2016 Fiscal Year Research-status Report
積雪と植生変化を考慮した融雪や降雨に伴う地表流・地盤内浸透流分岐特性のモデル化
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15K14026
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
石川 達也 北海道大学, 工学研究院, 教授 (60359479)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森井 俊廣 新潟大学, 自然科学系, 教授 (30231640)
所 哲也 苫小牧工業高等専門学校, 創造工学科, 准教授 (40610457)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 自然災害 / 土砂災害 / 土壌学 / 植物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．カラム試験による積雪・植生が地盤内浸透特性に及ぼす影響の検討 ＆ ２．要素試験による不飽和凍土の浸透特性評価手法の構築： 積雪・植生が地盤内浸透特性に及ぼす影響を検討するため、カラム浸透試験、保水性試験、飽和・不飽和透水試験を実施した。その結果、植生、積雪とも雨水を保持して浸透を遅らせる効果と表面流出により浸透量を減らす効果を有すること、および植生は地表面より上の茎葉部分の浸透特性だけでなく根系が存在する表層土の浸透特性にも影響を及ぼすことを示した。また、凍土透水係数は、間隙中に存在する不凍水の存在比（有効間隙比）に依存することを示した。
３．積雪・植生の数理モデルの構築： 積雪・植生の影響を考慮し地表流・浸透流の分岐を組み込んだ浸透流解析手法を提案するため、カラム試験の浸透流解析を実施して試験結果との比較により、植生・積雪を数値解析上の要素と考えた場合のモデル化方法について検討した。その結果、茎葉を模した植生要素と根系が存在する表層土要素の水分特性曲線と不飽和透水係数をVGモデルにより表現することで、カラム試験の浸透流・表面流の経時変化を定量的に評価可能であることを示した。
４．模型実験による積雪・植生を有する斜面の地盤内浸透率に及ぼす傾斜角の影響評価 ＆ ５．実物大模型実験による気象条件や雪質が地盤内浸透特性に及ぼす影響の検討： 自然環境下での気象条件（気温、降雨形態）や雪質の違いが地盤内浸透率に及ぼす影響を検討するため、実物大模型実験や長期現地計測を行うとともに、実際の気象条件における実物大模型斜面の浸透挙動を熱伝導・飽和－不飽和浸透連成FEM解析手法で解析した。その結果、前述の積雪・植生の浸透特性を組み込んだ熱伝導・浸透連成FEM解析で、実物大模型斜面の地温や土壌水分の経時変化を再現可能なことを示し、当該解析手法の実用性を検証した。
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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
交付申請時に記載した本年度の研究実施計画のすべての項目について検討を実施しており、本実績報告書で記載したように、各項目について、交付申請時に記載した研究目的の達成に結びつくような具体的な研究成果があがっていることから、「おおむね順調に進展している。」と自己評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本研究では、研究開発の効率性の観点から各研究者が個別に保有する研究開発力を総合して課題解決にあたっているが、研究目標達成には、各研究成果を総合した検討を行う必要がある。このため、研究者間あるいは研究項目間の連携性の向上と研究内容の調整のため、情報交換と研究成果の共有などを目的とした研究の進捗状況報告会を、今年度同様、今後も半期に１回程度開催しながら、本研究を推進する。
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