遠心力場波浪実験システムの開発

1994 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 06555141
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 関口 秀雄 京都大学, 工学部, 助教授 (20027296)
• 研究分担者: 小林 俊一 京都大学, 工学部, 助手 (10243065) ; 北 勝利 京都大学, 防災研究所, 助手 (60234225)
• キーワード: 液状化 / 海底土 / 間隙圧 / 繰返し荷重 / 塑性

研究概要

本研究では、実験スペース上制約の強いビーム型遠心力載荷装置で使用しうる進行波造波システムの開発を試みている。このために、水路長48cm、幅10cmのフラップ型造波水槽の水路端に直立スリット壁式消波装置を配備した。これらの諸元は、50g遠心加速度場において水路長24m,水路幅5mに相当する。水路には長さ20cm、深さ10cmのトレンチを設けており、50g場において5m層厚の地盤を作成しうる。
消波装置の有効性を確認するために、遠心加速度を30gと50gに設定し、液深や波浪周期などの波浪条件、およびスリット幅や遊水室長などの消波装置の構造条件を変化させて造波実験を行い、波浪の反射率を測定した。流体としては、水、および地盤の波浪応答実験での粘性スケーリングの導入を考慮して、粘性50cStのシリコンオイルを用いている。実験の結果、反射率が波長に対する遊水室長の比に強く依存することがわかった。また最小反射率0.14を得、ほぼ進行波的な波浪が造波できた。谷本らによって提案されたスリット式消波機構の消波効率の算定式と、本実験で計測した反射率〜遊水室長/波長関係を比較したところ、両者の間に概ね良い対応が得られた。さらに、本研究で開発した進行波実験システムを用いて、水平トレンチ地盤の進行波載荷実験を行い、残留間隙圧の蓄積による不安定化現象を観測した。
今後の課題としては、実地盤の堆積過程を考慮した、ボイリング再堆積法による地盤の作成手法を開発すること、波浪条件や消波機構の構造条件を系統的に変化させて各因子の消波効率への影響形態をより詳細に調べること、重複波応答との対比を軸に進行波による海底地盤の波浪応答特性を明らかにすること、などが挙げられる。

研究成果

• [文献書誌] 関口秀雄: "間隙圧計の動的応答特性" 京都大学防災研究所年報. 第37号B-2. pp.47-55 (1994)
• [文献書誌] Sekiguchi,H.: "Wave-induced instability of sand beds," Proc.Int.Conf.CENTRIFUGE94,Singapore,. 295-300 (1994)
• [文献書誌] 関口秀雄: "遠心力場重複波実験による砂質地盤の間隙圧応答," 第39回土質工学シンポジウム論文集、. 29-36 (1994)
• [文献書誌] Kita,K.: "Dynamic response of diaphragm pore pressure transducers in viscous-scaled centrifuge model tests," Proc.4th KAIST-NTU-KU Tri-Lateral Seminar/Workshop on Civil Engineering,. 237-242 (1994)
• [文献書誌] 関口秀雄: "遠心力場における進行波の造波と地盤の間隙圧応答," 第30回土質工学研究発表会発表講演集,. (1995(発表予定))