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難透水層下の水膜形成に着目した海底地すべり発生機構と滑動ダイナミクス

研究課題

研究課題/領域番号 20K14823
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分22030:地盤工学関連
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

岩井 裕正  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (80756908)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2020年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード海底地すべり / 地すべり津波 / クリープ地すべり / 海底地盤 / 線形安定解析 / 分岐現象 / 模型実験 / 地すべり性津波 / 地すべり運動エネルギー / 津波振幅 / 海底地盤液状化 / 水膜形成 / 斜面災害
研究開始時の研究の概要

本研究の目的は,海底地すべりによって励起される津波規模予測精度を向上させ,津波被害の軽減に貢献することである.特に海底地盤内の難透水層下における“水膜形成”に焦点を当てる.難透水層下に水膜が形成されることで,上部地盤がウォータースライダーのように滑動し,海底地すべりはより容易に発生し,地すべり規模がより増大するのではないかということに着眼した.まず,海底地盤の砂泥互層および海底斜面を模擬したアナログ実験を実施し,難透水層下の水膜形成と海水面下での斜面崩壊現象の基礎的理解を行う.続いて固体-流体連成解析により海底地すべりと津波発生の相互作用について数値解析的検討を進めていく.

研究成果の概要

本研究で得た主な成果は,(1)海底地すべり運動形態が大きく3パターンに分類できることを明らかにしたこと,(2)海底地すべりによって励起される津波について海底地すべり運動形態との関係を整理したことである。
(1)について,地すべり速度時刻歴の観点から3パターンに分類したことが特徴的な点である。特に,大規模なすべりに進展したケースにおいては,すべり初期の速度は小さいが速度一定の定常状態を経た後に急激にすべりが進展するクリープ破壊的な挙動を示すことを明らかにした。(2)については,地すべりの初期加速度と初期ドローダウンには線形関係があり,その勾配は地すべり土塊層厚に比例することを明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究成果の学術的意義は,海底地すべりによって津波が励起されるメカニズムの解明に向けての足掛かりになることである。従来の海底地すべり津波の考え方は,海底地形の地質調査から地すべり規模と津波規模を推定するのもあった。これに対して本研究では,海底地すべり運動形態の違いによって発生する津波の特性も異なってくることを明らかにした。言い換えれば,たとえ海底地形の変化が比較的小さくても大きな加速度や速度が観測されれば,大きな津波に繋がる危険性について言及した。本研究成果によって,地震時に沿岸域を襲う津波の規模や到達時間予測の高精度化に繋がることが期待される。

報告書

(3件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (10件)

すべて 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (3件) (うち査読あり 3件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 1件)

  • [雑誌論文] Constitutive model for gas hydrate-bearing soils considering different types of hydrate morphology and prediction of strength-band2022

    • 著者名/発表者名
      Iwai Hiromasa、Kawasaki Takaya、Zhang Feng
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 号: 1 ページ: 101103-101103

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2021.101103

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 海底地すべり運動形態の分岐現象に関する線形安定解析とその解釈2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正,安井 俊平
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 77 号: 3 ページ: 283-295

    • DOI

      10.2208/jscejge.77.3_283

    • NAID

      130008090621

    • ISSN
      2185-6516
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 難透水層を有する海底斜面における地すべり運動に関する研究2020

    • 著者名/発表者名
      安井 俊平,岩井 裕正,木村 真郷,張 鋒
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_313-I_323

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_313

    • NAID

      130007980169

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Pattern classification and creep behavior of submarine landslide motions based on slide kinematics2022

    • 著者名/発表者名
      Hiromasa Iwai
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Risk Assessment and Sustainable Stability Design of Slopes (ISRSS)
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海底地すべり運動の初期加速度と励起される津波振幅との関係2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      令和3年度土木学会全国大会第76回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海底地すべりによって励起される津波特性の基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      第33回中部地盤工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海底地すべり運動パターン分類の線形安定解析による考察2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      第56回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海底地すべり性津波に関する基礎的研究2021

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      第56回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 海底地すべりのクリープ破壊挙動に関する考察2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      第55回地盤工学研究発表会(オンライン)
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 海底地すべりにおけるクリープ挙動の分岐に関する線形安定解析2020

    • 著者名/発表者名
      岩井 裕正
    • 学会等名
      第32回中部地盤工学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2023-01-30  

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