洪水 都市を守るため ～気泡の影響を考慮した浸透破壊とその対策 関する研究～
ワ 透破壊，気泡，降雨，越流，SPH
担当 柴田
1. 背景 び目的
集中豪雨 都市河川 突如
起 堤防 決壊．そ あ た 街 一瞬 泥水 中 消 去 ．そ う 現象 堤防内 含 空気 気泡 関係 い 明
い エ マ ふ ．2000年 東 地方 襲 た 東 豪雨 ，決壊 た新川 堤 防内 い たい う 起 いた
う ？ た， う 気泡 伴う現象 決 珍
，河川堤防 他 底 存 タンハイ 掘削時 地盤安 性や 岸構造物 安 性 ， 様々 形 関わ い ．そ 現象 解明 ，洪 水災害 未然 防 た 効率的 対策法 提案 た
，前田研究室 室内模型実験 行う ，宇 物理分 発達 た数値解析手法 あ SPH
Smoothed Particle Hydrodynamics 法 用いた固相
土 液相 水 気相 空気 相互作用 考慮 た 解析手法 開発 取 組 い ．
図-1 一般的 堤防決壊パターン
図-2 着目する決壊パターン 2. 模型実験
実験 右写真 う 幅２ 大水槽 実堤防
1/30 ケ 堤体模型 作製 ，雨 降 せた後
片側 水 昇させ ．通常 河川堤防 ，河川 水や雨水 堤体内へ 透 抑制 た ，堤体表面
覆わ い ．そ 模擬 た 堤体内 水 空気 通さ いシ 施工 た 堤体正面 写真 右 写真 ，堤体 部 堤体内部へ 潤状態 非常 複雑 あ わ
． ，堤体内部 閉 込 た空気 逃
場 失い，水 潤 妨 い た ． う 状態 続 堤体内 空気 縮さ 大規模 エ
起 ，堤体 崩壊 恐 あ ．そ
，本研究 空気 通 水 通さ いシ
施工 ，同 条件 実験 行 た ， 堤体内 へ 潤 進 ，空気 水 置換さ い 様子 捉え 初 成功 た． う ， 前田研究室 実 ケ 見据えた広い視 研究 取 組 ，現象 本質 捉え 目標 い ．
図-3 不透気性遮水シートと透気性遮水シートの比較 3. SPH法を用いた数値シミュレーション
SPH法 用いた降雨 伴わ い無体策堤体 潤過程
土 水 相系 再現結果 図 ，無体策 堤体内 気泡 存 場合 土 水 空気 相系 降雨 考慮 た解析結果 図 ． 図 ， 潤線 高水 側 水 側 向 徐々 ，
皆さ 知 い 透現象 表現 わ
． た， 図 ，豪雨 堤体内へ 潤 堤体内 気泡 押さえ 逃 場 失 う様子 再現さ ， 気泡内 非常 昇 分 い ．SPH法 う 固 体 液体 気体 相系解析 成功させた 例 今
，さ 改良 他分
い 有用 解析手法 う 可能性 秘 た結果 あ いえ ．
図-4 二相系 び三相系解析結果
河川水位の 昇 限界水位
＆こ 以 と壊 ！＇ 降雨
浸透破壊 越流
く知 てい 堤防決壊パタ ン
降雨
ガマがふく
気泡のトラッ
着目す 堤防決壊パタ ン
エア ロ 浸透破壊
封入さ 空気
二相系＆水土＇解析
相系＆水土空気＇解析
