樹林化に伴う樹木根系の法面補強効果と風による樹木と地盤の振動特性に関する研究

2001 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13750478
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Research Institution: Tokai University
• Principal Investigator: 杉山 太宏 東海大学, 工学部, 助教授 (30266374)
• Keywords: 樹木根系 / 樹林化 / 斜面安定 / 引張強度 / 風洞実験 / 地盤振動 / 根鉢 / 引き倒し抵抗力

Research Abstract

本研究では,法面の樹林化に関する問題点と課題として3テーマ(1.樹木根系の強度試験,2.風荷重による木の揺れが周辺地盤に及ぼす影響,3.土との複合材料としての強度特性)を掲げ,工学的立場から主に実験を中心とした研究を行った.本年度は,テーマ1.とテーマ2.を中心に行い,その研究成果を以下に述べる.なお,テーマ3.は来年度重点的に実施する.
1.樹木の根系の強度試験
地盤の補強材料としての特性を調べるために,根の張り方と根鉢の形状により樹木を3グループに分類し,各3〜5種類の根系(合計14種類,最大直径8mm)の引張強度と水分量を測定した.引張強度は3N/mm^2〜150N/mm^2の範囲に広く分布し,全ての樹木において直径d が太いほど強度が低下する結果となった.太い根ほど水分量が多かったことから,根の引張強度は水分量に影響されるものと考えられる.また,引張強度には,根の張り方や根鉢形状による明確な違いが見られず,平均値として回帰式S=52.8d^<-0.8>(S:引張強度,d:根の直径)で表される.
2.風荷重による木の揺れが周辺地盤に及ぼす影響
根鉢の大きさと深さ,土の種類ならびに風速をパラメータとした模型樹木の風洞実験ならびに静的引き倒し実験を行って,地盤の振動特性と風による引き倒し抵抗力について検討した.地盤振動には特に根鉢の深さが影響し,地盤の振動モードを変化させること,同一条件の模型樹木から得られた静的引き倒し抵抗力と動的抵抗力には約4倍の違いがあることが分かった.風荷重は,風速から静的な力に置き換えられ設計に利用されているが,例えば風倒木などの設計には検討の余地があると考えられる.

Research Products

• [Publications] 福田耕司, 上杉聡, 杉山太宏, 赤石勝: "樹木根系の引張強度特性"土木学会第29回関東支部技術研究発表会後援概要集. 1038-1039 (2002)
• [Publications] 杉山太宏, 赤石勝, 大塚泰洋, 福田耕司: "樹木根系の法面補強効果に関する一考察"土木学会第29回関東支部技術研究発表会後援概要集. 1042-1043 (2002)
• [Publications] 杉山太宏, 赤石勝, 大塚泰洋, 福田耕司: "風による模型樹木, 実樹木の振動と地盤振動特性に関する研究"土木学会第29回関東支部技術研究発表会後援概要集. 1040-1041 (2002)