2002 Fiscal Year Annual Research Report
波/流れ共存場における地盤液状化と土砂輸送過程の一体解析に関する研究
Project/Area Number |
01J03091
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
佐々 真志 京都大学, 防災研究所, 特別研究員(PD)
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Keywords | 波浪 / 液状化 / 流動 / ダイナミクス / 一体解析 / 凝固 / 防波堤被災 / 実海域観測 |
Research Abstract |
今年度に行った研究によって得られた新たな知見と今後の研究の展開をまとめると次のようになる。 1.波高2m以上の高波浪時の海底砂質地盤において、残留間隙水圧の発生と消散過程をとらえることに世界ではじめて成功した。(2)観測した残留間隙水圧には、数千波にわたり徐々に蓄積する平均的な成分に数波レベルで変動する成分が重なっている。観測データのスペクトル解析によると、波群特性と残留間隙水圧の変動特性との間には密接な相関関係がある。(3)観測された時系列での波群特性と細砂の現実的な繰返し塑性特性を考慮した応力・変形浸透連成解析を実施した。そして本解析により上述の観測結果の特徴を良好に再現できることを示した。(4)さらに、波高5m以上の暴波来襲を仮定すると、残留間隙水圧の上昇は、変動間隙水圧により波の谷で生じる有効応力の減少に比べて、地盤の支持力低下により大きく寄与することを明らかにした。 2.沿岸域における液状化堆積物の重力流れダイナミクスを予測しうる解析フレームワークを開発した。具体的には、液状化土の最深部に遷移境界層の概念を導入した二次元ナビエ-ストークス式/圧密式系の連成システムに基づいて、液状化堆積物の水中重力流れ・凝固/圧密過程の一体解析を実現した。本解析によると、液状化流れの過程で発生する凝固領域の伝播プロセスと、流体土/凝固領域間の動的相互作用ならびに流れの減速/停止過程を整合的に記述することができる。 3.平成15年7月より、高知港東第一防波堤直下の基礎地盤すなわちケーソン庇下、消波ブロック下、マウンド下および法先の自由地盤域において、台風にともなう高波浪時の水圧/間隙水圧の系統的な応答観測とマルチソナーによる地盤変状観測を実施し、本研究で開発した一体解析コードとの緊密な連携の下に、液状化とそれによる海底地盤の流動変形過程の解明を行っていく予定である。
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Research Products
(5 results)
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[Publications] Sassa, S.: "Depth of mobile layer under severe wave conditions: liquefaction effect"Proc. First International Conference on Scour of Foundations. Vol.1. 546-559 (2002)
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[Publications] Sassa, S., Miyamoto, J., Sekiguchi, H.: "The dynamics of liquefied sediment flow undergoing progressive solidification"Proc. First Internatinal Symposium on Submarine Mass Movements and Their Consequences. (発表予定・受理済み). (2003)
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[Publications] Miyamoto, J., Sassa, S., Sekiguchi, H.: "Wave-induced liquefaction and changes in void ratio profile with depth"Proc. First International Conference on Physical Modelling in Geotechnics. Vol.1. 259-264 (2002)
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[Publications] 宮本順司, 佐々真志, 関口秀雄: "波浪作用下における液状化の進展および凝固・圧密過程"海岸工学論文集. 49・2. 846-850 (2002)
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[Publications] 佐々真志, 高山知司, 水谷雅裕: "高波浪時の海底砂質地盤のダイナミクス"変動水圧と水中地盤に関するシンポジウム講演論文集. 37-42 (2002)