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マルチスケール相互作用に着目したパイピングを伴う堤防の進行性破壊メカニズムの解明

研究課題

研究課題/領域番号 15K14029
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 地盤工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

前田 健一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50271648)

研究協力者 泉 典洋  
榊原 淳一  
WOOD David, Muir  
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2017-03-31
研究課題ステータス 完了 (2016年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2016年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2015年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード粒状体 / 局所化流れ / 限界流速 / パイピング / マイクロメカニクス / 浸透破壊 / すべり / 陥没 / 応力鎖 / 個別要素法 / 河川堤防 / ゆるみ / 進行性破壊
研究成果の概要

気候変動に伴い豪雨が頻発し高い河川水位が長く継続する作用下において、河川堤防下の透水性基盤からの漏水、パイピングを切欠とする破堤の原因解明は重要である。本研究では、パイピングを透水による粒子スケールの侵食・目詰まり、土要素や土層スケールの局所的なゆるみ・空洞化、流動化による土砂流や閉塞、構造スケールのすべりを伴う破壊というマルチスケールでの相互作用問題として捉え、数値解析や模型実験でパイピング内部の構造や流速の可視化にチャレンジする。応力鎖の発生・消滅による粒子群のダイナミクスを考慮し、パイピングの発生から発達までの新たな統一的説明に挑戦した。

報告書

(3件)
  • 2016 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (24件)

すべて 2016 2015 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (6件) (うち国際共著 1件、 査読あり 5件、 オープンアクセス 5件、 謝辞記載あり 6件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Queens University(カナダ)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 基盤漏水に伴う噴砂及びパイピング進行条件の検討2016

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓,前田健一,泉典洋
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 23 ページ: 251-354

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 自由表面流れに起因して発生する地盤内の過剰間隙水圧に関する一考察2016

    • 著者名/発表者名
      松田達也,前田健一,泉典洋,伊藤嘉,山口敦志,鶴ヶ崎和博,宮本順司
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 565-570

    • NAID

      130005282396

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] ジェット流による二層地盤の洗掘メカニズムに関する実験的考察2016

    • 著者名/発表者名
      松田達也,山口敦志,前田健一,高木健太郎,鶴ヶ崎和博,宮本順司
    • 雑誌名

      土木学会論文集B2(海岸工学)

      巻: 72 ページ: 1195-1200

    • NAID

      130005282237

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Instability of a caisson-type breakwater induced by an earthquake-tsunami event2016

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Matsuda, Kenichi Maeda, Michio Miyake, Junji Miyamoto, Hiroko Sumida, Kazuhiro Tsurugasaki
    • 雑誌名

      International Journal of Geomechanics ( ASCE )

      巻: 16 号: 5

    • DOI

      10.1061/(asce)gm.1943-5622.0000619

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical analysis on seepage failures of dike due to water level-up and rainfall using a water soil-coupled smoothed particle hydrodynamics model2016

    • 著者名/発表者名
      Weijie Zhang, Kenichi Maeda, Hiroshi Saito, Zhaoqing Li, Yu Huang
    • 雑誌名

      Acta Geotechnica

      巻: 11 号: 6 ページ: 1401-1418

    • DOI

      10.1007/s11440-016-0488-y

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著 / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 基盤の地盤特性が異なる河川堤防の高水位の継続作用による漏水とパイピングの進行特性2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓, 前田健一, 泉典洋, 李兆卿
    • 雑誌名

      河川技術論文集

      巻: 22 ページ: 349-354

    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 洗掘に伴うゆるみの抵抗計による多点計測2016

    • 著者名/発表者名
      高木健太郎,前田健一,山口敦志
    • 学会等名
      平成28年度全国大会第71回年次学術講演会(土木学会)
    • 発表場所
      仙台市,東北大学川内北キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 動水勾配と漏水の流速に着目した透水性基盤構造の堤防のパイピング破壊への影響2016

    • 著者名/発表者名
      櫛山総平,前田健一,齊藤 啓,李 兆卿
    • 学会等名
      平成28年度全国大会第71回年次学術講演会(土木学会)
    • 発表場所
      仙台市,東北大学川内北キャンパス
    • 年月日
      2016-09-06
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Scour of soil with dynamics interactions among soil-water induced by jet flow2016

    • 著者名/発表者名
      Matsuda, T., Maeda, K., and Yamaguchi, A.
    • 学会等名
      8th International Conference on Scour and Erosion
    • 発表場所
      Oxford, UK
    • 年月日
      2016-06-10
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 電気抵抗による地盤中のゆるみの評価2016

    • 著者名/発表者名
      髙木健太郎, 前田健一, 山口敦志
    • 学会等名
      平成27年度土木学会中部支部研究発表会
    • 発表場所
      豊田市
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 透水性基盤のパイピング進行特性に及ぼす層構造の影響2016

    • 著者名/発表者名
      櫛山総平, 前田健一, 齊藤啓, 李兆卿
    • 学会等名
      平成27年度土木学会中部支部研究発表会
    • 発表場所
      豊田市
    • 年月日
      2016-03-04
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 電気抵抗法を用いた洗掘に伴う地盤内のゆるみ挙動の計測2016

    • 著者名/発表者名
      高木健太郎,前田健一,山口敦志,西村柾哉
    • 学会等名
      第28回中部地盤工学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 河川堤防のパイピングの進行性と漏水動態に及ぼす透水性基盤特性と間隙流速の影響2016

    • 著者名/発表者名
      櫛山総平,前田健一,泉典洋,齊藤啓,李兆卿
    • 学会等名
      第28回中部地盤工学シンポジウム
    • 発表場所
      名古屋大学
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 透水性基盤の層構造による噴砂口動態およびパイピング進行性への影響2016

    • 著者名/発表者名
      櫛山総平,前田健一,齊藤 啓,李 兆卿
    • 学会等名
      第51回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      岡山市, 岡山大学津島キャンパス
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 漏水・噴砂の動態に着目した堤防のパイピングの進行性に及ぼす地盤条件と水位条件2016

    • 著者名/発表者名
      櫛山総平,前田健一,齊藤 啓,李 兆卿,西村柾哉
    • 学会等名
      第4回河川堤防技術シンポジウム、土木学会
    • 発表場所
      東京都新宿区,土木学会講堂
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 実堤防内の降雨浸透挙動に関する多種センサーを用いた計測結果2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓, 前田健一, 小林剛, 李兆卿
    • 学会等名
      第3回地盤工学から見た堤防技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 基盤条件に着目したパイピングの進行特性及び相似則に関する一考察2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓, 前田健一, 泉典洋, 李兆卿, 櫛山総平
    • 学会等名
      第3回地盤工学から見た堤防技術シンポジウム
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-12-02
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] Geo-engineering simulation for seepage-induced erosion and progressive failure of river levee due to climate changes2015

    • 著者名/発表者名
      Maeda K., Zhang W. and Saito H
    • 学会等名
      The 3rd International Workshops on Advances in Computational Mechanics
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2015-10-11
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 多種センサー・モニタリングによる降雨強度の違いにおける実堤防内浸潤挙動2015

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓, 前田健一, 李兆卿
    • 学会等名
      平成27年度全国大会第70回年次学術講演会(土木学会)
    • 発表場所
      岡山市
    • 年月日
      2015-09-16
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 透水性基盤の成層構造条件に着目したパイピング発生メカニズム2015

    • 著者名/発表者名
      李兆卿, 前田健一, 齊藤啓, 山口敦志
    • 学会等名
      第50回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 自然災害予測のための粒子配向に及ぼす力学的堆積環境の影響2015

    • 著者名/発表者名
      前田健一, 内藤直人, 齊藤啓, 奥村勇太
    • 学会等名
      第50回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      札幌市
    • 年月日
      2015-09-01
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [備考] 名古屋工業大学

    • URL

      http://researcher.nitech.ac.jp/html/287_ja.html#item_ronbn_2

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [備考] 前田研究室

    • URL

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

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2015-04-16   更新日: 2018-03-22  

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