亀裂を含んだ長大岩盤斜面の安定性解析

1.割れ目壁面が持つ凸凹について注目し、その幾何学的特徴が割れ目の力学特性・透水性に及ぼす影響を中心に文献調査を行った。特に,狭い隙間を流れる流体について,従来の三乗則(流量が開口幅の三乗に比例する)に代わる,非三乗則を取り扱った研究成果について調査した。2.岩盤中に存在する不連続面の壁面は,一見,不規則な凹凸の分布を持っている。壁面凹凸の突起が,非整数ブラウン運動によって表現されるものと仮定することにより,突起分布はフラクタル性を持つようになる。前年度に,非整数ブラウン運動に従うフラクタル性を持った突起を発生させるコンピュータプログラムを作成した。これを使って,凸凹を持った割れ目のコンピュータモデルを作成することができる。その結果,凹凸を持った壁面が10%以上接触すると,流れの三乗則は成立しなくなり,それ以上接触すると,流れの蛇行を考慮した非三乗則が必要となることがわかった。そこで,壁面が凸凹を有する割れ目の中の二次元流体解析FEMプログラムを作成した。3.単一の傾いた割れ目を有する岩盤斜面について,その安定性を解析するための,二次元と三次元の応力解析FEMプログラムと前述の二次元の割れ目内浸透解析FEMプログラムを作成した。そして,割れ目が凹凸を持った場合の,割れ目内水圧分布を計算し,その結果について考察を行った。二次元岩盤応力解析FEMプログラムに,非三乗則流れ則を考慮した一次元割れ目内浸透流解析を組み合わせて,岩盤内に存在する単一傾斜割れ目内の水圧分布計算結果と,純三次元応力一浸透解析結果を比較した。その結果,基本的には,両者の結果は一致し,どちらの解析においても,割れ目の中の流れについて,非三乗則が妥当であることを確認した。4.今後の課題として,非三乗則に含まれる割れ目透水パラメータを同定する手法の開発が残されているが,この2年間の研究で,亀裂を含んだ長大岩盤斜面の安定性解析法を基本的に確立したと考える。長大岩盤斜面の長期的に安定でかつ高精度であって,しかも広範囲に斜面をカバーしうるモニタリング手法の開発に取り組む必要があると考えている。

1.割れ目壁面が持つ凸凹について注目し、その幾何学的特徴が割れ目の力学特性・透水性に及ぼす影響を中心に文献調査を行った。特に,狭い隙間を流れる流体について,従来の三乗則(流量が開口幅の三乗に比例する)に代わる,非三乗則を取り扱った研究成果について調査した。2.岩盤中に存在する不連続面の壁面は,一見,不規則な凹凸の分布を持っている。壁面凹凸の突起が,非整数ブラウン運動によって表現されるものと仮定することにより,突起分布はフラクタル性を持つようになる。前年度に,非整数ブラウン運動に従うフラクタル性を持った突起を発生させるコンピュータプログラムを作成した。これを使って,凸凹を持った割れ目のコンピュータモデルを作成することができる。その結果,凹凸を持った壁面が10%以上接触すると,流れの三乗則は成立しなくなり,それ以上接触すると,流れの蛇行を考慮した非三乗則が必要となることがわかった。そこで,壁面が凸凹を有する割れ目の中の二次元流体解析FEMプログラムを作成した。3.単一の傾いた割れ目を有する岩盤斜面について,その安定性を解析するための,二次元と三次元の応力解析FEMプログラムと前述の二次元の割れ目内浸透解析FEMプログラムを作成した。そして,割れ目が凹凸を持った場合の,割れ目内水圧分布を計算し,その結果について考察を行った。二次元岩盤応力解析FEMプログラムに,非三乗則流れ則を考慮した一次元割れ目内浸透流解析を組み合わせて,岩盤内に存在する単一傾斜割れ目内の水圧分布計算結果と,純三次元応力一浸透解析結果を比較した。その結果,基本的には,両者の結果は一致し,どちらの解析においても,割れ目の中の流れについて,非三乗則が妥当であることを確認した。4.今後の課題として,非三乗則に含まれる割れ目透水パラメータを同定する手法の開発が残されているが,この2年間の研究で,亀裂を含んだ長大岩盤斜面の安定性解析法を基本的に確立したと考える。長大岩盤斜面の長期的に安定でかつ高精度であって,しかも広範囲に斜面をカバーしうるモニタリング手法の開発に取り組む必要があると考えている。