| 研究課題/領域番号 |
19380136
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| 研究機関 | 神戸大学 |
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研究代表者 |
田中 勉 神戸大学, 大学院・農学研究科, 教授 (20144602)
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| 研究分担者 |
井上 一哉 神戸大学, 大学院・農学研究科, 助教 (00362765)
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| キーワード | 地盤工学 / 浸透破壊 / 流れの条件 / 三次元 / 締切り矢板 / 限界水頭差 / 変形開始時水頭差 / 透水係数の逆解析 |
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| 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すなわちパイピングによる破壊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。また、締切り矢板前面の地盤においては全体的な浸透破壊が問題となる。そこでは、全体的な破壊現象とパイピングによる破壊現象が複雑に絡み合って発生する。パイピングによる破壊現象や全体的な破壊現象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、総合的な観点から、浸透破壊理論を構築することを目的とする。本年度は、以下の事柄について明らかにした。
1.浸透破壊現象の無次元化に関する研究 まず、地盤浸透破壊に対する無次元化理論について考察した。次に、FEM浸透流解析・浸透破壊安定解析プログラムを用いて、深さ方向に半無限及び有限なモデル地盤の浸透破壊に対する理論限界水頭差を求め、上述の無次元化理論に基づいて、種々の流れ条件やケースについて無次元化表示を行った。
2.三次元地盤の浸透破壊に関する実験的研究 5ケースのモデル地盤について浸透破壊実験を行い、実験による変形開始時水頭差を求めた。そして、理論限界水頭差と実験による変形開始時水頭差がほぼ等しいことを明らかにした。
3.地盤浸透破壊の限界水頭差に対する異方透水性の効果 浸透破壊現象は、透水係数の異方性に大きく影響されることが知られている。ここでは、種々の異方透水性の値をもつ実験地盤について、浸透流解析及び浸透破壊安定解析を行い、実験地盤における異方透水性の効果について理論的に考察した。
4.三次元地盤の浸透流逆解析 一般的に、異方透水性の値が大きいほど浸透破壊安定性が低下する。したがって、実験では、地盤の異方透水性を正確に把握する必要がある。ここでは、試料採取による透水試験及びFEM浸透流逆解析(三次元地盤そのものの逆解析と軸対称地盤近似によう逆解析)から実験地盤の異方透水性の値を明らかにした。
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