礫質な河川堤防の内部浸食発生・進行メカニズムとそれに起因した破壊現象の可能性評価
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21K04252
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
神谷 浩二 岐阜大学, 工学部, 教授 (50252119)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
Fiscal Year 2023: ¥780,000 (Direct Cost: ¥600,000、Indirect Cost: ¥180,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 河川堤防 / 内部浸食 / 礫質土 / 浸透破壊 / 間隙構造 / 粒度 |
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| Outline of Research at the Start |
礫質土層を含む土層構成の河川堤防では，洪水時の飽和浸透流の発生に伴い，堤防内部の土粒子が礫質土層の大きめの間隙内を移動する内部浸食の進行が懸念され，それが空洞化等の局所的な破壊，更に堤防の弱体化に繋がる可能性がある．本研究では，礫質土層特有の間隙構造の観点から，内部浸食の形態の種類とそのメカニズムならびに破壊現象との関係を明らかにして，内部浸食に伴う土の破壊現象の可能性の簡易的判定手法を見出す．そのため，礫質土層の間隙構造の特徴と表現指標を明らかにした後，大型透水試験に基づき，間隙構造指標，粒度特性，動水勾配・流量速度による内部浸食・破壊現象の発生可能性との関係を究明する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，礫質土層を多く含む土層構成の河川堤防を対象に，礫質土層特有の間隙構造の観点から，内部浸食の形態の種類とそのメカニズムならびに破壊現象との関係を明らかにして，内部浸食に伴う土の破壊現象の可能性の簡易的判定手法を見出すものである．前年度の間隙構造に関する検討を踏まえ，2022年度は，透水に伴う内部浸食現象の発生に繋がる粒度条件を明らかにするとともに，その発生メカニズムを分析しつつ透水係数の変化など浸透特性に与える影響を究明した．先ず，礫質土の試料を対象にした1次元下向き流れの長時間の透水試験を実施して，粒度特性による内部浸食の発生条件について検討した結果，均等係数が20程度よりも小さい粒度の場合に，細粒子が移動しながら透水係数が小さくなっていく経時変化を認めて，透水係数は最大で1/100程度まで小さくなることを明らかにした．次に，礫質土の粒度と間隙径分布の関係を調べながら間隙径分布の代表径による指標を提案し，その指標に対応する粒径の含有率が8%以上になるときに内部浸食の発生が顕著になることを見出した．また，その間隙径指標を粒度の20%粒径あるいは平均粒径(面積重み)によって推定できることを示した．更に，上述の1次元流れでの検討を2次元流れの場合に適用するため，河川堤防を想定した2次元模型地盤に対する長時間の透水試験を実施して，2次元場の透水においても土粒子が移動して透水性が低下する可能性を明らかにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本研究は2021年度～2023年度の3年間で遂行するものであり，初年度に内部浸食に影響する礫質土層の間隙構造の特性の解明，2・3年目に内部浸食の発生・進行形態の分類と破壊現象との関係の究明，粒度等を指標にした破壊現象の発生可能性の判定簡易手法の開発を行うものである．上述のように，2年目は，粒度条件，間隙径指標に基づいた内部浸食の発生可能性について検討し新たな知見が得られていて，研究は順調に進展していると判断した．
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| Strategy for Future Research Activity |
3年目の2023年度は最終年度であり，内部浸食の発生・進行形態の分類に主眼を置きながら，3年間の成果を取り纏め，内部浸食に伴う土の破壊現象の可能性の簡易的判定手法を見出すことに到達できるよう，実験に基づいた現象理解を中心に行う予定である．
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Report
(2 results)
Research Products
(6 results)
