| Project/Area Number |
23K20964
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| Project/Area Number (Other) |
21H01418 (2021-2023)
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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| Allocation Type | Multi-year Fund (2024)
Single-year Grants (2021-2023) |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22020:Structure engineering and earthquake engineering-related
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
Sawada Sumio 京都大学, 防災研究所, 特任教授 (70187293)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
藤澤 和謙 京都大学, 農学研究科, 教授 (30510218)
鍬田 泰子 神戸大学, 工学研究科, 教授 (50379335)
吉田 望 関東学院大学, 工学総合研究所, 研究員 (50405891)
栗間 淳 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (50981859)
竹林 洋史 京都大学, 防災研究所, 准教授 (70325249)
後藤 浩之 京都大学, 防災研究所, 教授 (70452323)
新垣 芳一 東電設計株式会社(新領域研究開発推進室), 新領域研究開発推進室, 課長 (90704354)
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| Project Period (FY) |
2024-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2024)
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| Budget Amount *help |
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2024: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
Fiscal Year 2023: ¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,160,000 (Direct Cost: ¥3,200,000、Indirect Cost: ¥960,000)
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| Keywords | 流動現象 / 地盤 / 液状化 / 土砂 / 相変化 |
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| Outline of Research at the Start |
液状化地盤内でパイピングが起こる現象の一つとして「噴砂」が挙げられるが，この現象を詳細に解析できる方法は開発されていない．本研究では，この「液状化パイピング」についての総合的な研究を実施する．泥水状となった間隙水の流動を考慮できる飽和土３相系モデルを発展させることにより，液状化の発生からパイピングに至る一連の現象を統一して表現できる理論の構築を行う．導出されたモデルのパラメータを決める要素実験方法を開発して実施し，さらに有限要素法および拡張有限要素法の汎用コードに本モデルを導入して，模型実験結果の再現を目指す．
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| Outline of Final Research Achievements |
The goal of this study is to provide a unified approach to phenomena from debris flow to ground flow in which soil particles are transported in company with a fluid (particle flow). As a basic theory, we derived an equation of motion based on a three-phase model of saturated soil and investigated in detail how to model the internal erosion and express the degradation and recovery of stiffness. In order to implement the equation in a large deformation finite element method, we examined the stability of the solution in detail and applied a combined method of mesh-based and particle methods. In addition, we developed a method to measure viscosity during liquefaction in order to estimate model parameters. We also clarified the difference in the liquefaction strength obtained from triaxial tests and hollow-cylinder torsional tests. Furthermore, we conducted surveys of liquefaction sites caused by the Noto Peninsula earthquake and conducted the verification of the model.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
本研究で得られた成果は，土粒子を含む流動現象の統一的理解と，それを実用的な数値解析手法へ展開するための重要な情報を提供するものである．特に，相変化モデルの構築，大変形解析手法への実装，モデルパラメータ推定手法の確立，そしてモデル実証のための実現象の把握という一連の研究成果は，今後の学術的検討の基盤となると考えられる．さらに，災害予測に応用されることで，災害軽減技術の高度化に貢献し，的確な防災対策に反映されることが期待される．
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