間隙情報からみた目詰まり機構とフィルター評価

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本研究は地盤の浸透において重要となるフィルターの目詰まりについて間隙情報を考慮に加え,1.目詰まり材料の条件,2.流速と動水勾配の条件 から目詰まり現象について考察とフィルター評価を行った。フィルターの間隙情報には水銀圧入法による間隙径分布と空気透過法を用いた平均間隙径を用い、透水実験と原土の粒度分布から検討した結果、次のことを得ている。1.目詰まり材料の条件 透水実験により透水性の低下を目詰まりの発生と判断した場合、従来のフィルター基準では目詰まりに対して過小評価となる危険性を実験から得ている。これは、同一のフィルター材でも密度の変化により目詰まりの発生しやすさが異なる実験結果からも推察された。また、フォルターの間隙径よりも小さな粒径をもつ原土の場合、目詰まりが生じ易いことが得られている。このことはフィルタ材への流入のための必要条件となるが、フィルター内に流入した土粒子が停留する間隙径と粒径の関係があることが考えられた。2.流速と動水勾配の条件 フィルターの目詰まりの発生は、原土が限界動水勾配に達した後に発生していることが確認できた。また、多粒子限界流速で試算された目詰まり発生時(目詰まりが起こらなかったものは原土が限界動水勾配達成時)の流動可能な原土の最大粒径は、いずれもフィルター材の平均間隙径の約半分の大きさの粒径であることが得られ、すでにこの時点でフィルター内へ流入する十分条件はあるが、その粒径含有量によって目詰まりの発生非発生が決定されると考察された。目詰まり現象について材料および流速からの考察を行い、間隙情報からみたフィルター評価は目詰まりが発生する危険性の予測及びフィルター設計に有効であることが得られた。