Internal erosion mechanisms and degradation scenarios of slaking embankments

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 20K14820
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: Kamura Akiyoshi 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80761387)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: スレーキング / 盛土 / 内部浸食 / 泥岩 / シルト岩 / 安定解析

Outline of Final Research Achievements

This study evaluated the mechanical changes in embankments due to slaking. An attempt was made to characterize the degradation and alteration mechanisms of the embankment materials, focusing on the groundwater table variation (dry/wet history). Field investigations, laboratory tests, and numerical analysis based on groundwater table variation scenarios were conducted on silty mudstone with slaking properties. The results showed that the grain size distribution of the silty mudstones changed in dry and wet conditions, especially the decrease in cohesion. It was shown that the safety factor of the embankment could be lower than 1.0 depending on the groundwater table conditions due to changes in strength properties and grain size distribution caused by internal erosion. Therefore, the importance of appropriate groundwater level setting and continuous groundwater level measurement was clarified.

Free Research Field

地盤工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

スレーキングにより変状が報告されている盛土内部では，粒子の細粒化と地下水の流れによって，内部浸食が生じ，盛土全体の安定性が低下することが懸念されている。しかし，研究開始時点においては，スレーキングに関する調査手法や力学的変化の評価法，そして長期的維持管理のための体系的知見がない状況にあった。
本研究では，盛土全体系の不安定化とスレーキングの関係性を明らかにし，現場調査から室内試験，安定解析手法まで，社会実装が可能な評価フレームを構築した。適切な地下水位の管理と，盛土供用後においても継続的に地下水位を計測し安定解析にフィードバックすることの必要性について，維持管理に資する成果として提案できた。