細粒分のダイナミクスに着目した地盤の粒度変化に起因する陥没発生機構とその対策

以细粒动态为中心的磨矿粒度变化引起塌陷的发生机理及对策

• 批准号: 13J07199
• 负责人: 近藤 明彦
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: Nagoya Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2013
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2013-04-01 至 2015-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-13J07199/
• 关键词: 内部浸食; 粒度分布形状; 粒子移動特性; 間隙構造; 粒子間接触構造; ゆるみ領域; 耐内部浸食性評価法; 粒度形状

ミクロな内部浸食現象がマクロな陥没発生現象に進展するメカニズム解明のために，外力の作用履歴と境界値問題を検討した．外力の作用履歴については，一次元透水実験で動水勾配を段階載荷，段階除荷，一定載荷中の繰返しを行い，流出率の変化を検討した．特徴的な結果として，繰返し載荷によって１週間の計測で流出量が２倍に増加した．よって，日常的な例えば波浪による外力作用で，内部浸食は地盤を劣化させることを示した．境界値問題として，埋設管渠周辺での陥没災害のメカニズムを小型土槽実験で検討した．材料の粒度分布形状が異なることで空洞の発生形態が異なり，不飽和帯の土の強度が発揮され，ゆるみ領域の形成とともに空洞が発生することを示した．特に，内部浸食しやすい材料では，空洞下部に土粒子が存在していても非常にゆるい領域が発生し，空洞の規模がみかけより大きくなることを示した．以上を踏まえ，モニタリングを含めた陥没災害に対する予防対策を行うために，内部浸食の予測法と空洞の危険度判定方法を提案した．内部浸食の予測法について，Kennyらの基準に代表されるような従来の予測では，定性的な流出傾向は表現できるが，実際に流出する粒径については予測できない範囲が存在することを示した．実験と個別要素法の解析結果を整理することで，間隙構造特性と粒子間接触構造特性に基づき，修正した曲率係数を用いて耐浸食性を評価するフローを提案した．空洞の危険度判定方法については，空洞の耐力を求めることで危険度の表現を試みた．小型土槽内に作成した空洞について地盤の密度，飽和度，空洞形状などが空洞の耐荷重に及ぼす影響を定量的に調べ，鉛直方向に縦長の空洞耐力が高く，陥没の危険度が低いことを示した．以上を踏まえて，地盤材料の調査による対処の優先度の決定によって効率的に空洞対策を行うためのフローを提案した．

为了阐明微观内部侵蚀现象发展为宏观抑郁症发生现象的机制，我们检查了外力的效果历史和边界价值问题。关于外力的动作历史，我们通过在一维水渗透实验中执行台阶加载，卸载和重复加载动态水梯度来研究流量的变化。一个独特的结果是，重复负载导致一周内测得的径流量的两倍。因此，已经表明，由于波浪的外力效应，例如每天，内部侵蚀会降低地面。作为边界价值问题，我们研究了在小土壤罐实验中埋在埋藏管周围的灾难的机制。材料的不同粒径分布会使腔不同，并且显示了不饱和区域中土壤的强度，并随着散落的面积形成而发生腔体。特别是，在容易发生内部侵蚀的材料中，即使在腔底部存在土壤颗粒的情况下也会发生非常松散的区域，这表明腔的尺寸大于所见。基于上述情况，我们提出了一种预测内部侵蚀的方法和确定腔风险的方法，以便采取预防措施，以防止灾害（包括监测）。关于内部侵蚀的预测方法，常规预测（例如以肯尼等人的标准表示的预测）表明，定性趋势可以表达，但是实际上流出的粒径有一个不可预测的范围。通过组织实验和个体元素方法的分析结果，我们提出了一种基于间隙结构特征和粒子间接触结构特征的修改曲率系数评估抗侵蚀性的流动。至于如何判断腔的风险水平，我们试图通过确定腔的强度来表达风险水平。我们定量研究了土壤密度，饱和度和腔体形状对腔体腔负荷能力的影响，这表明垂直长的腔强度在垂直方向上很高，而下沉的风险很低。基于上述，我们提出了一个通过研究地面材料来确定对策的优先级来有效地采取措施对腔的措施。

项目成果

動水勾配の履歴に起因する粒度形状を考慮した粒状体の内部浸食と目詰り挙動の検討

考虑水力梯度历史引起的颗粒尺寸形状，检查颗粒材料的内部侵蚀和堵塞行为

• 发表时间: 2014
• 作者: 近藤明彦;前田健一;山田高弘
• 通讯作者: 山田高弘

EFFECTS OF GRADING SHAPE ON INTERNAL EROSION FOCUSING PORE STRUCTURES AND FINER DYNAMICS

分级形状对内部侵蚀聚焦孔隙结构和精细动力学的影响

• DOI: 10.2208/jscejam.70.i_507
• 发表时间: 2014
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))
• 作者: 長谷川 敦史;清水 律子;金子 寛;山本 雅之;長澤伸樹;長澤伸樹;長澤 伸樹;長澤 伸樹;前田健一，近藤明彦
• 通讯作者: 前田健一，近藤明彦

粒度分布形状に着目した粒状体の内部浸食のマイクロメカニクス

关注颗粒尺寸分布形状的颗粒材料内侵蚀微观力学

• 发表时间: 2015
• 作者: 長谷川 敦史;清水 律子;金子 寛;山本 雅之;長澤伸樹;長澤伸樹;長澤 伸樹;長澤 伸樹;前田健一，近藤明彦;近藤 明彦
• 通讯作者: 近藤 明彦

個別要素法を用いた間隙構造が内部浸食の安定性に及ぼす影響

采用离散元法研究孔隙结构对内侵蚀稳定性的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 長谷川 敦史;清水 律子;金子 寛;山本 雅之;長澤伸樹;長澤伸樹;長澤 伸樹;長澤 伸樹;前田健一，近藤明彦;近藤 明彦;近藤 明彦;近藤明彦
• 通讯作者: 近藤明彦

細粒分のダイナミクスに起因する内部浸食現象に及ぼす間隙構造の影響

孔隙结构对细粒动力学引起的内部侵蚀现象的影响

• 发表时间: 2013
• 作者: 長谷川 敦史;清水 律子;金子 寛;山本 雅之;長澤伸樹;長澤伸樹;長澤 伸樹;長澤 伸樹;前田健一，近藤明彦;近藤 明彦;近藤 明彦;近藤明彦;近藤 明彦
• 通讯作者: 近藤 明彦