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ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発~倒伏から防災まで~

Research Project

Project/Area Number 17J02383
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Rural environmental engineering/Planning
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

友部 遼  京都大学, 農学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2017-04-26 – 2020-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2019)
Budget Amount *help
¥2,700,000 (Direct Cost: ¥2,700,000)
Fiscal Year 2019: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2018: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Fiscal Year 2017: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords根混じり土 / 数値解析 / 根-土接触面 / 根ー土接触計算 / 並列計算 / 倒伏 / 斜面防災 / 根ー土接触面 / 摩擦接触シミュレーション / 斜面安定
Outline of Annual Research Achievements

本年度の計画として掲げた、根混じり土の屋内試験とその数値シミュレーション結果の比較に基づくシミュレータの改良と、実問題に適用する際の課題の明確化について、期待通りの進展を得た。前年度までに開発した抜根試験機、室内倒伏試験を利活用して、ダイズ植物体への高精度載荷試験を行うとともに、その高精度な再現計算を達成した。本成果は、発表時点において先行研究と比較して最も高精度な再現計算であり、その内容は地盤工学分野の国際誌Soils and Foundationsに掲載された。また、シミュレータを改良することで、サクションを制御した抜根試験の結果を数値シミュレーションで再現することに成功し、現在国際誌へ投稿中である。また、以上の成果を基に3次元問題に対応したシミュレータを開発している。加えて、当初の計画として掲げた、土木現場や農業現場に向けた社会実装を進めるため、実地盤のIoT機器によるセンシングネットワークを新たに開発し、根混じり土シミュレータと組み合わせることで植生のある地盤の崩壊リスク予測や、倒伏予察にとして活用を検討している。本内容については、まず農業現場において2020年度に実証試験を行う予定であり、2019年度中にはその実証試験の準備も行うことができた。以上により、当初3年間の計画として掲げた、ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発をおおむね完了し、倒伏と減災の現場で、被害を最小化するための社会実装が開始されたことから、概ね期待通り研究が進展したと認める。

Research Progress Status

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

令和元年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2019 Annual Research Report
  • 2018 Annual Research Report
  • 2017 Annual Research Report
  • Research Products

    (13 results)

All 2019 2018 2017

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 1 results,  Open Access: 1 results) Presentation (10 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Funded Workshop (1 results)

  • [Journal Article] Experiments and FE-analysis of 2-D root-soil contact problems based on Node-To-Segment approach2019

    • Author(s)
      H. Tomobe, K. Fujisawa, A. Murakami
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: 59(6) Issue: 6 Pages: 1860-1874

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2019.08.003

    • Related Report
      2019 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] サクション制御下における抜根試験および根ー土接触解析2018

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Journal Title

      水土の知

      Volume: 86 Pages: 2327-2327

    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] Mohr-Coulomb-Vilarモデルによる不飽和抜根試験の二次元再現計算2019

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会
    • Related Report
      2019 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定化NTS法を用いた根―土接触解析2018

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 安定化NTS法による抜根試験の再現シミュレーション2018

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      地盤工学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] 2次元根―土接触シミュレータへの安定化NTS法の導入2018

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      計算工学会
    • Related Report
      2018 Annual Research Report
  • [Presentation] ,Shear tests and modeling of root-soil contact interface using novel pullout test2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      IACMAG
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 計算接触力学に基づく根-土接触シミュレーション2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      計算工学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 根-土接触面の強度特性の把握および数値解析2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      地盤工学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 根-土接触計算コードの開発とベンチマーク計算による検証2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 計算接触力学に基づくダイズの転び型倒伏シミュレーション2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      日本作物学会
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Presentation] 有限変形弾塑性有限要素法による根-土接触シミュレーション2017

    • Author(s)
      友部 遼、藤澤 和謙、村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会京都支部
    • Related Report
      2017 Annual Research Report
  • [Funded Workshop] IACMAG2017

    • Related Report
      2017 Annual Research Report

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Published: 2017-05-25   Modified: 2024-03-26  

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