火砕流の発生と流動の機構に関する研究

1995 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 06452414
• Research Institution: KYOTO UNIVERSITY
• Principal Investigator: 高橋 保 京都大学, 防災研究所, 教授 (40027230)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 里深 好文 京都大学, 防災研究所, 助手 (20215875) ; 澤田 豊明 京都大学, 防災研究所, 助教授 (60027258)
• Keywords: 火砕流 / 流動モデル / 堆積モデル / 実験 / 再現計算 / 普賢岳 / ガス発生

Research Abstract

1.火砕流の堆積機構に関する流路実験を行い、堆積速度には、流路の勾配、粒子からのガス発生率、流れの流動深が関係することを確認した。
2.昨年度提案した火砕流の流動モデルを発展させて、堆積を生じる場合にも適用できる式を導いた。また、堆積過程で生じると思われる、内部応力において粒子骨格応力が卓越するような場合の、骨格応力の分布式とそのような応力状態となる層厚を求める式を導いた。
3.堆積過程を解析するために、流動部の質量減少を考慮した運動方程式を導き、独自の堆積・侵食モデルを提案した。
4.上記の流動・堆積モデルを用いて、流路実験における模擬火砕流の追跡を一次元再現計算によって行った。そして、その結果が実験で見られた流動・堆積の特性をよく説明することを確認した。
5.上記の一次元計算の手法を二次元に拡張し、雲仙普賢岳における火砕流の再現計算を行った。その結果、谷に沿って流下する流れは計算によってうまく説明されるが、谷に沿わずに斜面を遡上するような流れでは、ここで導入したモデルを用いると堆積が過大になることが判明した。
6.雲仙普賢岳の火砕流堆積物のトレンチ掘削調査の結果は、ここで用いた流動・堆積モデルによって、その特徴がよく説明できることが分かった。
7.本研究の結果、堆積速度式に含まれる定数の評価、実際の火砕流でのガス発生率の見積もり方等に関して、さらに詳細な検討が必要であるが、実際の火砕流に関しても、その流動速度、堆積範囲、堆積厚さの分布等、概略の予測が可能になった。

Research Products

• [Publications] 高橋保: "火砕流の流動機構に関する研究(2)" 京都大学防災研究所年報. 38B-2. 423-446 (1995)
• [Publications] Takahashi, T.: "Fluid Dynamics of the Pyroclastic Flow" Proc. International Sabo Symp., Tokyo. 1-8 (1995)
• [Publications] Takahashi, T.: "Dynamics of the Merapi Type Pyroclastic Flows" Engineering Geology, Special Issae. (発表予定).