤体内部で移動した条件でのパイピング危険度について，実スケールの河川堤体を模擬した浸透流解析による評価を行った．その結果，難透水層が薄く堆積する箇所において，細粒分移動が事前に発生した条件では，均一な地盤に比べて透水性基盤層と接する表層の難透水層内で動水勾配が局所的に上昇し，パイピング危険性が増す可能性が示された．そのためゆるみを引き起こすパイピングやボイリング現象を考慮する際に，それまでの浸透履歴による粒度組成の変化も考慮する必要があることが示された．本研究では地盤のゆるみに着目しているため，地盤内でのゆるみを引き起こすボイリング現象について，影響を再現するために，一次元模型装置の制作を行った．試作段階であり今後の改良が必要であるが，様々な地盤条件に対して計測装置を組み合わせて実験を行うことで，ボイリング発生時の地盤内部の変形挙動を定量的に把握することが可能になると考えられる．

今年，我们根据以往关于管道和沸腾引起松动的知识进行了研究，特别是当堤体表层渗透性差且内部有渗透性基层时。具体而言，前期研究表明，堤体表面防渗层中的细颗粒因长期入渗而流入粗粒、透水基层，改变了表层粒径分布，造成堵塞。结果表明，这种现象略微增加了两层之间边界附近的水力梯度。本研究利用这一知识，考虑了由于水位波动和降雨而导致河道堤体内反复渗透造成的细颗粒运动的影响，并评估了细颗粒物在河道堤体内运动条件下的管道风险。我们使用渗流分析模拟真实比例的河堤体进行了评估。因此，在防渗层沉积较薄的区域，在细颗粒运动提前发生的条件下，与透水基底层接触的表层防渗层中的水力梯度与均匀地面相比是局域化的。这表明管道的风险可能会增加。因此，研究表明，在考虑导致松动的管道和沸腾现象时，还需要考虑由于先前的渗透历史而导致的颗粒尺寸组成的变化。由于这项研究的重点是地面松动，我们创建了一个一维模型装置来重现导致地面松动的沸腾现象的影响。尽管仍处于原型阶段并且需要进一步改进，但通过在各种地面条件下组合使用测量装置进行实验，现在可以定量地了解沸腾发生时地面内部的变形行为。将会如此。