礫質な河川堤防の内部浸食発生・進行メカニズムとそれに起因した破壊現象の可能性評価

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本研究は，礫質土層を多く含む土層構成の河川堤防を対象に，礫質土層特有の間隙構造の観点から，内部浸食の形態の種類とそのメカニズムならびに破壊現象との関係を明らかにして，内部浸食に伴う土の破壊現象の可能性の簡易的判定手法を見出すものである．前年度の間隙構造に関する検討を踏まえ，2022年度は，透水に伴う内部浸食現象の発生に繋がる粒度条件を明らかにするとともに，その発生メカニズムを分析しつつ透水係数の変化など浸透特性に与える影響を究明した．先ず，礫質土の試料を対象にした1次元下向き流れの長時間の透水試験を実施して，粒度特性による内部浸食の発生条件について検討した結果，均等係数が20程度よりも小さい粒度の場合に，細粒子が移動しながら透水係数が小さくなっていく経時変化を認めて，透水係数は最大で1/100程度まで小さくなることを明らかにした．次に，礫質土の粒度と間隙径分布の関係を調べながら間隙径分布の代表径による指標を提案し，その指標に対応する粒径の含有率が8%以上になるときに内部浸食の発生が顕著になることを見出した．また，その間隙径指標を粒度の20%粒径あるいは平均粒径(面積重み)によって推定できることを示した．更に，上述の1次元流れでの検討を2次元流れの場合に適用するため，河川堤防を想定した2次元模型地盤に対する長時間の透水試験を実施して，2次元場の透水においても土粒子が移動して透水性が低下する可能性を明らかにした．