2017 Fiscal Year Annual Research Report
Detection of cavities with complicated shape in the ground based on data assmilation, elastic wave simulation and parametric level set and its application to functional diagnosis
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15K14821
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
村上 章 京都大学, 農学研究科, 教授 (80157742)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中畑 和之 愛媛大学, 理工学研究科(工学系), 教授 (20380256)
藤澤 和謙 京都大学, 農学研究科, 准教授 (30510218)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| Keywords | データ同化 / 境界追跡法 / 機能診断 / 逆解析 / 土構造物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
散乱振幅は平面波が入射したときの散乱体からの振幅を表したものであり、計測系に依存しない物理量である。本研究では、システムモデルを表現するために、動弾性有限積分法(EFIT)による波動解析を用いた。ここでは、模型実験としてアルミニウム固体中に空洞を作成し、パルスエコー法によって空洞からの散乱弾性波を計測した。この波形（原波形）から散乱振幅を抽出して空洞の位置と大きさの推定を行った。この結果、原波形では空洞を同定する際に膨大な量の粒子を必要としていたが、散乱振幅を用いることで、100個程度の粒子で高精度に同定が可能であることが分かった。
地盤構造物内部に発生した空洞の個数やそれらの位置、形状を推定するために、粒子フィルタとEFITによる弾性波探査解析を組み合わせ、さらにParametric Level Set法（PaLS）を適用することで、既往の方法とは異なる推定を行った。ゼロ等位面の境界を表すために，次元の一つ高いLevel set 関数の導入するにあたり、PaLSを用いてより複雑な形状を表現した。パラメータによって重み付けされた複数個の放射基底関数を組み合わせてLevel Set関数とすると、推定精度が従来法より向上することを明らかにした。
一方、得られた地盤調査データを地質統計学的手法（クリギング、インディケーターシミュレーション）により加工し、そのデータを用いて実構造物内の空洞や緩み域を同定することを、日本およびインドの溜池堤体について検証した。緩み域が同定できた場合の構造物の補修方法に関する検討も行った。
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