浸透による堤防裏法尻の破壊に関する数値シミュレーション

Abstract

局地的集中豪雨の出水において, 河川堤防の決壊が発生し, 堤内地の甚大な被害をが報告されている. こうした被害を軽減するためには, 決壊に至るメカニズムを理解し, 水の流れと地形変化を精度よく予測できる数値モデルを構築して既存の堤防の安全性評価を行うとともに, その対策を検討することが重要である. 本研究は, 堤体内への浸透による裏法尻の破壊について再現性の高い解析手法を確立することを目的とし, 表面流と浸透流を同時に予測できる開水路流れモデルと, 砂の弾塑性構成式を基本とし, GIMP法によって離散化した土の変形モデルを連成させ, 数値モデルの構築を行った. 浸透破壊に関する水理模型実験に適用し, 裏法尻から破壊が進行していく様子を再現できることを示した.

Severe damages caused by embankment failures during floods have been recently reported. For disaster mitigation, it is of great importance to understand its failure process, evaluate the emkankment stability by simulating flows and bed deformation accurately and consider countermeasures. The objectives in this study are to develop a numerical model and predict the embankment failure process at the back side toe due to seepage flows. By coupling the 3D flow model to simulate simultaneously overtopping and seepage flows, and the soil deformation model based on GIMP method, a numerical model is developed. Then, applying the model to the hydraulic experiment, it is shown that continuous embankment failure at the back side can be reasonably simulated.