Page 1 Page 2 Page 3 57 ある. W~ー0g k 関係に直線関係が成り立っ

島根大農研報(Bun Fac Agr Sh1mane Un1v)2655−60.1992
締固めた凝灰岩の特異な透水性について
烏 山 胱 司*
On The Unique Properties of Permeabi1ity of
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果,締固めた凝灰岩の透水性の特異な傾向は今年度も存
1。ま え が き
在し,これは固有の傾向と考えられるにいたったので,
その結果をここに報告する.
山陰地方には大山や三瓶山などの火山があり,このた
め各種の凝灰岩が火山周辺に分布している.これらの地
2。実 験 方 法
域にダムや道路,その他の盛土工事を行う場合には凝灰
実験に用いた試料土は昨年度と同様に農林水産省中国
岩系の材料も利用することになる.これらの締固めた凝
灰岩の勢断粋性については別報1)に示したとおo)である.
四国農政局管内で建設中のNダムのランダム材の角礫凝
また締固めた凝灰岩の透水性についても別報2)に示した
灰岩である.実験にはこの5mmふるい通過分を用いた.
とお})である.この結果,勢断特性については一般の砂
この材料の物理的1性質は表一1に示す.
質土と同様の傾向にあり,大きな特異性は認められなか
搬入された材料の自然含水比w=13∼15%である.透
った. しかし透水性については圧密圧力σ3、’が増加す
水試験は含水比w=8−11%で行った.このため,1㎜
るにもかかわらず,透水係数kが増加する供試体や,逆
ふるい通過後の材料は必要に応じて,加水あるいは室内
にσ3。’を一定にして背圧ubを加えて飽和度を増加させ
で徐々に乾燥して所定の含水比に調整し,ビニール袋に
ても,kが減少する供試体が多数存在した.さらに透水
密封して,1週間以上置いた後,実験に用いた.まさ土
試験中に流出水に濁りが生じる供試体もあり,一般の砂
や普通の粘性土ではW.p。の数%湿潤側までは,含水比
質土とはその透水性が大きく異なる傾向を示した.この
調整して置いた場合,試料内の含水比が上下で変化する
特異な傾向が昨年度の実験のみに何らかの原因で生じた
ことはない.ところが,凝灰岩材料ではW.ptの乾燥側
のか,あるいは実験に用いた凝灰岩の固有な性質なのか
の試料土でも,底近くの含水比がかなり増加してお}),
1∼2週間の静置期間中に重力によって,間隙水が移動
を明らかにするため,再度,透水試験を行った.この結
したことを示しており,一般の砂質土に比べて特異な含
水特性を有している.
・農村工学講座
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5 30 1 Iog k=-11.1+1.16 e (r=0.525)
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鳥山:締固めた凝灰岩の特異な透水性について
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59
表一2 パイピング試験供試体g)諸元
5層30回1og k二一10.8+0.3ユユw’ (r=o.820)
ρd
W0
No
5層30回締固めでは相関性は良いが4層10回では相関性
浸透流
の方向
,
e
9/cm3
%
W%
は良くない.また,透水試験の経過とともにrが減少し
TP−1
TP−2
TP−3
TP−4
TP−5
ており,ばらつきが増加している.
締固めた凝灰岩では透水係数kと締固め含水比,問隙
比,透水後の含水比との関係はいずれもばらつきが大き
い.これはk∼σ3。’関係が一定していないためである.
これ以外にも,透水試験中,浸透水に濁})が生じた供試
14.60
1.577
O.690
23.25
下向き
14.60
1.592
O.675
22.60
上向き
下向き
14.46
1.541
O.730
24.18
14.50
1.518
O.757
23.92
下向き
14.63
1.545
O.725
24.22
上向き
416 (・)・・二・
体が10本あった.このことはコロイド粒子が流亡したこ
×10■4
とを示している.透水試験中のタイプ2,タイプ3の透
2.O
⋮≡1
水係数の異常な傾向は浸透水によって土粒子が移動して,
よ
泌 へ、
1.0
30(
.…1
ξ
・・ぎ
・・ \\ ! \
暑
い! ◎
、)
<1’
\い ㌧ぺ
浸透路が拡がればkが大きくなり,土粒子が問隙の一部
を塞げばkが減少すると考えられる.このことは浸透に
員 q
10岸
上!向附 △災△t
よ})、土粒子の流亡,即ちパイピングの発生の可静性を
△△
示すものである.
020004000
O
t(min)
×10−4
3。パイピング試験について
2.O
パイピングの実験方法は規格化されたものはない.こ
;≡1
た.試料土の最大粒径は4.76mmであるから,土粒子と
水は自由に流出可能である.
実験は内径10cmのモールドに試料土を標準締固め法
で3層25回または3層12回で突き固めて,そのまま透水
試験器にセットした.供試体諸元を表一2に示す.
為
Y限。
o1.0 基\ i
こでは流出側のポーラス・ストーンの代わ6川こ,10mm
格子点ごとに直径5mmの孔をあけたアクリル板を用い
(b)TP−2
20
ユ0・一
ム
.サ‘’頓⑩叩…⑫⑳
0 0
0. 2000 4000 6000
−t(min)
609
×10−4 (c)TP−3 ・冒
…≡1
■2・0と。・ 20喜
言 へ 余
実験てはまず試料土を飽和させるために,限界動水勾
二1・・㌣匁伊 1・I<
配よ1)小さな動水勾配で約1日間の上向きの透水を行っ
6 岸
た.この場合,初期の浸透水は全て濁っていた.しかし
O 0
.,/\、1べψs/△tく
時間の経過とともに濁})は消えた.この濁りの状態は透
020004000
t(min)
水試験において生じた濁りと似ており,凝灰岩中の軽い
(d)TP−4 30.5
×1014 冒
…〆、弁△Ws/△t ぎ
微粒子が非常に流亡しやすいことを示している.この際
の流出土総量は非常に少ないので粒度分析はしていない.
・〔 20)
ついで,下向き浸透流を与える供試体の場合は透水試験
器を反転し,上向き浸透流を与える場合はそのままにし
㌧/壮其 八1・!
て実験を行った.
1 ;k 帖 ・小1地
実験は下向きまたは上向き浸透流を一定動水勾配で50
∼100分以上与えた後,動水勾配を段階的に増加して行
った 実験では流出水量と流出土砂量を測定した 動水
勾配i,透水係数kの経時変化を図一7に示す.透水初期
定値に近ずいている.
’△
0 0
0 2000 4000 6000
t(min)
×1014
6.0
⋮≡1
にkが増加するが,その後,kは急激に減少した後,一
く4.0 <1
\4.0
(e)TP−5, 9
20切
…≡1
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当 2.O
初期の飽和過程およびパイビング試験開始後の経過時
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間ごとの土粒子の流出速さを図一7に示す.図一7は供
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図一7
動水勾配,透水係数,土砂の流出速さの経時変化
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