Evaluating changes in the degree of saturation in excavation disturbed zones using a stochastic differential equation
Evaluating changes in the degree of saturation in excavation disturbed zones using a stochastic differential equation
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使用随机微分方程评估开挖扰动区域的饱和度变化
DOI：
10.1016/j.compgeo.2021.104598
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发表时间：
2022
影响因子：
5.3
通讯作者：
Kameya Hiroshi
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Togashi Yota;Mizuo Kazuki;Osada Masahiko;Yamabe Tadashi;Kameya Hiroshi
在干燥过程中，沉积岩的变形特征随含水量的变化而显著变化。因此，对这种干燥变形现象的正确评估对于允许极小位移的隧道施工是必要的，例如地质处理。此外，还必须准确评估岩体中的含水量变化。开挖扰动区是隧道开挖过程中产生的一种影响区域。EDZ具有比完整岩体更高的水力传导性。因此，有必要预测干燥变形现象范围内EDZ中的含水量变化。本文导出了描述沉积岩干燥现象的理查兹方程在Neumann边界上的精确解。以日本凝灰岩为研究对象，进行了渗透性试验和压汞法试验，得到了凝灰岩的水扩散系数，验证了凝灰岩的干燥行为是否可以用精确解来描述。使用验证的精确解，我们提出了一个新的随机微分方程，可以用来解释当地的水含量的减少和增加的变化在EDZ，我们应用这个随机微分方程的二维隧道问题。
Deformation characteristics of sedimentary rocks significantly change with water content during the drying process. Therefore, the proper evaluation of such drying deformation phenomena is necessary for tunnel construction in which extremely small displacements are allowed, such as geological disposal. Furthermore, it is also essential to accurately assess water content changes in the rock masses. The excavation disturbed zone (EDZ) spreads around the tunnel owing to the excavation process. The EDZ has a higher hydraulic conductivity than an intact rock mass. Therefore, it is essential to predict water content changes in the EDZ within the scope of the drying deformation phenomena. In this study, we derived the exact solution to the Richards’ equation at the Neumann boundary, which can describe the drying phenomena in sedimentary rocks. Using Japanese tuff, we conducted permeability test and mercury intrusion porosimetry tests to obtain the water diffusion coefficient and verify whether its drying behavior can be described using the exact solution. Using the verified exact solution, we propose a new stochastic differential equation that could be used to explain the local decrease in water content and the increase in variations in the EDZ, and we applied this stochastic differential equation to the 2D tunnel problem.
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日本中部栃木县宇都宫地区第三系地质和地层学。
DOI：
10.5575/geosoc.104.346
发表时间：
1998
期刊：
Journal of the Geological Society of Japan
影响因子：
--
作者：
T. Yoshikawa
通讯作者：
T. Yoshikawa
含水量连续变化引起的各向异性凝灰岩的主应变旋转
DOI：
10.1016/j.ijrmms.2021.104646
发表时间：
2021
影响因子：
7.2
作者：
Togashi Yota;Imano Takanobu;Osada Masahiko;Hosoda Koichi;Ogawa Koji
通讯作者：
Ogawa Koji
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DOI：
10.1557/proc-465-979
发表时间：
1996
期刊：
MRS Proceedings
影响因子：
--
作者：
T. Esaki;Ming Zhang;Y. Mitani
通讯作者：
Y. Mitani
隧道开挖后水力传导场的分析评估
DOI：
10.1016/s1365-1609(97)00031-2
发表时间：
1997
影响因子：
7.2
作者：
Jianzhong Liu;D. Elsworth;B. Brady
通讯作者：
B. Brady
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影响因子：
3.7
作者：
H. Kurikami;R. Takeuchi;Satoshi Yabuuchi
通讯作者：
Satoshi Yabuuchi