桜島火山灰で覆われた地盤の土砂災害に関する基礎的研究

1989 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 01601525
• 研究機関: 鹿児島大学
• 研究代表者: 北村 良介 鹿児島大学, 工学部, 教授 (70111979)
• 研究分担者: 地頭薗 隆 鹿児島大学, 農学部, 助手 (50145455) ; 三隅 浩二 鹿児島大学, 工学部, 講師 (20199988) ; 下川 悦郎 鹿児島大学, 農学部, 助教授 (60041670)
• キーワード: しらす / 桜島火山灰 / 土石流 / 斜面崩壊 / 不飽和浸透 / 侵食 / 物理的性質 / 力学的性質

研究概要

本研究は桜島周辺の地盤表層部を構成しているしらす、桜島火山灰の物理的、力学的特性を明らかにすることを目的としており、室内土質試験、数値実験、現地調査よりなりたっている。
室内土質試験では、しらす、火山灰の物理的、力学的特性を把握するための各種試験(比重、粘度、密度試験、静的・動的三軸試験)が行われた。そして、しらすは拘束圧が10kgf/cm^2程度より大きくなると粘性土的な圧縮・せん断特性を示すこと、乱さないしらすはサイクリック・モビリティを呈すること、乱したしらすは豊浦砂と同様な液状化特性を示すこと、火山灰は豊浦砂と同様な物理的、力学的(静的・動的)特性を示すこと等が明らかにされた。
マイコンを用いた数値実験では、土粒子と間隙のモデル化を行い、しらすを想定した不飽和浸透挙動のシミュレ-ションを行っている。そして、雨水が土中に浸透していく過程をモデルが表現できることを明らかにしている。また、2粒子の弾性衝突をもとに土石流のシミュレ-ションも行っている。そして、簡単な衝突モデルでも実際の粒状体の流動現象をかなり表現できることをガラスビ-ズを用いた流動実験の8mmビデオによる観測結果との比較・検討を行うことによって明らかにしている。
桜島山腹、大隅半島北部の火山灰で覆われた斜面の現地調査、雨量観察、土石流観測より、降雨特性、斜面の浸透特性、侵食特性が明らかにされた。また、土石流の発生と雨量の関係、土石流の発生土量と流速の関係等が明らかにされた。

研究成果

• [文献書誌] 北村良介,鍋田慶一郎,宮園秀二: "桜島火山灰土の力学特性" 土木学会第44回年次学術講演会,III部. 24-25 (1989)
• [文献書誌] 北村良介,宇都洋一: "雨水浸透のモデル化に関する-考察" 自然災害西部地区部会報. 10. (1990)
• [文献書誌] 北村良介,木佐貫浄治: "土石流のモデル化に関する-考察" 自然災害西部地区部会報. 10. (1990)
• [文献書誌] Kitamura,R.and Taguchi,H.: "Mechanical Model for Vnsaturated Seepage Analysis" 14th Into Congress on Soil Science. (1990)
• [文献書誌] Shimokawa,E.and Jitousono,T.: "An Effect of Tephra Cover on Erosion Processes of Hillslopes in and arownd Sakurajima Volcano" Proc.Int.Sympo.Erosion and Volcanic Debris Flow Technology. 32-35 (1989)
• [文献書誌] Jitousono,T.and Shimokawa,E.: "Debris Flows in Northern Flank of Sakurajima Volcano" Proc.Int.Sympo.Erosion and Volcanic Debris Flow Technology.