Forchheimer 則を適用した Confined Seepage (2) ―河川構造物の浸透問題(2)―

Abstract

porousmedia内の流れが乱流状態に遷移するとDarcy則が成立しないといわれている1)が, 本研究はこのnon-Darcy領域におけるc・nfinedseepage問題にForchheimer則を適用して検討し, その実用性を確かめようとしたものである。前報2)で扱った矢板のまわりのcon且nedseepage問題では, 二次元領域におけるForchheimer則を流れ方向成分の流速のみを考慮した近似的な形で検討したが, 今回は流れに直角方向の成分をも考慮した厳密形で検討した結果を報告する。まずこの場合の基礎方程式を示し, その数値解法について若干の考察を行なう。次に矢板のまわりの流れを実験結果と対比しつつ理論的に検討し, non・Darcy領域におけるcon丘nedseepage問題へのForchhdmer則の適用性を吟味する。最後に実際河川にみられるようなsheetl)ileを有する低ダム周辺の流れを解析しその結果について考察を加える。

In this paper, some steady confined seepage problems in a non-Darcy region are dis-cussed theoretically and experimentally. The fundamental equation for the flow arederived using Forchheimer's law believed to be applicable to the seepage flow beyond theapplicability of Darcy law, and solved nemerically using the technique of the finitedifference.The computer solution of the equation and Laplace equation are compared with experi-mental results for the seepage around a sheet pile in order to examine the applicabilityof the fundamental equation to the confined seepage problems in a non-Darcy region.Moreover, some characteristics for the flow under a low dam with sheet piles arediscussed about the uplift pressure distribution at the base of the dam and the relationshipbetween the seepage flux and total head loss using computer solutions of the fundamentalequation and Laplace equation.