| 研究課題/領域番号 |
23560600
|
|---|
| 研究機関 | 中部大学 |
|---|
研究代表者 |
山田 公夫 中部大学, 工学部, 教授 (20090178)
|
|---|
| 研究分担者 |
杉井 俊夫 中部大学, 工学部, 教授 (90196709)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2011-04-28 – 2014-03-31
|
| キーワード | 目詰まり / 透水性 / パイプ流 |
|---|
| 研究概要 |
パイプ流における目詰まりによる進行性破壊について、Kennyのフィルター安定指標H/Fと最小間隙くびれ径を適用することで、原土とフィルターの境界での安定性とフィルターの透水性挙動の予測を検討し、実験によって検証を行った。その結果、(1)原土材がフィルターに流入する条件（H/F）として原土とフィルター境界で形成される「混合粒度層」について混合粒度分布の再計算を行い、Kennyの安定指標H/Fを適用することで評価できることを明らかにした。また、(2)フィルター流入後、原土がフィルターに捕捉か流出かの判断（最小間隙くびれ径）を、流入原土粒子径と最小間隙くびれ径との比較し、最小間隙くびれ径よりも大きい場合にはフィルター材に捕獲されることを明らかにしている。また、それにより透水性の低下（原土材の流入による目詰まり）の確認することができている。 また、簡易センサーを用いた斜面管理法として、河川堤防の斜面で土壌水分センサーを用いて長期のモニタリング調査を行うことができ、降雨時における堤体内の水分挙動の把握や危険度予測といった観点から実効雨量と堤体内の水分量の関係を推定するモデルを提案した。水分量の最大値には、上限があることから、実効雨量との相関モデルを作成する上でロジスティック関数を導入することで解決している。また、深度によって半減期が長くなっていくことをも解析の結果から得られた。水みちの検出については、切土斜面においてはサーモカメラを用いた検討を行っているが、十分な検証までには至っていない。
|
| 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
初年度は、これまでの研究成果と土槽モデルの実験を用いて目詰まり時の挙動と水圧上昇について調べるとともに、水みちや浸出箇所の探索方法、簡易センサーを用いた斜面管理法について検討を行う予定であった。しかし、そのうち、土槽モデル実験のための土槽の製作が間に合わなかったため、次年度以降に変更したため。
|
| 今後の研究の推進方策 |
2年目においては、透水性舗装や人工ドレーンに関する目詰まりの評価を試み、土の保水性から得られる間隙径分布を評価し、目詰まりの進行予測や対策法について検討を行う。自然斜面の水みち及び浸出点の探索と引き続き斜面安定管理法の計測のための基礎データを用いて相関モデルを構築すると同時に、簡易動的貫入試験により斜面内の水みち探索の検討を実施する。「間隙径分布からみた目詰まり予測と対策」現有の保水性試験機により、水分保持特性を測ることで透水性舗装や人工の粒状材料のドレーンについての水分法による間隙径分布の評価を実施する。また、Kenneyらの提案指標は粒度による評価であるが、粒度分布と間隙径分布の関係から検証を行い、実務で利用できる目詰まりと透水性の低下を予測する手法を提案し、粒度調整や流速制御などの対策手法について検討を行う。「簡易センサーを用いた斜面の安定管理手法の検討」初年度、設置観測したデータをもとに、実効雨量データと土壌水分量にロジスティック関数を介することで相関モデルを構築し、降雨量に対する土壌水分量予測モデルの修正を行う。さらに、国土交通省水管理・国土保全局から提供いただくＸバンドＭＰレーダ雨量数値データを用いた梅雨・秋雨前線通過時や台風通過時の土壌量水分の計測結果から異常値となる情報を監視する。「水みちや浸出箇所の探索検討」簡易動的貫入試験により、斜面内の水みち探索の検討を続け、水みちが発生しやすい箇所の地形情報との関連を調査する。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
「間隙径分布からみた目詰まり予測と対策」では、現有の保水性試験機を用いるため、水分特性を求めるのに使用する経費はフィルター材などの消耗品となる。また、初年度作成できなかった土槽実験ようの土槽および試験円筒作成費用を計上する。「簡易センサーを用いた斜面の安定管理手法の検討」においては、昨年度設置した堤防モニタリング箇所の他に新たに山地斜面に設置するため、新たなロガー及びセンサーを追加する。また、国土交通省水管理・国土保全局から提供されるＸバンドＭＰレーダ雨量数値データは、昨年度申請を行い、使用許可を得ている。「水みちや浸出箇所の探索検討」では、現地調査を行うための移動費用である調査費を予定している。 この他、昨年度の研究成果の発表を予定しており、地盤工学研究発表会（八戸工大）、不飽和土研究発表会（東京農工大）への研究発表費用と実験・調査の補助としての大学院生の謝金費用を計上している。
|
