砂防堰堤用コンクリートの突砕き摩耗に関する実験的研究 (II)

抄録

コンクリート製砂防堰堤の水叩工, 下流法面, 水通し天端などの各部は越流する転石, 砂礫の衝突によって突砕き摩耗を受ける。第一報では石礫がコンクリートに衝突するときの突砕き摩耗機構の解明と耐摩耗性コンクリートの施工法に関する基礎的実験を行なって特性を述べた。第二報は砂防堰堤に対する応用的な問題をとりあげ, 突砕き摩耗に影響する石礫の大きさ, 落下高及び下流法勾配などの関係について新規の実験によって検討した。結果は次のように要約される。
(1) コンクリートの突砕き摩耗量 (M) と衝突する石の重量 (W) 及び落下高 (H) の間にそれぞれ, M=aW^m, M=bHⁿの関係が認められ, m及びnはコンクリートの材質によってm=0.8～1.1, n=0.8～1.9の値を示した。これらのことからコンクリートの突砕き摩耗量は砂礫が衝突するときの衝撃エネルギーに比例するといえる。
(2) 衝突する石の重量 (W), 一定量の突砕き摩耗量に達する衝撃回数 (N) の間に, NW^p=Cの関係が認められ, P≒1.0(0.8～1.1) で, コンクリートの突砕き摩耗量は衝突する砂礫の大小に関係なく, 衝突する砂礫の総重量に比例することが示された。
(3) 構造物に直角に衝突する場合の突砕き摩耗量 (M₀) と傾斜角 (θ) のときの摩耗量 (M_θ) の比を摩耗比 (R_M) とすると, R_M=(1+Bsin²θ)・cos²θで推定される。比例常数B=0.9～1.6で平均1.2が得られた。