斜面安定性評価のための遠心場における土中水・空気流れの解明

本研究は，遠心場での模型実験によって，降雨下での土中の水，空気および斜面変形を明らかにし，斜面安定に与える影響を評価することを目的とする．これまで，農研機構農村工学研究部門にて遠心降雨実験装置にて，模型斜面を用いて降雨実験を行った．遠心降雨実験では，典型的な自然斜面に見られる固い基盤の上に風化の進んだ緩い表層土から構成される小型模型斜面を用いた．固い地盤としてはシルト（DLクレイ）を用い，表層土には砂（霞ケ浦砂）および珪砂を用い，珪砂は密度を変えた．模型斜面の片側を透明なガラスととして，遠心機用の土槽内に構築した．模型斜面は，高さ30cmで1:1の勾配を持ち，降雨下での土中水圧力と土中空気初の変化をモニタリングするために，計13個の間隙水圧計と4個の間隙空気圧計を挿入した．遠心降雨実験では土槽に固定した4つのノズルより構成された降雨装置から時間50mm相当の降雨を与え，30Gの遠心力を作用させた．斜面の変形をモニタリングするために透明な面に向けてCCDカメラを設置した．いずれのケースもおよそ1G場のおいて60分後に相当する時間では斜面法先の間隙水圧が正圧となり，霞ヶ浦砂のケースでは斜面全体が崩壊したのに対して，珪砂の場合は斜面全体の間隙水圧が上昇したにも関わらず斜面の一部が崩壊するにとどまった．一方，間隙空気圧についてはすべてのケースにおいて実験中に大きな上昇は確認できず，降雨時の封入空気が斜面崩壊に与える影響については実験を通して明確には確認できなかった．

本研究は，遠心場での模型実験によって，降雨下での土中の水，空気および斜面変形を明らかにし，斜面安定に与える影響を評価することを目的とする．これまで，農研機構農村工学研究部門にて遠心降雨実験装置にて，模型斜面を用いて降雨実験を行った．遠心降雨実験では，典型的な自然斜面に見られる固い基盤の上に風化の進んだ緩い表層土から構成される小型模型斜面を用いた．固い地盤としてはシルト（DLクレイ）を用い，表層土には砂（霞ケ浦砂）および珪砂を用い，珪砂は密度を変えた．模型斜面の片側を透明なガラスととして，遠心機用の土槽内に構築した．模型斜面は，高さ30cmで1:1の勾配を持ち，降雨下での土中水圧力と土中空気初の変化をモニタリングするために，計13個の間隙水圧計と4個の間隙空気圧計を挿入した．遠心降雨実験では土槽に固定した4つのノズルより構成された降雨装置から時間50mm相当の降雨を与え，30Gの遠心力を作用させた．斜面の変形をモニタリングするために透明な面に向けてCCDカメラを設置した．いずれのケースもおよそ1G場のおいて60分後に相当する時間では斜面法先の間隙水圧が正圧となり，霞ヶ浦砂のケースでは斜面全体が崩壊したのに対して，珪砂の場合は斜面全体の間隙水圧が上昇したにも関わらず斜面の一部が崩壊するにとどまった．一方，間隙空気圧についてはすべてのケースにおいて実験中に大きな上昇は確認できず，降雨時の封入空気が斜面崩壊に与える影響については実験を通して明確には確認できなかった．