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間伐材と自律型極限計測センサを用いた土石流等の危険予測システムの研究

研究課題

研究課題/領域番号 16K12856
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 自然災害科学・防災学
研究機関秋田県立大学

研究代表者

下井 信浩  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (10300542)

研究分担者 板垣 直行  秋田県立大学, システム科学技術学部, 教授 (00271891)
中正 和久  秋田県立大学, システム科学技術学部, 特任助教 (40780242)
研究協力者 中正 和久  秋田県立大学, システム科学技術学部, 助教 (40780242)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
3,380千円 (直接経費: 2,600千円、間接経費: 780千円)
2018年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
キーワードセンサ / スマートセンシング / ピエゾフィルム / モニタリング / 土石流 / 雪崩 / ピエゾフイルム / 加速度計 / 衝撃計測 / 落石 / 構造工学 / スマ-トセンサ / 情報システム
研究成果の概要

地すべりや落石の発生を予測することは重要であるが、実際には困難である。この問題を解決するために、降雨時および落石時の土石流の危険度を荷重の変化と計測柵の変形に比例した出力する電圧の特性測定から危険度の評価について検討した。この測定システムには、専用の土石流計測柵に取り付けたブラケットで固定されている圧電センサを使用している。計測柵の構造設計で地すべりや落石が発生したときの荷重と振動を計測する。また、間伐材を使用した木材構造のこの柵は、小規模の地すべりや落石に対応する防護柵としても利用が可能な様製作されている。土砂崩れ時の土砂崩れ荷重3~5[t/m2]に耐えるように設計されている。

研究成果の学術的意義や社会的意義

間伐材による構造物に荷重や振動計測が可能な簡易的なセンサを用いた計測柵を製作し、土石流、落石、雪崩等による小規模な発生状況を予兆現象として評価している。災害発生の可能性及び発生後の状態を認識する計測システムの有効性や性能評価を実装試験により検討した。本システムは、危険個所の管理者や地域の責任者が、迅速に問題個所を認識し速やかな住民の避難や救助および災害現場の復旧対応が実施可能な支援情報を提供できる仕組みの構築を目指すものである。評価試験では、荷力試験機による完全破壊までの計測柵およびセンサの基本特性について計測し、重錘落下衝撃試験による加速度センサと振動型センサの計測結果の確認を行った。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (12件)

すべて 2018 2017 2016

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 2件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 5件) 学会発表 (4件) (うち国際学会 1件) 産業財産権 (1件)

  • [雑誌論文] Landslide and Falling rock Measurement Using Piezoelectric Smart Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      15)Nobuhiro Shimoi, Kazuhisa Nakasho, Carlos Cuadra, and Hirokazu Madokoro
    • 雑誌名

      IJSEI

      巻: Vol. 7 ページ: 134-138

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] ピエゾ極限センサを用いた雪崩発生計測柵の性能試験2018

    • 著者名/発表者名
      SHIMOI Nobuhiro、NAKASHO Kazuhisa、CUADRA Carlos、MADOKORO Hirokazu
    • 雑誌名

      日本機械学会論文集

      巻: 84 号: 866 ページ: 18-00244-18-00244

    • DOI

      10.1299/transjsme.18-00244

    • ISSN
      2187-9761
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Avalanche and Falling Rock Measurement Using Piezoelectric Dynamics and Static Sensors2017

    • 著者名/発表者名
      N. Shimoi, K. Nakasho, C. Cuadra, M. Saijo, and H.Madokoro
    • 雑誌名

      American Journal of Remote Sensing

      巻: 5 号: 2 ページ: 10-15

    • DOI

      10.11648/j.ajrs.20170502.11

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Active image processing for wooden traditional structure using IR cameras2017

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro SHIMOI, Calros CUADRA, Kazuhisa NAKASHO, Hirokazu MADOKORO
    • 雑誌名

      The 14th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications, (AITA2017),pp.113-116, Canada Quebec

      巻: 14 ページ: 113-116

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Infrared Thermography Applied for Robust Image Processing to Examine Historical Wooden Buildings2017

    • 著者名/発表者名
      Kazuhisa Nakasho, Carlos Cuadra, Hirokazu Madokoro, Nobuhiro Shimoi,
    • 雑誌名

      The 14th International Workshop on Advanced Infrared Technology and Applications (AITA2017), Kanada, Quebec

      巻: 14 ページ: 27-29

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 二次利用を考慮した縦ログ耐力壁の性能改良 その1. ログ材の接合方法の検討2016

    • 著者名/発表者名
      釜田 恵理菜,板垣 直行,小杉 大和,芳賀沼 整,滑田 崇志 ,難波 和彦,浦部 智義
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 構造III

      巻: 2016

    • NAID

      200000370802

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 二次利用を考慮した縦ログ耐力壁の性能改良 その2. 長ビスの引抜き抵抗を利用した検討2016

    • 著者名/発表者名
      板垣 直行,釜田 恵理菜,小杉 大和,芳賀沼 整,滑田 崇志,難波 和彦,浦部 智義
    • 雑誌名

      日本建築学会大会学術講演梗概集 構造III

      巻: 2016 ページ: 435-436

    • NAID

      200000370803

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Nondestructive Survey of a Historical Wooden Construction Using Thermography and Ambient Vibration Measurements2018

    • 著者名/発表者名
      Nobuhiro Shimoi, Carlos H. Cuadra
    • 学会等名
      18th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Structural Damage Detection in a Steel Column-Beam Joint Using Piezoelectric Sensors2018

    • 著者名/発表者名
      Carlos H. Cuadra, Nobuhiro Shimoi
    • 学会等名
      18th International Conference on Control, Automation and Systems (ICCAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 間伐材を用いた雪崩計測柵の性能試験2018

    • 著者名/発表者名
      下井信浩,中正和久, 間所洋和
    • 学会等名
      センシングフォーラム(山口大学)(2018.8.29)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 落石検知システムに用いるピエゾ極限センサの基本特性試験2016

    • 著者名/発表者名
      西村旭正,佐々木拓哉,中正和久,下井信浩
    • 学会等名
      計測自動制御学会東北支部 第303回研究集会
    • 発表場所
      秋田県立大学
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [産業財産権] リミット型変位検出装置及び構造物等の健全性モニタリングシステム2016

    • 発明者名
      下井信浩
    • 権利者名
      下井信浩
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      2016-134129
    • 出願年月日
      2016-07-06
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書

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公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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