2021 Fiscal Year Annual Research Report
Centrifuge-supported data-driven geo-disaster prediction during rainfall
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21H04575
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
渦岡 良介 京都大学, 防災研究所, 教授 (40333306)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上野 勝利 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (70232767)
中田 成智 徳島大学, 大学院社会産業理工学研究部(理工学域), 准教授 (00815318)
藤澤 和謙 京都大学, 農学研究科, 教授 (30510218)
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| Project Period (FY) |
2021-04-05 – 2026-03-31
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| Keywords | 地盤災害 / 豪雨 / データ駆動型予測 / リアルタイム予測 / 遠心模型実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、現場観測と遠心模型実験に基づくダブルデータ駆動型のリアルタイム豪雨地盤災害予測を実現することにある。従来のデータ駆動型の地盤挙動予測においては日常的な現場観測データに対する統計情報が用いられるが、データ駆動型のリアルタイム豪雨地盤災害予測には極端外力下（豪雨、高水）での統計情報が不可欠となる。そこで、極端外力を再現できる遠心模型実験を用いて、極端外力下での統計情報を適切に設定することでデータ駆動型のリアルタイム豪雨地盤災害予測を可能とする。現場で日常的に得られる観測データと遠心模型実験から得られる極端外力下での実験データに対する二つの統計情報の組合せ（ダブルデータ駆動型と呼ぶ）により、ダブルデータ駆動型の豪雨地盤災害予測手法を構築する。
本研究では豪雨による地盤災害を想定し、自然斜面の表層や盛土を対象とする。現場観測、遠心模型実験、地盤材料の力学特性を把握するための室内土質試験、地盤情報のベイズ推定および予測解析を実施する。本年度は次の項目を実施した。1) 遠心模型実験で使用する地盤材料の室内土質試験：遠心模型実験で用いる地盤材料の物理・力学特性を把握するため、物理試験・力学試験を実施した。2) 斜面表層の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験：降雨時の斜面表層の変形から破壊に至る挙動を対象とした。3) 盛土の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験：降雨が盛土に浸透する際の変形・破壊挙動を対象とした。4) 実地盤の地盤調査と観測・計測：実地盤においては徳島県において平野部や山間部で気象観測、地下水位観測、変位計測などを実施した。5) 実地盤の地盤情報のベイズ推定・逆解析、リアルタイム予測解析：1～4)のデータを用いて、地盤の材料特性や地層構成などを推定する。そのための適切な方法の選定を検討した。
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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
1) 遠心模型実験で使用する地盤材料の室内土質試験、2) 斜面表層の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験、3) 盛土の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験、4) 実地盤の地盤調査と観測・計測、5) 実地盤の地盤情報のベイズ推定・逆解析、リアルタイム予測解析の全てについて着手できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
1) 遠心模型実験で使用する地盤材料の室内土質試験、2) 斜面表層の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験、3) 盛土の浸透・破壊挙動に関する遠心模型実験においては、実験ケース数を増やして、観測ノイズ設定のためのデータの蓄積を図り、その設定法を検討する。
4) 実地盤の地盤調査と観測・計測においては、観測を継続するとともに、観測を実施している現場の地盤調査などを実施し、地盤情報の取得を進める。
5) 実地盤の地盤情報のベイズ推定・逆解析、リアルタイム予測解析においては、データ同化手法として粒子フィルタを選定し、既往の計算コードへの実装を進める。
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