Development of Numerical Simulator to predict the mechanical behavior of salt-damaged ground and recover techniques

开发数值模拟器来预测盐害地面的力学行为和恢复技术

• 批准号: 18360230
• 负责人: IIZUKA Atsushi
• 金额: $ 11.39万
• 依托单位: Kobe University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2006
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2006 至 2008
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18360230/
• 关键词: 塩害; 砂漠化; 地盤変状; 有限要素シミュレータ; 現地塩害調査; 水循環; 構成式; 地盤力学; 地球環境問題

本研究は, 塩害に伴う地盤変状をシミュレートする飽和/不飽和土・水・移流拡散連成有限要素解析手法の開発とそれを用いた塩害軽減・修復技術の開発を目的としている. 多くの「塩害→植生枯死→砂漠化」の地盤環境変状・地盤環境崩壊プロセスは, 「森林の伐採」などによって, 降雨などの供給水量と植生からの蒸散水量と地表からの蒸発水量のバランスが崩れ, 塩害をもたらすと説明されてきた. 一旦, 地表面付近に塩分が析出すると, もはや少種の草木を除いて, 植生は育成することができず, さらなる地盤の乾燥化を招き, 砂漠化に至る. しかしながら, 世界の多くの地で問題視される「塩害」は, このような単純なプロセス(一次的塩害)では収まりきらない. 森林伐採は人類の生活圏の拡大に伴って生じる. 例えば, タイの場合, 新たな水田の確保のために森林が伐採された. 水田への農業用水の供給は, ため池などの地上水からの供給ばかりでなく, 地下水の汲み上げによっても補われている. 降雨の少ない乾燥地ほど地下水への依存度は高い. 地下水には, もともと希薄であったにせよ, 塩分が含まれている. 地下水への塩分の溶解は, その上流部もしくは地中深部に存在する塩岩層に起因していることが多い. 塩分を含んだ地下水を地表に汲み上げることにより, 乾季における蒸発によって塩分濃度が上昇し, さらなる塩害をもたらす. また灌漑水路などの建設は, 塩分含有地中水の濃度上昇をもたらし, これまた塩害を引き起こす(二次的塩害). 一方, 地下水の汲み上げは, 地盤変状をもたらし, 農地の機能損失, 道路の沈下・陥没などとして現われる. すなわち, 塩害の発生と,水路や道路の建設などの人為的力学作用との相互作用が重要となる. この目的を遂行するため,(1) 飽和・不飽和状態にある土の透水・力学特性,(2) 植生を介しての蒸散などの水循環, (3) 降雨による水供給と地表面蒸発などの水循環,(4) 地中水に含有している塩分などの移流拡散,(5) 地盤の変形・応力・浸透を考慮した数理モデルを組み立てた. この数理モデルのキャリブレーションを行うために, タイのカセサート大学の協力を得て, 平成18年11月27日に, バンコクでワークショップを開催した. さらに, タイ東北部のサコナコン, ウドンタニにて, 地表塩分渡度の現地測定を行った.さらに,(6) 本研究で開発した数値シミュレータを用いて, 塩害地盤の代表的な修復法であるフラッシングの効果を定量的に検討できる手法を開発し,(7) 塩害防止策として, 粗粒材料を用いたマルティング法およびパイリング法を考案した.

This study aims at the development of finite element analysis method for damage reduction and remediation techniques in the field of damage reduction and remediation. Many of the site environmental changes from "damage to vegetation death to desertification", site environmental collapse,"deforestation","rainfall supply water, vegetation evapotranspiration water, surface evaporation water","damage","damage", damage ", damage" Once the surface of the ground is close to the surface, the precipitation will occur, and less vegetation will be removed, vegetation will be cultivated, and the site will be dried and desertified. There are many problems in the world, such as "harm","pure harm"(primary harm) and "harm". Forest logging is a major factor in human life cycle. For example, in the case of rice, the new rice field is guaranteed to be cut down. Water supply for paddy field agriculture, groundwater supply, groundwater supply. The dependence of rainfall on dry ground and groundwater is high. Groundwater is the best source of water in the world. The dissolution of groundwater is caused by the presence of deep strata in the upper reaches of the earth. The water content of the ground water rises in the dry season. The construction of irrigation waterways, which contain water concentration in the ground, will cause damage (secondary damage). On the other hand, groundwater pumping is reversed, site conditions are changed, cultivated land functions are lost, roads are sunk, and roads are destroyed. The mechanical action and interaction of waterway and road construction are very important. These objectives are achieved by: (1) water permeability and mechanical properties of soil under saturated and unsaturated conditions;(2) water circulation due to evaporation of vegetation medium;(3) water circulation due to evaporation of surface water during rainfall;(4) migration and dispersion of water content in ground water;(5) consideration of ground shape, force and penetration; and mathematical analysis. The cooperation between universities was launched on November 27, 2018. In the northeast of the city, the ground surface temperature was measured in situ. In addition,(6) this study developed a method for quantitative analysis of damage control effects, and (7) a method for investigation of damage control strategies for coarse-grained materials.

项目成果

廃棄物堆積層からの浸出水の浄化処理に関する実証試験

垃圾堆积层渗滤液净化处理示范试验

• 发表时间: 2008
• 期刊: 水工学論文集, 上木学会 第52巻
• 作者: 道奥康治;山田怜余;松本敏秀;釘宮晃;中道民広;伊藤義明;八木正博;原義晴
• 通讯作者: 原義晴

飯塚敦, 地盤環境解析学-まずは小さな一歩から-, 研究紹介, 神戸大学最前線, 神戸大学, Vol.8, 22-23, 2007. 9

饭冢敦，地面环境分析 - 从一小步开始 -，研究介绍，神户大学前线，神户大学，第 8 卷，22-23，2007 年。 9

Analysis of embankment by nonlinear contractancy description

路堤非线性收缩描述分析

• 发表时间: 2007
• 期刊: Proc. 13th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering (CD-ROM)
• 作者: Ohno;S.;Takeyama;T.;Pipatpongsa;T.;Ohta;H. and Iizuka;A
• 通讯作者: A

Calculation of undrained shear behavior of unsaturated soils

非饱和土不排水剪切性能的计算

• 发表时间: 2008
• 作者: Honda;M.;Ohno;S.;Iizuka;A.;Kawai;K.;Ohta;H.
• 通讯作者: H.

有効飽和度を剛性に関する状態量とした不飽和土の弾塑性構成モデル

以有效饱和度为刚度相关状态变量的非饱和土弹塑性本构模型

• 发表时间: 2007
• 期刊: 土木学会論文集 Vol.63/No.4
• 作者: 大野進太郎;河井克之;橘伸也
• 通讯作者: 橘伸也