下村魁晟

模型実験による越流水に対して粘り強い堤防補強工法の検討

大塚悟

近年, 集中豪雨や台風による豪雨の増加により河川堤防が越流崩壊に至るという事例が多数報告されている.このことから, 河川の越流崩壊対策は急務である.しかしながら, 河川堤防は計画高水位以上の洪水については考慮されておらず, 堤防決壊への対応がなされていないのが現状である.そこで本研究では越流に対して粘り強い堤防補強工法の提案を目的とし, 実験を行った.
実験では、実河川堤防の下流側を想定している.通常,現地発生土で構成される堤防の下流側は,細粒分を多く含む不透水層の地盤から構成されていると考えられる.堤防模型は、天端部250mm×高さ250mm×奥行き190mm、また表法面の法先角度45°，裏法面の法先角度30°の模型を作製した.  無体策を含めた全6ケースを行った.このうち,3ケースは裏法面にのみ砕石による対策を施し砕石の配置の仕方を変えた.1ケースは浸透流を発生させない無対策とし,1ケースは裏法面の砕石に加え裏法面の舗装を想定しゴムマットを配置した.これら全6ケースの各対策以外の条件は統一し,砕石による堤防補強効果を検討した.
結果として,無体策の堤防の越流が発生してから破堤に至るまでの時間と比較すると浸透流を考慮しないケースでは約2.3倍，裏法面の法尻部に堤体内に砕石を配置した場合約1.9倍に延長された。また,裏法面の法尻部に堤体外に砕石を配置した場合は無対策より短い結果となった.裏法面の全体部に堤体内に砕石を配置した場合,破堤が確認されなかった.以上の結果より,裏法面の堤体内に砕石を配置することで越流に対して粘り強くなった.これは,通常堤体は外部侵食による法面の流亡によって破堤に至るが,法面に間隙比の大きい砕石を配置することで,越水を表面浸食から内部侵食させることでこれを防ぐことができ,さらに土被りによって地滑り,堤体材の流亡を防止できるためである.また堤体内に砕石を配置することで堤体内の浸透流を排水し堤体内の不飽和領域を増やすことで越流に対して粘り強くなることがわかった.今後は,越流水深や越流時の流速を変化させて越流に対して堤防が粘り強さを保てるのかを検証したい.