斜面安定解析への二相流解析適用に関する基礎的研究

降雨時の斜面崩壊メカニズム解明のため，様々な解析手法による研究が行われているが，降雨時の斜面の安定性評価において，間隙空気の影響を考慮したものは少ない．地盤内で空気の閉塞が発生した際，水の円滑な浸透が妨げられることや，空気圧の上昇により地盤に破壊現象が生じる恐れがある．そこで本研究では，間隙空気の影響を考慮する気液二相流解析手法を用いて，室内模型実験の再現解析を実施した．その結果，間隙空気の影響を考慮しない単相流解析に比べ，水の浸透に間隙空気の影響を評価できる点，飽和度とサクション，比透水係数の関係を容易に計算できる点から，二相流解析が降雨時の斜面安定性評価に有用である可能性を示した．また，過...

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Published in応用地質 Vol. 59; no. 5; pp. 263 - 272
Main Authors 石田, 純平, 蒋, 宇静, 杉本, 知史
Format Journal Article
LanguageJapanese
Published 一般社団法人 日本応用地質学会 10.12.2018
Subjects
サクション
二相流解析
斜面安定解析
間隙空気
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ISSN0286-7737
1884-0973
DOI10.5110/jjseg.59.263

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Abstract 降雨時の斜面崩壊メカニズム解明のため，様々な解析手法による研究が行われているが，降雨時の斜面の安定性評価において，間隙空気の影響を考慮したものは少ない．地盤内で空気の閉塞が発生した際，水の円滑な浸透が妨げられることや，空気圧の上昇により地盤に破壊現象が生じる恐れがある．そこで本研究では，間隙空気の影響を考慮する気液二相流解析手法を用いて，室内模型実験の再現解析を実施した．その結果，間隙空気の影響を考慮しない単相流解析に比べ，水の浸透に間隙空気の影響を評価できる点，飽和度とサクション，比透水係数の関係を容易に計算できる点から，二相流解析が降雨時の斜面安定性評価に有用である可能性を示した．また，過去に斜面災害が発生した現場の再現解析を実施し，斜面の崩壊箇所近傍で間隙水圧および間隙空気圧が増大する結果が得られたことから，これらが有効応力を減少させることが斜面の不安定化を引き起こす要因の一つとなることを示唆した．
AbstractList 降雨時の斜面崩壊メカニズム解明のため，様々な解析手法による研究が行われているが，降雨時の斜面の安定性評価において，間隙空気の影響を考慮したものは少ない．地盤内で空気の閉塞が発生した際，水の円滑な浸透が妨げられることや，空気圧の上昇により地盤に破壊現象が生じる恐れがある．そこで本研究では，間隙空気の影響を考慮する気液二相流解析手法を用いて，室内模型実験の再現解析を実施した．その結果，間隙空気の影響を考慮しない単相流解析に比べ，水の浸透に間隙空気の影響を評価できる点，飽和度とサクション，比透水係数の関係を容易に計算できる点から，二相流解析が降雨時の斜面安定性評価に有用である可能性を示した．また，過去に斜面災害が発生した現場の再現解析を実施し，斜面の崩壊箇所近傍で間隙水圧および間隙空気圧が増大する結果が得られたことから，これらが有効応力を減少させることが斜面の不安定化を引き起こす要因の一つとなることを示唆した．
Author 蒋, 宇静
石田, 純平
杉本, 知史
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  fullname: 石田, 純平
  organization: 長崎大学大学院工学研究科生産システム工学専攻
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  fullname: 蒋, 宇静
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8）壇上　徹・里見知昭・酒匂一成・深川良一（2010）：強降雨時における地盤内の間隙空気圧ならびに間隙水圧の挙動に関する実験的研究，土木学会第65回年次学術講演会，Ⅲ-137，pp.273-274
5）蔡　飛・鵜飼恵三・黄文峰（2003）：斜面安定性の評価―極限平衡法と弾塑性FEMの比較，日本地すべり学会誌，Vol.39，No.4，pp.9-16
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16）van Genuchten, M. T.（1980）: A closed-form equation for predicting the hydraulic conductivity of unsaturated soils, Soil Science Society American Journal, Vol.44, pp.892-898.
1）西田善親・八木則男・二木幹夫（1977）：雨水浸透による地盤内発生間隙圧と斜面安定，土木学会論文報告集，第262号，pp.91-100.
7）齋藤雅彦・正木寛昭・市成準一（2008）：2層地盤における鉛直浸潤時の間隙空気の挙動に関する研究，応用力学論文集，Vol.11，pp.843-850
6）蔡　飛（2004）：FEMによる地すべり解析の基礎理論，日本地すべり学会誌，40（5），pp.453-456
9）佐藤真理・桑野玲子（2011）：地中に閉塞された空気圧上昇による地盤の局所破壊に関する基礎実験，生産研究，第63巻4号，pp.403-406
15）齋藤雅彦・川谷　健（2003）：間隙内空気の運動を考慮した数値シミュレーションによる雨水浸透・浸出過程に関する研究，応用力学論文集，Vol.6，pp.865-872
17）Seki, K.（2007）: SWRC fit - a nonlinear fitting program with a water retention curve for soils having unimodal and bimodal pore structure, Hydrol. Earth Syst. Sci. Discuss., 4, pp.407-437.
18）地盤工学会九州北部土砂災害調査団（2010）：平成21年7月九州北部豪雨による土砂災害調査報告書，127p
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