著者

森井 俊廣 門口 隆太 小松 元太 松本 智

出版者

新潟大学農学部

雑誌

新潟大学農学部研究報告 (ISSN:03858634)

巻号頁・発行日

vol.63, no.2, pp.99-107, 2011-03

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砂層とその下部に礫層を重ねた単純な構造の土層地盤では、互いの層の土粒子の大きさあるいは間隙サイズに伴う保水性の違いにより、砂層と礫層の境界面の上部で降下浸潤水が保水され、集積する。境界面に傾斜をつけると、集積水は傾斜方向に流下していくため、境界面はあたかも不透水性の障壁として機能し、それ以深の領域への水の浸入が抑制される。また、境界面に沿って流下した水は、末端で集水することにより、貴重な雨水資源として捕獲することも可能である。砂層と礫層を重ねた単純な土層地盤にみられる浸潤水の遮断・捕獲の機能を、土の毛管障壁あるいは土のキャピラリー・バリア(Capillary barrier of soil)と呼ぶ。傾斜したキャピラリー・バリアのもつ浸透抑制機能を利用すれば、地盤に浸透した降雨水を表層部で効果的に捕捉し、地盤深部への浸潤を低減できるため、地山斜面やため池堤防斜面などの斜面すべり防止技術への展開が可能となる。一方、キャピラリー・バリアを地表面の近傍で平面上に敷設すれば、土壌水を根群域に保水できるため、節水かんがいが可能となる。このような土のキャピラリー・バリアがもつ応用展開の可能性に着目し、まず、土のキャピラリー・バリアの技術的特徴を紹介したのち、野外実験および圃場実験にもとづき、傾斜したキャピラリー・バリア地盤における雨水遮断機能ならびに水平状に敷設したキャピラリー・バリア地盤における節水かんがいの可能性を調べる。

著者

森井 俊廣

出版者

新潟大学

雑誌

基盤研究(C)

巻号頁・発行日

2002

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これまで単なる「捨石」として,斜面表面における雨水浸食防止の役割しか与えられてこなかったリップラップ工に対し,オーバートッピング(堤体越流)に対する水理抵抗機能を開発し,その設計法を明らかにすることを目的とした。リップラップを構成する粗粒礫材を対象に,越流条件下における通水性能と水理学的特性を明らかにするとともに,リップラップ工の基盤となる土砂層の透水性の測定法の開発に取り組んだ。2年度にわたる研究により次の成果を得た。ア)室内水路実験により,締固められた捨石(粗粒材)構造体を通過する流れの水頭損失モデルを明らかにした。このモデルの特徴は,流れの非線形水頭損失特性を記述するパラメータを,粗粒材構造体に分布する間隙の水理学的平均径とユニークに結びつけた点である。これにより,土質材料の浸食によって生じる捨石工の目詰まりとそれに伴う流れの変化を適切に予測することが可能となった。イ)また流量の測定値から上記のパラメータを精度よく推定する数理計算システムを開発した。ウ)リップラップ工の安定性は,礫構造体自体はもちろん,基盤となる土砂層部の安定性と密接な関連性を持つ。後者の侵食性は透水性能に支配されることから,礫混じり土砂の透水性能を原位置で精度良く推定できる透水係数モデルならびに試験法について検討した。2年間にわたる研究とその成果を通して,今後検討を加えていく必要があると考えられる課題が明らかとなった。つまり,(1)流水条件下での礫材個々の粒子安定性に関する力学的・水理学的モデルの開発と設計法への導入,ならびに(2)礫構造体を通過する流れと慣性力を伴う構造体の越流を考慮したThrough+Overflowの数理モデルの開発と設計法への導入の2点である。これらについて,今後,鋭意,検討を進めていく予定である。