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2021 年度 実績報告書

河川堤防の連続性を考慮した浸透破壊メカニズムの実験的解明

研究課題

研究課題/領域番号 18K13825
研究機関東京工業大学

研究代表者

堀越 一輝  東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90771965)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2022-03-31
キーワード河川堤防 / パイピング / 内部侵食 / 洪水
研究実績の概要

現行のパイピングに対する安全性照査は,微地形や被災履歴などから選定した「点」的な代表横断面を対象し,この横断面に対して浸透流解析や安定計算が実施されている.補助事業期間の初年度の2018年度において,この河川堤防の「点」的な横断面を対象とした2次元的な遠心模型実験と数値解析を実施した.
2019年度は,2018年度の 研究成果を分析し,河川堤防の縦断面の地盤堆積分布を考慮できる3次元的な遠心模型実験システムおよび模型堤防の3次元測定システムを実施した.2019年度には,これらの実験システムを用いて,遠心加速度50Gのもと模型浸透実験を実施し,堤防基礎地盤の旧河道の形状に起因するパイピングの進行過程やこれが堤防の安定性に与える影響を調べた.
2020年度においては,堤防自体の断面形状の空間的な変化(縦断方向の堤防敷幅の変化)がパイピングの進展,そして ,それに伴う堤防の変状に及ぼす影響を調査した.これらの実験の結果,まず基礎地盤の影響に関しては,旧河道の形状に起因する空間的な地盤構成の違いが,パイピ ングの発生と進行に大きく影響を与えることがわかった.
2021年度においては,堤防法面で発生する沈下傾向と法尻付近で発生する噴砂に着目した実験,その分析により,パイピングに伴う盛土法面の沈下現象は,大きく2段階に分けられる事が明らかにした.1段階目は,浸透流によって土粒子が噴出し,パイプが形成される段階である.この段階では,パイプ上部を構成する盛土のアーチ効果により,パイプの形状が維持され盛土法面に大きな沈下が生じない.一度パイプが崩壊すると,2段階目に移行し,盛土法面に顕著な沈下が生じることを確認した.

  • 研究成果

    (2件)

すべて 2021

すべて 学会発表 (2件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] Measurement techniques for capturing piping-induced deformation of levees in centrifuge model2021

    • 著者名/発表者名
      Yusaku Ito, Shota Noda, Akihiro Takahashi, Kazuki Horikoshi.
    • 学会等名
      Proceedings of the 10th International Conference on Scour and Erosion
    • 国際学会
  • [学会発表] 縦断方向に敷幅が変化する河川堤防のパイピングに伴う法面変位2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤優作, 高橋章浩, 堀越一輝.
    • 学会等名
      第56回地盤工学研究発表会講演集

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公開日: 2022-12-28  

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