宇宙線を利用した超小型物理探査装置の開発とため池群の広域リスク評価
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19K22349
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 41:Agricultural economics and rural sociology, agricultural engineering, and related fields
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| Research Institution | Okayama University |
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Principal Investigator |
西村 伸一 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (30198501)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
柴田 俊文 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (30342546)
珠玖 隆行 岡山大学, 環境生命科学研究科, 准教授 (70625053)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2019)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
Fiscal Year 2019: ¥4,420,000 (Direct Cost: ¥3,400,000、Indirect Cost: ¥1,020,000)
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| Keywords | ミューオン探査 / 物理探査 / ため池群 / リスク評価 / 氾濫被害解析 / 宇宙線ミュー粒子 / ため池 / データ解析 |
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| Outline of Research at the Start |
堤防やため池の決壊もしくは損傷の原因としては，越流，浸透破壊，すべり破壊が見られる．この決壊および損傷原因の中で，パイピングとせん断破壊に対しては，堤体内部の弱部の推定が重要である．しかし，これは，ため池個数が膨大であるため，事実上不可能である．この問題を解決するためには，物理探査が最も有効な手段である．本研究では，宇宙線の一つであるミュー粒子物理探査を利用して，地盤同定の高精度化を図る．データを有効活用するためには，解析も超簡便化を図る必要があるが，このために，統計解析手法の一つである応答曲面法を適用する．この研究の達成によって，広範囲の効率的リスク評価を可能とする．
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| Outline of Annual Research Achievements |
西日本豪雨災害においは，多くのため池が損傷を受けた．この決壊および損傷原因の中で，パイピングとせん断破壊に対しては，堤体内部の弱部の推定が重要である．しかし，広域リスク評価の実施にあたって，ため池個数は膨大であり，一市町村をとってみても，地区全体のリスク評価を行うことは事実上不可能である．地質調査は，ボーリングが基本であるが，非常に時間とコストがかかる．また，現在の設計法では，ため池一つずつの安定解析を行い，氾濫解析を実施する必要があるため，解析モデルの構築と解析に負荷がかかり過ぎて広域の解析を不可能にしている．この問題を解決するのは，最も簡便に地質情報（ここでは，地盤強度）を計測できる物理探査が最も有効な手段と考えられる．本研究では，宇宙線の一つであるミュー粒子物理探査を利用して，地盤同定の高精度化を図る．宇宙線は，常時降り注いでいるので，計測器が設置されると時系列に堤体内部の三次元モニタリングが可能となる．これによって，豪雨時や地震時の堤体内部の変状を瞬時に分かり即時対応が可能となる．2019年度は，次の2点に重点を置いた検討を行った．
(1) ミュ－オン探査装置の設計：本研究では，コーンペネトレーション孔（CPT孔）を利用できる探査装置の開発を目指している．そのためには，直径4cmの孔の中で使用可能な超小型の探査装置を開発する必要がある．2019年度は，その基礎的な設計を行った．
(2) 広域リスク評価のための応答曲面法の検討：広域に存在するため池群のリスク評価を行うためには簡便な解析法の開発が不可欠である．2019年度は，リスク評価に不可欠な，氾濫被害算定を，国が公表している無料のデータに基づいて実施するのスキームの開発を行った．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
(1) 2019年度は，リスク評価に不可欠な，氾濫被害算定を，国が公表している無料のデータに基づいて実施するのスキームの開発を行い，これを達成することができた．また，これに基づいたリスク評価も行うことができた．
(2) ミューオン探査装置の設計を行い，試作に取り組む予定であったが，予定額以上の研究費が必要なことが判明し，さらに作成コストを下げて研究ができるように，計画を修正する必要が生じた．
以上のことから，進捗状況はやや遅れていると判断される．
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度の遅延を回復させるべく，ミューオン探査装置の開発に重点を置く予定である．具体的には次の3項目に取り組む．
(1) ミューオン探査装置の設計について，試作費用の低コスト化を実現して試作を実現する．
(2) 既存のミューオン探査装置を利用し，室内模型実験を行うことによって測定原理を完成させる．
(3) 広域リスク評価を可能にするためのリスク評価代替モデルとして，被害額算定および破壊確率算定のための応答曲面を完成させる．
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Report
(1 results)
Research Products
(14 results)
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[Journal Article] Evaluation of liquefaction probability of earth-fill dam over next 50 years using geostatistical method based on CPT2019
Author(s)
Imaide, K., Nishimura, S., Shibata, T., Shuku, T., Murakami, A. and Fujisawa, K.
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Journal Title
Soils and Foundations
Volume: 59(6)
Pages: 1758-1771
DOI
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Peer Reviewed
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