沿岸構造物の波浪被災とその防止に関する水力動地盤学的研究

2001 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12450202
• 研究機関: 岡山大学
• 研究代表者: 名合 宏之 岡山大学, 環境理工学部, 教授 (00034348)
• 研究分担者: 善 功企 九州大学, 大学院・工学研究院, 教授 (50304754) ; 関口 秀雄 京都大学, 防災研究所, 教授 (20027296) ; 酒井 哲郎 京都大学, 大学院・工学研究科, 教授 (30026182)
• キーワード: 進行性液状化 / 波浪 / ポストリクイファクション / 海底地盤 / 捨石 / 遠心力載荷実験 / 不連続変形法 / 個別要素法

研究概要

本研究は、沿岸構造物の波浪被災機構とその防止法について、波と地盤との相互作用を考慮した水力動地盤学的な観点から究明しようとするものである。本年度おこなった研究と得られた成果の概要は以下のとおりである。
1.鉛直1次元のゆるい堆積砂層を対象として、変動水圧による砂層の力学挙動を多孔質弾塑性体モデルによって解析した。その結果、このモデルによって砂層の進行性液状化過程および高密度化過程を統一的に表現できることが明らかにされた。また、表層部が高密度化した砂層の再液状化過程の力学的説明が可能となった。
2.波浪による砂地盤上の捨石群の沈下過程を水理実験で再現した.周期4.Os、振幅(水頭)25cmの正弦波形の水圧変化を砂層(中央粒径0.25mm)上に4段に積まれた直径25mmのガラス球群に作用させ、次第にガラス球が砂層内に沈下していくことを再現し、その挙動を測定した.一方個別要素法を用いた三次元数値モデルによってこの現象を模擬することを試みた.水圧変動は実験の条件と異なるが、同様の現象を再現出来た.
3.波浪災害のうち、護岸背後の吸出し現象をとりあげ、その対策法として「浸透固化処理工法」の適用性について明らかにした。実際の現地で適用後、護岸前面の水位変動と護岸背後の水位変動の観測結果からその効果を確認した。
4.遠心力場波浪実験法を用いて、厳しい波浪負荷を受けて液状化し流体的になった地盤が、その後の波浪負荷の継続期間中に徐々に構造骨格を再形成し、固体的な性質を回復させていくプロセスを明らかにした。また、波浪実験の前後に定常浸透流実験を行うことにより、液状化履歴の影響がどのように地盤内の密度分布に反映されるかを調べた。具体的には透水係数の間隙比依存性に着目して、透水係数の鉛直分布を間隙比の鉛直分布に変換している。その結果、波浪負荷中に液状化状態から構造骨格を再形成していく地層では、著しい塑性圧縮が生じていることが判った。

研究成果

• [文献書誌] Yuezeng YU, Shiro MAENO, Hiroshi NAGO: "Progressive liquefaction process of loosely deposited sand bed under oscillating water pressure on its surface"J.Geotech.Eng., JSCE,. No.680/III-55. 1-14 (2001)
• [文献書誌] Md.Faruque Mia, Akihiro TSUDA, H.Nago: "Dynamic behavior of bed material and local scour around circular bridge pier under wave and current"Annual J.of Hydraulic Eng., JSCE. Vol.46. 499-504 (2002)
• [文献書誌] Chen.G., Zen.K., Ohnishi.Y, Kasama.K: "Extension of manifold method and its application"Proc.of 4^<th> international conference on analysis of discontinuous deformation. 439-450 (2001)
• [文献書誌] 陳 光済, 善 功企, 笠間清伸, 高松賢一: "波浪による海底地盤砂粒子挙動の数値シュミレーション"海岸工学論文集. 第48巻. 476-480 (2001)
• [文献書誌] 酒井哲朗, 後藤仁志, 原田英治, 羽間義晃, 井元康文: "波浪による海底地盤の液状化が漂砂量に及ぼす影響"海岸工学論文集. 第48巻. 981-985 (2001)
• [文献書誌] Sassa.S, Sekiguchi.H: "Analysis of wave-induced liquefaction of sand beds"Geotechnique. 51(2). 115-121 (2001)
• [文献書誌] Sassa.S, Sekiguchi.H, Miyamoto.J: "Analysis of progressive liquefaction as a moving-boundary problem"Geotechnique. 51(10). 847-857 (2001)