2019 Fiscal Year Annual Research Report
Is it possible to reduce disasters by designing how to destroy structures?
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18K19248
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| Research Institution | Kobe University |
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Principal Investigator |
澤田 豊 神戸大学, 農学研究科, 准教授 (60631629)
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| Project Period (FY) |
2018-06-29 – 2020-03-31
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| Keywords | 洪水 / 津波 / 越流 / ため池堤体 / 海岸堤防 / 侵食促進 / 侵食抑制 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，海岸堤防やため池堤体周辺の地盤侵食を制御することにより，洪水や津波被害の低減を目指すものであり，平成30年度には，小型アクリル水路での侵食実験から，地盤の一部を軽量なリサイクル材料で置換することで鉛直方向の侵食を促進できることを明らかにした．令和元年度には，侵食促進による生じる窪地を利用した流速低減効果の検証とそのメカニズムを解明するために，小型アクリル水路を用いた水理実験ならびに数値解析を実施した．また，侵食抑制方法として，海岸堤防には，メッシュシートを用いた法尻の洗掘対策工を考案し，ジェット流による洗掘実験により検証した．ため池堤体には，竹材を下流斜面に配置した侵食対策工を考案し，降雨・越流実験により検証した．得られた知見は以下の通りである．
実験ならびに数値解析の結果，窪地での流速低減は，射流から常流に変化する跳水現象に起因することがわかった．跳水現象が生じる限界段差高さが存在し，それよりも段差が高い場合，段差背後の圧力低下領域により流れが下向きに変化し，水路底面部に衝突した結果，大きな逆圧力勾配が生じ，この逆圧力勾配が流速低下を起こすことがわかった．
メッシュシートを用いた洗掘対策については，対策工の効果がシートの被覆率ならびにシートの目合いmと砂の85%粒径Dの比m/Dに影響を受け，被覆率の増加およびm/Dの低下に従い，洗掘深さは低下した．特にm/Dが1未満では，洗掘深さは無対策に比べ9割程度低下し，極めて有効な洗掘対策であることが示された．
竹材を下流斜面に配置した侵食対策については，降雨に対する侵食抑制効果はある程度認められたものの，越流時には竹材と堤体の間に水の流入と竹材間からの流出が生じ，局所的な洗掘が生じることが明らかとなった．竹の節部では隙間があるため，この隙間を埋めることで防止できると考えられるが，これらの検証については今後の課題となった．
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