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高精度傾斜計を用いた広域地下水流動評価法の開発

高精度测斜仪广域地下水流评价方法开发

基本信息

批准号：
19656238
负责人：
松木浩二
金额：
$ 2.05万
依托单位：
Tohoku University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2007
资助国家：
日本
起止时间：
2007 至 2008
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度は, 昨年度に引き続き岩体の不均一性等が地表面傾斜量に及ぼす影響に関する有限要素解析を行なうとともに, 有限要素法に基づく地表面傾斜量の逆解析による地下水流動場の評価法を開発した.1. 地表面傾斜量に及ぼす岩体の地表面形状や不均一性の影響については, 特に二層構造の岩体の場合と断層の影響について有限要素解析を行い, 以下の主たる知見が得られた. 1)上部に軟弱層, 下部に硬層がある場合にそれらの境界付近で地下水流動が生じると, 地下水流動場上部の地表面傾斜量は均一な場合に比較して大きくなる. これは, 硬層で体積変化が生じにくいことを補償するために軟弱層でより大きな鉛直方向の変形が生ずるためである. 2)断層の弾性定数が小さいほど, 岩体の変形が断層によってより吸収され, 地下水流動の影響は断層の向こう側には及ばなくなる. 3)不均一な岩体の場合, 岩体を均一と仮定して地表面傾斜量の逆解析により地下水流動場を評価すると大きな誤差を生ずる場合がある.2. 二次要素を用いた有限要素コードを基に, 地表面傾斜量の逆解析により不均一岩体の地下水流動場を評価する方法を開発し, 岩体が均一半無限体の場合について理論解とほぼ一致することを確認した. ただし, 大きなモデルを現有のワークステーションで計算するためには, 分割計算を行なう必要があるために膨大な計算時間(約1週間)を要し, 改善の余地があることがわかった.

This year, the finite element analysis method for ground water flow field evaluation has been developed for the inverse analysis of ground surface inclination and its influence on rock mass heterogeneity. 1. The finite element analysis of the influence of ground surface inclination and heterogeneity of rock mass, especially the influence of faults in the case of two-layer structure and rock mass, is carried out, and the following main findings are obtained. 1)The upper part is weak layer, the lower part is hard layer, the boundary is close, the groundwater flow field is generated, the upper part of the groundwater flow field is uniform, and the inclination of the ground surface is relatively large. The volume of hard layer is changed, and the vertical direction of soft layer is changed. 2)The characteristics of faults vary from small to medium, the shape of rock mass varies from fault to absorption, and the influence of groundwater flow varies from fault to fault. 3)In the case of heterogeneous rock mass, the rock mass is homogeneous, the ground surface inclination is determined, and the groundwater flow field is evaluated by inverse analysis. A method for evaluating groundwater flow field in heterogeneous rock mass by inverse analysis of ground surface inclination based on finite element analysis of quadratic elements is developed. The calculation of the existing calculation is necessary to expand the calculation time (about 1 week), and there is room for improvement.