2020 Fiscal Year Research-status Report

河川堤防の連続性を考慮した浸透破壊メカニズムの実験的解明

Research Project

Project/Area Number	18K13825
Research Institution	Tokyo Institute of Technology
Principal Investigator	堀越一輝東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90771965)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	河川堤防 / パイピング / 内部侵食 / 遠心模型実験
Outline of Annual Research Achievements	現行のパイピングに対する安全性照査は，微地形や被災履歴などから選定した「点」的な代表横断面を対象し，この横断面に対して浸透流解析や安定計算が実施されている．補助事業期間の初年度の２０１８年度において，この河川堤防の「点」的な横断面を対象とした2次元的な遠心模型実験と数値解析を実施した．２０１９年度は，２０１８年度の研究成果を分析し，河川堤防の縦断面の地盤堆積分布を考慮できる3次元的な遠心模型実験システムおよび模型堤防の3次元測定システムを実施した．２０１９年度には，これらの実験システムを用いて，遠心加速度５０Gのもと模型浸透実験を実施し，堤防基礎地盤の旧河道の形状に起因するパイピングの進行過程やこれが堤防の安定性に与える影響を調べた．２０２０年度においては，堤防自体の断面形状の空間的な変化（縦断方向の堤防敷幅の変化）がパイピングの進展，そして　，それに伴う堤防の変状に及ぼす影響を調査した．これらの実験の結果，まず基礎地盤の影響に関しては，旧河道の形状に起因する空間的な地盤構成の違いが，パイピングの発生と進行に大きく影響を与えることがわかった．具体的には，実験結果は旧河道が堤内地側の法尻の下部で行き止まるような地盤構成の場合は，パイピングの発生する動水勾配（河川水位）は最も小さく，パイピングの危険性が高いことを示した．さらに，堤防の断面形状の空間的に変化の影響に関しては，堤防敷幅が縦断方向に変化することで，パイピングに伴う法面の沈下分布に影響を及ぼすことを明らかとした．
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason 新型コロナウイルス感染症の影響により，２０２０年度の初期において，所属機関での実験が困難となっため，研究の進捗に遅れが生じた．
Strategy for Future Research Activity	研究成果を社会に還元するため，これまでの補助事業期間に実施した模型実験の結果を分析し，定量化する．
Causes of Carryover	当初予定では，２０２０年度の初期から模型実験を実施し，２０２０年度の後半にこれまでの研究成果を取りまとめる予定であった．しかしながら，新型コロナウイルスの感染拡大のため，実験計画の変更が余儀なくされ，研究の進捗が遅延した．次年度使用金額はこれまでの実験結果の一般化に際して，追加で必要となった実験に使用する治具作成と地盤材料の費用と研究成果の公表に使用する．