2015 Fiscal Year Annual Research Report
掃流力と浸透力に着目した流体-地盤境界域のダイナミクスと水際地盤災害の統一的解釈
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26889035
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| Research Institution | Toyohashi University of Technology |
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Principal Investigator |
松田 達也 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (50736353)
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| Project Period (FY) |
2014-08-29 – 2016-03-31
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| Keywords | 自由表面流れ / 洗掘 / 掃流力 / 透水力 / 固液連成解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
既往の研究に基づく掃流力の影響に加え，透水力の影響に伴う地盤応力の変化に着目した洗掘現象の考察を行う．
1，流体－土粒子の相互作用に着目した数値解析手法の開発
流れ構造と地盤の変形メカニズムを考察するため、個別要素法（DEM）と数値流体解析手法（CFD）を用いて現象の考察を行った。粒子サイズに伴う間隙径の大小によって，地盤空間内の過剰間隙水圧の発生値・分布に差が生じることがわかった。実験で観察した地盤の洗掘現象を再現するためには、特に、浸透流の流れと土粒子への影響については重要であり、流れ構造と土のせん断変形を複合的に考察する必要性があることを明らかとした。
2，粒状体の変形・移動、破壊挙動を適切に表現するための数理的モデル化
前年度の検討結果を踏まえて、流れ構造と土粒子に作用する流体力を適切に評価するため、土粒子の移動・回転が生じないと仮定した上で、地盤の透水性を考慮した流速分布を求め、ベルヌーイの定理に基づく地盤内部の間隙水圧変動について理論的に考察した。浸透流の流速差に伴い、地盤表層では過剰間隙水圧が発生することを明らかとし、理論値は実験値を定量的に評価できることがわかった。特に、自由表面流れによって誘発される過剰間隙水圧は極表層のみの発生であることがわかった。実験値においては、幾何学上、地盤表層の変状が発生することで流れの乱流による圧力変動の影響，圧力伝播の影響の水理学的な要因が含まれていると考えられるため、その点についても今後は考慮する必要があると考える。また，上記1の検討結果を踏まえ，粒状体における低拘束圧下の変形モデルと組み合わせて検討を行うことで，粒状体の変形・移動、破壊挙動を適切に表現することが可能であると考える。
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| Research Progress Status |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
27年度が最終年度であるため、記入しない。
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