津波の越流による海岸堤防の破壊メカニズムに関する研究背景・目的 1/10 金浜裏法のみ破壊堤防背後の洗掘東日本大震災の津波で多くの海岸構造物が越流によって破壊越流による堤防破壊は、河川堤防（越流堤）を除いて研究例が少ない全壊洗掘による海岸堤防の破壊メカニズムが指摘されている田老本研究の目的海岸・沿岸環境研究室中尾秀之指導教員佐藤愼司教授洗掘によらない破壊メカニズム・海岸堤防の破壊メカニズムの解明 GoogleEarthより研究手法 2/10 ・有効な対策の提案支配要因の抽出 3/10 模型実験側面図スケール：1/:150 造波機孤立波 H=7cm 30cm 津波の越流により海岸堤防周辺でどのような現象が起こるかを観察する Case1 Case2 2.模型の中に礫（空隙率：50％） 1.模型のみ 3.被覆材3枚を張り合わせたもの 2.模型の中に礫（空隙率：50％） 1.模型のみ 3.模型の上に3枚の被覆材を張り合わせたもの礫空隙礫 Case3 堤防破壊の支配要因 4/10 浮力結果条件 5/10 一体的な堤防建造後年月を経過した堤防裏法側が浮き上がるように破壊 1.模型のみ 2.模型の中にレキ（空隙率：50％）・表法端部の水位が大きくなるとき 3.模型の上に被覆材を張り合わせたもの・裏法上の越流水の速度が大きいとき空気層 → 裏法側が浮き上がる圧力 U字管を想像すると分かりやすい堤防の破壊要因浮力 1.浮力浮力＝＞被覆材のみ浮力＝＞海岸堤防全体 2.流速による揚力空気層を介して、被覆材に大きな浮力が作用する浮力発生メカニズムの確認堤防内部の圧力の上昇を測定 6/10 浮力対策押し波による圧力上昇の最大値を用いて分析する圧力計前面根入れ波高計根入れ有無での最大圧力の比較 6 根入れ無 30cm 波高7cmでのでの水位と圧力の関係波高での水位と圧力の関係水位水位と圧力の関係（根入れ有無） 1 6 最大値 2 水位（根入れ無）水位、水頭水位、水頭(cm) 水位、圧力水頭水位、圧力水頭(cm) 4 4 圧力（根入れ有） 0.8 表法での水位とともに、模型内部の圧力が上昇する。外側の圧力が模型内部に伝わっていることが分かった根入れ有 2 水位（根入れ有）圧力上昇圧力水頭圧力水頭(cm) 造波機孤立波 H 1/10 0.6 0 圧力（根入れ無） 6.5 0.4 根入れによって、圧力が伝達しにくくなり、圧力の上昇が抑えられる 0.2 0 0 1 2 時間(sec) 時間 3 7.1 7.3 波高(cm) 波高 0 0.1 0.2 時間(sec) 時間 0.3 0.4 7.9 揚力発生メカニズムの確認揚力ハイスピードカメラで撮影 8/10 揚力対策（二線堤） 9/10 揚力越流が貯留される 1 FL = C Lρ w U 2 2 3枚枚の被覆材を貼りつけたもの構造物圧力浮力と揚力の比較(現地で波高10.5mの場合) 浮力唐丹本郷（岩手県） 68.2kPa 重力 19.3kPa 揚力 16.9kPa 結論 10/10 越流に対して裏法の被覆コンクリートが危険ー浮力：被覆コンクリートと中詰砂の間に空気層が存在すると、被覆コンクリートに大きな浮力が作用ー揚力：越流による強い水流によって、裏法の被覆コンクリートに揚力が作用今回対象とした規模の堤防・津波では、浮力は揚力の4倍程度堤防を粘り強くする有効な対策ー浮力：根入れを施すことで、被覆材に作用する浮力を抑えることができるー揚力：二線堤構造は、越流水の流速低減に有効ただし、二線間の距離は要検討波高7cmで模型の岸側に構造物を置くと、その間に越流が貯留され、越流速度が小さくなり裏法被覆材が浮かなくなったが、貯留によって水位が上昇し、圧力の最大値が大きくなってしまった越流速度を抑えるための対策として、二線堤が有効であるが、二線間の距離は要検討ご清聴ありがとうございました圧力上昇を防ぐために、二線目の高さを調節する必要がある