Elucidation of the effect of the hard-erodible layer on the risk of embankment breakage during overflow

本研究では，難侵食層の出現深度がヘッドカットを伴う堤体欠損過程に与える影響を明らかにすることで，越流後，早期に破堤に繋がるリスクの高い箇所を評価することが最終目的である．その最終目標に向けて初年度は，1)異なる裏法面勾配，難侵食層出現深度条件における堤体欠損特性の把握，2)堤防越流流れの流体解析と堤体欠損モデルの構築を実施した．1)については，室内模型実験により裏法面勾配(1/2～1/4の3ケース)，難侵食層出現深度(なし，1.5～4.5cmの4ケース)を実施し，越流中のヘッドカットの進行速度把握した．その結果，難侵食層が浅い位置にあるほど堤外方向への侵食の進行速度が大きくなることが確認された．一方，最も急勾配のケース(1/2)では，洗堀孔の発達に加えて法面の表層侵食が生じたため，難侵食層の出現深度によらず堤外方向への侵食の進行速度に大きな差は確認されなかったことから，難侵食層が緩勾配ほどヘッドカットの進展に大きな影響を与えることがわかった．また，2)について，当初の研究計画では堤体材料の相違(粘土・シルト含有率)を考慮した堤体欠損モデルを組み込むことを想定していたが，侵食により地形変化，ヘッドカットが形成された際の越流流れの解析を優先した．1)の実験結果を活用し，ヘッドカットが進行・停滞する条件を整理した．その結果，ヘッドカット地点のフルード数と下流側の湛水形成状況(ポテンシャルコア深さ/湛水深)によって，その後のヘッドカットの進行/停滞を判別できることが明らかとなった．

本研究では，難侵食層の出現深度がヘッドカットを伴う堤体欠損過程に与える影響を明らかにすることで，越流後，早期に破堤に繋がるリスクの高い箇所を評価することが最終目的である．その最終目標に向けて初年度は，1)異なる裏法面勾配，難侵食層出現深度条件における堤体欠損特性の把握，2)堤防越流流れの流体解析と堤体欠損モデルの構築を実施した．1)については，室内模型実験により裏法面勾配(1/2～1/4の3ケース)，難侵食層出現深度(なし，1.5～4.5cmの4ケース)を実施し，越流中のヘッドカットの進行速度把握した．その結果，難侵食層が浅い位置にあるほど堤外方向への侵食の進行速度が大きくなることが確認された．一方，最も急勾配のケース(1/2)では，洗堀孔の発達に加えて法面の表層侵食が生じたため，難侵食層の出現深度によらず堤外方向への侵食の進行速度に大きな差は確認されなかったことから，難侵食層が緩勾配ほどヘッドカットの進展に大きな影響を与えることがわかった．また，2)について，当初の研究計画では堤体材料の相違(粘土・シルト含有率)を考慮した堤体欠損モデルを組み込むことを想定していたが，侵食により地形変化，ヘッドカットが形成された際の越流流れの解析を優先した．1)の実験結果を活用し，ヘッドカットが進行・停滞する条件を整理した．その結果，ヘッドカット地点のフルード数と下流側の湛水形成状況(ポテンシャルコア深さ/湛水深)によって，その後のヘッドカットの進行/停滞を判別できることが明らかとなった．