2014 Fiscal Year Annual Research Report
豪雨／地震災害リスク評価を考慮した農業水利施設（群）のアセットマネジメント
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26252040
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村上 章 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (80157742)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
西村 伸一 岡山大学, その他の研究科, 教授 (30198501)
藤澤 和謙 京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30510218)
小林 晃 関西大学, 工学部, 教授 (80261460)
鈴木 誠 千葉工業大学, 工学部, 教授 (90416818)
中畑 和之 愛媛大学, 理工学研究科, 准教授 (20380256)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | アセットマネジメント / 農業水利施設 / 豪雨災害リスク / 地震災害リスク / データ同化 / 内部侵食 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度はまず侵食による被害予測の高度化を目指し、次の2つの項目に取り組んだ。一つは浸透流と表面流が同時に作用する時の土の侵食速度の把握であり、もう一つは浸透流と通常の水の流れの同時解析技術の向上である。前者については、設備備品として二次元レーザーPIV装置と購入し、それを侵食実験水路に導入することで侵食面付近の流速分布を測定することを可能にした。この実験装置により，鉛直上向きの浸透流が作用する状況下での砂の限界掃流力を測定することをテスト実験として行った。後者については、これまでに当該研究室において開発してきた浸透流と通常流れ（Navier-Stokes流れ）の同時計算プログラムに、土と水の境界における流れの変化を精緻に扱うための条件（Beavers-Joseph条件）を導入し，計算精度の向上を果たした。次に、遠心力載荷装置（京大防災研究所共同利用装置）を用いた均一型堤体モデルの振動実験を行い、提軸方向・上下流方向に発生するクラックのパターンを空虚時について観察するとともに、横断面の非接触画像解析により体積ひずみ・せん断ひずみ挙動を計測した。さらに、ため池堤体の内部診断を行う基礎調査として、兵庫県三木市のため池で既設設備備品を用いたサウンディング試験を行い、堤体内部のN値・間隙水圧分布を把握した。
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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
本年度に予定したことは、まず浸透流と表面流が同時に作用する時の侵食速度を把握するための実験装置の開発とその装置のテスト試行であった。これらの課題については、予定通り進めることができた。また、浸透流と通常流れ（Navier-Stokes流れ）の同時計算については、必要に応じてプログラムの改良を続けた。また、遠心載荷試験装置を用いた振動実験では、初年度において実験水槽の設計・開発を行う予定であったが、空虚時の実験にとどまった。また現場試験については、現地の立地条件により試験実施が1箇所にとどまったものの、実験・試験自体には問題がなく、全体として研究は順調に進捗したと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
上述した浸透流と表面流の作用下における土の侵食速度の把握については、平成27年度に系統的な実験に移る。実験装置の性能上、砂質土を実験材料に採用し、測定を繰り返し行う。この実験の目標は、土の侵食速度を動水勾配（=浸透力）と掃流力の2つの作用からモデル化を行うことにある。浸透流と通常流れ（Navier-Stokes流れ）の同時計算プログラムについては、実験の進捗状況に合わせて改良を行う予定である。また、平成27年度の振動実験は遠心力載荷試験において入力地震波の影響を検討する。入力地震波の周波数特性を供試体の固有振動数にピークがある場合、違うところにピークがある場合の2波用意し、その影響を確認する。さらに、平成27年度の現地試験では、前年度に実施したサウンディング試験結果、物理探査試験結果の合成を行い、堤体内の強度分布を得る。合成手法としては、インディケータシミュレーションなどの地質統計学手法を用いる。この手法による推定値と、同時に実施する標準貫入試験結果および土質試験結果と比較することにより、精度の確認をする。これと並行して、データ同化手法に非線形カルマンフィルタ（粒子フィルタ）を用いて、弾性波試験の観測データから堤体の劣化箇所を同定する手法の開発を行う。
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