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https://doi.org/10.24546/81011581
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81011581 (fulltext)
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メタデータID
81011581
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
異方透水性地盤における浸透水の流れ : 透水係数テンソルとモール円
その他のタイトル
Seepage Flow through Anisotropic Porous Media : Permeability Tensor and Mohr’s Circle
著者
著者ID
A1018
研究者ID
1000020144602
著者名
田中, 勉
Tanaka, Tsutomu
タナカ, ツトム
所属機関名
農学研究科
著者名
フェライト, アーノルド
収録物名
神戸大学都市安全研究センター研究報告
巻(号)
22
ページ
140-162
出版者
神戸大学都市安全研究センター
刊行日
2018-03
公開日
2019-05-30
抄録
土は一般的に浸透流に関して異方透水性を有している。異方透水性を有している土に関して, 等方透水性と仮定して設計したとすると, 実際には, 浸透流量が増大したり, 地盤の浸透破壊に対する限界水頭差が低下したり,ダム堤体のすべりに対する安定性が低下することによって危険となることが知られている。一般的に, 材料定数としての異方透水係数はテンソルであることが知られている。浸透流に関わる地盤や土構造物の設計においては, 土の異方透水性について調査し, それが水理学的・力学的性質に与える影響について調べる必要がある。そのためには, まず, 土の異方透水性とそれによる浸透流特性を正確に把握することが重要である。次に, 地盤中の浸透流特性を正確に把握するためには, テンソルとしての透水係数の性質を明らかにする必要がある。ここでは, 対称テンソルとしての透水係数について詳しく考察し, 異方透水性地盤における浸透水の流れについて理論的な観点から明らかにする。
Soil generally has an anisotropic permeability with respect to seepage flow. The anisotropic permeability has marked effects on the characteristics of seepage flow through soil. The mechanism of seepage flow through anisotropic porous media should be clarified to accurately estimate the safety against seepage failure when designing hydraulic structures. In this paper, the mechanism of water flow through a pipe and channel (or crack) in 2D soil, the coefficients of permeability as a symmetric tensor, permeability tensor at a point, and Mohr’s circle of permeability coefficients are discussed. The structural permeability and mathematically equivalent permeability tensor were also investigated, and the following results were obtained: (1) From discussions on water flow through pipe and channel (or crack), the coefficients of permeability were shown to be a symmetrical tensor. (2) The components of the permeability tensor are related to patterns (or distributions) of water channels in soil. (3) A refined definition of the plus directions of components of the permeability tensor is given here, and the permeability tensor at a point, method to calculate components of the tensor using Mohr’s circle of permeability coefficients, and maximum and minimum principal values of the permeability tensor are also presented. (4) In the case where the two directions of structural permeabilities in soil are not orthogonal to each other, the mathematical permeability tensor can be calculated as a value e quivalent to the structural permeability. It was also shown that the principal directions of the latter are not identical to those of the former
キーワード
浸透流
異方透水性
透水係数テンソル
透水係数のモール円
透水係数の不変量
物理的な透水性と数学的に等価な透水係数テンソル
カテゴリ
農学研究科
神戸大学都市安全研究センター研究報告
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22号(2018-03)
紀要論文
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資源タイプ
departmental bulletin paper
言語
Japanese (日本語)
ISSN
1342-9167
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NCID
AA11142997
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関連情報
URI
http://www.rcuss.kobe-u.ac.jp/publication/publication.html
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