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被覆材に対す る設計波高の 算出 被覆材に対す る設計波高の 算出 被覆材に対す る設計波高の 算出 被覆材に対す る設計波高の 算出 5)

ドキュメント内 消波工の 消波工の 消波工の (ページ 49-53)

本研究 で用 いてい る 被覆材( 被覆石 ,消 波 ブロック )に対 する 設 計波高( 安定限界 波高)に 関し ては, 被 覆材の所 要質量 設計 公 式のハド ソン式 とフ ァ ンデルメ ーアの安 定数を適 用し, 算定 を 行う.

基礎マ ウンド や傾 斜 堤の被覆 材の安 定質 量 Mは,一 般に次 式の ハ ドソン式 で算定さ れる.

( )

3

3 3

−1

=

r S

D r

S N M

ρ

H

(3.1)

ここに,HD:設 計波高(安定限界 波高),NS:安定数,ρr:被覆材 の 密度,Sr:被 覆材 の密度と 海水の 密度 ρwとの比で ある.

式(3.1) を設計 波 高HDについ て展 開する と,次式 のよう に表 さ れる.

3

( 1 )

3 13



 



 

 −

=

r r S D

S H MN

ρ

(3.2)

式(3.2) の安定 数 NSについ て,捨 石を被 覆 材として 使用す る場 合 に対して は,フ

ァンデル メー アが大 型 の不規則 波実験 に基 づ いて,次 のよう な安 定 数の公式 を提案し ている.

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NS =6.2CHS0.2P0.18N0.1Ir,0m.5

( I

r,m

< I

r0

)

(3.3) NS =1.0CHS0.2P0.13N0.1

(

cotαS

)

0.5IrP,m

( I

r,m

I

r0

)

(3.4)

ここに,CH=1.4/[H1/20/H1/3]:砕 波帯内 で波高 分布が狭 まるこ とを 考 慮した係 数,S:

被覆材の 被害度 の指 数(S=2 が初期 被災,8程度以上 が大き な被 災),P:被覆材の下 の層の透 水性パ ラメ ー タ(通常 の 2 層積 み捨 石法面で は 0.4),N: 高波が続 く間の 波 数, αs:法面 の傾斜 角 ,Ir,m:イリバ レン数 で あって,臨界イ リバレ ン数とと もに次 式 で定義さ れる.

m m

S m

r H L

I

, 0 0 ,

tan

α

= (3.5)

Ir0 =

[

6.2P0.31

(

tan

α

S

)

0.5

]

1(P+0.5) (3.6) ここに,Hm0:スペク ト ル有義波 高,L0,m:平 均 周期に対 する深 海波 長(=1.56T2)で ある .式(3.3),(3.4)よ りIr,m,Ir0の 値を比 較し ,Ir,m<Ir0な らば巻 き波型波 浪条件 を 採用し,Ir,m≧Ir0な らば 寄せ波型 波浪条 件を 採 用する.

本研究 では,CHは 波 が砕波減 衰を受 ける 前 として 1.0,S は被覆 材の被害 度の指 数 であって ,断面 の侵食 された面 積 Aと 代表粒 径 Dnから S=A/Dn2で 表される .NSの算 定には S=1 を用い ,P は 0.4,Nの 値は高 波 が 6時 間程 度続く と仮 定して 2000波 6) とした. また, 周期 Tは1.0,1.2,1.4,1.6,1.8,2.0sの 6ケース とした.

マウン ド全体 を消 波 ブロック で構築 する 場 合には透 水性が 高い た め,傾 斜堤の 2層 積みブロ ックよ りも 安 定性が高 くなる .こ れ について 高橋 ら 7)は , 次のよう な安定数 を与えて いる.

NS =CH

(

aN0d0.2N0.1 +b

)

(3.7)

ここに,N0d:法面 に沿 って上下 に幅 Dnの部 分を切り 出した とき に ,その中 で移動 し たブ ロッ クの 個数 ,N:高 波が 続く 間の 波 数 ,a,b: ブロ ック の形 状 や法 面勾 配な どに 依存する 定数で ある . 本研究で は,N0dを 0.2,N は上記と 同様に 2000 波とした .な お,本研 究で採 用して いるシー ロック にお い ては,標 準型,B型 と もに cotαs=1.3の ときに,a=2.32 と b=1.45,cotαs=1.5 のと きには,a=2.32と b=1.56の値が 得ら れている .

以上の 諸数値 によ り 求まった 安定 数 NSを式 (3.2)に代 入し, 被覆 材に対す る設計

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波高 HDを求 める .HDの算定に あたっ ては ,HDの値と 初期値 とし て 与えたス ペクト ル 有義波 高H0mの値の 誤 差が0.01cm以下 にな る ように繰 り返し 計算 を 行うこと により,

各周期に おける 設計 波 高 HD を決定 した. 以 上の算定 結果と ,波 形 勾配(HD/L0,m)を 表3 9,3 10に示す .なお,表 中にあ る CADMAS SURF入力 値であ るが,3.3.2(2) 入力波高 値の設 定で 検 討を行っ た,入力波 高Hinと 観測波 高 Hexの 検定 結果から 求めら れる表 3 3の 比率を 用 いて設定 してい る.

表3 9 被覆層 (被覆 石 )におけ る設計 波高

周期(s) 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

被覆層 勾配

設計波高(m) 0.054 0.049 0.052 0.054 0.056 0.058 0.066 0.058 0.053 0.055 0.058 0.060 CADM AS入力値(m) 0.061 0.050 0.051 0.052 0.059 0.058 0.074 0.059 0.052 0.054 0.061 0.059 波形勾配 0.035 0.022 0.017 0.014 0.011 0.009 0.042 0.026 0.017 0.014 0.011 0.010

被覆層 勾配

設計波高(m) 0.064 0.056 0.057 0.060 0.062 0.064 0.077 0.068 0.062 0.061 0.064 0.066 CADM AS入力値(m) 0.071 0.057 0.056 0.058 0.065 0.063 0.086 0.069 0.061 0.059 0.067 0.065 波形勾配 0.041 0.025 0.019 0.015 0.012 0.010 0.049 0.030 0.020 0.015 0.013 0.011

被覆層 勾配

設計波高(m) 0.074 0.066 0.063 0.066 0.068 0.071 0.090 0.080 0.072 0.067 0.070 0.073 CADM AS入力値(m) 0.083 0.066 0.062 0.063 0.072 0.070 0.101 0.080 0.071 0.065 0.074 0.072 波形勾配 0.048 0.029 0.021 0.016 0.014 0.011 0.058 0.035 0.023 0.017 0.014 0.012

被覆層 勾配

設計波高(m) 0.085 0.075 0.068 0.072 0.074 0.077 0.103 0.091 0.082 0.075 0.076 0.079 CADM AS入力値(m) 0.095 0.076 0.068 0.069 0.078 0.076 0.115 0.092 0.081 0.072 0.080 0.078 波形勾配 0.054 0.033 0.022 0.018 0.015 0.012 0.066 0.040 0.027 0.019 0.015 0.013

被覆層 勾配

設計波高(m) 0.093 0.082 0.074 0.076 0.079 0.081 0.112 0.099 0.090 0.082 0.080 0.083 CADM AS入力値(m) 0.104 0.083 0.073 0.073 0.083 0.080 0.125 0.100 0.088 0.079 0.085 0.082 波形勾配 0.059 0.036 0.024 0.019 0.016 0.013 0.072 0.044 0.029 0.021 0.016 0.013

1/1.5

1/1.5 1/2

1/2 砕石 35*50g

砕石 50*70g

砕石 70*100g

砕石 100*130g

砕石 130*150g

1/2

1/2 1/1.5

1/2

1/1.5 1/1.5

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表3 10 被覆 層(消 波 ブロック )にお ける 設 計波高

周期(s) 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0 1.0 1.2 1.4 1.6 1.8 2.0

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.064 0.057 0.056 0.055 0.060 0.056 0.069 0.062 0.060 0.059 0.064 0.060 波形勾配 0.036 0.025 0.019 0.014 0.011 0.009 0.039 0.027 0.020 0.015 0.012 0.010

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.095 0.086 0.084 0.082 0.089 0.084 0.102 0.092 0.090 0.088 0.096 0.090 波形勾配 0.054 0.038 0.028 0.021 0.017 0.014 0.059 0.041 0.030 0.023 0.018 0.015

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.118 0.107 0.104 0.102 0.111 0.104 0.127 0.115 0.112 0.110 0.120 0.112 波形勾配 0.068 0.047 0.035 0.026 0.021 0.017 0.073 0.051 0.037 0.028 0.022 0.018

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.093 0.084 0.082 0.080 0.088 0.082 0.100 0.090 0.088 0.086 0.094 0.088 波形勾配 0.053 0.037 0.027 0.021 0.016 0.013 0.057 0.040 0.029 0.022 0.018 0.014

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.118 0.106 0.104 0.102 0.111 0.104 0.127 0.114 0.112 0.109 0.119 0.111 波形勾配 0.068 0.047 0.034 0.026 0.021 0.017 0.072 0.050 0.037 0.028 0.022 0.018

被覆層 勾配 設計波高(m)

CADM AS入力値(m) 0.100 0.090 0.088 0.086 0.094 0.088 0.107 0.096 0.094 0.092 0.101 0.094 波形勾配 0.057 0.040 0.029 0.022 0.018 0.014 0.061 0.043 0.031 0.024 0.019 0.015

1/1.3 0.057

0.089 0.106 1/1.3

1/1.3 0.105 1/1.3 0.083

1/1.3

シーロックNo.6(B型(八角形))

0.113

1/1.5 0.096 0.090

1/1.5 シーロックNo.1(標準型)

シーロックNo.2(標準型)

シーロックNo.3(標準型)

シーロックNo.4(B型)

シーロックNo.5(B型)

1/1.5 1/1.5 0.061

1/1.5 0.091

1/1.5 0.114 0.085

1/1.3

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