| 研究課題/領域番号 |
17560441
|
|---|
| 研究種目 |
基盤研究(C)
|
| 配分区分 | 補助金 |
|---|
| 応募区分 | 一般 |
|---|
| 研究分野 |
地盤工学
|
|---|
| 研究機関 | 東北大学 |
|---|
研究代表者 |
渦岡 良介 東北大学, 大学院・工学研究科, 准教授 (40333306)
|
|---|
| 研究分担者 |
仙頭 紀明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教 (40333835)
泉 典洋 北海道大学, 大学院・工学研究科, 教授 (10260530)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2005 – 2007
|
| キーワード | 地盤工学 / 国土保全 / 洪水 / 減災 / 防災 / 堤防 / 浸透 / 進行性破壊 |
|---|
| 研究概要 |
本研究の最終的な目的は、進行性破堤のプロセスにおける河川水の堤体内への浸透と越水の影響を明らかにすることである。まず、浸透が堤体に与える影響を定量的にモデル化するため、実際の堤防から採取した不飽和土の浸水せん断試験を実施した。この結果、初期せん断応力作用下では浸水時に大きなせん断ひずみが発生することがわかった。この試験結果に基づき、浸水時のせん断挙動を再現可能な弾塑性モデルを提案した。このモデルは既往の上下負荷面Cam-Clayモデルにおける上負荷面の発展則をサクションに依存する関数に改良したものである。このモデルを用いて浸水せん断試験のシミュレーションを行った結果、提案モデルは浸水時のせん断ひずみの増加を定量的に再現した。次に、飽和・不飽和土を対象とした動的・有限変形解析コードを開発した。まず、自重問題、圧密問題、動圧密問題、不飽和浸透問題などを通じて解析コードの検証を行った。さらに、弾性構成式を用いて越水の数値モデルに関する基礎的な検討を行い、大気要素(大気の水分特性を模擬した剛性の小さい土骨格の要素)を用いることにより、河川水を陽に扱うことが可能となった。移流項の考慮などの課題はあるものの、越流水と堤体との相互作用解析の可能性を示した。最後に、提案した弾塑性モデルを組み込んだ数値解析コードを用いて、河川水位の上昇に伴う堤体への浸水による堤防の進行性破壊解析を行った。陰解法における弾塑性モデルの数値的扱いに課題があるものの、河川水位上昇に伴い浸透流が川裏側法尻に流出することや、河川水位上昇時に川表側法尻の安定性が低下することを示した。
|
