| 研究課題/領域番号 |
16K12855
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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 |
吉川 直孝 独立行政法人労働者健康安全機構労働安全衛生総合研究所, 建設安全研究グループ, 主任研究員 (60575140)
伊藤 和也 東京都市大学, 工学部, 准教授 (80371095)
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| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 斜面崩壊 / 掘削 / 模型実験 / モニタリング / 変位 |
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| 研究実績の概要 |
多次元方向の変位計測に基づき、斜面掘削工事中の斜面崩壊を予測する方法を検討するために実大規模の大型模型斜面を作製し、斜面下部から段階的に掘削する実験を行った。そして模型の地表面に平行な方向と垂直な方向の変位の計測を地表面上の6点で行った。
その結果斜面下部の掘削初期に、地表面方向及びそれに垂直方向の変位が増加を始めた際には、変位増加は掘削中のみに見られる。しかし掘削段階が進むにつれて、掘削終了後にもクリープ的な変位の増加が見られるようになり、最終的には掘削終了後の変位が時間と共に加速的に大きくなり、斜面全体の崩壊に至った。各段階の掘削終了後の変位は、早い段階では単位時間当たりの変位増加量が時間と共に減少するが、後の掘削段階となるに連れて、単位時間当たりの変位増加量の減少量が小さくなり、最終的には単位時間当たりの変位量が加速的に増加して崩壊に至るようになった。
実験開始から模型斜面の崩壊に至るまでの間の、地表面方向の変位とそれに垂直な変位の関係を整理してみると、大部分の計測点においては地表面方向の変位が大きく増加して崩壊に近づくに連れて、地表面に垂直方向の変位の増加量が小さくなり、崩壊直前には地表面に垂直な方向の変位は一定となった。しかし崩壊直前になっても地表面に垂直な方向の変位が一定とならない計測点もあった。これらの計測点では崩壊発生時のすべり面方向が地表面と平行でないようである。このような場合に対処するために、地表面方向の変位ベクトルとそれに垂直な方向の変位ベクトルの合成ベクトルを導入し、それと地表面のなす角度αを求めた。すべての計測点でαは変位が増加すると共に変化が小さくなり、崩壊直前にはαは一定となった。よってαはその地点がどれだけ崩壊発生に近いかを示す不安定度の指標となり得ると考えられる。
また現地斜面において傾斜計にて斜面変動の計測を実施した。
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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
当初計画では実大規模の模型斜面の掘削の実験のみならず、遠心載荷試験も含めた複数の大きさと形状の模型斜面の掘削を行う予定であった。そして掘削中の地表面方向およびそれに垂直な変位を計測して、地表面方向の変位とそれに垂直な変位の関係を検討する予定であった。
しかし昨年度は大型模型斜面の実験であるが故に、模型を作る土槽や実験装置の準備に時間がかかり、1ケースしか実施できなかった。
また中規模及び小型の模型斜面を対象とする実験設備を整備したが、その製作に時間を要したため、昨年度は中型及び小型の模型実験が実施できなかった。
以上より昨年度は実大規模の大型模型斜面における掘削の実験しか実施できなかったため、研究計画に比べてやや遅れていると判断した。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度の実大規模の大型模型斜面の掘削と変位計測に続き、中型および小型の模型斜面の掘削と変位計測を行う。大きさのみならず形状の異なる模型斜面を作製し、掘削と変位計測を行う予定である。このような条件の異なる模型斜面における掘削中の変位の計測データを用いて、掘削に伴って徐々に不安定化する斜面の不安定度を表すための統一的な指標を検討する予定である。
また模型斜面の崩壊時に縦断方向に複数の計測点で変位計測を行い、各々の計測点における変位計測データから、すべり面と地表面の角度を求め、これを3点以上求めることによってすべり面形状を推定することを試みる。そのためには模型斜面の縦断方向にできるだけ多くの計測点を設けることが必要である。昨年度の大型模型斜面では斜面の縦断方向には2点程度しか計測点を設けることができなかったが、今年度は縦断方向にできるだけ多くの計測点を設置する事を検討する。
現地計測斜面での傾斜計の観測は引き続き実施する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
平成28年度には当初計画していた中規模の模型斜面の掘削実験が実施できなかった。この理由は中規模の模型斜面用の土槽を準備するための、実験室の整備に時間がかかったことによる。この作業に12月までかかり、その後は実大規模の模型斜面の実験の準備に取りかかったため、中規模の模型実験の実施ができなかった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度使用額は中規模及び小規模の模型実験の実施経費として使用する。具体的には計測装置や実験用の資材の購入、実験実施に関わる役務に使用する予定である。
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