研究課題
基盤研究(B)
本研究で得られた主要な成果は次のとおりである。1.砂質地盤の液状化抵抗に及ぼす波浪履歴の影響;実海域の海底地盤は多様な波浪履歴を受けているが、その評価法は未だ確立していない。本研究では、砂質地盤の液状化抵抗に及ぼす波浪負荷履歴の影響を数理モデルと遠心力場波浪実験を通じて明らかにした.すなわち、液状化土が波浪負荷中に凝固を経験した領域では高密度化により、再液状化に関する抵抗が著しく増大する一方、凝固過程を経験せず静穏環境下で圧密した領域では、液状化抵抗の改善度は小さく、再液状化しやすい。2.堆積物重力流モデルの開発と適用;堆積物重力流は、漂砂過程はじめ、航路埋積や海底パイプラインの損傷災害など、沿岸域の環境防災の視点からも重要である.本研究では、砂質土の液状化にともなう高濃度重力流の発達から停止に至る一連の過程を予測し得る解析コード(LIQSEDFLOW)を開発した.すなわち、流れ領域(液状化域)と凝固領域のそれぞれに対してナビエ・ストークス式と弾塑性圧密式を適用し、かつ流れ領域と凝固領域の間には,有効応力はゼロであるが僅かに剛性を持つ遷移境界層の概念を導入,VOF法の活用により移動境界値問題としての解法を可能にした。3.堆積物重力流の流況と再堆積機構の解明;堆積物重力流再現水槽を作成し、堆積物の体積濃度を広範囲に変えた一連の実験を行なった。流況の観測には高速CCDカメラを用い、PIVによる画像解析を行うことにより、高濃度重力流の内部に生じる進行性凝固過程を明瞭にとらえた。さらに、解析コードLIQSEDFLOWにより水中堆積ダム崩壊にともなう堆積物重力流の流況を再現できることを示した。4.沿岸域波浪場予測の高度化;台風にともなう沿岸域の波浪場予測精度の向上を目的として、エネルギー保存式を考慮した不規則波浪場予測コードを開発し、高波による人工海浜等の変状過程の再現に適用している。5.海浜変形予測の高度化;上述の沿岸域波浪場予測モジュールおよびLIQSEDFLOWモジュールを結合するための解析プラットフォームとして、海浜変形解析システムを開発した。底質の粒度の時空間変化を考慮し得るので、今後の発展性が大きい。
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