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https://doi.org/10.24546/81011327
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81011327 (fulltext)
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1.69 MB
11
メタデータ
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メタデータID
81011327
アクセス権
open access
出版タイプ
Version of Record
タイトル
二次元堤体のパイピング破壊に関する実験的研究
その他のタイトル
Experimental Study on Piping Failure of Embankments in Two Dimensions
著者
田中, 勉 ; 土居, 央 ; 井上, 一哉
著者ID
A1018
研究者ID
1000020144602
著者名
田中, 勉
Tanaka, Tsutomu
タナカ, ツトム
所属機関名
農学研究科
著者名
土居, 央
著者ID
A1048
研究者ID
1000000362765
KUID
https://kuid-rm-web.ofc.kobe-u.ac.jp/profile/ja.9cd7040446d0f1ac520e17560c007669.html
著者名
井上, 一哉
Inoue, Kazuya
イノウエ, カズヤ
所属機関名
農学研究科
収録物名
神戸大学都市安全研究センター研究報告
巻(号)
14
ページ
203-212
出版者
神戸大学都市安全研究センター
刊行日
2010-03
公開日
2019-05-30
抄録
水利施設構造物の設計において問題となる二次元堤体のパイピング破壊について,そのメカニズムと特性を明らかにするため,実際にモデル堤体について実験を行い次の事柄を明らかにした。(1)ある水位差に達すると堤体の下流側水面直上方の斜面(浸梱面)上に奥行き方向全体に渡ってパイビングが発生する。このとき,浸潤面付近では,砂粒子が流動化し(fluidized),水と砂粒子がシート状に流れ出している様子が観察される。(2)時間の経過とともに,水みち(パイビング)の先端が上流側に進行してゆく。ある程度水みちが進行するとその水みち上の砂が崩落し,浸潤線付近にできた表面流より上方の砂粒子がすべて洗い流され堤体の形状変化が進行してゆく。(3)バイピング(水みち)は時間の経過とともに発達して,計算によって得られる浸潤線より少し下の部分を上流側に移動し,水みちの先端は上流側貯水位付近の浸入部上端に近づいてゆく。(4)最終的に水みちが上流側斜面に到達し上流側の貯水が越流することにより,堤体はひとたまりもなく破壊する。(5)堤体は進行性破壊の形態を示し,パイピングが発生してから堤体が破壊するまでに時間を要する。この間に防止工法をとるなど対処することができれば破壊を未然に防ぐことができる。(6)パイピングは「要素における動水勾配」の最大値が0.5よりかなり小さな値のときに発生しており,国土交通省が定めた浸透に対する堤防の安全性の基準値(i≦0.5)には再検討の余地がある。
In the design of hydraulic structures such as embankment type dams, levees or reclamation dikes, piping failure has become a problem. In this study, model embankment tests were conducted to clarify the mechanisms and features of piping, FEM seepage flow analyses were carried out, and the following results were obtained: (1) When the hydraulic head difference between the up- and downstream side H reaches a critical value, piping occurs at the downstream surface of the model embankment just above the downstream water level (i.e. on the surface of seepage). Piping occurs entirely on the length of the downstream slope. Sand particles are fluidized and washed out with water in the form of a sheet. (2) The head of the piping (or end of the water channel) proceeds upstream with time. When the head of the piping moves forward to a certain extent, the sand above the water channel collapses, and those sand particles are washed out by surface water flow slightly below the line of seepage calculated by FEM seepage flow analysis. (3) The head of the piping proceeds upstream to the storage water level along the theoretical line of seepage. (4) When tbe head of the piping reaches the upstream slope, the embankment overflows with the stored water and collapses completely. (5) Piping failure is classified as a type of "progressive failure", and some time is required from occurrence of piping to failure of an embankment. (6) Piping phenomenon occurs when the largest hydraulic gradient in elements i is rather less than 0.5, which is the required value for a stable embankment set by the Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism. The safety standard i< 0.5 is not appropriate in seepage failure problem in embankments.
キーワード
二次元堤体
パイピング
水みち
浸潤線
進行性破壊
堤体の浸透破壊に対する安定基準
カテゴリ
農学研究科
神戸大学都市安全研究センター研究報告
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14号(2010-03)
紀要論文
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資源タイプ
departmental bulletin paper
言語
Japanese (日本語)
ISSN
1342-9167
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NCID
AA11142997
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関連情報
URI
http://www.rcuss.kobe-u.ac.jp/publication/publication.html
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