Dynamics of impact force wave in soil due to rock fall: paradigm shift of rock fall protection by using soils

• Project/Area Number: 20H02241
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
• Research Institution: Nagoya Institute of Technology
• Principal Investigator: 前田 健一 名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50271648)
• Project Period (FY): 2020-04-01 – 2023-03-31
• Project Status: Granted (Fiscal Year 2020)
• Budget Amount: ¥17,160,000 (Direct Cost: ¥13,200,000、Indirect Cost: ¥3,960,000); Fiscal Year 2021: ¥5,330,000 (Direct Cost: ¥4,100,000、Indirect Cost: ¥1,230,000); Fiscal Year 2020: ¥7,540,000 (Direct Cost: ¥5,800,000、Indirect Cost: ¥1,740,000)
• Keywords: マイクロメカニクス / 落石 / トライポロジ / マルチスケール / 個別要素法

Outline of Research at the Start

粒子～粒子骨格～連続体という「マルチスケールな視点」と離散的な粒子性と連続的な波動性の両面の特性を持つ「二重性の視点」という独創的な視点による考察である。
土の緩衝材を介して構造物に作用する伝達衝撃力の最大値を決めるのは、落石衝撃力の最大値だけでなく継続時間・波形性状の影響や粒子間回転・接点間の剥離・すべりを伴う不可逆な塑性応力波の伝播過程の応力減衰の影響が強いことを明らかにする点である。さらに、工学的価値が高く、簡易な衝撃力波形の推定方法も提案する。本成果は土の緩衝メカニズム解明の大きな突破口であり、地盤・衝撃・物理の力学の分野の壁を超えた学際的・学術的価値の高い独創的な研究成果をもたらす。