2019 Fiscal Year Research-status Report
寒冷地における植生工の補強効果とその限界に関する明示化
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19K04591
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
中村 大 北見工業大学, 工学部, 准教授 (90301978)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
川口 貴之 北見工業大学, 工学部, 准教授 (20310964)
川尻 峻三 北見工業大学, 工学部, 准教授 (80621680)
宗岡 寿美 帯広畜産大学, 畜産学部, 教授 (50301974)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 植生工 / 豪雨 / 補強効果 / 表層崩壊 / 侵食 / 風化 / 凍結融解 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年，我が国では豪雨によるのり面崩壊や堤防の決壊といった災害が多発している。豪雨による土構造物の崩壊を予防する手段としてはのり面保護工が有効であり，北海道では自然環境に配慮できる植生工が優先的に採用されてきた。しかしながら，現在の植生工は豪雨を想定した設計・施工となっておらず，今後の気候変動に対応できていない。そこで本研究では，植生工に期待される3つの補強効果（表層崩壊の抑制効果，雨水による侵食防止効果，切土のり面の風化抑制効果）について，各種の室内試験や実物大実験，原位置計測で網羅的に解明することに取り組む。
研究初年度はまず，植生工が有する表層崩壊抑制効果を明らかにするため，のり面表層の地盤内応力を模擬した低鉛直応力の定圧一面せん断試験を実施した。供試体には土試料に播種して植物を生育させ，根系を発達させた植生供試体を用いた。試験の結果，植生供試体ではせん断変位が小さな領域では土供試体のせん断挙動とそれほど大きな違いは見られないものの，せん断変位が大きくなるにつれてせん断抵抗が大きくなることが明らかとなった。また，その傾向は生育期間が長いほど顕著であった。
次に，侵食防止効果を明らかにするため，噴霧器を応用して試験装置を作製し，豪雨時の雨滴侵食を想定した侵食抵抗試験を実施した。試験の結果，根系が発達した供試体では，これを含まない供試体に比べて侵食に要する時間が明らかに長く，最大侵食深も小さくなったことから，根系が土の侵食抵抗を増加させていることが明らかとなった。また，侵食抵抗は根系量が増加するに従って，増大することもわかった。
最後に，切土のり面の風化抑制効果を明らかにするため，植生工が施されていない泥岩からなる切土のり面において，凍結深や凍上量などの原位置計測を開始した。
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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
研究初年度は，植生工に期待される3つの補強効果（表層崩壊の抑制効果，雨水による侵食防止効果，切土のり面の風化抑制効果）を解明するための各種の室内試験および原位置計測を，当初の計画通りに開始することができた。試験結果および計測結果については，各種の学会で公表している。
植生工が有する表層崩壊抑制効果については，植生供試体を用いた定圧一面せん断試験により，根系による補強効果を定量的に評価することができた。
侵食防止効果については，試験装置を試作し，豪雨時の雨滴侵食を想定した侵食抵抗試験方法を確立することができた。また，２年目に行う実物大実験の散水装置や模型土槽の製作も完了できた。
切土のり面の風化抑制効果については，植生工が施されていない泥岩からなる切土のり面に，地中温度計や凍上量計などの各種の計測機器を設置して，原位置計測を開始することができた。
以上のように，当初の計画通り，研究を順調に進めることができているため，区分を(2)とした。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和２年度も，令和元年度から開始した各種の室内試験および原位置計測を引き続き実施していく。また，植生工の補強効果に与える雨水浸透や，寒冷地特有の凍結融解の影響についても，検討を始める予定である。
植生工の表層崩壊抑制効果については，雨水浸透の影響を明らかにするため，供試体の飽和度を変化させた定圧一面せん断試験を行っていく。
侵食防止効果については，凍結融解の影響を明らかにするため，凍上試験で凍結融解履歴を与えた供試体に対して，侵食抵抗試験を行っていく。また，侵食抵抗試験で得られた結果を検証するため，盛土を造成して植生工を施し，散水装置で豪雨を再現した降雨を与える実物大実験も実施する。
切土のり面の風化抑制効果については，令和元年度に開始した凍結深や凍上量などの原位置計測を継続して行っていく。また，コーンペネトロメータを用いて，切土のり面の風化の度合いについても計測していく。
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