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土を用いた落石対策インフラの長寿命化へ向けての土の緩衝メカニズム解明とその対策

Research Project

Project/Area Number 14J07908
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section国内
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionNagoya Institute of Technology

Principal Investigator

内藤 直人  名古屋工業大学, 工学研究科, 特別研究員(DC1)

Project Period (FY) 2014-04-25 – 2017-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2016)
Budget Amount *help
¥2,500,000 (Direct Cost: ¥2,500,000)
Fiscal Year 2016: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2015: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Fiscal Year 2014: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
Keywords落石 / ロックシェッド / 敷砂緩衝材 / 堆積層 / 落石防護土堤 / 個別要素法 / 衝撃力 / 応力波 / 粘着力 / ラーメの定数
Outline of Annual Research Achievements

【1.堆積層による落石運動エネルギー減衰効果の適正評価に向けた検討】については,落石防護土堤背面のポケット部に存在する堆積層の効果を検討するため,落石をポケット部に入射させる解析を実施した結果,ポケット衝突時に落石エネルギーの6割,土堤衝突時に残りの4割を吸収した.ポケット部の堆積層によるエネルギー減衰効果を適正に評価することで落石対策工の合理的な設計・維持管理が可能となることを示した.また,堆積層の簡易的(低計算コスト)なモデル化を試みた結果,粒子を一列に配置固定したモデルは反発係数を0.01とすることで,多数の粒子群でモデル化する堆積層モデルに比べて若干設計が安全側になる結果を示すものの,落石の異なる入射角度に対するエネルギー減衰率を概ね再現可能であることが分かった.【2.砂以外の土を用いた緩衝材の緩衝メカニズム解明とDEM解析の三次元化】については,実験と解析の応力伝播速度がおおよそ一致するようにモデル化することで,砕石緩衝材の大型衝撃実験結果を概ね再現することに成功した.また,三次元DEM解析の実施により,大型衝撃実験で観測された落体衝撃力の第1波と第2波の間に衝撃力がゼロになる現象を再現することに成功した.これより,落体衝撃力波形が2波存在する原因の解明が期待される.当初の研究計画に加えて検討した【3.ロックシェッド頂版の衝撃応答変位が敷砂緩衝材の耐衝撃挙動に及ぼす影響】については,緩衝材下部の構造物を弾性梁として簡易的にモデル化して検討した結果,弾性梁条件では,緩衝材下部が剛基礎の条件に比べて,落石の自由落下衝突によって緩衝材底面境界が下向きに変位する分,底面境界付近の粒子群が低密度化するため,反射応力波の平均主応力が小さくなり,落体衝撃力及び伝達衝撃力が小さくなることが分かった.これは構造物が損傷するような外力条件における衝撃力波形の解釈に貢献できる.

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Report

(3 results)
  • 2016 Annual Research Report
  • 2015 Annual Research Report
  • 2014 Annual Research Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2017 2016 2015 2014 Other

All Journal Article (9 results) (of which Peer Reviewed: 9 results,  Acknowledgement Compliant: 9 results,  Open Access: 1 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 個別要素法を用いた岩塊及び岩塊群の到達距離に関する数値解析的検討2017

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 田中敬大, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 63A Pages: 1107-1120

    • NAID

      130007395117

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      2016 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] 地盤材料である砂と砕石を用いた互層緩衝構造の落石衝撃緩衝メカニズム2017

    • Author(s)
      田中敬大, 前田健一, 内藤直人, 今野久志, 牛渡裕二, 川瀬良司
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 63A Pages: 1096-1106

    • NAID

      130007395118

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      2016 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 敷砂緩衝材を設置した扁平RC梁のファイバーモデルによる衝撃応答解析2016

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 川瀬良司, 岸徳光
    • Journal Title

      コンクリート工学年次論文集

      Volume: 38 Pages: 793-798

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      2016 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 落石衝撃力に及ぼす敷砂緩衝材の影響に関するDEM解析2016

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 今野久志, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 72 Pages: 429-440

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      2016 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 堆積層を有する斜面における衝突条件が異なる落石の運動挙動2016

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 62A Pages: 1031-1042

    • NAID

      130005607971

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  • [Journal Article] THE LOADING RATE DEPENDENCY OF SAND CUSHION FOCUSED ON STRESS WAVE VELOCITY USING DEM2015

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 今野久志, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 71 Issue: 2 Pages: I_557-I_566

    • DOI

      10.2208/jscejam.71.I_557

    • NAID

      130005128823

    • ISSN
      2185-4661
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      2015 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 二次元個別要素法による敷砂緩衝材の衝撃力伝達メカニズム2015

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 山口悟, 今野久志, 牛渡裕二, 鈴木健太郎
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 61A Pages: 876-886

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] 落石衝突による敷砂緩衝材内の変形挙動2015

    • Author(s)
      奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 西弘明, 山口悟, 川瀬良司
    • Journal Title

      構造工学論文集

      Volume: 61A Pages: 867-875

    • NAID

      130005439032

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      2014 Annual Research Report
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  • [Journal Article] IMPACT FORCE PROPAGATION BEHAVIORS OF ROCK INTO SAND CUSHION FOCUSED ON STRESS AND STRAIN USING DEM2014

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 山口悟, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 70 Issue: 2 Pages: I_495-I_506

    • DOI

      10.2208/jscejam.70.I_495

    • NAID

      130004961403

    • ISSN
      2185-4661
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      2014 Annual Research Report
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  • [Presentation] 落石防護土堤の耐衝撃挙動に及ぼす粘着力の影響に関するDEM解析2017

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 田中敬大, 西弘明, 牛渡裕二
    • Organizer
      平成28年度年次技術研究発表会(土木学会北海道支部)
    • Place of Presentation
      北見工業大学
    • Year and Date
      2017-02-04
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  • [Presentation] 異なる含水比と相対密度が敷砂緩衝材の緩衝性能に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      田中敬大, 前田健一, 堀耕輔, 内藤直人, 川瀬良司
    • Organizer
      平成28年度年次技術研究発表会(土木学会北海道支部)
    • Place of Presentation
      北見工業大学
    • Year and Date
      2017-02-04
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 異なる含水比が敷砂緩衝材の衝撃緩衝性能に及ぼす影響2017

    • Author(s)
      堀耕輔, 前田健一, 田中敬大, 内藤直人
    • Organizer
      平成28年度土木学会中部支部研究発表会
    • Place of Presentation
      金沢大学
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 敷砂緩衝材の底面境界の剛性が落石衝撃力に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Organizer
      第51回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 感圧シートによる伝達衝撃応力の測定2016

    • Author(s)
      奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 田中敬大, 栗橋祐介, 川瀬良司, 今野久志
    • Organizer
      第51回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 砂と砕石の変形・応力伝播挙動が互層緩衝構造の緩衝効果に及ぼす影響2016

    • Author(s)
      田中敬大, 前田健一, 奥村勇太, 内藤直人, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Organizer
      第51回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 地中熱交換器の採熱効率に及ぼす地熱の長期変動の影響2016

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      柏木淳, 前田健一, 内藤直人
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      第51回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      岡山大学津島キャンパス
    • Year and Date
      2016-09-13
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 個別要素法解析を用いた掘削解析による粘着力の設定と落石防護土堤の衝撃解析2016

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      内藤直人, 前田健一, 田中敬大, 牛渡裕二, 川瀬良司
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      平成28年度全国大会第71回年次学術講演会(土木学会)
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      東北大学川内北キャンパス
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  • [Presentation] 堆積層のエネルギー吸収性能に着目した落石の運動挙動に関する個別要素法解析2016

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      内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • Organizer
      第21回計算工学講演会
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      朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
    • Year and Date
      2016-05-31
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 斜面流動解析におけるマイクロメカニクス2016

    • Author(s)
      前田健一, 内藤直人, 奥村勇太
    • Organizer
      平成28年度砂防学会研究発表会
    • Place of Presentation
      富山市民会館
    • Year and Date
      2016-05-18
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      2016 Annual Research Report
  • [Presentation] 砂と砕石を用いた互層緩衝構造の緩衝性能に及ぼす砕石層厚の影響2016

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      土木学会北海道支部平成27年度年次技術発表会
    • Place of Presentation
      札幌市・北海道大学
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      2016-01-30
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  • [Presentation] Probability Distribution of Falling Rock by Experiments and a Method to Assess Collision Hazard2015

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      内藤直人
    • Organizer
      6th International Conference on Earthquake Geotechnical Engineering
    • Place of Presentation
      New Zealand・Christchurch・Air Force Museum
    • Year and Date
      2015-11-01
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    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 個別要素法解析による応力伝播速度に着目した敷砂緩衝材の載荷速度依存性2015

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      土木学会第70回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      岡山市・岡山大学
    • Year and Date
      2015-09-16
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 敷砂緩衝材の載荷速度依存性に着目した衝撃力発生メカニズム2015

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      内藤直人
    • Organizer
      第50回地盤工学研究発表会
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      札幌市・北海道科学大学
    • Year and Date
      2015-09-01
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 高速載荷下における土を用いた緩衝材の載荷速度依存性に着目した耐衝撃挙動2015

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      第27回中部地盤工学シンポジウム
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      名古屋市・名古屋大学
    • Year and Date
      2015-08-07
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  • [Presentation] DEM解析を用いた敷砂緩衝材の応力・ひずみに着目した衝撃力伝達挙動2015

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      内藤直人
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      つくば市・つくば国際会議場
    • Year and Date
      2015-06-08
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      2015 Annual Research Report
  • [Presentation] 落体の接触面積が敷砂緩衝材の緩衝効果に及ぼす影響2015

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      内藤直人
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      土木学会北海道支部平成26年度年次技術研究発表会
    • Place of Presentation
      室蘭市・室蘭工業大学
    • Year and Date
      2015-01-31 – 2015-02-01
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 敷砂緩衝材の応力・ひずみに着目した衝撃力伝達挙動に及ぼす外力条件の影響2014

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      第11回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム
    • Place of Presentation
      東京都・土木学会講堂
    • Year and Date
      2014-10-21 – 2014-10-22
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 敷砂緩衝材の応力伝達挙動に関する二次元個別要素法解析2014

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      土木学会第69回年次学術講演会
    • Place of Presentation
      大阪府・大阪大学
    • Year and Date
      2014-09-10 – 2014-09-12
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      2014 Annual Research Report
  • [Presentation] 応力波に着目した敷砂緩衝材の緩衝性能に及ぼす外力条件の影響2014

    • Author(s)
      内藤直人
    • Organizer
      第26回中部地盤工学シンポジウム
    • Place of Presentation
      名古屋市・名古屋大学
    • Year and Date
      2014-08-08
    • Related Report
      2014 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 前田研究室

    • URL

      https://www.maeda-lab.org/

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      2016 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 前田研究室ホームページ

    • URL

      http://www.maeda-lab.org/

    • Related Report
      2015 Annual Research Report
  • [Remarks] 名古屋工業大学 前田研究室 ホームページ

    • URL

      http://www.maeda-lab.org/

    • Related Report
      2014 Annual Research Report

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Published: 2015-01-22   Modified: 2024-03-26  

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