Numerical investigation on stability of gravel bags in flooding as flexible riverbank protection works and a new design method

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袋詰玉石とは20cm程度の石礫数トンを網で包んだものである．袋詰玉石工は，複雑な河岸地形でも施工ができ河岸侵食を抑制し，また，空隙を有するため生物の生息場にもなり，環境面からも優れている．しかし，袋詰玉石工が水流に対して安定する条件が十分明らかになっていないために適切な設計法がなく，流失してしまう事例も多い．袋詰玉石工に作用する流体力は水理実験で計測することは容易ではない．そのため，袋詰玉石工の水流中の安定性を考察するためには，水理実験とともに数値解析を活用した研究アプローチが肝要である．初年度では，主に水流と袋詰玉石工の相互作用を考察することができる新しい数値解析モデルを開発した．2年目は，実寸大の1/20程度のスケールの袋詰玉石工のモデルを作成し，このモデルを用いて水理実験を実施し，袋詰玉石工周囲の流れ場を詳細に計測し，また，袋詰玉石工の移動限界状態の様子を記録した．3年目は，2年面に実施した袋詰玉石工の再現計算を実施し，解析に用いる計算格子サイズなどのモデル条件の感度分析を行った．当該年度である4年目は，解析結果から得られる袋詰玉石工モデルの移動限界の力が，実験結果に対してやや小さく評価される課題に対して，解析の袋詰玉石工の網のモデルをいくつか変更して，移動限界の力に及ぼす網のモデルの影響の感度分析を行った．これまでの数値解析の構築，袋詰玉石工の実験を通して，袋詰玉石工の水流に対する安定性について，数値解析を用いて検討することができる研究体制を構築することができた．これにより，種々の袋詰玉石工の配置条件に対して，数値解析を用いて安定性を分析できるようになるため，水流に対して安定な袋詰玉石工の配置検討に対して，本研究で構築した数値解析モデルの果たす役割は大きい．