Simulation based study on the sand suction caused by erosion of geotextile sheets behind seawall

点击翻译按钮获取中文摘要

本研究は，防砂シートの経年劣化と埋立土砂の吸い出し現象，地盤陥没を同時に評価できるシミュレータを開発するとともに，MICP技術と防砂シートを併用した次世代の盛土保護技術の可能性について，シミュレーション工学の観点から検証するものである。2022年度に得られた結果は以下のようにまとめることができる。（１）防砂シートの経年劣化解析：文献調査により，防砂シートを構成するポリエチレンテレフタレート（PET）が加水分解によって劣化することを確認した。一般に，化学反応による物質の濃度変化は反応拡散理論に基づくことで数理モデル化できることから，本研究では，PETの加水分解反応を反応拡散理論にて数理モデル化した。また，本モデルを実装したシミュレータを用いて，PETの溶解実験との比較解析を実施し，提案モデルの妥当性を検証することができた。これにより，防砂シートの劣化度合いを評価することが可能となった。（２）砂の移動解析シミュレータの開発：粒子の移動解析に定評のある個別要素法を用いることを決定し，汎用性を高めた独自コードの開発に成功した。なお，本研究では，防砂シートの劣化，砂粒子の移動，MICPによる盛土固化を同時に扱うことを想定していることから，計算規模が大規模化することが予測された。そこで，独自コードの開発にあたっては，超大規模計算方法の実装を視野に入れ，大規模解析の理論・実装に造詣の深い東京大学大学院の山田知典准教授のもとで研究を実施した。（３）繊維材の簡易モデル化：　MICP技術による護岸背後盛土の吸い出し現象の抑制可能性について，シミュレーション工学の観点から検証するために，PET繊維材料を考慮できるMICPシミュレータを構築した。これにより，繊維材周辺における炭酸塩の析出メカニズムや土粒子を固着するプロセスを解析可能となった。