| Project/Area Number |
19H00780
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
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| Research Institution | Yokohama National University |
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Principal Investigator |
Kikumoto Mamoru 横浜国立大学, 大学院都市イノベーション研究院, 教授 (90508342)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
肥後 陽介 京都大学, 経営管理研究部, 教授 (10444449)
松村 聡 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (20748305)
海野 寿康 宇都宮大学, 地域デザイン科学部, 准教授 (50570412)
京川 裕之 東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 講師 (60799865)
橋本 涼太 広島大学, 先進理工系科学研究科(工), 准教授 (60805349)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2022)
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| Budget Amount *help |
¥45,760,000 (Direct Cost: ¥35,200,000、Indirect Cost: ¥10,560,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,600,000 (Direct Cost: ¥2,000,000、Indirect Cost: ¥600,000)
Fiscal Year 2021: ¥11,830,000 (Direct Cost: ¥9,100,000、Indirect Cost: ¥2,730,000)
Fiscal Year 2020: ¥12,350,000 (Direct Cost: ¥9,500,000、Indirect Cost: ¥2,850,000)
Fiscal Year 2019: ¥18,980,000 (Direct Cost: ¥14,600,000、Indirect Cost: ¥4,380,000)
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| Keywords | 土構造物 / 応答曲面 / 浸水破壊 / X線撮影 / 風化・劣化 / 築造過程 / 脆弱岩破砕土 / 締固め曲線 / 膨潤性粘土鉱物 / 時間依存挙動 / 風化現象 / 強度低下 / 構成則 / 締固め土 / 風化 / 侵食 / 盛土 / 間隙率 / 含水比 / Lambert-Beerの法則 / 最適含水比 / 締固めエネルギー / 構成関係 / 締固め / 劣化 / 多孔質体 / 膨潤 / 浸水崩壊 / 配位数 / 劣化現象 / 長期供用 / X線CT / 不飽和土 / 不均質性 / 脆弱岩 / 引張破壊 / マルチスケール解析 / 泥岩 / スメクタイト |
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| Outline of Research at the Start |
長期供用盛土では，盛土材の風化に起因した変状や耐震性能の低下が問題になっており，古い盛土の維持・管理を合理化するためには，①締固め品質，②盛土材の風化・劣化，③地震外力条件を考慮して盛土の耐震性能を正確に評価する方法が必要である。
本研究では，マルチスケールの実験と解析により盛土材料の風化現象を解明・記述し，これまでの成果と統合することで「築造過程から，供用時の風化を経て，地震による変形・破壊まで，盛土の一生を解く」統合的システムを実現する。手法は実験との比較により検証するとともに，東名高速の長期供用盛土を対象として築造・供用・地震時応答を解析し，対策すべき盛土の特徴を明示する。
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| Outline of Final Research Achievements |
This study aimed to develop a model capable of describing the complete life cycle of earth structures, such as highways and railways, including construction, deformation, failure due to inundation and stress changes, and long-term weathering and degradation. A mode for unsaturated soils was formulated, incorporating effective stress concepts and state boundaries. The developed model demonstrated consistent response from unsaturated to saturated conditions, enabling unified analysis of a wide range of soil behaviors. Validity was confirmed through comparisons with laboratory tests and parametric studies. The findings contribute to the evaluation of earth structure safety and improvement of maintenance planning, enabling accurate prediction of deformation and failure behavior, and providing insights into long-term weathering and degradation. These outcomes have implications for enhancing infrastructure resilience and sustainability, leading to optimized maintenance strategies.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得た成果は、高速道路や鉄道などの重要なインフラストラクチャーの土構造物の維持管理の合理化に寄与します。土構造物の変形や破壊、長期的な風化を予測するために開発した土のモデルは、安全性評価やメンテナンス計画の改善に役立てることができる。また、土のモデルを組み込んだ初期値・境界値問題の解析技術を用いれば、土構造物の耐久性と持続可能性の向上にも寄与し、効率的な交通システムの確保や構造的な故障のリスク軽減に寄与できる。重要なインフラの安全性、信頼性、長寿命化を促進する。
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