不飽和土の透水特性に及ぼす間隙空気の挙動

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河川堤防などの土構造物が降雨・洪水時に浸水を受ける現象の機構解明では,不飽和土中における間隙空気の挙動(透気特性)と透水性の相互関係を把握することは重要である.本研究は,主に砂質土やシルト質土を対象として,土の間隙構造の視点で,不飽和土中における間隙空気の挙動が透水性に及ぼす影響を究明したものである.一方で,透気・透水係数や水分特性曲線の浸透特性値データを蓄積して,粒度などの土質物性から浸透特性値が容易に得られる推定手法を検討した.本研究で得られた成果の概要は以下のようである.先ず,不飽和土の透気試験装置・手法について検討した結果,(1)試作した装置では,従来のものに較べると,同一試料層に対して飽和度を制御しながら連続的に透気試験ができる.また,(2)この試験によって,筆者らが提案した空気圧入法や従来の水分法による間隙径分布を推定できることが判明した.次に,不飽和土の浸水時における透気係数の変化について検討して,(3)そのときの透気係数と飽和度・サクションのそれぞれとの関係は,土の初期の飽和度・サクションによって異なり影響を受けることなどが得られた.一方,砂質土やシルト質土を対象として,粒度から水分特性曲線を推定する手法を究明した.従来から提案されている手法についてそれぞれ整理するとともに,それらの推定精度を検証した.そして,(1)体積含水率を粒径の頻度分布から算出し,サクションを筆者らのβr値と粒径から算出することによって,水分特性曲線が精度良く推定できることを見出した.