(57)【要約】【課題】  流線の形状を可視化できる模型実験装置を製作して、地下水の透水模型、矢板止水模型、ダム模型、堤体模型、および掘削模型の流線網を描くと同時に圧力水頭を目視観察することができる装置を提供し、浸透水の流れに関する理解を深め、流線網解析により土中の浸透水量の予測を行うことができるようにする。【解決手段】  この装置は、実験用水槽模型３と、架台４と、給水タンク１と、給水機構と、排水管機構と、可視化用浸透液注入機構８とを備えている。実験用水槽模型は、型枠と、型枠に所定の隙間を介して対向して配置された１対の透明板とを有し、隙間に試料砂を充填可能である。架台は模型を着脱可能に支持する。給水機構は給水タンクから模型に給水するための機構である。排水機構は模型から排水するための機構である。可視化用浸透液注入機構は模型に可視化用浸透液流線を与えるための機構である。【選択図】      図１
0003107977.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
土中の地下水の流れの様子を視覚的に表す実験装置であって、
型枠と、前記型枠内に所定の隙間を介して対向して配置された１対の透明板とを有し、前記隙間に試料砂を充填可能な実験用水槽模型と、
前記模型を着脱可能に支持する架台と、
給水タンクと、
前記給水タンクから前記模型に給水するための給水機構と、
前記模型から排水するための排水管機構と、
前記模型に可視化用浸透液流線を与えるための可視化用浸透液注入機構と、
を備えた流線網可視化実験装置。
【請求項２】
前記模型の内部に縦方向に配置された少なくとも１つの不透水板をさらに備えた、請求項１に記載の流線網可視化実験装置。
【請求項３】
前記給水機構は、給水用チューブと給水調節装置とで構成され、前記給水タンクから前記模型に一定の給水をするように取り付けられている、請求項１または２に記載の流線網可視化実験装置。
【請求項４】
前記排水管機構は、前記模型の上流側給水をオーバーフローさせ、一定水頭を保つように取り付けられた排水管を有し、前記排水管には導水糸が取り付けられている、請求項１から３のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項５】
前記可視化用浸透液注入機構は、前記模型に浸透していく様子を可視化できるように着色液を流し込み、浸透の様子が判るように取り付けられた注射器である、請求項１から４のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項６】
前記可視化用浸透液注入機構は、前記模型に浸透流水していく様子を可視化できるように予め絵の具を添付した色素挿入シートを模型上流部に有する、請求項１から４のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項７】
前記模型は、前記型枠を利用して土中における地下水の様子を観察するための透水模型である、請求項１から６のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項８】
前記模型は、前記型枠を利用して前記１対の透明板の間に１個の前記不透水板の仕切板を挿入し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察する矢板模型である、請求項２から６のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項９】
前記模型は、前記型枠を利用して前記１対の透明板の間に設けられた透水性の地盤上に数個の前記不透水板を並べてダム形状に配置し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察するダム模型である、請求項２から６のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項１０】
前記模型は、前記型枠を利用して前記１対の透明板の間にフィルター材で囲って透水性の堤防の地盤を作成し、前記堤防の地盤を水がどのように浸透するのかを観察する堤体模型である、請求項１から６のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項１１】
前記模型は、前記型枠を利用して前記１対の透明板の間に設けられた透水性の地盤に２個の前記不透水板を挿入し、溝を掘削する地盤を作成し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察する掘削模型である、請求項２から６のいずれかに記載の流線網可視化実験装置。
【請求項１２】
前記模型の外表面に脱着可能な外カバーをさらに備えた、請求項１から１１のいずれかの記載の流線網可視化実験装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、土中の浸透流の解析を行うための流線網を視覚的に学習する模型実験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
基礎構造物、道路構造物、河川・海岸・湖沼などに沿う水理構造物の建設において、土留め工や締め切り工が施工される。これらの土留め工、締切り工の工事で透水性基盤に矢板、せき板を打ち込んだ場合、その遮水壁下をくぐる浸透流がある。このことはフィルダム、アースダムなどの堤体内においても同様であり、これらの問題は土質工学と水工学の境界分野に属する。この浸透流の浸透量、浸透圧を知ることはこれらの工事において付随して起こるヒービング、パイピング、クイックサンド、ボイリングなどの現象を処置するバロメータになる。これらの現象の対策には(1)根入れ長さを大きくする、(2)浸透量を少なくする、(3)地下水位を下げる、(4)土を凍らせる、(5)地盤の透水性を下げるなどの方法がある。
【０００３】
従来、この浸透量や土中の任意点の浸透圧を求めるためには流線網を利用するのが有効であるが流線網の描き方には、(1)数学的にラプラスの方程式を解く方法、(2)フリーハンドで図式的に描く方法、(3)模型実験により流線を求める方法などがある。
【０００４】
例えば、第３８回地盤工学研究発表会で東北大学工学部の佐々木静雄他３名により発表された「流線網の視覚的理解に役立つ実験教材の試作」（非特許文献１）がある。この実験装置では、透水性材料中の水の流動に関するダルシーの法則と電流に関するオームの法則が相似であることを前提として、媒質として砂、水そのものを用いずに、水の透水現象を電気回路にモデル化して解析している。
【非特許文献１】第３８回地盤工学研究発表会における東北大学工学部の佐々木静雄他３名により発表された「流線網の視覚的理解に役立つ実験教材の試作」。
【考案の開示】
【考案が解決しようとする課題】
【０００５】
前記文献に示された実験装置では、実際の砂試料、水を用いて可視化し圧力水頭を直接読み取ることができないという問題がある。
本考案は、学生実験などにおいて基本的な流線の形状を容易に理解させるために、可視化できる模型実験装置を製作して、土中における地下水の透水模型、矢板止水模型、ダム模型、堤体模型、および掘削模型の流線網を描くと同時に圧力水頭を目視観察することができる装置を提供することを目的とし、この装置によって、浸透水の流れに関する理解を深めるとともに、流線網解析により土中の浸透水量の予測を行うことができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る流線網可視化実験装置は、土中の水理現象である流れのようすを視覚的に表す実験装置であって、実験用水槽模型と、架台と、給水タンクと、給水機構と、排水管機構と、可視化用浸透液注入機構とを備えている。実験用水槽模型は、型枠と、型枠内に所定の隙間を介して対向して配置された１対の透明板とを有し、隙間に試料砂を充填可能である。架台は模型を着脱可能に支持する。給水機構は給水タンクから模型に給水するための機構である。排水機構は模型から排水するための機構である。可視化用浸透液注入機構は模型に可視化用浸透液流線を与えるための機構である。
【０００７】
請求項２に係る流線網可視化実験装置は、請求項１の装置において、模型の内部に縦方向に配置された少なくとも１つの不透水板をさらに備えている。
請求項３に係る流線網可視化実験装置は、請求項１又は２の装置において、給水機構は、給水用チューブと給水調節装置とで構成され、給水タンクから模型に一定の給水をするように取り付けられている。
【０００８】
請求項４に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から３のいずれかに記載の装置において、排水管機構は、模型の上流側給水をオーバーフローさせ、一定水頭を保つように取り付けられた排水管を有し、排水管には導水糸が取り付けられている。
【０００９】
この装置では、溢れる水が少ない場合、ある一定量になるまで排水できない場合があるが、導水糸を排水管に挿入しておけば、排水が少ない時にも排水が可能となる。
請求項５に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から４のいずれかに記載の装置において、可視化用浸透液注入機構は、模型に浸透していく様子を可視化できるように着色液を流し込み、浸透の様子が判るように取り付けられた注射器である。
【００１０】
ここでは、流れの可視化が可能で水槽部分が直接目で観察できる。また、浸透流速と同じ速度で着色液を流し込むことで、綺麗な流線を得ることができる。注射器としては、医療用の注射器を用いることができる。
【００１１】
請求項６に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から４のいずれかに記載の装置において、可視化用浸透液注入機構は、模型に浸透流水していく様子を可視化できるように予め絵の具を添付した色素挿入シートを模型上流部に有する。
【００１２】
ここでは、流線の可視化の際、絵の具を透明板下部に適当な間隔で適量付着させた色素挿入シートを模型内部に挿入する。挿入する位置は、上流部の砂面上部とする。挿入の際模型の透明板の壁に絵の具が接触しないよう注意する。色素挿入後は、時間経過と共に流線が現れるのを確かめる。
【００１３】
請求項７に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から６のいずれかに記載の装置において、模型は、型枠を利用して土中における地下水の様子を観察するための透水模型である。
【００１４】
この装置では、ダルシー理論の説明をこの装置を使う事で、より分かり易く伝える事ができるとともに、取り扱いが容易である。
請求項８に係る流線網可視化実験装置は、請求項２から６のいずれかに記載の装置において、模型は、型枠を利用して１対の透明板の間に１個の不透水板の仕切板を挿入し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察する矢板模型である。
【００１５】
ここでは、試料砂である透水性基盤に矢板、せき板を打ち込んだ場合、その遮水壁下をくぐる浸透流は種々ある。これらは矢板の根入深さ、水頭差の変化で表せる。この条件を任意に決めて実験することになる。
【００１６】
請求項９に係る流線網可視化実験装置は、請求項２から６のいずれかに記載の装置において、模型は、型枠を利用して１対の透明板の間に設けられた透水性の地盤上に数個の不透水板を並べてダム形状に配置し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察するダム模型である。
【００１７】
ここでは、矢板を持たないダムの模型実験、ダム模型で上流側に矢板１本を持ったダムの模型、ダム模型で下流側に矢板１本を持ったダムの模型、矢板を２本を持ったダムの実験、矢板を３本を持ったダムの実験等が可能となる。透水性基盤に各種のダムの実験をする場合、そのダムの遮水壁下をくぐる浸透流は種々ある。これらは矢板の根入深さ、水頭差の変化で表せる。この条件を任意に決めて実験することになる。
【００１８】
請求項１０に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から６のいずれかに記載の装置において、模型は、型枠を利用して１対の透明板の間にフィルター材で囲って透水性の堤防の地盤を作成し、堤防の地盤を水がどのように浸透するのかを観察する堤体模型である。
【００１９】
ここでは、空の水槽に、フィルター材等で囲って堤体模型を制作することで、色々な堤体模型を作る事ができる。
請求項１１に係る流線網可視化実験装置は、請求項２から６のいずれかに記載の装置において、模型は、型枠を利用して１対の透明板の間に設けられた透水性の地盤に２個の不透水板を挿入して溝を掘削する地盤を作成し、基礎地盤を水がどのように浸透するのかを観察する掘削模型である。
【００２０】
ここでは、中央の掘削部分を変化させることで深さが変化する。両端の地盤と水位を同じにすることが初期段階では必要である。さらに左右の地盤と水位を変えることで応用実験となる。
【００２１】
請求項１２に係る流線網可視化実験装置は、請求項１から１１のいずれかに記載の装置において、模型の外表面に脱着可能な外カバーをさらに備えている。模型の説明をする場合、外カバーがあれば実験模型が分かり易い。
【考案の効果】
【００２２】
本考案の流線網可視化実験装置は、小型で簡単な構造の実験装置で、地盤内浸透に関する模型実験を行い、浸透水の流れに関する現象を視覚的に認識することができると同時に圧力水頭を同時に測定する事で浸透流の理解に役立つ。流量を計測し、流水断面を算出し、等ポテンシャル線を描くことで流緑網を表すことができる。また条件の異なる実験用水槽３を設置する事により色々な種類の浸透流の理解に役立つ。
【考案を実施するための最良の形態】
【００２３】
［実験の概要］
条件の異なる実験用水槽の模型で図１の実験を行う。模型中央部には試料砂が入るフィルターとゴム板で仕切られた矩形の断面がある。ここに給水装置を使って模型上流部に連結する。実験用水槽に取り付けられた排水管機構の排水弁を閉じた場合水は静水状態となり、土中の水の全水頭の大きさはどこでも同じになる。各水位もすべて一致する。
【００２４】
次に弁を開放すると、水は左のタンクから右のタンクヘと流れていく。この場合、左のタンクに常に水を補給し、水位を一定に保つ。水の流れは最初の内は大きく徐々に減少していく。やがて一定の流れの状態に落ちつく。こうした時間的に変動しない透水を定常透水という。ここでは常にこの定常透水を考える。
【００２５】
定常透水時に、左のタンク上流水位はｈ1となり、下流の水タンクは水位はｈ2になる。つまり、水のエネルギーは土中を通ることによって（ｈ1−ｈ2）の大きさだけ消費されたことになる。
【００２６】
本実験の試料では、土は透水に関して一様と考え、どの位置においても水頭損失の割合は同じである。したがって、上流と下流の水位をつないだ線は、直線となる。模型の各水位が圧力水頭を表しており、視覚的に理解が容易である。
【００２７】
また、浸透流水していく様子を可視化できるように着色液インクあるいは絵の具を流し込み、これが従来ある浸透流水とともに流れて浸透のようすが観察できる。
［装置の概要］
本考案の一実施形態による流線網可視化実験装置の全体図を図１に示す。地盤内浸透に関する模型実験装置１００は、給水タンク１と、タンク用台２と、実験用水槽３と、水槽架台４と、給水機構５と、排水管機構６と、ビーカー７と、可視化用浸透液注入機構８と、試料砂３０などから構成されている。図３にも示すように、実験用水槽３は、２枚の透明平行平板間を不透水板で製作された条件の異なる模型をセットした砂地盤からなる模型水槽である。水槽全体は水槽本体と水槽架台の２つから構成されている。水槽模型は流線を直接目視観察できるように透明のガラス板２枚を使い模型と水を排水するパイプを取り付け、水槽の周囲をボンドで貼り付け、周りに枠をはめ込んで、各種の模型としている。水は、図５にも示すように、給水タンク１から給水機構５の給水用チューブ１０、給水コック１１及び給水調節装置（給水バルブ）１２である医療用の点滴調節器を経て実験用水槽３の上流側から入る。上流側給水はオーバーフローさせ、一定水量を下流側に給水する。また、排水機構は、図６に示すように、排水チューブ１５に導水糸１６が設けられており、排水が少ない場合でも排水が可能となっている。そして、バルブ、コックが一連となっている。
【００２８】
より詳細には、これらの模型の水槽は高さが210mm、幅が300mmの厚さ2mmのガラス板２枚を厚さ7mm、幅6mmのゴム板で左右と底面を貼り付けた透明平行平板間水槽としている。この中に高さ50mm幅10mm奥行き7mmの試料砂を入れる直方体空間を、幅6mm高さ100mmの不透水板であるゴム板で配置し、砂地盤からなる模型水槽とする。左右の両端より50mm隔てた位置に、上流部排水口を設ける。下流部には排水口を設けている。架台はＬ型、凹型、口型のアルミ材とアルミ板を使用して製作している。
【００２９】
流れの可視化の方法は、可視化用浸透液注入機構８を用いて流線を観測する。この時、各点の圧力水頭、流量を計測し、上流側と下流側の圧力水頭差、流水断面を算出し、等ポテンシャル線を描くことで流線網を表すことができる。また条件の異なる実験用水槽３を設置する事により影響を調べることができる。実験用水槽３として、図２に示すように、土中における地下水の透水模型２１、矢板模型２２、ダム模型で矢板を持たないダム模型２３、ダム模型で上流側に矢板１本を持ったダム模型２４、ダム模型で下流側に矢板１本を持ったダム模型２５、矢板２本を持ったダム模型２６、矢板を３本を持ったダム模型の合計５種類、堤体模型２８、掘削模型２９の模型を使用して実験を行う。これらの地盤内浸透に関する模型実験を行い、浸透水の流れに関する理解をはかるとともに、流線網解析により土中の浸透水量の予測を行う。
【００３０】
次に、この装置による試験の手順を簡単に説明する。
(1)条件の異なる模型から、実験を行う模型を選択する。
(2)砂地盤からなる水槽模型の作成のため、(1)で選択した模型の水槽内にフィルター材と標準砂３０をスコップ１３等を用いて水槽の上端面から詰める。砂を水槽に入れる時、何回かに分け、砂を突き固める。矢板の場合は、水槽の下から例えば100mmのところまで砂を入れる。ダムの場合は、水槽の下から 110mm、掘削断面の場合は、水槽の下から、掘削内部が70mm、外側が130mmまで砂を入れる。
(3)その水槽を、水槽架台に設置し、水を給水側より静かに注入する。
(4)上流側と下流側に、排水用計量器を置く。
(5)水が定常的に流れて、排水チューブから排水がうまくできていることを確認する。
(6)流線の可視化
(6-1)絵の具３４を使う場合：流線の可視化用に準備された色素挿入シート３５の印の部分に絵の具３４を３mm程度押し出し付着させる。次に、絵の具３４が水槽のガラス板に付かないように砂面まで下ろす。そして、絵の具が徐々に溶け地盤に吸い込まれていくのを観察し、その流線を記録する。
(6-2)インク３３を使う場合：インクスタンド３２を水槽の上流側に設置する。次に、インク３３をとり、スタンド３２に差し込んで、インク３３を注入する。インクは、側面から見てインクが出ているのが確認できる程度を調整して入れる。そして、３分〜５分程度おいてから、またインクを注入する。これを４，５回繰り返す。
(7)流線が連続に現れ、排水側まで達するのを観察し、その流線を記録する。
(8)流れの圧力水頭を計測する。
(9)下流部排水口より水の流量を計測する。
【００３１】
図４は外カバー９を取り付けた模型であり、外カバー９としては、カバー５１又はカバー５２がある。これらの外カバー５１，５２により、実験で使用する模型の圧力水頭をカバーしている。ここで用いたカバー５１，５２は紙の上にダムのゴム板を張り付け上部をＬ型に変形しガラスに引っ掛けている。
【００３２】
図７は可視化用浸透液注入機構の説明図である。浸透流水していく様子を可視化できるように着色液インク３３を流し込み、これが従来ある浸透流水とともに流れて浸透の様子が判るように取り付けられた医療用の注射器と注射針３１である。これにより流れの可視化が可能で前記水槽部分が直接目視で観察できる。別の注入機構は、色素挿入シート３５上に、絵の具３４を予め塗りつけ、シートを模型上流部に設置する。絵の具が溶け出しこれが従来ある浸透流水とともに流れ浸透の様子が判る。
【００３３】
［透水模型］
図８は、土中における地下水の透水模型２１の実験説明図である。図８―（５）が外カバー５１を付けた実験終了時の様子である。図８―（１）にあるように実験水槽３、注射器３１、フィルター４１を準備する。これを図８―（２）のように実験水槽３を実験架台４に設置する。これを図８―（３）のようにフィルター４１を入れ、十分注意しながら砂３０を層に分けて詰め、上面を軽くならして、突き棒で締め固める。締め固めが終わったら、棒をゆっくり引き抜き、棒のあと穴が残らないようにする。給水タンク１から上流側へ水を挿入する。その時気泡が入らないように注意する。水が下流側まで到達するのに少しばかり時間がかかるので、その間にある程度流量を調節しておく。
【００３４】
可視化用浸透液注入台を介してインク３３を入れた注射針３１を設置する。水が下流側に流出するようになったら、上流側の水位が安定するように、給水バルブ１２での流量調整を行う。
【００３５】
実験の手順を以下に示す。
インクを注入し実験開始時刻を記録する。なお、インク注入は0.1mlを１〜２分に一度行う。５分間隔で流線の状況を確認し、必要があれば写真撮影を行う。写真ナンバーや経過時間もそのときに表示しておく。流量測定は５分間隔で３回行う。図８―（４）が実験終了時の様子である。圧力水頭を測定し、流水断面を算出する。一番外側の流線が完成したら、写真撮影とスケッチを行う。
【００３６】
［矢板模型］
図９は矢板模型２２の実験一連の説明図である。図９―（５）が実験終了時の様子である。図９―（１）にあるように実験水槽、可視化挿入板（色素挿入シート）３５を準備する。これを図９―（２）のように実験架台に設置する。これを図９―（３）のように十分注意しながら砂３０を層に分けて詰め、上面を軽くならして、突き棒で締め固める。締め固めが終わったら、棒をゆっくり引き抜き、棒のあと穴が残らないようにする。給水タンク１から上流側より水を挿入する。その時気泡が入らないように注意する。水が下流側まで到達するのに少しばかり時間がかかるので、その間にある程度流量を調節しておく。
【００３７】
水が下流側に流出するようになったら、上流側の水位が安定するように、給水バルブ１２で流量調整を行う。色素挿入シートに絵の具を適量付着させる。
実験の手順を以下に示す。
【００３８】
付着させた色素挿入シート３５を水槽に挿入する。挿入する位置は上流部の砂面上部とし、挿入の際、水槽のガラス壁に絵の具が接触しないよう注意する。実験開始時刻を記録する。なお、５分間隔で流線の状況を確認し、必要があれば写真撮影を行う。写真ナンバーや経過時間もそのときに表示しておく。流量測定は５分間隔で３回行う。図９―（４）が実験終了時の様子である。一番外側の流線が完成したら、写真撮影とスケッチを行う。
【００３９】
［矢板を持たないダム模型］
図１０はダム模型で矢板をもたないダム模型２３の実験一連の説明図である。図１０―（５）が外カバー５２を付けた実験終了時の様子である。図１０―（１）にあるように実験水槽、可視化挿入板３５を準備する。これを図１０―（２）のように実験架台に設置する。これを図１０―（３）のように十分注意しながら砂３０を層に分けて詰め、上面を軽くならして、突き棒で締め固める。締め固めが終わったら、棒をゆっくり引き抜き、棒のあと穴が残らないようにする。給水タンク１から上流側より水を挿入する。その時気泡が入らないように注意する。水が下流側まで到達するのに少しばかり時間がかかるので、その間にある程度流量を調節しておく。
【００４０】
水が下流側に流出するようになったら、上流側の水位が安定するように、給水バルブ１２で流量調整を行う。色素挿入シート３５に絵の具を適量付着させる。
実験の手順を以下に示す。
【００４１】
付着させた色素挿入シート３５を水槽に挿入する。挿入する位置は上流部の砂面上部とし、挿入の際、水槽のガラス壁に絵の具が接触しないよう注意する。実験開始時刻を記録する。なお、５分間隔で流線の状況を確認し、必要があれば写真撮影を行う。写真ナンバーや経過時間もそのときに表示しておく。流量測定は５分間隔で３回行う。図１０―（４）が実験終了時の様子である。圧力水頭を測定し、流水断面を算出する。一番外側の流線が完成したら、写真撮影とスケッチを行う。
【００４２】
［１本の矢板を持ったダム模型］
図１１はダム模型で上流側に矢板１本を持ったダムの模型２４の説明図、図１２はダム模型で下流側に矢板１本を持ったダム模型２５の説明図、図１３は矢板２本を持ったダム模型２６、図１４は矢板３本を持ったダム模型２７の説明図である。いずれも実験のやり方は図１０のダム模型で矢板を持たないダム模型の説明図と同じ方法である。
【００４３】
［堤体模型］
図１５は堤体模型２８の実験一連の説明図である。図１５―（５）が実験終了時の様子である。図１５―（１）にあるように実験水槽、注射器３１、フィルター４２，４３を準備する。これを図１５―（２）のように実験水槽を実験架台に設置する。これを図１５―（３）のようにフィルター４２，４３を入れる。このフィルター４２，４３は砂３０の崩落防止用として使い、突き棒で締め固める。締め固めが終わったら、一部のフィルターを外す。給水タンク１から上流側より水を挿入する。その時気泡が入らないように注意する。水が下流側まで到達するのに少しばかり時間がかかるので、その間にある程度流量を調節しておく。水が下流側に流出するようになったら、上流側の水位が安定するように、給水バルブ１２で流量調整を行う。可視化用浸透液注入台を介してインク３３を入れた注射針３１を設置する。
【００４４】
実験の手順を以下に示す。
トレーサーのインクを注入し実験開始時刻を記録する。なお、インク注入は0.1mlを１〜２分に一度行う。５分間隔で流線の状況を確認し、必要があれば写真撮影を行う。写真ナンバーや経過時間もそのときに表示しておく。流量測定は５分間隔で３回行う。一番外側の流線が完成したら、写真撮影とスケッチを行う。
【００４５】
［掘削模型］
図１６は掘削模型２９の実験一連の説明図である。図１６―（５）が実験終了時の様子である。図１６―（１）にあるように実験水槽、二枚の可視化挿入板３５を準備する。これを図１６―（２）のように実験架台に設置する。これを図１６―（３）のように十分注意しながら砂３０を層に分けて詰め、上面を軽くならして、突き棒で締め固める。締め固めが終わったら、棒をゆっくり引き抜き、棒のあと穴が残らないようにする。給水タンク１から上流側より水を挿入する。水が下流側まで到達するのに少しばかり時間がかかるので、その間にある程度流量を調節しておく。
【００４６】
水が下流側に流出するようになったら、上流側の水位が安定するように、給水バルブ１２で流量調整を行う。色素挿入シート３５に絵の具を適量付着させる。
実験の手順を以下に示す。
【００４７】
付着させた色素挿入シート３５を水槽に挿入する。挿入する位置は上流部の砂面上部とし、挿入の際、水槽のガラス壁に絵の具が接触しないよう注意する。実験開始時刻を記録する。なお、５分間隔で流線の状況を確認し、必要があれば写真撮影を行う。写真ナンバーや経過時間もそのときに表示しておく。流量測定は５分間隔で３回行う。一番外側の流線が完成したら、写真撮影とスケッチを行う。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】実験装置の概略図
【図２】各種水槽模型図
【図３】実験水槽と架台の側面と平面図
【図４】外カバーを取り付けた模型の説明図
【図５】給水機構の説明図
【図６】排水機構の説明図
【図７】可視化用浸透液注入機構の説明図
【図８】土中における地下水の透水模型図
【図９】矢板模型の説明図
【図１０】ダム模型で矢板を持たないダム模型の説明図
【図１１】ダム模型で上流側に矢板1本を持ったダム模型の説明図
【図１２】ダム模型で下流側に矢板１本を持ったダム模型の説明図
【図１３】矢板２本を持ったダム模型の説明図
【図１４】矢板３本を持ったダム模型の説明図
【図１５】堤体模型の説明図
【図１６】掘削模型の説明図
【符号の説明】
【００４９】
１  給水タンク
２  タンク用台
３  実験用水槽
４  水槽架台
５  給水機構
６  排水機構
７  ビーカー
８  可視化用浸透液注入機構
９  外カバー
１０  給水用チューブ
１１  給水コック
１２  給水バルブ
１３  スコップ
１４  フィルター
１５  排水チューブ
１６  導水糸
２１  土中における地下水の透水模型
２２  矢板模型
２３  ダム模型で矢板を持たないダム模型
２４  ダム模型で上流側に矢板１本を持ったダム模型
２５  ダム模型で下流側に矢板１本を持ったダム模型
２６  矢板２本を持ったダム模型
２７  矢板３本を持ったダム模型
２８  堤体模型
２９  掘削模型
３０  試料砂
３１  インキ注入器
３２  スタンド
３３  インキ
３４  絵の具
３５  色素挿入シート
４１  フィルター材１
４２  フィルター材２
４３  フィルター材３
５１  外カバー１
５２  外カバー２
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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