2017 Fiscal Year Annual Research Report
気候変動適応策としてのレジリエントな河川堤防強化・管理手法の確立
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16H02365
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| Research Institution | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
二瓶 泰雄 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (60262268)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
菊池 喜昭 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 教授 (40371760)
大槻 順朗 国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(つくば中央研究所), 研究員 (10618507)
佐伯 昌之 東京理科大学, 理工学部土木工学科, 准教授 (70385516)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 洪水 / 気候変動 / 自然災害 / 耐震 / 減災 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
（１）重点強化箇所効率的選定法の提案
前年度に引き続いて，既存堤防に関する越水・浸透実験，浸透流・液状化解析を進めた．また，堤防弱点箇所にて堤防決壊が生じた場合における氾濫被害推定を，平面二次元洪水氾濫シミュレーションにより実施した．主な結果として，長大な「線的」構造物としての河川堤防の浸透能評価と弱点箇所抽出のために三次元浸透実験・浸透流解析を行った．その結果，堤防施工時の不連続部が縦断方向における堤防弱部になる可能性が高いことや，その対策として，縦断的に部分的なドレーン工設置でも浸潤面低下やのりすべり安全性向上効果があることが示された．
（２）LDR河川堤防の耐越水・耐浸透・耐震性の性能検証と実用化
（2-1）越水・浸透実験の継続と細部強化策の検討：前年度に引き続いて，LDR河川堤防の耐越水・耐浸透性を把握するために，大型・小型模型の越水・侵食実験を広範に行った．その結果，LDR堤防では越水性が極めて高いことが補強部分の長さに寄らず維持されていることが示された．また，LDR堤防の構成材料のうちドレーン層の重要性が明らかとなった．
（2-2）地震・洪水複合災害実験の実施：洪水と地震の複合災害を想定し，振動台と開水路を結合した複合災害実験用水路を新規に開発・導入した．本水路を用いて，加振・浸透実験を行い，浸透条件下の河川堤防の耐震性や浸透対策工の耐震効果を検討した．その結果，土堤では加振時の堤体変形状況が大きくなるが，LDR堤防ではドレーン層の存在により過剰間隙水圧を消散し，天端沈下などの堤体変形を大幅に抑制できた．また，加振後の越水実験では，土堤では速やかに堤防が侵食されるが，LDR堤防ではほぼ侵食されず，高い耐災性を有していることが示された．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
当該年度では，「（１）重点強化箇所効率的選定法」の開発の基礎技術となる，河川堤防の三次元浸透流実験・解析を包括的に実施し，浸透に対する堤防弱点箇所を抽出する基礎的知見を得ることができた．また，「（２）LDR河川堤防の耐越水・耐浸透・耐震性の性能検証と実用化」のために，大型越水・浸透実験を今年度も継続して実施し，LDR堤防の構成材料の効果や必要性に関して，定量的に検討することができた．さらに，地震・洪水複合災害用水路を新規に導入でき，既往堤防やLDR堤防の耐災性を検証することができた．これらの成果は3年目以降の予定も含まれているため，「当初の計画以上に進んでいる」とした．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後の方向性に関して，以下の項目ごとにまとめる．
（１）重点強化箇所効率的選定法の提案：3年目以降も，線的構造物として河川堤防の耐洪水・耐震性評価弱点箇所の抽出のために，2年目と同様な線的構造物としての河川堤防の浸透・地震に対する実験・解析を行うと共に，その結果の考察として，土質・堤体形状・水理パラメータと弱点箇所の関係を検討する．
（２）LDR河川堤防の耐越水・耐浸透・耐震性の性能検証と実用化：LDR堤防の越水・浸透・地震実験の条件設定を広範に行う必要がある．特に，LDR堤防の構成材料であるジオグリッドの長さや種類の関する検討を詳細に行い，設定外力に対する必要なジオグリッド長を検討する．
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