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地震・津波および地震・豪雨のような複合災害における様々な外力作用下において、先行の地震外力による堤防の変状を考慮し、後続の浸透・越流などの外力に対する堤防の性能を明らかにすることを目的とする。地震によって堤防は変形し、天端が沈下するだけでなく、ひずみやクラックなどの変状が生じる。このような変状が生じた堤防の耐浸透・耐越流性能は明らかになっておらず、従来は堤防天端の沈下量だけで性能評価がなされている。本研究では、堤防を構成する不飽和土の力学に立脚して模型実験や数値解析を用いて、地震による変状を受けた堤防の耐浸透・耐越流性能を解明し、新たな性能評価の指標を提案する。具体的には、堤防の典型的な構成材料の浸水変形特性や震動後に変形した堤防の耐浸透・耐越流性能を定量的に明らかにする。最終的には、堤体の変形やクラックの開口幅・位置に着目し、耐浸透・耐越流性能の新たな指標を提案する。
当該年度は上記の目的を達成するため、繰返し履歴を受けた砂質土の透水試験、浸透による内部侵食を受けた砂質土のせん断試験、震動後の浸透・越流を考慮した堤防の遠心模型実験および変状した堤体を模擬した浸透流解析を実施した。繰返し履歴を受けた砂質土の透水試験では、改良した繰返し三軸試験機を用いて、堤防土と同等の粒度を有する土を用いて複数のせん断履歴を与えた後に透水試験を実施し、透水性がせん断履歴の影響を受けることを示した。内部侵食を受けた砂質土のせん断試験では、種々の侵食特性を有する砂質土の内部侵食その後のせん断試験を実施し、内部侵食によりせん断特性が変化することを確認した。遠心模型実験では、加振前後の変状の有無によって堤体の透水性が変化することを示した。変状した堤体を模擬した浸透流解析では、堤体形状の変化では説明できない要因が変状後の堤体の透水性に影響している可能性を示した。
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