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2023 Fiscal Year Research-status Report

データ同化を導入した不飽和浸透特性推定方法の確立

Research Project

Project/Area Number 22K14326
Research InstitutionRitsumeikan University

Principal Investigator

伊藤 真一  立命館大学, 理工学部, 講師 (20825690)

Project Period (FY) 2022-04-01 – 2025-03-31
Keywords不飽和浸透特性 / データ同化
Outline of Annual Research Achievements

土中の水分状態を適切に把握するためには,不飽和浸透特性(保水性を表す水分特性曲線,透水性を表す不飽和透水係数の関数)の推定が重要である。不飽和浸透特性の推定は,試験に要する時間が長いことや試験装置が複雑であることなどが従来から課題として指摘されてきた。本研究では,データ同化を導入することで不飽和浸透特性を簡易かつ短時間で推定できる様々な方法を確立し,それらの異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いについて考察することを目的としている。具体的には,研究期間内に「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」,「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」,「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」の三つを目的としている。
当該年度では,主に「テーマ2:加圧板法とデータ同化を組み合わせた不飽和浸透特性推定方法の確立」に取り組んだ。その結果,本来であれば水分特性曲線を得るために数週間程度の時間を要する加圧板法において,300分程度の計測データから水分特性曲線の概形を推定できることを明らかにした。また,「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」に関しても,土中水分量に関する現地計測データを得ることができ,そのデータに基づいて不飽和浸透特性のデータ同化を行なった。

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

昨年度に「テーマ1:簡易現場透水試験の計測データに基づく水分特性曲線のデータ同化方法の確立」の方法論をある程度確立することができ,今年度はテーマ2とテーマ3が順調に進行した。テーマ1に関しては,簡易現場透水試験の計測方法について再検討する必要があると考えているが,テーマ2は簡易かつ短時間での不飽和浸透特性推定手法を十分に確立できたと考えている。また,テーマ3で比較するための現場の水分特性曲線も推定できていることから,研究はおおむね順調に進んでいると判断している。

Strategy for Future Research Activity

来年度は特に「テーマ3:異なる方法によって推定された不飽和浸透特性の違いに関する考察」に取り組んで,テーマ1の簡易現場透水試験で得られた水分特性曲線,テーマ2の加圧板法から得られた水分特性曲線,現場の計測データから推定された水分特性曲線がどのような関係にあるのかについて調べる予定である。また,テーマ1に関しては,データ同化以外のベイズ推定の方法も検討して,より簡易に水分特性曲線を推定する方法を模索する。

Causes of Carryover

最終年度である次年度に研究成果の多方面で公表を行う予定である。成果公表のための旅費や学会参加費を考慮して次年度使用額を発生させた。

  • Research Products

    (4 results)

All 2024 2023

All Journal Article (3 results) (of which Peer Reviewed: 3 results) Presentation (1 results)

  • [Journal Article] Seepage analysis model based on field measurement data for estimation of posterior parameter distribution using merging particle filter2024

    • Author(s)
      Ito Shinichi、Oda Kazuhiro、Koizumi Keigo
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: 64 Pages: 101442~101442

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2024.101442

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Comparison of soil water characteristic curves estimated using data assimilation and water retention tests2023

    • Author(s)
      Shinichi Ito, Kazunari Sako, Tsukasa Morita
    • Journal Title

      Smart Geotechnics for Smart Societies

      Volume: 1 Pages: 1157-1161

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Physics-Informed Neural Networksによる不飽和浸透特性パラメータの逆解析2023

    • Author(s)
      福永 竜世、伊藤 真一、酒匂 一成
    • Journal Title

      AI・データサイエンス論文集

      Volume: 4 Pages: 100~108

    • DOI

      10.11532/jsceiii.4.3_100

    • Peer Reviewed
  • [Presentation] 携帯型ミニディスクインフィルトロメータの試験データに基づく不飽和浸透特性の推定2023

    • Author(s)
      福留 勘太,高田 雄大,伊藤 真一,酒匂 一成
    • Organizer
      第58回地盤工学研究発表会

URL: 

Published: 2024-12-25  

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