Development of analysis model for backward erosion piping in foundation under levee based on new concept of seepage flow

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R3年度は、パイピング進行を表現するためのモデル構築を実施した。各粒径の土砂移動については、浸透流速がRichardson & Zakiの干渉沈降速度を超えた場合に生じるものとし、土砂の移動速度は浸透流速と同じであると実用上仮定した。また、土砂の連続式により、土砂の抜け出しに伴う空隙率の増大を表現した。これにより、多孔質体内の粒子の選択的抜け出しと、これに伴う空隙率・粒度分布の時間変化、浸透流の集中・発達を表現できるモデルを構築した。構築したモデルを模型実験データに適用し、用いた仮定の妥当性、適用限界等を確認した。R4年度は、R3年度に構築したモデルと、実務で使用される手法との比較を行った。なお、実務で使用される手法とは、20%粒径の値から経験的に透水係数を推定した上で、Darcy則により浸透流速を、Richards式により圧力水頭をそれぞれ解析する一般的な手法である。これにより、土砂輸送が生じるまでの段階では、本研究で構築したモデルと一般的なモデルとで大差はないが、土砂輸送が生じ始めると、粒度分布と空隙の場所的な変化によって、流れと圧力分布が急激に変化することから、土砂輸送考慮の有無はパイピング発生危険性の評価結果に大きな影響を及ぼすことが確認された。また、堤防下の基礎地盤の土層構造、粒径、外力（河川水位）を変化させたときに、堤防法先からの噴砂量及びパイピング発達距離がどのように変化するのかを体系的に調べ、堤防破壊の危険性を高める可能性のある要因について検討を行った。これにより、現地堤防のパイピング破壊危険性を評価する上で見落とされていた点や、新たに調査すべき項目について整理した。