表層流れに起因する地盤の流動および間隙水圧変化に関するDEM-CFD解析

抄録

　地盤表面に水平流れが作用すると地盤内部に過剰間隙水圧が発生し，洗掘を助長させることが示唆されている．本論文では地盤の洗掘現象について，地盤表層流れに起因して発生する過剰間隙水圧の発生機構とその値を定量的に評価するため，移動床水路実験により地盤内の間隙水圧変動を詳細に観測した．さらに，観測した結果をもとに，過剰間隙水圧が発生する要因と洗掘への影響について詳細に考察するため，DEM-CFD手法を用いた数値実験を行った．実験と数値解析を比較したところ，デューンの地表面変状の発生や地盤内で過剰間隙水圧が発生する現象が再現可能であり，粒子ベースの数値解析が有効であることが確かめられるとともに，深度方向に平均粒径の約4倍の深さまで流動層が存在し，過剰間隙水圧の発生には透水だけでなくそれらのせん断変形なども影響していることが示唆された．