2007 Fiscal Year Annual Research Report
河川の浸透・越水を考慮した堤防の進行性破壊現象の解明とその予測
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17560441
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渦岡 良介 Tohoku University, 大学院・工学研究科, 准教授 (40333306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙頭 紀明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40333835)
泉 典洋 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10260530)
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| Keywords | 地盤工学 / 国土保全 / 洪水 / 減災 / 防災 / 堤防 / 浸透 / 進行性破壊 |
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| Research Abstract |
1.不飽和・飽和浸透を考慮した土・水・空気連成解析コードの開発(担当:渦岡良介)
実際の堤防から採取した試料の浸水せん断試験結果(平成17〜18年度に実施)をもとに、サクションによる土骨格の剛性・強度の変化を再現できる構成モデルを構築した。具体的には、土の弾塑性構成モデルの一つであるCam-Clayモデルを拡張した上下負荷面Cam-Clayモデルをベースとして、上負荷面の内部変数としてサクションを考慮した。このモデルにより浸水せん断試験のシミュレーションを行った結果、浸水時のせん断ひずみの増加を再現することができた。構築した構成モデルを平成18年度に作成した多孔質・有限変形理論に基づく土・水・空気連成解析コードに組み込み、検証を実施した。
2.仮想堤防の進行性破堤に関するパラメータスタディ(担当:渦岡良介)
上記の手法を仮想堤防に適用し、河川水位速度、地盤の透水性などに対するパラメータスタディを実施した。その結果、河川水位上昇に伴い浸透流が川裏側法尻に流出することや、河川水位上昇時に川表側法尻の安定性が低下することを示した。また、越流と堤防の変形を同時に解析するための新しいモデル化の方法を提案した。この手法では大気部分を間隙率100%・密度0の仮想的な土要素(大気要素と呼ぶ)でモデル化することにより、大気部分の水の運動を陽に扱うことができる。最後に平成17〜19年度の成果をとりまとめ、報告書を作成した。今後は間隙水の移流項や粘性の考慮、弾塑性構成モデルの陰的積分の確立などが課題となる。
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