浸透により形成されるゆるみの学術的体系化と予防保全策の検討

预防性维护措施渗透和检验形成的松散学术体系

基本信息

批准号：
22K04312
负责人：
佐藤真理
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Shimane University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2026-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04312/
关键词：
ゆるみ貫入試験内部侵食浸透ボイリング地中空洞貫入抵抗

项目摘要

今年度は，ゆるみを引き起こすパイピングやボイリングについて，特に堤体表層が難透水性であり，内部に透水性の基盤層がある場合について既往の知見を基に研究を行った．具体的には既往の研究では，堤体表層の難透水層の細粒分が長時間の浸透により粗粒な透水性の基盤層に流出し，表層地盤の粒度分布が変化して目詰まりが発生することで，二層の境界付近での動水勾配がやや上昇することが示された．本研究はこの知見を活かし，河川堤体内での水位変動や降雨による，浸透の繰り返しによる細粒分移動の影響を考慮し，細粒分が堤体内部で移動した条件でのパイピング危険度について，実スケールの河川堤体を模擬した浸透流解析による評価を行った．その結果，難透水層が薄く堆積する箇所において，細粒分移動が事前に発生した条件では，均一な地盤に比べて透水性基盤層と接する表層の難透水層内で動水勾配が局所的に上昇し，パイピング危険性が増す可能性が示された．そのためゆるみを引き起こすパイピングやボイリング現象を考慮する際に，それまでの浸透履歴による粒度組成の変化も考慮する必要があることが示された．本研究では地盤のゆるみに着目しているため，地盤内でのゆるみを引き起こすボイリング現象について，影響を再現するために，一次元模型装置の制作を行った．試作段階であり今後の改良が必要であるが，様々な地盤条件に対して計測装置を組み合わせて実験を行うことで，ボイリング発生時の地盤内部の変形挙動を定量的に把握することが可能になると考えられる．

今年，我们进行了有关管道和沸腾的研究，这会导致松动，尤其是当埋葬体的表面层可渗水并且里面有一个可渗透的底层时。具体而言，先前的研究表明，由于长度渗透而导致埋葬体表面上的可渗透水层的细晶粒流入粗粒度水的可渗透基层，以及表面土壤的粒径变化和堵塞的粒径分布，从而导致两层边界附近的动态水梯度略有增加。利用这一发现，这项研究考虑了由于河脊和雨水中的水位波动而导致的晶粒运动造成的晶粒运动的影响，并在使用渗透流量分析的条件下评估了山脊内细晶粒的管道风险，从而模拟了河脊的实际规模。结果，表明，在以薄层沉积的水渗透性层之前先移动细晶粒的条件下，与均匀的地面相比，动力学水梯度将在与水渗透的基层接触的地面层中局部上升，这可能会增加管道的风险。因此，已经表明，在考虑引起松动的管道和沸腾现象时，还必须考虑由于以前的穿透历史而引起的粒度组成的变化。由于这项研究的重点是地面的松动，因此我们创建了一个一维模型设备，以重现沸腾现象的影响，从而导致地面松动。尽管这是一个原型阶段，并且需要将来改进，但人们认为，通过将测量设备结合到各种地面条件和进行实验，可以定量地掌握地面的变形行为。