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河川堤防性能の長期担保に向けて:土質・気候に応じた境界・内部物理過程の解明

研究課題

研究課題/領域番号 16H04405
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 地盤工学
研究機関北海道大学

研究代表者

西村 聡  北海道大学, 工学研究院, 准教授 (70470127)

研究分担者 林 宏親  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), その他 (00414178)
山添 誠隆  秋田工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (60760238)
山木 正彦  国立研究開発法人土木研究所, 土木研究所(寒地土木研究所), 研究員(移行) (50772018)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
13,390千円 (直接経費: 10,300千円、間接経費: 3,090千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2017年度: 3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2016年度: 7,020千円 (直接経費: 5,400千円、間接経費: 1,620千円)
キーワード河川堤防 / 降雨浸透 / 融雪 / 土構造物 / 原位置観測 / 浸透流解析 / 地盤工学 / 地盤防災 / 盛土 / 堤防 / 防災 / 土砂災害 / 地下水
研究成果の概要

本研究では河川堤防全体の湿潤化・劣化といった構造的安定性減少に寄与する要因・メカニズムの一つとして、堤体表層あるいは底部といった境界面での力学的・水理学的・物理過程に着目した。国内外堤防中の間隙水圧など水理状態を長期計測観測することで貴重なデータを蓄積するとともに、多相浸透現象、蒸発散や融雪浸透のモデル化と数値解析への実装による再現を通し、種々の土質から成る堤防の浸潤状態・長期安定性を評価する技術体系の進展に寄与した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

国内に1万km以上の延長をもつ河川堤防の構造安定性の評価には、その土質や気候の特性に関わらず、全国で一律の解析手法が適用されている。しかし、洪水時はもとより、洪水時挙動と深いつながりのある非洪水時状態を気候・季節に応じて予測再現するには、植生による蒸発散や、積雪・融雪の有無など、多くの地表面過程の影響を考慮する必要があり、現行規定ではこれらの因子を考慮していない。本研究は、これらの因子の重要度を長期原位置観測により解明し、予測解析に取り入れる手法を提案することで、重要な社会基盤たる河川堤防の品質管理に貢献する多くの知見を得た。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (25件)

すべて 2019 2018 2017

すべて 雑誌論文 (5件) (うち国際共著 3件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (20件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Field response of an instrumented dyke subjected to rainfall2019

    • 著者名/発表者名
      Jotisankasa, A., Pramusandi, S., Nishimura, S. and Chaiprakaikeow, S.
    • 雑誌名

      Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA

      巻: 50

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] A simple framework for describing strength of saturated frozen soils as multi-phase coupled system2018

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Wang, J.
    • 雑誌名

      Geotechnique

      巻: AoP 号: 8 ページ: 659-671

    • DOI

      10.1680/jgeot.17.p.104

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Small-strain deformation characteristics of frozen clay from static testing2018

    • 著者名/発表者名
      Wang, J., Nishimura, S., Okajima, S., Joshi, B. R.
    • 雑誌名

      Geotechnique

      巻: AoP 号: 9 ページ: 816-827

    • DOI

      10.1680/jgeot.18.p.115

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [雑誌論文] Interpretation of mechanical behavior of frozen clay through state concept2017

    • 著者名/発表者名
      Wang, J., Nishimura, S., Tokoro, T.
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 57 号: 2 ページ: 194-210

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2017.03.003

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 泥炭の二次圧密係数とプラスチックボードドレーン改良地盤への適用2017

    • 著者名/発表者名
      山添誠隆、田中洋行、西村聡、林宏親
    • 雑誌名

      地盤工学ジャーナル

      巻: 12 号: 4 ページ: 409-424

    • DOI

      10.3208/jgs.12.409

    • NAID

      130006300646

    • ISSN
      1880-6341
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Long- and short-term pore water pressure variations in sandy river dike interpreted with 1- and 2-phase seepage flow analysis2019

    • 著者名/発表者名
      Nishiie, S., Nishimura, S. and Yamazoe, N.
    • 学会等名
      7th Asia-Pacific Conference On Unsaturated Soils, Nagoya
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Small-strain deformation behaviour of a clay at frozen and unfrozen states: A comparative study2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., Wang, J., Okajima, S. and Joshi, B. R.
    • 学会等名
      7th International Symposium on Deformation Characteristics of Geomaterials, Glasgow
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Describing temperature and confining stress effects on frozen soils within THM framework2019

    • 著者名/発表者名
      Nishimura, S., and Wang, J.
    • 学会等名
      16th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering, Taipei
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 砂質土河川堤防の強雨時浸透挙動に関する調査と解析2019

    • 著者名/発表者名
      西家翔・西村聡・山添誠隆
    • 学会等名
      地盤工学会北海道支部第59回技術報告会(苫小牧市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 粘性土の凍結・融解時の構造変化に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      岡島将太・西村聡
    • 学会等名
      地盤工学会北海道支部第59回技術報告会(苫小牧市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 実物大堤防破堤実験における空気圧・間隙水圧挙動の特徴2019

    • 著者名/発表者名
      西家翔・西村聡・川尻峻三・島田友典
    • 学会等名
      第54回地盤工学研究発表会(大宮市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 要素としての粘性土の凍結融解挙動に関する実験的研究2019

    • 著者名/発表者名
      岡島将太・西村聡
    • 学会等名
      第54回地盤工学研究発表会(大宮市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 物理探査による実物大破堤実験の堤防内浸透状況の把握2018

    • 著者名/発表者名
      川尻峻三・小西千里・木佐貫寛,・小笠原明信・西村聡・島田友典
    • 学会等名
      第6回河川堤防技術シンポジウム(東京)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 砂質土堤防の常時間隙水圧状態の調査・観測と 浸透流解析による再現2018

    • 著者名/発表者名
      西家翔・西村聡・山添誠隆・花田智秋
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会(高松市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Experimental study of clay subjected to undrained freeze-thaw cycles under isotropic confining stress2018

    • 著者名/発表者名
      Joshi, B. R., Nishimura, S. and Wang, J.
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会(高松市)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 盛土中の浸潤面挙動に関するパラメトリックスタディからの知見2018

    • 著者名/発表者名
      西村 聡・Maria Fernanda Rivas
    • 学会等名
      第58回地盤工学会北海道支部技術報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Change of states during repeated freeze-thaw cycles in clay2018

    • 著者名/発表者名
      Joshi, B. R., Nishimura, S. and Wang, J.
    • 学会等名
      7th China-Japan Geotechnical Symposium
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Behavior of a plastic clay during repeated freeze-thaw cycles2018

    • 著者名/発表者名
      Joshi, B. R.・西村 聡・Wang, J.
    • 学会等名
      第58回地盤工学会北海道支部技術報告会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 裏法尻にドレーン材を用いた盛土での地表面の水収支を考慮した築堤時間隙水圧挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中野渡 博道・西村 聡・林 宏親・山木 正彦・田村 真次
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2017-07-12
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] A long term field monitoring and investigation of river dyke slopes’ near-surface strength2017

    • 著者名/発表者名
      Panta, A. and Nishimura, S.
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 一般的な応力・ひずみ履歴をもつ飽和凍結土のせん断強度とその記述2017

    • 著者名/発表者名
      西村 聡・王 金元・佐々木飛翔
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 裏法尻にドレーン材を用いた盛土での地表面の水収支を考慮した築堤時間隙水圧挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中野渡博道・西村 聡・林 宏親・山木正彦・田村真次
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 砂質土堤防の降雨に対する水理応答:計測事例と解析2017

    • 著者名/発表者名
      西村 聡・山添誠隆・西家 翔・花田智秋
    • 学会等名
      第5回河川堤防技術シンポジウム
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 地表面の水収支を考慮した築堤時間隙水圧挙動の解析2017

    • 著者名/発表者名
      中野渡博道・西村 聡・林 宏親・山木正彦・田村真次
    • 学会等名
      第57回地盤工学会北海道支部技術報告会
    • 発表場所
      北見工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 掘削発生土を盛土材料に用いた河川堤防の安定性改善に向けた試験施工2017

    • 著者名/発表者名
      林 宏親・林 憲裕・山木正彦・西村 聡・田村真次
    • 学会等名
      第57回地盤工学会北海道支部技術報告会
    • 発表場所
      北見工業大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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