2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on the occurrence mechanism of cracks in the dam axis of fill dams caused by a huge earthquake
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26450349
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| Research Institution | National Agriculture and Food Research Organization |
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Principal Investigator |
田頭 秀和 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 施設工学研究領域, ユニット長 (40414221)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
増川 晋 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 施設工学研究領域, 研究領域長 (00414459)
向後 雄二 東京農工大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (30414452)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | フィルダム / 地震 / 堤軸方向亀裂 / 亀裂発生機構 / 遠心載荷振動模型実験 / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、土質材料で作製したダム模型を用いた遠心載荷振動模型実験を実施して巨大地震によるダムの変形を再現し、これを高精度の画像解析と数値解析で多面的に分析することで、フィルダム堤体の亀裂発生メカニズムや大規模崩壊への進展メカニズムを解明することを目的としている。
模型材料は、①砂質系材料（6号珪砂、相対密度95%）、②豊浦砂とカオリンの混合土（乾燥重量比は4：1、D値100%）、③自然土（笠間土、D値85%）である。
実験の結果、①では、片側の斜面に表層スベリが発生したが亀裂は目視確認できなかった。②では、斜め方向亀裂が堤頂から少し下の斜面上に発生した後に鉛直方向亀裂が堤頂中央部に発生した。その後、加振に伴い両箇所で亀裂の数と深さが増大したが、スベリには進展しなかった。画像解析では、亀裂発生の前段階から、水平変位の分岐箇所（±0箇所）が底部から堤頂部付近表面まで線状に繋がって伸展することを確認できた。また、②では堤頂部付近表面の分岐線は亀裂の発生箇所とほぼ一致した。すなわち、亀裂発生は水平変位と密接な関係があり、堤頂部付近で最初に発達する亀裂は局所的な変形・変位ではなく、堤体全体の変形・変位が表面部に表出したものである可能性がある。③は②と概ね同様の挙動を示した。
数値解析では、粘着力cが大きく内部摩擦角φが小さい材料とcが小さくφが大きい材料では、(a)水平変位分岐箇所と(b)せん断ひずみ発達箇所が異なる（(a)：前者は堤頂部、後者は斜面中腹部。(b)：前者は堤頂付近の浅い斜面、後者は斜面上部の下方の深い部分）ことが判った。これらと模型実験結果から、砂質系材料と細粒分を一定程度以上有する材料では亀裂発達や堤体破壊の機構が異なるといえる。また、堤体の一次卓越周期より短周期の地震波は、変位・ひずみの極値発生箇所の多数化と分布形状の複雑化の作用を持つことが判った。
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Research Products
(1 results)
