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土石流を構成している固体分は、粒子同士の衝突効果によって支えられている粗粒成分と、粗粒子の間隙を埋める水の乱れによって浮遊している微細成分とから成っている。微細成分を高濃度に含んだ泥水は浮力を増加させるので、粗粒子成分を輸送する能力は微細成分を含んだ方が含まない場合よりも大きくなる。したがって、土石流の流速等の性質は総含砂濃度のみならず、微細成分と粗粒成分との構成割合に依存するものと考えられ、しかも、微細砂の浮遊能力は間隙流体の乱れの程度に依存するので、微細成分と粗粒成分の境界値となる粒径は、流路条件、流量条件、および、濃度条件によって変化するはずである。従来の土石流の流動機構に関する研究は、ほとんどが一様な粒径から成っているものを対象としており、粒度構成比の流下中の遷移については何もわかっていない、したがって、本研究では、まず、実験水路で微細砂から成る泥流によって粗粒子堆積層上に土石流を発生させ、その発達過程および、粗粒子成分と微粒子成分との構成比の変化を解析することによって、どのような粒径が微細土砂としての挙動をするかを求めた、次いで、粗粒子間の間隙流体の乱れの程度を評価し、浮遊砂理論を適用して、実験における微細成分の粒径と浮遊濃度が説明できることを示して、土石流中の微細成分と粗粒成分を分離する考え方を与えた。さらに、広い混合粒径材料から成る土石流では、流動中に深さ方向の粒径選別作用が生じ、その結果、土石流の先端に近い部分ほど粒径が粗くなって行く特徴があるが、このような粒径選別過程のシミュレ-ション法を考察し、実験によってその妥当性を検証した。
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