2020 Fiscal Year Annual Research Report
地震時にフィルダム堤体に生じた亀裂を考慮した水位低下速度の決定に関する研究
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19K23697
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
本間 雄亮 国立研究開発法人農業・食品産業技術総合研究機構, 農村工学研究部門, 研究員 (00827157)
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| Project Period (FY) |
2019-08-30 – 2021-03-31
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| Keywords | フィルダム / 飽和・不飽和浸透流解析 / 水位低下 / 亀裂 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
フィルダムでは貯水位の急低下を行うと堤体内部からの排水が追い付かずに間隙水圧が残留し、堤体斜面がすべり破壊を起こす危険性がある。地震等で堤体天端に亀裂が生じた場合は堤体の安全を確保するために水位の低下を行う必要がある。そこで本研究では、亀裂が水位低下時の間隙水圧の挙動に与える影響に着目した。
令和２年度は模型実験を中心に行った。亀裂部は堤体材料を透水性の高いガラスビーズに置き換えて再現し、亀裂のない条件と亀裂が堤体天端に発生した条件について行った。亀裂のない条件で水位を急低下させた場合には、間隙水圧が残留した。亀裂のある堤体で水位低下させたところ、亀裂部に残留した水は貯水位と連動して低下はせず、貯水位が低下し、貯水面と亀裂部に溜まった水の水面で水頭差が生じた場合に排水される様子が観察された。亀裂部の残留水が排水されると水位が低下しているにもかかわらず、堤体内に設置した間隙水圧計の値は上下流方向で上昇した。また、水位低下前後の堤体をレーザー変位計で計測を行ったが、水位の低下によるすべり破壊はみられなかった。亀裂が発生した条件においても、亀裂によって強度が低下したにもかかわらず、すべり破壊は見られなかった。
模型実験で見られた亀裂部の残留水の排水挙動は、数値シミュレーションにおいても亀裂を透水性が高いと仮定することで、亀裂から上下流方向へ排水される水の流れを再現することができた。しかし、模型実験では得られた結果と異なり亀裂からの排水は連続的ではなく段階的に発生しており、さらなる検証が必要である。亀裂周辺で間隙水圧が高くなったことから、水位低下の際には亀裂に残留した水に留意する必要がある。
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