2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of digital twin framework based on full-field measurement of microscopic stress field and strain field
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22H01592
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
近藤 明彦 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (80755893)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
上田 恭平 京都大学, 防災研究所, 准教授 (60649490)
高野 大樹 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (80626218)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 有効応力 / 可視化 / 全領域計測 / 粒状体 / 有効応力解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，土粒子間のミクロな挙動がマクロな変形・破壊に発展するダイナミクスとして液状化現象に着目し，粒子単位の有効応力の計測を特徴として，マルチスケールな観察と機構解明によって高精度に再現する枠組みの開発を目的としている．
２０２３年度は，２０２２年度に実施した小型振動台を用いた微視的応力場・変位場の全領域計測実験において得られた粒子単位の有効応力増分を輝度で可視化した結果について画像解析を実施した．本検討では，土槽中央に配置した質点を持つ板の加振による変位に応じた粒子の発光強度の推移について，模型地盤の要素スケールの平均発光強度分布と前述の板内部に設置した間隙水圧計による計測値の推移と比較し，過剰間隙水圧の上昇に伴って平均発光強度が低下し，過剰間隙水圧の下降に伴って平均発光強度が増加することを確認した。本検討により，要素単位の粒子間作用力と間隙水圧の比較が可能であることが示され，微視的な応力場に加え，同時に撮影された微視的な変位場の推移により，デジタルツイン解析におけるマルチスケールな観点における妥当性の検証が可能となった．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
研究代表者の海外派遣制度による在外研究の開始及びその準備に伴い，研究中断を申請した．また，能登半島地震に関する対応などを含め，エフォート管理において課題があったが，今年度の検討により，デジタルツイン解析技術の開発において妥当性の検証に必要な情報を実験において十分な精度で得られることを示せており，やや遅れているが進展していると考えている．
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| Strategy for Future Research Activity |
２０２４年度は，在外研究のため本研究は中断申請を行っている．帰国後の最終年度となる２０２５年度は，簡易せん断土槽を用いた振動台実験において様々な地盤・載荷条件における挙動を開発した全領域計測システムを用いて詳細に観察し，有効応力解析による模型振動台実験の再現解析を行うことでマルチスケールな観点から妥当性の検証を行い，成果をとりまとめる予定である．
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