研究最前線 Vol.06:松下紘資

2022.1.27
研究最前線 Vol.06:松下紘資

日本の国土は消波構造物で守られている

世界的な問題として捉えられている「地球温暖化」は地球規模の気候変動をもたらしており、生活環境における気温変化が大きく取り上げられることが多いです。しかしながら、海水温度も上昇していますので、この影響によって近年では想像をはるかに超えるような規模の台風が発生しており、様々な被害が報告されています。ご存知のように日本は四方を海に囲まれていますので、昔から「波」による災害に悩まされてきました。波から国土を護る「沿岸防災」は、我が国にとってとても重要なテーマです。ここで波からの防災に大きな役割を担っているのが「消波ブロック」です。沿岸には防波堤や離岸堤、突堤など様々な消波構造物がありますが、その多くは消波ブロックで形成されています。我が国の沿岸は無数の消波ブロックが守っているのです。

高度成長期の「新設」から「更新・補強」の時代を迎えた
消波ブロックの評価・評定の明確化

高度経済成長期に多く設置された沿岸の消波構造物は50年から60年が経過しており、一般的なコンクリートの耐用年数を超えてきています。消波ブロックに関わらず、多くのコンクリート構造物も点検・補修・補強といった大規模なメンテナンスの時期を迎えていることは日本の喫緊の課題です。
ランダムに積み上げられた消波ブロックで形成された消波工の場合、大きな波が作用すると個々のブロックが飛散したり、ブロック同士が締め固まったりして消波工の断面が変化します。その結果、消波工を越波(えっぱ)する水量が大きくなり、背後地(陸地)に大きな被害が生じますので早急な対応が必要になりますが、どの程度断面が変化したら補修や補強を行えば良いのかという指標が必要です。そこで民間企業や他大学と共同で、実現象に則した断面変形に伴う空隙率変化を考慮した水理模型実験を実施して「消波工補修を行うべき指標」を示し、台風等によって被害を受けた際にどのくらい沈下したら補修・補強を行えば良いのか?の判断基準を、安定性能の低下という根拠に基づいて明確化しました。

消波ブロックのミニ模型
消波ブロックのミニ模型
消波工の断面実験(京都大学防災研究所)
消波工の断面実験(京都大学防災研究所)

今後は時代の趨勢に合った補強工法の開発が課題

研究により安定性能の低下という根拠に基づいた判断基準は生まれましたが、これに基づいて全国の消波構造物を同時に補修・補強するという訳にはいきません。この評価基準に基づいて限られた予算の中でライフサイクルコストが最適となる工法を選定して実施することが肝要となってきます。持続的な開発(Sustainable Development)という観点からも、低コストで必要な性能を長期に渡って発揮することができる新しい工法が必要です。
省資源化・省力化・低コストを目指した消波工補強工法の開発は、引き続き民間企業や他大学と共同で研究を進めており、50年後100年後の日本の安全・安心につなげるために日々取り組んでいます。


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