JP6313584B2 - 土石流の移動の解析方法 - Google Patents
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Description
(1)時間ステップ毎及び2次元地形メッシュ毎の計算を前提とし、その時間ステップ及び2次元地形メッシュを予め設定するとともに、水と同様に間隙流体として振る舞う細粒成分の割合をパラメータとして設定する。
(2)水深h、流速u、勾配θ、土石流の現在濃度c等の条件を入力する。所定の時間ステップtにおける次の(3)〜(5)の計算を行う。
(3)構成粒子成分を用いて河床せん断応力τoを計算する。
(4)侵食・堆積速度Eを計算する。
(5)隣接メッシュとの土石流の移動量(土石流全体の移動量と土石流中の土砂の移動量)の計算を行う。
(6)隣接メッシュとの移動量及び侵食堆積速度Eから、新しい時間ステップt+1のステップの土石流水深h、土石流の流速u、河床の勾配θを計算する。このような計算を、さらにステップt+2、t+3、………t+n(nは自然数)毎に、繰り返し行う。これによって、平面視した土石流の移動状態及び土石堆積深を示す図(図5及び図6参照)が得られる。
τo=ρ・f(c)u2(h/d)−2 ……式1
τo=τy+ρ・f(c)u2(h/d)−2 ……式2
ρは清水の密度、dは構成粒子成分の平均粒径、τyはクーロン摩擦による降伏応力である。τ0に関する土石流理論は複数あり、τyを含むかどうかは理論によって異なるので、上記式1と式2を挙げた。
ce=ρdtanθ/(σ−ρd)(tanφs−tanθ)……式3
以上が、本発明の基礎となる解析方法である。この基礎となる解析方法では、細粒成分の割合を一定に設定し、間隙流体の密度ρdは、一定値とした。しかしながら、前記したとおり、実際の土石流の移動においては、間隙流体の密度は、河床の勾配等によって変動する。
2 急斜面
3 緩斜面
11 コンピュータ
12 入力部
13 出力部
14 記憶部
15 CPU
16 データバス
17 入力装置
18 出力装置
Claims (4)
- 間隙水と土砂を含み、土砂は、粒径が大きい構成粒子成分と、構成粒子成分よりも粒径が小さく間隙水と一体となって構成粒子成分に対して浮力を作用する機能を有する細粒成分を含む、土石流について、時間ステップ毎及び2次元地形メッシュ毎に、河床における移動量及び侵食堆積速度を算出し、この算出結果に基づき平面視での土石流の移動状態及び土石堆積深を得る土石流の移動の解析方法であって、
細粒成分が河床を移動する過程で生じる、土砂中の細粒成分と構成粒子成分の割合の変動を採り入れて、河床の移動量及び侵食堆積速度を算出することを特徴とする土石流の移動の解析方法。 - 土砂中の細粒成分と構成粒子成分の割合が変動することで生じる、細粒成分と水から成る間隙流体の単位体積当たりの間隙流体の重量比である間隙流体の密度を採り入れて、河床の移動量及び侵食堆積速度を算出することを特徴とする請求項1に記載の土石流の移動の解析方法。
- 土石流の移動量の算出は、時間ステップ毎及び2次元地形メッシュ毎における、隣接する2次元地形メッシュとの移動量に基づいて行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の土石流の移動の解析方法。
- 請求項1〜3のいずれかに記載の土石流の移動の解析方法であって、コンピュータを使用して行い、予め時間ステップ及び2次元地形メッシュを設定するとともに、土石流の水深、流速、河床の勾配及び土石流の現在濃度の条件を入力することを特徴とする土石流の移動の解析方法。
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