Slope stability analysis during heavy rain that directly solve different spatial scales of a single slope and a wide area
| Project/Area Number |
21H01583
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 25030:Disaster prevention engineering-related
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
森口 周二 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20447527)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
京谷 孝史 東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎 東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
柴山 明寛 東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (80455451)
橋本 雅和 関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (80814649)
外里 健太 八戸工業大学, 工学部, 助教 (80982959)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥17,420,000 (Direct Cost: ¥13,400,000、Indirect Cost: ¥4,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥3,120,000 (Direct Cost: ¥2,400,000、Indirect Cost: ¥720,000)
Fiscal Year 2022: ¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2021: ¥7,930,000 (Direct Cost: ¥6,100,000、Indirect Cost: ¥1,830,000)
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| Keywords | 豪雨 / 斜面災害 / 空間スケール / 数値解析 / 斜面安定解析 / 広域 |
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| Outline of Research at the Start |
単一斜面と市町村レベルの広域の斜面安定性解析を同時に実現するために，雨水の浸透・流出解析と極限平衡法による斜面安定解析を連動した評価手法を開発する．開発する手法は，令和元年東日本台風による宮城県丸森町の斜面崩壊を検証材料として精度を確認する．また，それを用いて，豪雨時を想定した斜面安定解析の中で結果に影響を与える各因子の影響度を定量化する．
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，昨年度に設置した対象地域内の複数個所における観測機器（雨量計と土壌水分計）によるデータの蓄積，地形・地質データの高精度化，解析プログラムの高度化，および降雨データの分析を実施した．観測データの蓄積については，計測開始から約1年半のデータが継続的に取得されており，そのデータはクラウド上で関係者が確認可能な状況にある．地形データについては，1m解像度の高精度な詳細地形データを入手し，そのデータを用いた場合の計算負荷について検討を行った．地質データについては，前年度までに収集したボーリングデータおよび既存の地質図から，地下構造の3次元モデルを5m解像度で構築した．解析プログラムの高度化については，斜面安定計算について，極限平衡理論に基づく手法であるHovland法，簡易Bishop法，簡易Janbu法，Spencer法の4つの手法を解析プログラムの中で実装し，先行研究との比較を通じてその精度を検証している．また，それらの結果を分析することで，各手法の特徴を整理した．なお，これらの手法は，浸透解析および地表面流解析と連動する形で実装が完了している．降雨データの分析ついては，丸森町の過去の降雨のデータを分析し，特徴的な空間モードを抽出するとともに，その情報を用いて豪雨による斜面災害のリスクを評価するための降雨シナリオの作成方法を提案した．これらの研究成果は，国内外の学術会議で報告しており，その一部はジャーナル論文として公開している．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
本年度の計画では，斜面安定解析の高度化，降雨分布データの分析，および地質構造モデルの構築を予定していた．斜面安定解析については，当初予定していたHovland法と簡易Biship法だけでなく，簡易Janbu法とSpencer法も導入するに至っている．これにより，手法の違いが結果に与える影響についての議論が深まっており，計画よりも進んだ成果となっている．降雨分布データの分析については，本研究の中で蓄積している観測データの分析を進めているが，これまでに観測したデータでは，十分な分析には至っていない．そのため，過去の雨量データ（解析雨量）を入手し，その分析を行うことで，対象地域の降雨空間分布特性を把握し，豪雨災害のリスク評価における降雨シナリオ作成手法を提案している．当初の予定とは少し異なる方向の分析ではあるものの，数値解析を用いた豪雨災害のリスク評価に対して重要な手法と考え方を創出することができた．また，地質構造モデルについては，ボーリングデータだけではなく，対象領域内に存在する地質図も考慮して詳細なモデル作成を行っており，当初予定したモデルよりも高度なモデルが構築された．
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| Strategy for Future Research Activity |
浸透解析，地表流解析，斜面安定解析について，予定してた手法の実装が完了し，地下構造データの整備も完了しているため，今後は，令和元年東日本台風の宮城県丸森町における被害を，入力条件を変化させて様々な解析ケースを実施し，斜面崩壊の予測に影響を与える因子のインパクトの定量化を試みる．具体的には，地形，地質，降雨，解析手法などの各因子が結果に与える影響を分析する．
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Report
(2 results)
Research Products
(20 results)
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[Journal Article] Survey report on damage caused by 2019 Typhoon Hagibis in Marumori Town, Miyagi Prefecture, Japan2021
Author(s)
S. Moriguchi, H. Matsugi, T. Ochiai, S. Yoshikawa, H. Inagaki, S. Ueno, M. Suzuki, Y. Tobita, T. Chida, K. Takahashi, A. Shibayama, M. Hashimoto, T. Kyoya, N. L. J. Dolojan
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Journal Title
Soils and Fundations
Volume: 61
Issue: 2
Pages: 586-599
DOI
Related Report
Peer Reviewed / Open Access
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