| 研究課題/領域番号 |
16H03154
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| 研究機関 | 高知大学 |
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研究代表者 |
笹原 克夫 高知大学, 教育研究部自然科学系農学部門, 教授 (90391622)
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| 研究分担者 |
小泉 圭吾 大阪大学, 工学研究科, 助教 (10362667)
小山 倫史 関西大学, 社会安全学部, 准教授 (20467450)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| キーワード | 斜面崩壊 / 模型実験 / 現地計測 / モニタリング / 地下水位 / 間隙水圧 / 変位 |
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| 研究実績の概要 |
平成28年度は大別して人工的な散水を与えた模型斜面内の土壌水分及び変形の計測と、自然斜面での降雨浸透の計測を実施した。それぞれについて以下に記述する。
模型斜面における土壌水分と変形の計測結果を用いて、地下水位と地表面変位の計測データを用いた簡易な崩壊発生時刻の予測手法の提案を行った。地下水位～地表面変位の双曲線関係と、時間～地下水位関係を、崩壊発生前の任意の時刻までの計測データを用いた非線形回帰により求め、前者から崩壊発生時の地下水位を求める。それを後者の時間～地下水位関係式に代入することによって、崩壊発生時刻を予測するという方法である。これを模型実験の計測データを用いて検証すると良好な崩壊発生時刻の予測結果が得られ、予測方法の妥当性が検証された。また斜面内の体積含水率の変化と変位の関係について評価を行った。その結果、のり尻付近やそのやや上方では、申請者らが定義した擬似飽和体積含水率の値を超えた後に変位が発生することが確認された。一方、斜面中腹付近では、擬似飽和体積含水率ではなく、のり尻付近の間隙水圧の上昇に追随するような変形挙動が確認されたことから、この考察については次年度以降の課題とする。
現地計測については、広島県廿日市市をはじめ、複数の自然斜面で、降雨浸透による地下水位や土壌水分の計測を行った。そのデータを用いた検討の一つとして、土壌水分計測に加え，地中温度計測による雨水浸透挙動の把握を試みた。その結果，雨水浸透に伴う土壌水分の変化と地中温度の変化の相関がみられ，降雨時の雨水浸透の深さおよび範囲が簡易的に把握できる可能性を示した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
研究計画では「一定せん断応力下での単純せん断試験」を挙げていたが、平成28年度には単純せん断試験装置の準備が間に合わず、実施できなかった。このため「やや遅れている」とした。この試験は斜面内の土のせん断変形の力学モデルを構築するための基礎的な検討であり、本研究で重要視している「地下水位～変位」の関係を不飽和領域に拡張したり、繰返し降雨下の変形を説明したりするために必要である。
よって平成29年度以降に実施することとする。
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| 今後の研究の推進方策 |
現地斜面での降雨浸透に伴う土壌水分の計測は平成28年度に引き続き実施する。そして斜面崩壊発生の事前予測の高精度化に向けて引き続き現場での計測・モニタリングデータの取得を継続するとともに、計測データ（主に斜面内の水分量）と解析のマッチング（データ同化）を図り、斜面崩壊モデルの高精度化を図る。
模型斜面内のせん断ひずみと間隙水圧の計測は、平成28年に引き続いて実施するが、サイズと形状をいくつか変えた模型を用いて実施する。これにより様々な条件の下での計測データの取得を行う。また模型斜面を用いて、地点ごとの土中水分と変形の関係を更に詳しく把握するための実験を行う。具体的には、土壌水分センサの設置箇所を増やすと伴に、斜面の地表面変位を多点で捉えることで、斜面全体の動きを評価する予定である。
一定せん断応力下での単純せん断試験は試験装置の準備を終えて、今年度以降実施する。せん断応力（比）、サンプルの間隙比や初期水分条件、給水速度を変えた条件で実施する。
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