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河川堤防の浸透破壊の早期検出技術の高度化と激甚な洪水への対策法に関する実験的検討

河道堤防渗漏早期检测技术进展及特大洪水对策试验研究

基本信息

批准号：
21K04249
负责人：
堀越一輝
金额：
$ 2.5万
依托单位：
Tokyo Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04249/
关键词：
パイピング内部侵食河川堤防浸透破壊治水対策

项目摘要

河川堤防の決壊パターンの一つに浸透によるパイピングの発生を原因とする破壊があり，近年，日本の河川堤防でも生じている．このパイピングは今後の気候変動の変化によって更に，その発生頻度が上昇することが推定されている．本研究では「従来型の土堤原則に則った堤防と浸透破壊に対して対策を施した堤防は，今後の気候変動による洪水外力増加を考慮した洪水の長期化や頻度増加にどれほど対応できるか」という疑問について検討するため，2021年度に激烈な洪水を再現した遠心模型実験を実施した．ここでいう激烈な洪水は，河川堤防の決壊の一因であるパイピングの発生初期段階で生じる噴砂を生じる河川水位が急激に河川堤防に作用した状況を想定している．２０２１年度遠心模型実験の結果，河川堤防に急激な河川水位が生じた場合，基礎地盤と堤防の境界で発生するパイピングによるパイプの断面は，緩やかな水位上昇によって発生するパイプと比べその断面が大きくなることがわかった．2021年度の後半に，遠心模型実験装置の故障により，この装置が長期間使用できなくなったため，２０２２年度は河川堤防でパイピングが生じる際，法尻部で発生する噴砂に着目し，重力場での噴砂再現実験を実施した．この実験では，模型供試体に与える水位条件（実際の河川堤防では河川水位の変動に相当）と被覆土層の層厚を実験パラメータとして発生した噴砂の形状を３次元計測する実験システムを構築した．これにより，これまで現実の河川堤防でわずかな記録のみしか取れていなかった噴砂の形状の特徴を実験的に確認することができた．実験は縮小模型であるが，いくつかのスケールで実施することによって，発生する噴砂のスケール効果を考慮する．この実験結果から得られた噴砂の３次元形状は，将来的に機械学習等の３次元的物体認識による河川堤防のリアルタイム監視発展の基礎データとなる．

The reason for the emergence of river levees in Japan in recent years is that they have been born. The frequency of occurrence of this disease is expected to increase in the future. This study is based on the principle of "coming type of earth embankment," the principle of dike penetration, the principle of dike failure, the principle of dike response, the principle of dike penetration, the principle of dike response, the principle of dike penetration, the principle of dike response, the principle of dike penetration, the principle of dike response, the principle, the principle of dike response, the principle, the principle, the principle of dike response, the principle, the principle, the principle of dike response, the principle, In case of severe flood, one of the causes of river embankment burst is sand blasting at the initial stage of river embankment burst. In case of river embankment burst and river water level burst, the results of 2021 telecentric model are obtained. In case of river embankment burst, the boundary of foundation site and embankment burst is generated. In the second half of 2021, the failure of the telecentric model equipment occurred, and the equipment was used for a long time. In 2022, when the river embankment was formed, the sand blasting occurred at the bottom of the law, and the sand blasting reproduction of the gravity field was carried out. The model test sample is constructed according to the water level conditions (corresponding to the actual river levee and the river water level), the thickness of the overburden layer, the sand blasting shape, and the three-dimensional measurement. The river embankment was recorded and the sandblasting characteristics were confirmed. To reduce the size of the model, consider the impact of sand blasting. The result of this research is that the 3D shape of sand blasting is obtained, and the 3D object recognition such as mechanical learning in the future is obtained.