A Study of hydraulic properties in a single fracture with in-plane heterogeneity; An Evaluation using optical measurements of a transparent replica

不均質性を有する単一亀裂内の水理学的特性に関する研究; 透明レプリカの光学的計測による評価

澤田 淳 ; 佐藤 久

Sawada, Atsushi; Sato, Hisashi

亀裂を対象とした平行平板モデルに用いられるパラメータ値の設定方法の検討に必要な単一亀裂内のデータ取得のために、亀裂の透明レプリカを用いた実験的検討を行った。光学的計測手法により亀裂開口幅分布やトレーサー試験時のトレーサー濃度データを高い空間解像度で定量的に取得した。亀裂開口幅分布の算術平均値,トレーサー試験から求めた開口幅,亀裂内体積測定から求めた平均開口幅などの異なる計測手法から求めた開口幅の値が一致することが示され、本試験データが良い精度で取得できていることを示している。亀裂開口幅データから局所的に三乗則が成り立つと仮定して実施した数値解析から得られる亀裂の透水量は透水試験の値より10%100%大きな値となった。また、定量的なトレーサー濃度分布のデータは不均質亀裂内の移流分散の数値解析コードの検証にとても有用である。

Experimental studies for evaluating fracture were conducted by using transparent replica of a single fracture, in order to obtain data for contributing to the methodology improving how we define representative parameter values used for a parallel plate fracture model. Quantitative aperture distribution and tracer concentration data were obtained by measuring the attenuation of transmitted light through the fracture, in high spatial resolution. The representative aperture values evaluated from the multiple measurement methods, such as arithmetic mean of aperture distribution, transport aperture, average aperture evaluated from fracture void volume measurement, converged to a unique value, which indicates the accuracy of this experimental study. The aperture data was employed for studying the validity of numerical simulation under the assumption of local cubic law and showed that the calculated flow rate through the fracture is 10% - 100% larger than hydraulic test results.