2014 Fiscal Year Research-status Report
河川堤防の豪雨時における間隙空気の噴発発生メカニズム
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25420500
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| Research Institution | Gifu University |
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Principal Investigator |
神谷 浩二 岐阜大学, 工学部, 准教授 (50252119)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
森口 周二 東北大学, 学内共同利用施設等, 准教授 (20447527)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 間隙空気 / 透気係数 / 透水係数 / 不飽和土 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，不飽和な河川堤防が豪雨時に浸水を受けたとき，堤防内部の間隙空気が封入され，更にはその圧力増大に伴って地表面から空気噴発する現象が指摘されている状況において，噴発現象の発生機構を明らかにするとともに，噴発に伴う堤防の弱体化への影響を究明するものである．
平成26年度は，前年度に引き続き，不飽和な模型地盤について，鉛直一次元方向で上面から人工降雨を浸水させ下面から河川水を想定した浸水をさせる再現実験を実施して，噴発現象の発生条件とその機構を究明した．その一方で，河川堤防の弱体化を回避するため，降雨や河川水の浸水を抑制しつつ間隙空気の地表からの排出を確保するための透気・防水性シートを適用することによる噴発現象の対策工についても言及した．対策工では，先ず，そのシートの要求性能である透気係数と透水係数を調べるため，覆土を想定してシート上面に載荷したときの室内での透気試験と透水試験を実施した．その結果，シートの透気係数や透水係数は，載荷(覆土)していない場合に比べると，1～2割程度減少する傾向にあった．しかし，シートの透気係数は，空気圧発生の抑制のために要求される10の-4乗(m/s)オーダーのものが乾湿のいずれの状態でも維持できることが確認された．また，飽和透水係数も低めにあって防水効果が高いことが得た．そして，上述の模型地盤の浸水実験において，間隙空気圧発生する土質条件や降雨等の境界条件に対して，模型地盤の地表付近にシートを敷設することによって，浸水時に間隙空気が地表面からスムースに排出するために間隙空気圧発生や噴発現象を解消できることを検証して，シート対策の有効性を基礎的に明らかにした．
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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
初年度に引き続いて浸水時の間隙空気による噴発現象の機構解明を進めるとともに，噴発現象による堤防弱体化を防御する対策工についても焦点を充てて研究を遂行した．当初予定の数値解析による噴発現象の理論的評価は検討段階にあるが，対策工などに関する成果は得られていて，研究はおよそ順調に進んでいると考えた．
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| Strategy for Future Research Activity |
最終年度は(H27年度)は，噴発現象の機構を解明し，浸透流解析手法に基づいた噴発現象発生条件および堤防の要対策箇所の抽出方法などを明らかにして，噴発現象による堤防の安全性低下への影響を考察しつつ，堤防弱体化を防御する対策工について総括的な研究を進める予定である．
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| Causes of Carryover |
実験の消耗品としての各種センサーについて，当該年度に購入予定であったが前年度のもので対処できたため，次年度の消耗品費に充てることとした．
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
実験における各種センサーの購入費，実験棟補助の謝金，成果発表旅費に主に充てる計画である．
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