2005 Fiscal Year Annual Research Report
河川の浸透・越水を考慮した堤防の進行性破壊現象の解明とその予測
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17560441
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
渦岡 良介 東北大学, 大学院・工学研究科, 助教授 (40333306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
仙頭 紀明 東北大学, 大学院・工学研究科, 助手 (40333835)
泉 典洋 東北大学, 大学院工学研究科, 助教授 (10260530)
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| Keywords | 地盤工学 / 国土保全 / 洪水 / 減災 / 防災 / 堤防 / 浸透 / 進行性破壊 |
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| Research Abstract |
1.実際の堤防土の浸水せん断試験および不飽和・飽和浸透特性の調査(担当者:仙頭紀明、渦岡良介)
本試験は、堤体内の土要素を対象として、一般的な応力状態下で浸水し、不飽和状態から飽和状態に移行する際の土要素の変形挙動を調べることを目的としている。本年度は、宮城県鳴瀬川堤防の堤防土を用いて浸水試験および不飽和・飽和浸透特性の調査を実施した。まず、始めに計上した物品費を使用して、既往の中空ねじり試験装置を不飽和土用に改良した。次に、実際の堤防内の応力条件を再現するため、当該堤防の境界条件のもとでFEM自重解析を実施し、供試体の初期応力状態を決定した。浸水過程でのサクション制御手法として、試行錯誤の結果、間隙水圧を一定に保ち、間隙空気圧を変化させることで、浸水過程を模擬することができた。また、この試験過程において、脱水および吸水時の水分特性曲線を得た。一連の試験の結果、実際の堤防土の応力状態において浸水時に有意な体積ひずみが生じ、また、大きな初期せん断応力が作用している場合には、浸水時に大きなせん断ひずみが発生することがわかった。この結果は、次年度以降に実施する不飽和土の構成モデルの構築に利用する。
2.その他の文献調査(担当:渦岡良介、泉典洋)
2004年7月新潟豪雨災害で被災した五十嵐川などの被災シミュレーションを実施するため、地盤工学会主催の研究発表会などに出席し、堤防構造や地盤情報、河川水位記録などの資料を収集した。
堤体のり面および基礎地盤における越流水から地盤への作用応力を算定する手法について文献調査を実施した。
不飽和・飽和浸透を考慮した土・水・空気連成解析について、主に不飽和土の構成モデルや大変形問題に対応した土・水・空気連成数値解析手法を対象として文献調査を行い、多孔質体理論に基づいた定式化の整理を行った。
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