| 研究課題/領域番号 |
16K18156
|
|---|
| 研究機関 | 名古屋大学 |
|---|
研究代表者 |
趙 容桓 名古屋大学, 工学研究科, 助教 (00761082)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2016-04-01 – 2018-03-31
|
| キーワード | 混合土砂 / 抜け出し / 初期移動限界 / 粘着力 |
|---|
| 研究実績の概要 |
本研究では，混合土砂に存在する粘土の漂砂移動限界の変化に着目し，粘土の影響を考慮した漂砂計算手法を提案するとともに，漂砂計算モデルの適用範囲を混合土砂まで拡張することを目指す．
１．画像解析による境界線の自動抽出手法:混合土砂の水理実験時の連続的な地形変化を追跡できる画像解析による境界線の自動抽出手法を構築するため，三重県南部に位置する七里御浜井田海岸の護岸に設置したネットワークカメラを活用して画像解析を試みた．まず撮影した画像をグレースケール化し，Sobel gradient法によって汀線（陸と海の境界線）を抽出する手法を構築した．さらに構築した境界線の抽出手法に基づき，特定範囲における井田海岸の汀線変化追跡や混合土砂における水理模型実験の地形変化の解析に活用した．
２．混合土砂底面の粘土抜け出し効果:波作用下における混合土砂からの粘土の抜け出し効果を解明するため，水理実験を実施した．片面ガラス張りの2次元鋼製造波水路（既有）に木製隔壁板を設置して二分し，ガラス面側に水平床とアクリル製の土槽を設置した．砂粒子の形態による粘土の抜け出し現象に与える影響を最小化するため，砂を想定したガラスビーズを用いた．また，電気容量式水位計，電磁流速計，濁度計を用いて水位変動，水平・鉛直流速，浮遊泥濃度（粘土の抜け出し量）を計測した．また，ビデオカメラより側面から動画撮影し，粘土の抜け出し挙動と地形変動の様子を解析した．
３．既往の漂砂モデルによる粘土の抜け出し量の算出:粘土の抜け出し効果を考慮する漂砂計算手法を開発する一環として，水理模型実験の条件と得られた結果を踏まえ，既往の移送・拡散モデルに基づいた粘土の抜け出し量を推定するモデルを構築した．平成29年度には，粘土の抜け出し効果による粘土の含有率の変化を考慮する漂砂モデルを構築するとともに，モデルの妥当性を評価する．
|
| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
当初の平成28年度の研究実施計画であった，波浪場における粘土の抜け出し量の測定および粘土の抜け出し現象による混合土砂の移動特性を究明する水理実験を実施した．水理実験の結果より，粘土の抜け出し挙動は，波高，周期及び粘土含有率に依存すること，高粘土含有率下で粘土のみの場合と同様の挙動をすること，粘土が一定量抜け出した後に地形変化が生じることを確認した．また，同年度の実施計画であった粘土の抜け出し量を算定するモデルを既往の移送・拡散モデルを改良して構築した．構築した粘土の抜け出し量の算定モデルは，混合土砂の含有率変化を考慮できる漂砂計算手法の一部であり，平成29年度の計画である粘土の抜け出し効果および移動経験がある砂粒子における非平衡性を考慮した漂砂計算手法構築の基になると判断される．さらに，画像解析による地形変化の解析手法を構築し，混合土砂からなる海浜の安定性評価実験に適用する見込みである．
|
| 今後の研究の推進方策 |
構築した粘土の抜け出し量の算定モデルに基づき，粘土層のみを計算する手法を開発する．粘土層のみの計算は，混合土砂における粘土の含有率変化の算出が可能であり，混合土砂の砂層を計算する際に抵抗力として与えられる粘着力の計算に組み込むことで，粘土の抜け出し効果による粘着力の低減現象を考慮できる計算手法を構築する．また，モデルの検証を実施するために水理模型実験を行い，構築したモデルを改良する．最後に，混合土砂からなる海浜の地形変化特性を究明する水理模型実験を実施するとともに，砂礫からなる海浜の地形変化傾向を予測する既往の指標との適応性を検討する．
|
| 次年度使用額が生じた理由 |
粘土の抜け出し効果を考慮する漂砂モデルの構築とともに，モデルの検証まで実施する当初の計画より，今年度はモデルの開発が主となったため，今年度実施予算に計上した計算用デスクトップの購入が遅延されている．
|
| 次年度使用額の使用計画 |
平成29年度の執行予算と合わせて水理模型実験に必要となる実験材料（標準砂，粘土，ベニヤ板等）を購入し，モデルの検証および実用性の評価を実施するために計算用デスクトップと大容量の数値計算結果の保存スペースの確保のために外付けハードディスクを購入する予定である．また，研究成果の発表に関わる論文投香料，学会参加などの旅費として使用する見込みである．
|
