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シラス急斜面に発生する浸透破壊機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 11460114
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 農業土木学・農村計画学
研究機関鹿児島大学

研究代表者

三輪 晃一  鹿児島大学, 農学部, 教授 (40032099)

研究分担者 若松 千秋  鹿児島大学, 農学部, 講師 (70041647)
籾井 和朗  鹿児島大学, 農学部, 助教授 (40136536)
長 勝史  鹿児島大学, 農学部, 教授 (20038235)
平 瑞樹  鹿児島大学, 農学部, 助手 (40284913)
研究期間 (年度) 1999 – 2000
研究課題ステータス 完了 (2000年度)
配分額 *注記
7,200千円 (直接経費: 7,200千円)
2000年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円)
1999年度: 5,800千円 (直接経費: 5,800千円)
キーワードシラス斜面 / 浸透破壊 / パイピング / 内部安定 / フラクタル次元 / 限界勾配 / 伸張特性 / 浸透経路 / 噴気孔跡 / 限界動水勾配
研究概要

浸透破壊現象を明らかにするためには乱さない試料による試験が必要であるが、乱した試料によるパイピング試験から以下の結論に達した。
上粒子は浸透力によって骨格構造の隙間を移動して流出し、限界勾配になるとパイピングによって土は破壊する。その原因になる土粒子の内部安定性は均等係数(Uc)と安定指数(H/F)によって表示されるが、両者をフラクタル次元(D)で表わす方法を提案したすなわちUc≦20、H/F≧1の内部安定はD≦2.5、Uc≧20,H/F≦1の内部不安定はD≧2.5で表示できる。この新方法を適用するとシラスの2/5は内部安定であるが、3/5は内部不安定な状態である。不安定なシラスの限界動水勾配は理論値の1/2から2/3に低下し、シラスでは極めて小さい動水勾配でパイピングが発生する。
シラスの浸透力に対する抵抗性から、シラス崖の浸透破壊は次の過程を経て生ずる。まず低圧力の浸透水で細粒子が流失して浸透孔が形成され、その周囲の土塊が薄片状に剥離するとともに、浸透水の集中によって浸透孔はその下底部が浸食されて拡大する。この孔が拡大するとその上部が自重によって崩落する。
このような浸透破壊の規模は小さいものの繰り返し生じ、無降雨状態でも突然発生するので危険度が高く、予知も困難である。

報告書

(3件)
  • 2000 実績報告書   研究成果報告書概要
  • 1999 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて その他

すべて 文献書誌 (11件)

  • [文献書誌] 三輪晃一: "シラス急斜面に発生する浸透破壊"自然災害科学研究西部地区部会報 研究論文集. 25. 179-182 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三輪晃一: "災害復旧された擁壁に作用する主働土圧について"鹿児島大学農学部学術報告. 51. 37-41 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(和文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miwa: "Seepage Failure Occurred in Steep Slope of Shirasu"Western Regional Division Report of Japan Group for Study of Natural Disaster. No.25. 179-182 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] Koichi Miwa: "Active-earth Pressure on Reconstructed Retaining Wall"Bulletin of Faculty of Agriculture Kagoshima University. No.51. 37-41 (2001)

    • 説明
      「研究成果報告書概要(欧文)」より
    • 関連する報告書
      2000 研究成果報告書概要
  • [文献書誌] 三輪晃一: "シラス急斜面に発生する浸透破壊"自然災害科学研究西部地区部会報 研究論文集. 25. 179-182 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 三輪晃一: "災害復旧された擁壁に作用する主働土圧について"鹿児島大学農学部学術報告. 51. 37-41 (2001)

    • 関連する報告書
      2000 実績報告書
  • [文献書誌] 平 瑞樹、三輪晃一他3名: "斜面に垂直な浸透力によるシラス崖錐堆積物の破壊条件"農業土木学会論文集. 190. 21-26 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Miwa Koichi他2名: "Stability of Shirasu Talus Deposit Due to Inflow and Outflow Normal to Slope."Soils and Foundations. 37・4. 127-131 (1997)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平 瑞樹、三輪晃一他2名: "鹿児島県北西部地震による農地・農業用施設の被害"自然災害西部地区部会報・論文集. 22. 39-44 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] 平 瑞樹、三輪晃一他1名: "出水市針原川土石流による農地被害"自然災害西部地区部会報・論文集. 22. 239-243 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書
  • [文献書誌] Mizuki Hira他2名: "Elasto-Plastic Deformation of Compacted Shirasu"Mem.Fac.Agr.Kagoshima Univ.. 34. 135-142 (1998)

    • 関連する報告書
      1999 実績報告書

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公開日: 1999-04-01   更新日: 2016-04-21  

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