| 研究概要 |
この研究は河川や海岸において,水面変動によって生ずる水底地盤の液状化や固化に関連した現象をとりあげて,水理学的な観点から主として実験的に研究したもので,海岸に対しては,水底砂地盤上の構造物の沈下現象を,河川に対しては,流動化した泥流型土石流の堆積過程の物理的機構の解明を取扱ったものである。
1.海底地盤の液状化 波浪によって海岸構造物や消波ブロックが沈下する原因として,砂地盤の液状化によるものとされているが,末だ両者の関係はよくわかっていない。そこで,鉄製の水底地盤液状化実験水槽に,水底圧力が周期的に変動する水圧変動発生機を取付けて,海底砂地盤を再現させた。そして,砂地盤上に鉛製円柱構造物を置いて水圧変動を与え,構造物の沈下現象を模擬発生させた。その結果,(1)構造物を地盤上に置かなくても,地盤そのものが水圧変動に伴って歪み,鉛直変位を起こすが,一周期ごとに元へ返ること,(2)その場合,水圧変動の周期を小さくし振幅を大きくするほど,地盤変動も大きいこと,(3)地盤上に構造物を置くと,地盤の変動量は構造物を置かないときより減少するが,一周期後に元へ返らないで残留歪を起こすこと,(4)この残留歪が正味の沈下量であり,この沈下量は砂地盤の鉛直変位と同様,水圧変動の周期が小さいほど,振幅が大きいほど増大すること,がわかった。この事実から,構造物が沈下する原因が,砂層の圧縮膨張の際の弾塑性変形による残留歪によることがわかったが,液状化がどの程度介在しているかは不明である。
2.河川地盤の液状化 流動化(液状化)した土砂を高濃度に含む流れが湛水域に流入した場合,流入点近傍で堆積する場合と流動を継続する場合があるが,その現象の分離の条件は外力による粒子の浮遊条件によることを明らかにした。また,流入点付近での堆積過程のモデルを明らかにした。
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