クエリ: 圧力のかかった水が行き場をなくして土に穴をあけて噴出する、堤防の決壊や土砂崩れなどの原因となる現象を何という?
文章: パイピング現象 パイピング現象(パイピングげんしょう)は、浸透水の挙動により生じる地盤や構造物の破壊現象。単にパイピングと呼ばれることもある。透水性の項も参照のこと。
文章: 運搬作用 運搬作用と堆積作用は切っても切れない関係にある。両方の作用によって発生する現象としては、上述の扇状地や三角州の生成のほか、河口から海の沖合にかけて川の流れが弱くなったり無くなったさい、右図のような形で土砂が堆積することがある。この場合、肌色の部分から白い部分へと順に、小石、砂、泥の順番で堆積するが、これは軽い物の方が遠くまで飛ぶからである。 文章: 深層崩壊 深層崩壊は、山崩れ・がけ崩れなどの斜面崩壊のうち、すべり面が表層崩壊(厚さ0.5-2.0m程度の表層土が、表層土と基盤層の境界に沿って滑落する比較的規模の小さな崩壊)よりも深部で発生し、表土層だけでなく深層の地盤までもが崩壊土塊となる比較的規模の大きな崩壊現象をいう。きっかけは長時間の降雨や、地震などとされる。 土砂災害の形態を表す言葉に、がけ崩れ・地すべり・土石流などがあるが、深層崩壊・表層崩壊は崩壊の形態を表す用語である。 文章: 平成23年7月新潟・福島豪雨 南魚沼市では、魚沼コシヒカリにも、水田約70 ha、被害額21億1千万円の被害が出た。登川は魚野川との合流地点で登川の両岸の堤防が決壊し、塩沢から大和地区へ農業用水を送る用水路が壊れて約700 haに送水できない可能性も出ている。 魚沼市では、長堀新田地内で破間川の堤防が決壊、中家集落上流で羽根川が決壊。奥只見シルバーラインでは複数か所で土砂崩れが発生し全面通行止めのため、孤立していた宿泊客や住民ら173人が自衛隊のヘリコプター5機で湯之谷中学校まで搬送された。 福島県は、豪雨の農林水産被害約99億円に達したと発表した。 文章: 土石流 砂防ダムで致命的な破損は下部の洗堀、もしくはダムの袖を埋め込んでいる両岸斜面の洗堀や崩壊により貯砂を無制御状態で下流に流してしまうことで、いわゆる「底抜け」や「袖抜け」と呼ばれる。甚だ激しい場合は決壊につながり、ダムが貯めていた土砂が一気に下流へ流れ出すことになる。このため、ダムの底部や両岸の根入れには十分を行う。また、下流側に本堤より低い副堤を設けることで流水の浸食能力を減衰したり、下流側に蛇篭の埋め込みやコンクリート三面張りの水路にして浸食と洗堀を防止する場合もある。袖部に関しては「袖隠し」や水通し下流部に「側壁」と呼ばれる護岸パーツを付けることで極力端部が露出しないようにしている。コンクリートダムにおける亀裂(特に漏水を伴うものは危険度が高い)や鋼製枠ダムにおける鋼材の破断による中詰材の流出もダムの強度を大きく下げかねない重大な破損である。 渓流では土砂がたまりダムの貯砂可能容量はやがて減少する。貯砂可能容量が減少した状態で土石流が発生した場合、下流に被害が及ぶ可能性があるので、容量を回復させるために浚渫する場合がある。ただし、満砂状態になることによって上流側の勾配が緩和されダムの機能を果たしているとして浚渫を行わない場合も多々ある。特に治山ダムでは堆砂により河床勾配が緩和され保安林の生育に適した状態になっているとして、河床勾配を増加せることになる浚渫はしないことが多い。スリット式ダムでは水生生物の移動等に重点を置いた場合、堆積物を適宜取り除きダムを挟んで大きな高低差が無いようにすることが求められる。 砂防ダムは土石流の流下段階に注目した防災設備であるが、発生や堆積にの各段階に対しても対策が取られることがある。発生段階の対策としては渓流沿いの斜面が崩壊して渓流内に土砂が堆積することが土石流の原因となるので、斜面崩壊の防止となるような各種の法面補強工事、護岸工事や地すべり防止工事がダム周辺で行われることが多い。間伐等の周辺の森林整備も斜面崩壊防止の重要な対策の一つであり、特に林野庁所管の治山ダムを含む各種の治山事業は「保安林に指定した地域の防災等の機能向上を図るためにコンクリート等で構造物を作る」という名目でダムや法面工事が行われる。 文章: 有効応力 これらの球をビーカーに入れて水を加えると、密度に依存して少し浮かび始める(浮力)。自然の土壌材料ではこの効果は大きいため、誰でも湖から大きな岩を持ち上げることで証明することができる。ビーカーの水が球の頂部に満ちるまで球の接触応力は減少するが、それ以上水を追加しても変化はない。球の間の水圧(間隙水圧)は増加するが、「全応力」の概念には上にあるすべての水の重量が含まれているため、有効応力は同じままである。ここは方程式が紛らわしくなるところであり、有効応力は球(土)の浮遊密度と上の土の高さを使って計算することができる。 有効応力の概念は非流体静力学的な間隙水圧を扱う場合、真に興味深いものになる。間隙圧力勾配の条件下で地下水は透水性の公式(ダルシーの法則)に従って流れる。これは先の球体モデルを使った場合において、球の間に水を注入(もしくは引出)することと同じである。水が注入されている場合、浸透力は球同士を分離するように作用し有効応力を減少させる。よって土壌は弱くなる。水が引き出された場合、球同士がくっつくように力がかかり有効応力が増加する。 この効果が出る2つの極端なものは、地下水勾配と浸透力が重力に逆らって作用するクイックサンドと、排水と毛細管現象で砂が強固になるように作用する「サンドキャッスル(砂の城)効果」である。同様に有効応力は勾配安定性や地下水関連の沈下などの土質工学や工学地質の問題で重要な役割を果たす。 文章: 死圧 死圧(しあつ、dead pressure)とは、爆薬の種類によっては圧縮されると爆轟しなくなるという性質を持っているが、このような性質を死圧という。 特に水中で爆薬を使用する場合などは水圧を考慮しないと水圧によって死圧現象が発生して爆轟しなくなる場合がある。 また深い孔に爆薬を挿入して実施する場合などにも爆薬自身によって発生した圧力が死圧現象を発生させて爆轟が中断してしまう場合もある。また、近距離に複数の孔をあけて爆薬を使用する場合にも先に起爆した隣の爆薬の圧力によって死圧現象が発生する場合もある。このような現象を爆轟中断と呼ぶ。 文章: 紀州大水害 この災害の原因は、当然ながらその集中豪雨にある。これは予想が甘かったと言うよりはこの時の降水量が激しすぎたと見る。矢野勝正(当時京都大学教授)は7月22日に他3名とこの地を踏査し、当初は水源地で400mmの降雨との情報からこのような大洪水になるような数字ではないと考えていたという。調査の結果、水源の山岳地では650mmにも達したのではないかと推定している。有田川ではそれ以前には推定される洪水の規模として2400立方メートル毎秒としていたのに対し、この時の水量は4800立方メートル毎秒と推定、日高川では同じく想定が4500立方メートル毎秒に対して6300立方メートル毎秒と推定し、いずれも記録破りの量で、堤防の決壊はやむを得ないと言っている。さらに、山間部での土砂崩れによる川のせき止め、あるいは流木が橋に引っかかってのせき止め、それらの崩壊によってその被害を大きいものにしたと指摘している。 他にも大きな災害となった理由がいくつかあげられている。 まず、豪雨以前に山が崩れやすくなっていたことである。この年の梅雨そのものも雨量が多く、たとえば龍神では6月から7月前半で800mmほどの降雨があり、雨の降らなかった日がその間に12日しかなかった。そのため、この集中豪雨の時には、山間部の土壌はすでに水を含んで飽和状態に近かったのではないかと言われる。 文章: 平成30年7月豪雨 倉敷市真備町では7日朝までに小田川と支流の高馬川などの堤防が決壊し、広範囲が冠水。真備町だけで51人が死亡し、ほとんどが水死とみられる。死者のうち43人は屋内で発見され、うち42人は住宅の1階で発見された。土木学会の調査によると、浸水の深さは南北1km・東西3.5kmの範囲で5メートルを超え、最大で5.4メートルに達したとみられる。浸水範囲は真備町の4分の1にあたる1,200ヘクタールに及んだ。国の調査委員会の見解によると、小田川では合流先の高梁川の増水に伴い水がせき止められるバックウォーター現象が発生し、越水により堤防の外側が削られ決壊したとみられる。真備町における堤防の決壊箇所は小田川で2箇所、支流の高馬川で2箇所、末政川で3箇所、真谷川で1箇所が確認され、小田川では他にも6箇所で法面の崩落が確認されている。 以下は、倉敷市真備町での洪水における行政対応の経過である。 倉敷市では真備町以外の地域でも1人が死亡するなど浸水や土砂災害が相次ぎ、このうち同市広江では団地の裏山が崩れて約20棟が全半壊した。 文章: 氷河湖決壊洪水 4立方メートルまで上昇した。この洪水による岩屑(デブリ)は、ディンウッディ川に沿って32キロ運ばれた。この洪水の原因は、初めて正確な測量が行われた1960年代から進行している氷河の後退が原因であるとされている。1978年、カテドラル氷河からのヨークルフロイプによって引き起こされた岩屑流が、カナダ太平洋鉄道の線路の一部を破壊して貨物列車を脱線させ、トランスカナダハイウェイの数か所を埋没させた。1994年、ファロー川でヨークルフロイプが起こっている。2003年、ヨークルフロイプがエルズミーア島のトゥボーグ湖に流れ込んだ際には、その一部始終が記録された。上流の氷にせき止められた湖でダムとなっていた氷が浮かび上がり、湖水が大規模に氾濫したのである。 文章: 転がり軸受 転がり軸受は理想的ではない条件でよく使われているが、ちょっとした問題が原因で突然破損することがある。例えば、平坦で真っ直ぐな道路上で、ちょっとした振動で軌道輪と転動体の間から潤滑剤が漏れ出すことがある。潤滑が不足すると軸受は回転していなくても故障しやすくなる。 軸受には寿命と荷重許容量を制限する3つの問題として、摩滅、疲労、圧力による融合がある。摩滅は、硬い汚染物が軸受に入り込んで材料を削っていく現象である。疲労は、荷重がかかったり解放されたりを繰り返すことで材料が破損する現象である。転動体が軌道輪に接触したとき、常に何らかの変形が生じるため、疲労の危険性がある。転動体が小さいほど変形が激しいため、疲労も早まる傾向がある。圧力による融合は、2つの金属部品に高い圧力がかかることで一体化してしまう現象である。転動体や軌道輪は滑らかに見えるが、顕微鏡レベルで見れば凹凸がある。そのため、微細な点に強い圧力がかかって、そこから潤滑剤が排除されることがある。このため顕微鏡レベルで転動体の一部が軌道輪に融合することがある。軸受は回転し続けるため、通常は融合が壊れるが、軌道輪と転動体がくっついたままになることがある。 軸受の故障や破損には様々な原因があるが、その多くはこの3種類に帰結する。例えば、潤滑不足の軸受が故障するのは潤滑剤が足りないことが直接原因ではなく、それによって疲労と融合が発生し、さらにそれによって微細な金属片が生じて磨耗するのが原因である。フレッティング磨耗も同様の現象である。高速回転では、潤滑油の対流によって軸受の金属の温度が低下する。潤滑油は軸受で生じた摩擦損失のためのヒートシンクになる。 文章: ガリ (地形) ガリあるいはガリー(gully)とは、降水による集約した水の流れによって地表面が削られてできた地形のこと。水に起因した侵食によってできた地形形状のひとつ。雨裂(うれつ)とも。雨水あるいは雪解け水が集まって流れを作ると洗掘が始まり溝が作られる。降水の度に溝は洗掘され、沢状に発達した地形をガリといい、この作用をガリ侵食(gully erosion)という。このとき、細溝のことをリル(rill)といい、樹枝状に複数の細溝が発達している時によく用いられる。リルから発達したガリは地表面で地形として成長する。一方、初成的なリルは全てガリになる訳ではないが、環境によっては痕跡が残り、リルマークとして地層の底痕に認められることもある。 文章: マスフローコントローラ 気体の流れでは、仮に流路がノズル孔などの細穴などで狭められたとして、その細穴の上流と下流との間に、何倍かの圧力差があると、その気体での音速よりも流側のほうが速くなるため、臨界(りんかい)という通常の流れとは異なる特異な流れの現象を起こし、下流側の圧力によらず上流側の圧力によってのみ流量が決まるという現象を起こす。臨界に必要な圧力の比(上流÷下流)を臨界圧力比といい、温度によって変わるが、常温では臨界圧力比は、おおむね2の付近である。音速を超える圧力差というと大変そうに聞こえるが、高圧ボンベや、必要ならば下流側を真空ポンプで吸引するなどすれば、比較的、容易な設備で臨界が実現できる。 この現象を用いた構造は、ラバールノズルという現象として古くから知られている。 なお、水路の水などの液体の流れでも、気体流体の臨界と類似の現象が古くから知られており、例えば開水路で、もし流速が表面波の速度以上になると、つまりフルード数が1を超えると、射流(しゃりゅう)という流れの状態になり、射流では下流で起きた波は上流には伝わらなくなるという現象がある。(もし、射流なのに表面波が上流にさかのぼったとすると、「流速が表面波よりも速い」という仮定に矛盾する。) 文章: トンボロ現象 トンボロ現象(トンボロげんしょう)とは、海中の障害物に砂が堆積する現象。障害物に堆積した砂が砂州を形成し陸繋島に至る陸繋砂州(トンボロ)の形成原理であり、人工なぎさの造成に応用される一方、地形の変化を招くため抑制される場合もある。 文章: ハタネズミ 熊本県阿蘇山の内輪山では、ハタネズミが大繁殖して700haのカヤの根を食べて枯らしてしまい、表土が緊縛力を失い山崩れ寸前の事態を引き起こしたことがある。また、1960年代の山形県では、ハタネズミが堤防に穴をあけたことが契機となり小さな川が決壊したことがある。 また、ハタネズミはかつて富士山麓から伊豆半島のササ原や植林地などに生息し、10年周期で大繁殖を繰り返していた。1969年の静岡県の推計では60万匹が存在するとされ、植林地の苗木の被害は年間4億円に達した。対策としてヘリコプターで殺鼠剤が散布されたが、それほど大きな効果はなかった。 文章: シドアルジョの泥火山 2011年にダラム大学のリチャード・デイヴィス (Richard Davies)らはダラム大学の共著者シモン・マティアス(Simon Mathias) が開発したコンピュータモデルを使用し、泥火山の噴出は26年間継続すると推定した。噴出の信頼できる推定値が算出されたのはこれが初めてであり、10年以上継続する可能性が90パーセント、100年以上続く可能性も10パーセントあると推定された。また、この推定値は帯水層に圧力が再度加えられることがないという仮定の下で算出されており、再び圧力がかかれば26年ではすまないとされている。2013年にはカリフォルニア大学バークレー校のマイケル・マンガ(英語版)教授は日本のALOS衛星の画像を解析した結果、ルーシーが活力を失いつつあることを示し、噴出は2017年までには大体終わるだろうと予測を述べた。 地下に過度の圧力がたまり何らかの振動がきっかけとなり噴出が始まったとされているが、きっかけとなった振動については科学者の中でも意見が分かれており、泥火山噴出の2日前に約260キロメートル離れたジョグジャカルタで発生したマグニチュード6.3の地震が原因だとする説、噴出口から150メートルの位置にあるバンジャル・パンジ (Banjar Panji) 天然ガス田が原因だとする説の2つがある。 2008年にケープタウンで米国石油地質家協会(英語版)の会議が開催され、双方の仮説の支持者がディベートを行った。ダラム大学のリチャード・デイヴィスは新たに公開された試掘井のデータからは噴出の原因となった圧力の上昇が読み取れると主張したが、ラピンド・ブランタス社の掘削アドバイザーであるロッキー・サウォロ (Rocky Sawolo) はそのデータの圧力は許容範囲内に収まっていると反論した。彼の同僚でオスロ大学のアドリアーノ・マッツィーニ (Adriano Mazzini) は地震が原因だと主張したが、カーティン大学のマーク・ティンゲイ (Mark Tingay) は地震のマグニチュードは6.3と小さすぎると反論した。投票の結果、議論を聞いた地質学者ら74人の内42人が掘削が原因だとする説を支持し、13人が地震と掘削の両方が原因だとし、16人は証拠不十分と判断、地震のみが原因だとしたのは3人だけだった。この投票結果に対し、議長を務めたエジンバラ大学のジョン・アンダーヒル (John Underhill) は「圧倒的大差」で掘削が最有力の原因として支持されたと述べた。