2021 Fiscal Year Annual Research Report
粘土流失特性を考慮した混合土砂モデルの改良と砂礫の漂砂計算への拡張
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20K14837
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| Research Institution | Nagoya University |
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Principal Investigator |
趙 容桓 名古屋大学, 工学研究科, 特任講師 (00761082)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 混合土砂 / 粘土流失 / CFDモデル / 巻き上げパラメータ / 斜面崩壊 / 含有率 / 地形変化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
格子法において，性質が異なる二種類の土砂からなる混合土砂の地形変化を計算するためには，各土砂の侵食・堆積による格子内での体積率変化の算定が重要である．本研究では，泥と砂の乾燥かさ密度を考慮した混合土砂モデルを混合土砂の幾何学的構造を示す土粒子の示相図を基に改良した．土砂の種類によって変化する乾燥かさ密度の特性を考慮するために，泥の乾燥かさ密度から算出できる泥の含水比を計算手法に導入した．その結果，一定に維持される混合土砂の空隙率と泥含有率が分かれば，混合土砂を構成する砂、泥、泥が含有する水の体積率の計算が可能となった．
改良した混合土砂モデルを用いて，波浪場における泥の流失現象の再現計算と泥含有率の変化による地形変化特性を検討する数値解析を実施した．泥流失の再現計算では，初期最大浮遊泥濃度は過小評価されるものの，泥の浮遊泥計算において砂の巻き上げパラメータより小さい値を適用することで波周期によって異なる泥の流失傾向が概ね再現できた．泥含有率の変化による地形変化の計算では，泥の含有率が低い場合，砂のみのケースより大きい地形変化を起こすこと，泥含有率の増加によって地形変化は抑制されることが確認された．また，泥含有率の増加は地形変化の抑制効果だけではなく，地形変化傾向にも影響を及ぼす実験的な傾向が数値計算結果でも確認できた．
砂と礫からなる混合土砂の移動は，主に掃流砂として移動するため，掃流砂における混合土砂の計算手法が必要である．そのため，混合土砂の斜面崩壊を対象に混合土砂の掃流計算ができるように混合土砂モデルを構築し，異なる含有率を持つ混合土砂の斜面崩壊計算を行った．その結果，斜面崩壊時にそれぞれの土砂が一定の比率を保つまま，移動することや異なる含有率の層を有する斜面の崩壊計算では，堆積された領域において土砂含有率が順次に変化されるなど，安定的に計算できることが確認された．
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Research Products
(1 results)
