降雨浸透に伴う堤体内の間隙水圧挙動と斜面安定評価に関する研究

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13650552
• Research Institution: Aichi Institute of Technology (A.I.T.)
• Principal Investigator: 成田 国朝 愛知工業大学, 工学部, 教授 (90064956)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 奥村 哲夫 愛知工業大学, 工学部, 教授 (70078913) ; 木村 勝行 愛知工業大学, 工学部, 教授 (70064954) ; 大根 義男 愛知工業大学, 工学部, 教授 (00064931)
• Keywords: 遠心模型実験 / 降雨浸透 / 間隙水圧分布 / 飽和域 / 斜面崩壊 / 飽和・不飽和浸透 / 水分保持特性

Research Abstract

本年度は、(1)斜面が両側に存在する河川堤防等の盛土堤体を対象に遠心実験を行い、降雨浸透による斜面内の浸潤域の発達過程や間隙水圧分布の変動挙動を調べた。また、(2)斜面保護工や補強対策の手掛かりを得るために、表層の透水係数が堤体部と異なる二層構造の盛土に対して降雨浸透実験を行い、均一盛土の実験と比較しながら、表層部の存在が飽和域の形成や堤体の安定性に及ぼす影響を調べた。更に、(3)不飽和土の水分保持特性について材料を変えて実験を追加し、遠心装置を用いた実験手法の確立を目指した。
研究を通じて得られた知見を整理すると以下のようになる。(1)河川堤防の洪水時を対象とした降雨浸透実験では、水位上昇時の浸潤面の形状が堤体内のドレーン設置の影響を敏感に受けることが判明した。今回の実験では降雨強度rと透水係数kの比を小さく設定したためか、降雨による天端や斜面の沈下量は堤高の0.03%〜0.1%程度、浸潤面の上昇も0.1%程度で、明確な影響が見られなかった。(2)表層の透水性が異なる盛土斜面の降雨浸透実験では、均一盛土及び二層盛土とも降雨浸透によって斜面先から飽和域が形成されることが判明した。また、表層被覆層に難透水性材料を用いることで、盛土への降雨の浸透を抑制し安定性の向上が図れるが、その効果は材料の浸透特性に大きく左右されることが知れた。(3)粒度分布の異なる4種類の砂質土について遠心装置を用いた水分特性実験を行った結果では、粒径が細かい試料ほどヒステリシスループの幅が広くなり、サクション値が高くなる傾向が見られた。また、細粒土の実験では毛管現象を防ぐために排水過程から湿潤過程への変換を素早く行う必要があることが分かった。

Research Products

• [Publications] 荻田 誠実: "斜面内の降雨浸透に関する遠心模型実験"平成12年度土木学会中部支部研究発表会. 293-294 (2001)
• [Publications] 大森 庚次: "豊浦砂の不飽和浸透特性に関する遠心実験"平成13年度土木学会全国大会. 458-459 (2001)
• [Publications] Katsuyuki KIMURA: "Centrifuge tests on moisture and permeability in sand"Int. Conf. on MLWR. 57-61 (2001)
• [Publications] 荻田 誠実: "斜面内の降雨浸透性状について"平成13年度土木学会中部支部研究発表会. 301-302 (2002)
• [Publications] 荻田 誠実: "表層の透水係数が異なる斜面内の降雨浸透性状"平成14年度土木学会全国大会. 1521-1522 (2002)