| 研究概要 |
アースダムや堤防などの破壊事故は約40%が浸透流あるいは浸透に起因した現象に端を発している。その中でも土粒子の移動(パイピング)による内部侵食は,現象が複雑でありいまだそのメカニズムが不明な点が多い。パイピングによる浸透破壊を防止するためにはその発生機構を明らかにする必要がある。本研究は,流れの条件を考慮して浸透破壊理論を総合的な立場から確立することを目的とする。ここでは,次の事柄を明らかにした。
1.浸透破壊実験種々の条件の二次元集中流模型地盤について浸透破壊実験を行い土粒子の移動とSelf stabilizing現象の関係について調べた。実験と理論による限界水頭差を比較し、著者らの提案するPrismatic failure conceptの妥当性を検証した。そして、流れの条件による地盤の浸透破壊安定性について理論的、実験的に検討を加えた。
2.地盤の浸透破壊メカニズムの解明PIV解析を用いて、地盤が変形を開始してから破壊に至るまでに、砂粒子がどのような挙動をするのか(地盤の浸透破壊挙動)について明らかにした。また、DEMを用いて、地盤の一次元上昇流による「損傷限界と砂粒子移動特性」「浸透破壊と砂粒子移動特性」「限界状態と砂粒子力学的特性」を明らかにした。
2.地盤の浸透破壊に関する事例解析次の2つの浸透破壊事例を取り上げ、破壊原因の究明、防止対策工法の評価について考察を行った。(1)鋼矢板土留め壁掘削地盤の浸透破壊に関する事例解析、(2)柵渠型排水路底面の浸透破壊事例における安定解析と防止対策工法の評価
3.地盤の浸透破壊に対する性能照査型設計実験結果及び基準類を用いて、浸透破壊問題において性能照査型設計を行うために必要な、3つの限界状態(使用限界状態、損傷限界状態、終局限界状態)の提案を行い、これら限界状態の限界値を規定する限界水頭差の提案を行った。
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