2023 Fiscal Year Annual Research Report
城郭築石構造物の災害レジリエンス向上のための力学的安定性の定量的評価手法の提案
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20K05030
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| Research Institution | Nagasaki University |
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Principal Investigator |
杉本 知史 長崎大学, 工学研究科, 准教授 (60404240)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石塚 洋一 長崎大学, 工学研究科, 教授 (50284708)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 城郭石垣 / 築石構造物 / 遠隔モニタリングシステム / ワイヤレスセンサネットワーク / 動態観測 / 個別要素法 / 数値シミュレーション / 遠心力載荷模型実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、城郭の築石構造物の変状観測のための遠隔モニタリングシステムの開発・運用と，個別要素法に基づく石垣モデルの数値シミュレーションにより，これらの構造物の静的・動的安定性に関するメカニズムを明らかにすることを目的としている。
2023年度の計画は、①熊本城と丸亀城でのモニタリングの継続と収集データの評価、②崩壊危険度判定基準の作成を行うこととしていた。
①については、前年度に引き続き，本年度も熊本城でのモニタリングを継続して行った。城内４カ所１０地点の築石に対し、ジャイロセンサーを搭載した通信モジュールを固定設置し、１０分ないし３０分ごとに回転角を計測し、無線通信～通信親機～携帯回線を通じ、遠隔でデータ収集を行った。季節変動は確認されているものの、大きな変化はいずれも確認されておらず、また期間中大きな地震動も発生しなかったことから、築石の安定性を確認することはできたものの、挙動の特徴を明らかにするには至っていない。これに加え、モニタリング箇所の選定において、不安定築石を定量的に評価する手法を提案するため、築石打撃による振動を加速度センサーで計測する手法の検討も新たに行い、スペクトル解析により明らかな築石のかみ合わせ具合の差異を確認した。
②については、遠心力載荷模型実験による築石構造物の崩壊メカニズムの解明に取り組み、力学的な挙動の特徴を明らかにした。また、個別要素法による築石構造物のシミュレーションにより、石垣の構造形態、背面地盤の物性による崩壊パターンの分類に取り組んだ。特に半石塁タイプと称される石垣石・栗石・背面地盤で構成される築石構造物に焦点を当てたケーススタディを実施し、背面地盤の強度と石垣勾配との関係性を明らかにした。
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