| Project/Area Number |
19KK0121
|
|---|
| Research Category |
Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
|
| Allocation Type | Multi-year Fund |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kyushu University |
|---|
Principal Investigator |
陳 光斉 九州大学, 基幹教育院, 教授 (50293882)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
東畑 郁生 関東学院大学, 理工学部, 客員教授 (20155500)
王 功輝 京都大学, 防災研究所, 教授 (50372553)
Lu Min 九州大学, 基幹教育院, 助教 (60750007)
谷口 説男 九州大学, 基幹教育院, 教授 (70155208)
若井 明彦 群馬大学, 大学院理工学府, 教授 (90292622)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2019-10-07 – 2023-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2020)
|
| Budget Amount *help |
¥18,330,000 (Direct Cost: ¥14,100,000、Indirect Cost: ¥4,230,000)
Fiscal Year 2022: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2021: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥2,860,000 (Direct Cost: ¥2,200,000、Indirect Cost: ¥660,000)
|
|---|
| Keywords | 地震 / 斜面崩壊 / PGA / PLGM / DDA / NMM / 安定解析 / シミュレーション / 土砂災害 / 連鎖性 / 予測 / パルス地震動 / 不連続変形法 / 粒子法 / 数値シミュレーション / 連鎖土砂災害 / エネルギー |
|---|
| Outline of Research at the Start |
地震による土砂災害における有効な防災計画には、斜面崩壊に起因する二次連鎖土砂災害を考慮したリスクを正確に評価する必要がある。そのために、本研究は、中国の四川大地震に関する貴重な資料、海外共同研究機関の実験設備や、中国の広い地震観測網などを利用して、地震による斜面崩壊メカニズムおよび二次土砂災害の連鎖発生メカニズムを解明する。また、高精度・実用的な土砂運動シミュレーション技術、天然ダムの形成と破壊シミュレーション技術および巨礫・流木を有する土石流シミュレーション技術を開発し、実用的な土砂災害予測システムを構築して、崩壊土砂による直接損失、土石流や天然ダムによる被害の正確予測を可能にする。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
１．地震による斜面崩壊メカニズムの解明研究 地震の影響外力指標として、従来の地表面最大加速度PGAに、地震のエネルギーを表すパルス地震動PLGMの追加を提案する。既存の斜面安定解析手法は、PGAとPLGMの両方とも大きいか、両方とも小さいの地震動の場合は、正しい解析結果が得られるが、PGAが大きいがPLGMが小さい、または、PGAが小さいけれとPLGMが大きい地震動の場合は、正しい解析結果が得られられない課題が残されている。そこで、PLGMに着目した新しい斜面崩壊における判定基準を提案し、不連続変形法DDAに取り入れた実用的な斜面安定解析手法を開発した。また、新しい解析手法を用いて、今までに解明されていない二つの斜面崩壊現象を解明した。１）2016年熊本地震のように、PGAが非常に小さい阿蘇地方で、大規模な斜面崩壊が発生した現象；２）2018年北海道胆振東部地震のように、同一山は片側の斜面が崩壊、反対側の斜面が破壊しなかった現象である。研究成果は国際ジャーナル「LANDSLIDES」と「ROCK MECHANICS AND ROCK ENGINEERING」に掲載された。
２．次世代統合型土砂災害予測システムの構築と実用化における研究 崩壊土砂の運動シミュレーション手法および土石流シミュレーション手法の高度化と実用化における研究において多くの研究成果が得られた。土石流の到達範囲の予測における研究成果は「WATER RESEARCH」で、不連続変形法DDAとマニフォールド法MMにおける改良・拡張における研究成果は「COMPUTERS AND GEOTECHNICS」、「ENGINEERING FRACTURE MECHANICS」、「Canadian Geotechnical Journal 」、「INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOMECHANICS」で７編の論文が発表された。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
1: Research has progressed more than it was originally planned.
Reason
パルス性地震動による斜面崩壊メカニズムにおける解明研究、崩壊土砂の運動シミュレーション手法と土石流シミュレーション手法の高度化と実用化における研究、次世代統合型土砂災害予測システムの構築と実用化における研究においては、積極的に展開し、多くの研究成果が得られており、インパクトファクターの高い国際ジャーナルで９編の学術論文が発表された。具体的には、土石流シミュレーション手法における研究成果は「WATER RESEARCH」（IF＝9.13）で, 地震による斜面崩壊に関する新しい判断基準を提案し、不連続変形法DDAに取り組んだ成果は「ROCK MECHANICS AND ROCK ENGINEERING」（IF=4.88）で、PLGMに着目した地震による斜面崩壊メカニズムの解明に関する研究成果は「LANDSLIDES」（IF＝4.708）で、不連続変形法DDAとマニフォールド法MMにおける改良・拡張における研究成果は「COMPUTERS AND GEOTECHNICS」（IF=3.818）、「ENGINEERING FRACTURE MECHANICS」（IF＝3.426）、「Canadian Geotechnical Journal 」（IF＝2.802）、「INTERNATIONAL JOURNAL OF GEOMECHANICS」（IF＝2.45）で発表された。
|
| Strategy for Future Research Activity |
１）計画の実験の実施 共同研究の対象国（中国）に出張できる条件を満たせれば、成都理科大学で、パルス地震動による斜面崩壊メカニズムを解明するための動的遠心装置を用いて地震による斜面崩壊の模型実験を実施する。また、大型土石流模型実験による土石流の運動特徴の解明や土石流シミュレーション手法を実験で検証する。
２）崩壊土砂の運動シミュレーション手法および土石流シミュレーション手法の高度化と実用化における研究をさらに推進し、次世代統合型土砂災害予測システムを構築する。
３）土の構成式をSPHに取り入れ、岩塊・流木ブロックと土・水粒子を同時に解析できる３D-DDA-SPH手法を確立し、天然ダムの形成と破壊や、岩塊・流木による家屋などの構造物への衝撃による破壊等の予測、砂防堰堤の防災効果の評価などの機能を実現する。
４）GPUを利用した並列計算SPHモジュール、マルチコアCPUを利用した並列計算DDAモジュールを改良し、高効率な3D DDA-SPH並列計算プログラムを開発する。
|
