da
d B
D A
表 1-25 河床勾配θの使い分け
項目 河床勾配
本体及び袖部の安定計算と構造計算を 行う際の設計外力を算出する場合の
・ 土石流濃度（Cd）
・ 土石流の流速（U）
・ 土石流の水深（Dd）
現河床勾配（θo）
土石流ピーク流量を通過させるための 砂防堰堤の水通し断面を決定する場合 の越流水深（Dd）
計画堆砂勾配（θp）
出典：砂防基本計画策定指針（土石流・流木対策編）及び同解説 p36 を加工
図 1-9 土石流の流下断面と流れの幅
Bdaのイメージ
出典：砂防基本計画策定指針（土石流・流木対策編）及び同解説 p37
1-5-2 土石流の単位体積重量
土石流の単位体積重量は、実測値、経験、理論的研究等により推定する。
土石流の単位体積重量γd（kN/m3）は以下の式で求められる。
g C 1
Cd d
d σ ρ
γ
g ：重力加速度（m/s2）
1-5-3 土石流流体力
土石流の流体力は、土石流の流速、水深、単位体積重量を用いて推定する。
土石流流体力は次式で求める。
d 2
h d D U
K g
F γ
F ：単位幅当りの土石流流体力（kN/m）
U ：土石流の流速（m/s）
Dd ：土石流の水深（m）
g ：重力加速度（m/s2） Kh ：係数（1.0とする）
γd ：土石流の単位体積重量（kN/m3）
1-5-4 流木の最大長、最大直径
流木の最大長、および、最大直径は、流出流木量算出のための調査結果から推定する。なお、流木 の最大長は土石流の平均流下幅を考慮するものとする。
流木の最大長Lwm（m）は、土石流の平均流下幅を「土石流発生時に侵食が予想される平均河床幅」
Bd（m）、上流から流出する立ち木の最大樹高をHwm（m）とすると Hwm≧1.3Bdの場合 Lwm≒1.3Bd
Hwm＜1.3Bdの場合 Lwm≒Hwm
として推定する。流木の最大直径Rwm（m）は、上流域において流木となると予想される立木の最大胸 高直径（流木となることが予想される立木のうち、大きなものから数えて 5%の本数に当たる立木の胸 高直径）とほぼ等しいとして推定する。
1-5-5 流木の平均長、平均直径
流木の平均長、および、平均直径は、流出流木量算出のための調査結果から推定する。なお、流木 の平均長は土石流の最小流下幅を考慮するものとする。
流木の平均長Lwa（m）は、土石流の最小流下幅をBdm（m）、上流から流出する立ち木の平均樹高を hwa（m）とすると
hwa≧Bdmの場合 Lwa≒Bdm
hwa＜Bdmの場合 Lwa≒hwa
となる。
また、平均直径 Rwa（m）は、上流域において流木となると予想される立木の平均胸高直径とほぼ等 しいとする。
1-5-6 土石流時の設計外力
(1) 土石流時の設計外力（衝撃力を除く）
土石流時の設計外力の設定に必要な土石流ピーク流量、土石流の流速と水深、土石流の単位体積重 量、土石流流体力は、土石流・流木対策施設が無い状態を想定して算出する。
(2)
礫の衝撃力
礫の衝突により堤体の受ける衝撃力は、堤体材料の種類とその特性によって変化する。堤体材料の 種類とその特性によって、設計外力としての礫の衝撃力を設定する。
マスコンクリートでは次式で礫の衝撃力（P2）が推定できる。
22 1 8 2
. 0
1 2 25
1 22
2 22 1 2
12 1
2 2
2 1 2
32 2
m U E m , 1 E
m n 1 n ,
n 4
U 5
E v K 1
E , v K 1
K K 9
R n 16
, n P
β α
π π
α π β
P2 ：礫の衝撃力（kN）
E1,E2 ：コンクリートおよび礫の弾性係数（N/m2） v1,v2 ：コンクリートおよび礫のポアソン比
m2 ：礫の質量（kg）
R2 ：礫の半径（m）
π ：円周率（3.14）
U2 ：礫の速度（m/s）
α ：へこみ量（m）
K1,K2 ：定数 β ：実験定数
m1 ：袖ブロックの質量（kg）
礫の速度は土石流流速と等しいとし、礫径は最大礫径とする。
（参考）礫及びコンクリートの物理定数の例
礫の弾性係数 E2 ＝5.0×109×9.8 N/m2、ポアソン比 v2 ：＝0.23 コンクリートの終局強度割線弾性係数 E1 ＝0.1×2.6×109×9.8 N/m2 コンクリートのポアソン比 v1＝0.194
※ 礫の衝突によりコンクリート表面にへこみが発生するので、コンクリートは破壊に至る平均 的な変形係数（終局強度変形係数）を用いる。この係数値はコンクリート弾性係数の約1/10 である。
(3) 流木の衝撃力
流木の衝突により堤体の受ける衝撃力は、堤体材料の種類とその特性によって変化する。堤体材料 の種類とその特性によって、設計外力としての流木の衝撃力（P3）を設定する。
土石流区間において、流木捕捉工の袖部等がコンクリート構造のとき、袖部等の構造や部材の安定性 を検討する際に用いる流木の衝突により堤体が受ける衝撃力の算定にあたっては、礫の衝突による衝撃 力の算定式を準用するものとする。
32 1 8 3
. 0
1 3 25
1 2 3
3 2 2 3
1 12 1
2 2 2 1
2 3 3 3
m U E m , 1 E
m n 1 n ,
n 4
U 5
E v K 1
E , v K 1
K K 9
R n 16
, n P
β α
π π
α π β
P3 ：流木の衝撃力（kN）
E1,E3 ：コンクリートおよび流木の弾性係数（N/m2） v1,v3 ：コンクリートおよび流木のポアソン比
m3 ：流木の質量（kg）
R3 ：流木の半径（m）
π ：円周率（3.14）
U3 ：流木の速度（m/s）
α ：へこみ量（m）
K1,K2 ：定数 β ：実験定数
m1 ：袖ブロックの質量（kg）
流木の速度は土石流流速と等しいとし、流木の直径は最大直径とする。