2020 Fiscal Year Annual Research Report
Mechanism of tsunami-induced erosion of bridge-abutment backfill and effectiveness of countermeasures
| Project/Area Number |
18K04364
|
|---|
| Research Institution | Nagoya University |
|---|
Principal Investigator |
中村 友昭 名古屋大学, 工学研究科, 准教授 (90569328)
|
|---|
| 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)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
|
| Keywords | 津波 / 橋台 / 盛土 / 侵食 / 洗掘 / 津波対策 / 耐津波安定性 |
|---|
| 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，橋台背面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かったことから，橋台背面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かった．
本研究では，橋台背面盛土の津波対策の確立に向けて，①水理実験による橋台背面盛土の流出現象の把握，②3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再現性の検証，③橋台背面盛土の流出発生機構の解明，④上記の成果を統合した橋台背面盛土の流出対策の効果の評価の4つを柱とした研究を実施した．
①水理実験より，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．②水理実験の再現計算より，橋台を設置した場合に盛土の流出が水理実験よりも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ことを示した．③再現計算の結果より，橋台岸側の円錐状の盛土から侵食が進み，岸側ウイングの下から橋台内部の盛土が流出することを確認し，橋台に近い側から盛土が失われる盛土の流出過程を明らかにした．④盛土の流出対策を想定した数値実験の結果より，橋台の岸側ウイングの土被り圧を大きくする対策や盛土内に矢板を設置する対策には盛土の流出を抑える効果があることを示した．
|
