研究内容
四面を海に囲まれた日本では,海から多くの恵みを受ける一方で,高波の脅威から人々の生命や財産を守る必要があります.とくに北海道では,主要な交通施設である道路や鉄道は海岸に近接した区間が多く,また海岸沿いの居住地も少なくありません.海岸研究室では,地元である胆振・日高地方を中心に,海岸の道路,鉄道,家屋を対象として,高波に対する安全性向上のための研究を行っています.
海岸道路の越波対策に関する研究
北海道においては,海岸線に沿って国道が整備され,物流や地域住民の生活を支えてきました.しかしながら,高波時に発生する越波が車両の通行障害をもたらすことが少なくありません.これまでの研究により,越波による流体力の発生メカニズムはほぼ解明され,越波防止柵の設計法も確立しています.しかしながら礫性海岸においては,礫石を連行した越波が車両に衝突することにより大きな被害が発生することが報告されています.本研究では,越波による礫石の連行特性を明らかにした上で,越波防止柵の必要高さや作用外力の算定法を確立するとともに,耐久性や経済性に優れた構造形式の開発を目指しています.
礫を連行した越波による車両被害
越波防止柵の破損状況
ポリカーボネード板の被災時の作用荷重
急勾配海底条件下の防波施設の設計法に関する研究
我が国周辺の離島の多くは火山噴火や隆起によって生じたものであり、急峻な海底地形を有することが特徴です。離島の周辺海域は良好な漁場が形成されており、ここで操業する漁船の避泊や休憩を目的として、漁港施設の整備が進められています。これらの離島においては、海底勾配1/2~1/10の急斜面に続くリーフ上に防波施設が建設されてきましたが、設計条件を下回る波浪によって被災するケースも少なくありません。本研究では,こうした急勾配海底条件下の防波施設を対象として数値解析と水理模型実験を行って,現地における施設被害のメカニズムを解明し,その設計法を提案することを目指しています。
離島周辺の急勾配海底地形の例(渡島大島)
消波ブロック被害(渡島小島) 左:被災前/右:被災後
消波護岸の前面における波浪場の数値解析
消波護岸の波浪による摩耗被害とその対策に関する研究
国土が狭隘な我が国においては,海岸線に沿った用地を物流や産業の拠点,さらには生活の場として高度に活用してきました.こうした活動のための諸施設を高波の脅威から守るため,各種の消波護岸が整備されてきましたが,その設計において護岸前面の底質条件が構造物の耐久性に及ぼす影響についてはこれまで十分考慮されてきませんでした.このため近年,波浪に連行される石材の衝突によって生ずる消波護岸のコンクリート部材の摩耗被害が顕在化しています.本研究では,消波護岸として一般的な,消波ブロック被覆型護岸,直積ブロック式護岸およびスリット式護岸の3種類の構造形式を対象として,石材が連行された波浪の作用によるコンクリート部材の摩耗プロセスを解明します.さらに,こうした変状に対応した応急復旧と恒久対策の方法を具体的に提示し,現地においてその効果を実証することにより,消波護岸の摩耗被害の抑止システムの構築を目指しています.
直積ブロック式護岸の摩耗被害
超高強度繊維補強コンクリートによる護岸補修
摩耗量の経年変化の実測値と計算結果