| 研究課題/領域番号 |
24380131
|
|---|
| 研究機関 | 神戸大学 |
|---|
研究代表者 |
田中 勉 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 教授 (20144602)
|
|---|
| 研究分担者 |
井上 一哉 神戸大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (00362765)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2012-04-01 – 2017-03-31
|
| キーワード | 浸透破壊 / パイピング / 締切り矢板 / 限界水頭差 / 無次元化 / 三次元浸透破壊実験 / 小型二次元浸透破壊実験 / 大型一次元浸透破壊実験 |
|---|
| 研究概要 |
地盤の浸透破壊は、近年、農業用水利施設の改修・更新、土木工事の大規模化・大深度化に伴って新たな問題を引き起こし緊急に解決すべき課題となっている。本研究は、まず、流れの条件(一次元流、二次元流、二次元集中流、軸対称流、三次元流)を基本的視点として整理し、種々のケースについて実験を行い破壊メカニズムの解明を試みる。次に、実験成果に基づいたPrismatic failureの考え方を用いて、種々の流れ条件の地盤について浸透破壊に対する安定性評価を行う。そして、地盤の浸透破壊に対する限界水頭差の無次元化について考察を進め、実地盤の事例解析結果を踏まえながら、浸透破壊問題について総合的評価を行う。このように、本研究は、実験的・理論的観点から、実地盤の事例研究を踏まえながら、浸透破壊理論を体系的に構築しようとするものである。
本年度は、まず、種々の流れ条件(一次元流、二次元流、二次元集中流、軸対称流、三次元流)における一連の浸透破壊実験について結果を整理し、研究代表者らが提案するPrismatic failureの考え方について妥当性の評価を行った。三次元浸透破壊問題については、全ケースの実験が終了し、平成25年9月, 研究成果を国内学会(東京)及び国際学会(パリ、フランス)にて発表した。現在、最終的に試験結果のとりまとめを行っているところである。次に、小型二次元浸透破壊問題については、実際に７ケースの実験を実施し、浸透流及び浸透破壊特性を明らかにした。また、昨年度試作した大型一次元浸透破壊実験装置を用いて「上昇浸透流のある地盤支持力の試験装置」を試作し、基礎実験を実施した。得られた成果を元にして、さらに、研究を進めていく予定である。
|
| 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
まず、三次元浸透破壊問題に関しては、解析及び実験結果について、国内及び国際学会に論文の投稿、発表と討論を行った。現在、実験ケースの詳細解析に取り組み報告書作成に向けて総括を行っているところである。
次に、小型二次元浸透破壊問題に関しては、掘削なし及び掘削あり地盤の全ケースの理論解析を終了し、その検証実験を実施し、Prismatic failure conceptの実験的な検証を行っているところである。そして、理論的・実験的に得られた成果を農業農村工学会研究発表会に論文投稿し8月下旬の口頭発表に向けて準備を行っているところである。さらに、次の研究テーマである押えフィルターのある地盤、層状堆積地盤（疑似異方透水性地盤）の浸透流・浸透破壊安定解析に取り組み、実験を行うとともに、次の段階に向けて考察を行っているところである。
また、大型一次元浸透破壊実験に関しては、昨年度の「大型一次元浸透破壊実験装置」の試作、本年度の「上昇浸透流のある地盤支持力の試験装置」の試作と予備実験の実施が終了したところである。次年度研究に向けて計画中である。
|
| 今後の研究の推進方策 |
本研究では、次のようなテーマについて、系統的に研究を実施してゆくことを計画している。｢大型一次元浸透破壊実験と支持力試験の実施｣、｢種々の流れ条件におけるPrismatic failureの考え方の妥当性評価｣、｢小型二次元浸透破壊実験(二次元実験地盤の1/2模型実験)の実施｣、｢異温度流体(温水と冷水)による地盤浸透破壊特性の解明｣、｢浸透破壊事例の浸透流解析及び浸透破壊安定解析｣、｢著者らが提案した浸透破壊理論(Original and Extended Prismatic failure concept)の検証｣、｢研究成果の総合的評価と公表｣、｢書籍（地盤浸透破壊－事例解析の教えるところ－）の執筆にむけての準備｣
今後、書籍「地盤浸透破壊－事例解析の教えるところ－」の執筆、三次元浸透破壊実験に関する報告書の作成、小型二次元浸透破壊(実験)における各種課題（スケール効果、掘削あり・なし地盤、押えフィルター、疑似異方透水性地盤、試料粒径・密度の効果）の理論解析と実験実施、大型一次元浸透破壊実験の実施と上昇浸透流のある地盤の支持力試験の実施を予定している。
現在は、引き続き、Scale効果、押えフィルターの効果、地盤試料粒径の効果、疑似異方透水性地盤の浸透破壊安定性について、理論的・実験的に考察を進めているところである。
|
| 次年度の研究費の使用計画 |
本研究では、浸透破壊問題について、全体的な破壊に関する研究とパイピング破壊に関する研究を並行して進めている。後者について本年度行った「平成23年台風15号による淡路島被災ため池調査― 高山池及び西の谷池 ―」において、Progressive backward sloughingのメカニズムを実験的に解明する必要があることが明らかとなり、実施計画の中に入れることにした。
次年度使用額が生じた理由は、このように、平成26年度以降の研究計画で、堤体盛土のProgressive backward sloughing実験装置の試作と基礎実験を実施する予定であるが、当初の試算より大きな経費がかかることが想定されること、また、消費税の上昇と物価高騰のためさらに大きな経費が予測されることなどから、これら諸経費に充当する予定である。
平成26年度以降の研究計画で、堤体盛土のProgressive backward sloughing実験装置の試作を予定している。また、消費税の上昇と物価高騰のためさらに大きな経費がかかることから、次年度使用額の一部を、これら諸経費に充当の予定である。
|
