異方透水性の発現メカニズムと異方浸透流特性に関する研究

各向异性渗透率及各向异性流动特性机理研究

基本信息

批准号：
09876061
负责人：
内田一徳
金额：
$ 1.41万
依托单位：
Kobe University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
1997
资助国家：
日本
起止时间：
1997 至 1999
项目状态：
已结题

项目摘要

地盤や土構造物は一般的に力学的・水理学的に異方性を有する。土の中の水の流れに関しても方向によって透水性が異なることが知られている。このような地盤や土構造物中に浸透流が生ずると浸透水は特異な流れを起こし浸透流量や安定性に大きな影響を及ぼすことが知られている。まず、土の異方透水性がダムや地盤中の浸透流にどのような影響を及ぼすかについて数値解析的に考察した。そして、異方性の値が大きくなると、流量の増大、浸潤線や浸出点の上昇、等ポテンシャル線分布の拡大、浸透破壊に対する安定性の低下が起こることを明らかにした。そして、地盤中の異方浸透流特性は、数学的な特性だけではなく浸透領域の形状や境界条件によって著しく影響されることがわかった。この成果については、第56回農業土木学会京都支部研究発表会にて論文発表を行った。また、二次元異方性土に関して室内透水試験における供試体中の浸透流特性すなわち異方透水性の発現メカニズムを数値解析的に明らかにした。そして、圧力型の透水試験における透水楕円、誘導動水勾配の発生と挙動についてまとめ論文発表した。地盤の異方透水特性や異方性発現メカニズムは数値解析的には次第に明らかになってきたが実際の地盤においてそのような現象が起こるかどうかについて検証する必要がある。今後、本研究初年度に試作した異方透水性試料作製装置を用いて、理論的考察や数値解析結果から得られた一次元拘束流れの概念、一次元拘束流れの透水係数、誘導動水勾配が実際に存在するのかどうかについて実験的に考察を進めて行く必要があると考えられる。また、現場で実地盤の透水係数テンソル成分を求める手法を理論的・実験的に明らかにして行く必要がある。

地面和土壤结构通常在机械和液压上是各向异性的。众所周知，土壤中水流的水渗透性取决于方向。众所周知，当渗透流在这种地面或土壤结构中发生时，渗透水会导致独特的流动，这对渗透流量和稳定性产生了重大影响。首先，我们通过分析研究了土壤的各向异性渗透性如何影响大坝和地面的渗透流。还揭示了当各向异性值增加时，流速增加，渗透线和浸出点增加，等电位线的分布增加，并且对渗透失败的稳定性降低。还发现，地面上各向异性的渗透流量特征不仅受数学特性的影响，而且还受渗透区域和边界条件的形状。关于这一结果，在农业和土木工程学会的第56京都分支研究演讲中发表了一篇论文。此外，在室内通透性测试中，在标本中，各向异性水渗透性的机理在数值上以二维各向异性土壤的数量揭示。然后，他发表了一份有关在压力型通透性测试中渗透性椭圆的发生和行为的摘要和行为。地面的各向异性水的渗透性特征和各向异性表达的机制已从数值分析中逐渐清楚地清楚，但是有必要验证这种现象是否在实际地面发生。人们认为，有必要实验检查一维约束流的概念，一维约束流的渗透系数以及使用各向异性水的渗透性样品制备设备是否真的存在诱导的动态梯度，这是在这项研究第一年生产的。另外，有必要阐明理论和实验方法，以查找现场磁场的液压电导率张量成分。