時間スケールの異なる海面変化が護岸の高波による地盤不安定化に与える影響評価

2018 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 17H03308
• Research Institution: National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology
• Principal Investigator: 高橋 英紀 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (60371762)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 近藤 明彦 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究官 (80755893) ; 森 信人 京都大学, 防災研究所, 教授 (90371476)
• Project Period (FY): 2017-04-01 – 2021-03-31
• Keywords: 護岸 / 破壊 / 遠心模型実験 / 波浪

Outline of Annual Research Achievements

本研究課題では，高波で被災する護岸について遠心模型実験や有限要素解析FEM，個別要素解析DEMといった数値解析を適用して，地盤に起因する被災のメカニズムを解明する。また，海面上昇に影響を受ける地盤内の水位が地盤の不安定化に及ぼす影響を評価する。特に，台風等による高潮と地球温暖化による海面上昇のように，時間スケールの異なる海面上昇の影響を明らかにする。最後に，地盤の不安定化メカニズムや水位が不安定化に与える影響を踏まえて，対策手法を検討する。平成30年度までに，護岸近傍に設置した造波装置および比較的短い水路によって，遠心力場で非線形性の強い波を再現する方法について検討した。また，造波板をコンピュータ制御で任意に動かすことで，不規則波を作り出すことに成功した。流体解析も利用し，発生した波の妥当性について検証した。さらに，地盤の不飽和状態を把握することを目的として，地盤のサクションを計測する手法についても確立した。これらに加えて，遠心模型実験によって護岸の破壊実験を実施し，その破壊特性を把握した。令和元年度も，引き続き遠心模型実験を実施し，波による護岸の破壊特性を検討していく。その中では，水位条件を変化させた実験を実施し，それが地盤の不安定化に及ぼす影響についても検討する。解析的なアプローチとしては，FEMについてはコードの作成を，DEMについては浸透力の変動による地盤のゆるみの検討を引き続き行っていく。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

流体解析も利用しながら，遠心力場での波の再現やその特性の把握を行えた。また，護岸の破壊実験にも成功しており，概ね当初の予定を達成できたと考えている。令和元年度には，成果をさらに高めるために，水位条件を変えた護岸の破壊実験を行っていく。FEMやDEMの検討については，年度がまたがる検討であるため，達成度を述べるのは難しいが，概ね予定どおり進んでいると考えている。

Strategy for Future Research Activity

平成30年度までに，護岸近傍に設置した造波装置によって，遠心力場で非線形性の強い波を再現する方法について検討した。また，造波板を任意に動かすことで，不規則波を作り出すことに成功した。流体解析も利用し，発生した波の妥当性について検証した。さらに，地盤の不飽和状態を把握することを目的として，地盤のサクションを計測する手法についても確立した。これらに加えて，遠心模型実験によって，護岸の破壊実験を実施した。今後，水位条件を変えた護岸の破壊実験を遠心力場で実施していき，被災メカニズムの解明と海面上昇が破壊特性に与える影響について明らかにしていく。FEMやDEMなどの数値解析とも連携し，被災メカニズムについてより詳細に検討を進める。