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公開番号2025016428
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-02-04
出願番号2024107320
出願日2024-07-03
発明の名称複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験方法及び装置
出願人浙江大学,ZHEJIANG UNIVERSITY
代理人弁理士法人コスモス国際特許商標事務所
主分類E02D 17/20 20060101AFI20250128BHJP(水工;基礎;土砂の移送)
要約【課題】複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験方法及び装置を提供する。
【解決手段】土壌体法面シミュレーションユニットは、土壌体法面モデルを土盛りにより作成して法面の各種の傾きをシミュレーションし、降雨シミュレーションユニットは、さまざまな強度の降雨をシミュレーションして地滑りを誘発し、流出-浸透流分離ユニットは、降雨時の法面の流出と浸透流を分離し、モニタリングモジュールは、降雨時の法面の流出及び浸透流の流量、斜面内の含水率と間隙水圧の変化、並びに法面の形状の変化をモニタリングし、流量の変化に基づいて降雨による地滑り変形・破壊メカニズムを取得することにより、降雨時の斜面表面の流出と斜面内の浸透流を分離し、流出及び浸透流の流量を自動的かつリアルタイムでモニタリングする。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置であって、
土壌体法面モデルを土盛りにより作成して法面のさまざまな傾きをシミュレーションし、モデルタンクを含む土壌体法面シミュレーションユニットと、
土壌体法面シミュレーションユニットと協力して設けられ、各種の強度の降雨をシミュレーションして地滑りを誘発する降雨シミュレーションユニットと、
土壌体法面シミュレーションユニットの最後に設けられ、降雨時の法面の流出と浸透流を分離し、モデルタンクの最後に設けられたオリフィス板を含み、土壌体法面の上方に対応するオリフィス板の後に流出導水タンクが設けられ、土壌体法面の岩盤表面に対応するオリフィス板の後に浸透流導水タンクが設けられる流出－浸透流分離ユニットと、
流出－浸透流分離ユニットと協力して設けられ、降雨時の法面の流出及び浸透流の流量、斜面内の含水率と間隙水圧の変化、並びに法面の形状の変化をモニタリングするモニタリングモジュールであって、流出－浸透流分離ユニットの最後に設けられ、降雨時の法面の流出及び浸透流の流量の大きさをモニタリングする流量モニタリングユニットを含み、前記流量モニタリングユニットは、それぞれ流出導水タンク及び浸透流導水タンクに連通する２つの沈殿箱を含み、前記沈殿箱のいずれかは、それぞれ対応する第２導流管を介して対応する集水箱に接続され、前記第２導流管のいずれかは、対応する沈殿箱の上縁に設けられ、集水箱のいずれかの水平方向の高さが対応する沈殿箱の水平方向の高さよりも低く、沈殿箱のいずれか及び集水箱のいずれかの下に計量装置が協力して設けられるモニタリングモジュールと、を含む、ことを特徴とする装置。
続きを表示（約 1,200 文字）【請求項２】
前記モデルタンク内に土壌体法面が配置され、前記モデルタンクの前端に吊り上げ機構が協力して設けられ、前記モデルタンクの後端の底部がヒンジベースにヒンジ連結され、前記ヒンジベースは水平面に配置される、ことを特徴とする請求項１に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項３】
前記吊り上げ機構は水平面に配置されたホルダーを含み、前記ホルダーの上部にホイストが設けられ、前記ホイストは、吊り上げリングを介してモデルタンクの前端の吊り下げリングと協力して設けられる、ことを特徴とする請求項２に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項４】
前記降雨シミュレーションユニットは、モデルタンクの上部に協力して設けられる複数のノズルを含み、すべての前記ノズルは取水管を介して給水端に接続される、ことを特徴とする請求項２に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項５】
前記流出導水タンク及び浸透流導水タンクは、それぞれ第１導流管を介してモニタリングモジュールと連携する、ことを特徴とする請求項２に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項６】
前記モニタリングモジュールは、
土壌体法面の内部に配設され、降雨時の斜面内の含水率及び間隙水圧の変化をモニタリングする複数のセンサと、
土壌体法面シミュレーションユニットの側部に設けられ、土壌体法面の形状の変化を記録する１つまたは複数のカメラと、をさらに含む、ことを特徴とする請求項１に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項７】
前記センサは、降雨時の土壌体法面の内部パラメータの変化を収集するための複数の間隙水圧センサ及び複数の含水率センサを含み、前記間隙水圧センサ及び含水率センサは、岩盤表面に垂直な方向に沿って土壌体法面内のさまざまな深さに埋設される、ことを特徴とする請求項６に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置。
【請求項８】
請求項１～７のいずれか１項に記載の複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置による試験方法であって、土壌体法面シミュレーションユニットによって土壌体法面モデルを土盛りにより作成して法面のさまざまな傾きをシミュレーションし、降雨シミュレーションユニットによって各種の強度の降雨をシミュレーションして地滑りを誘発し、このプロセス中に流出－浸透流分離ユニットによって土壌体法面シミュレーションユニットにおける流出及び浸透流を分流し、モニタリングモジュールによって降雨時の法面の流出及び浸透流の流量、斜面内の含水率と間隙水圧の変化、並びに法面の形状の変化をモニタリングし、多変数データに基づく共同分析により、降雨による地滑り変形・破壊メカニズムを取得する、ことを特徴とする方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、地滑り災害モデル試験の技術分野に関し、特に複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験方法及び装置に関する。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
地滑りとは、河川の浸食、地下水活動、雨水の浸入、地震や人工的な切土斜面などの要因によって斜面の岩石や土塊が重力の作用により、特定の弱い表面や弱い領域に沿って全体的にまたは分散して斜面に沿って滑り落ちる自然現象を指す。中でも、降雨による地滑りは最も一般的な地質災害であり、多くの場合、多大な死傷者や経済的損失を引き起こす。
【０００３】
雨水が法面に作用すると、その一部は地表流出として流れるが、もう一部は土壌体に入り、地下流を形成する。さまざまな降雨量による斜面表面の流出及び斜面内の浸透流の流量、及び斜面内の土壌体の含水率や間隙水圧の変化を正確にモニタリングすることは、降雨時の斜面の水文学的応答メカニズム及び斜面の安定性へのその影響を理解する上で非常に重要である。屋内地滑りモデル試験は、降雨による地滑り変形・破壊メカニズムを研究する有効な手段であり、降雨による地滑りの防災・減災に大きな意義がある。
【０００４】
しかしながら、屋内モデルでは、斜面の流出及び浸透流は、流量が少量であり、土や岩石などが混じっているため、従来の水流流量モニタリング手法が適していない。地滑りモデル試験における既存の流量モニタリングは主に手作業に依存しており、モニタリング時間間隔が長く、地滑り発生前後の斜面の水文学的応答の詳細な変化を正確に捉えることが困難である。さらに、従来技術における流量モニタリングの多くは流出と浸透流が混在しており、雨水の斜面表面での流出及び斜面内の浸透流の流量の動的な変化を区別していない。一方、降雨による地滑りが発生する前に、流出の流量と浸透流の流量が変化することが多く、降雨による地滑り誘発メカニズムを研究して分析するためのデータ参照を提供するように、これらを個別にモニタリングし、斜面内の含水率や間隙水圧の変化データや画像データなどと組み合わせる必要がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、従来技術に存在する問題を解決するために、法面の流出及び浸透流の流量を自動的かつリアルタイムでモニタリングするとともに、斜面内の含水率、間隙水圧の変化や斜面形状の変化をモニタリングする複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験方法及び装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明が採用する技術的解決手段は以下の通りである。複数の変数を同期的にモニタリングする地滑りモデル試験装置は、
土壌体法面モデルを土盛りにより作成して法面のさまざまな傾きをシミュレーションする土壌体法面シミュレーションユニットと、
土壌体法面シミュレーションユニットと協力して設けられ、各種の強度の降雨をシミュレーションして地滑りを誘発する降雨シミュレーションユニットと、
土壌体法面シミュレーションユニットの最後に設けられ、降雨時の法面の流出と浸透流を分離する流出－浸透流分離ユニットと、
流出－浸透流分離ユニットと協力して設けられ、降雨時の法面の流出及び浸透流の流量、斜面内の含水率と間隙水圧の変化、並びに法面の形状の変化をモニタリングするモニタリングモジュールと、を含む。
【０００７】
好ましくは、前記土壌体法面シミュレーションユニットはモデルタンクを含み、前記モデルタンク内に土壌体法面が配置され、前記モデルタンクの前端に吊り上げ機構が協力して設けられ、前記モデルタンクの後端の底部がヒンジベースにヒンジ連結され、前記ヒンジベースは水平面に配置される。
【０００８】
好ましくは、前記吊り上げ機構は水平面に配置されたホルダーを含み、前記ホルダーの上部にホイストが設けられ、前記ホイストは、吊り上げリングを介してモデルタンクの前端の吊り下げリングと協力して設けられる。
【０００９】
好ましくは、前記降雨シミュレーションユニットは、モデルタンクの上部に協力して設けられる複数のノズルを含み、すべての前記ノズルは取水管を介して給水端に接続される。
【００１０】
好ましくは、前記流出－浸透流分離ユニットは、モデルタンクの最後に設けられたオリフィス板を含み、土壌体法面の上方に対応するオリフィス板の後に流出導水タンクが設けられ、土壌体法面の岩盤表面に対応するオリフィス板の後に浸透流導水タンクが設けられ、前記流出導水タンク及び浸透流導水タンクは、それぞれ第１導流管を介してモニタリングモジュールと連携する。
（【００１１】以降は省略されています）

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