2019 Fiscal Year Research-status Report
津波による橋台背面盛土の流出機構の解明と効果的な流出対策の提案
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18K04364
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
中村 友昭 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90569328)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
水谷 法美 名古屋大学, 工学研究科, 教授 (10209760)
趙 容桓 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00761082)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 津波 / 橋台 / 盛土 / 侵食 / 洗掘 / 耐津波安定性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2011年東北地方太平洋沖地震において，沿岸部の橋梁に桁の流出などの津波による被害が発生した．「東日本大震災による橋梁等の被害分析小委員会」の最終報告書によれば，点検が実施された直轄国道の1,572橋に限っても，落橋が12橋，橋台周辺の洗掘が22橋，橋脚周辺の洗掘が24橋など，津波の影響を受けて141橋が被災したとされている．このような橋梁の被災は復旧活動の障害となることから，災害時においても橋梁の機能の保持が求められている．そこで，2004年スマトラ島沖地震津波を契機として，これまでに主に橋桁への作用津波力の観点から検討がなされてきた．しかし，「東日本大震災による橋梁等被害分析委員会」および「橋梁の対津波設計に関する研究小委員会」の最終報告書において，橋台背面盛土の流出対策の重要性が言われているものの，盛土の流出現象に着目した研究はほとんど行われていないことから，橋台背面の盛土が津波により流出に到る過程とその機構に対する検討は十分とは言えない．
そこで，橋台背面盛土の津波対策の確立に向けて，本研究では，水理実験による橋台背面の盛土が流出に到る過程の解明，3次元流体・構造・地形変化・地盤連成数値計算モデルFS3Mの水理実験への適用と同モデルの再現性の検証，水理実験および数値計算モデルFS3Mの両面からの橋台背面盛土の流出機構の解明，上記の成果を統合した流出対策の効果の総合評価を柱とした研究を実施する．研究期間2年目の令和元年度は，研究期間1年目に製作した水平開水路内に橋台模型と背面盛土を設置した水理実験と，数値計算モデルFS3Mを水理実験に適用した再現計算を実施した．そして，水理実験結果との比較によりFS3Mの再現性の検証を行うとともに，背面盛土が侵食・洗掘に到る過程を水理実験と数値計算により考究した．
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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
当初の研究計画通り，水理実験，FS3Mの再現計算，FS3Mの再現性の検証，盛土流失機構の解明まで実施した．具体的には，水理実験では，津波の作用時間と舗装の有無が橋台周辺の地形変化特性に与える影響を明らかにした．また，再現計算では，橋台を設置した場合に盛土の侵食が若干遅い傾向が確認されたものの，水理実験結果を概ね再現できる結果が得られた．また，再現計算の結果より，橋台岸側の円錐状になった部分の盛土から侵食が進み，橋台のウイングの下から盛土の流出が生じ，橋台に近い側から盛土が失われるという盛土の侵食過程を明らかにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
研究期間最終年度の令和2年度は，当初の研究計画通り，盛土の流出対策実施後を想定した状況を対象とした検討を行い，海岸堤防等に対する既存の対策工の効果との比較を行いつつ，流出対策工の効果に対する評価を行う計画である．
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| Causes of Carryover |
研究期間1年目に当初の研究計画と比較して水平開水路の整備費用等を圧縮できたこと，研究期間2年目末の新型コロナウイルスの感染拡大に伴い国内旅費が減ったことなどから，次年度の使用額が生じた．計算機の追加購入を行うなど，有効活用する計画である．
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