マルチハザードを受ける道路ネットワークのライフサイクルレジリエンスと対策優先度（国際共同研究強化）

• 研究課題/領域番号: 16KK0152
• 研究種目: 国際共同研究加速基金（国際共同研究強化）
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 早稲田大学
• 研究代表者: 秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191)
• 研究期間 (年度): 2017 – 2019
• 研究課題ステータス: 完了 (2019年度)
• 配分額: 14,040千円 (直接経費: 10,800千円、間接経費: 3,240千円)
• キーワード: レジリエンス / マルチハザード / 南海トラフ / 道路ネットワーク / 橋梁 / 盛土 / リスク / 信頼性 / ライフサイクル / 構造信頼性 / フラジリティ解析 / サステナビリティ

研究成果の概要

南海トラフ地震による強震動と津波を受ける道路ネットワークのリスク・レジリエンス評価手法を提案し，構造物の補強優先度判定への適用例を提示した．道路構造物の被災により生じる経済的損失からリスク，地震後の交通機能の低下と回復時間からレジリエンスをそれぞれ定量化した．信頼性評価では，Monte Carlo法に基づく確率計算の中で，断層運動の予測からハザード強度の推定，さらには構造物の脆弱性評価に伴う一連の不確定性を考慮した．ケーススタディでは，南海トラフ地震の影響域にある道路ネットワークを対象に提案手法を適用することで，リスク・レジリエンスを判断指標として構造物の補強優先度を同定できることを示した．

研究成果の学術的意義や社会的意義

米国にあるLehigh大学・Frangopol教授およびBocchini准教授との共同研究を実施いたしました．対象は，地震や津波などの複数のハザードを受ける道路ネットワークです．これが災害により，どれほどの機能低下に陥り，そして，そこから回復するのにどれほどの日数を必要とするのかを定量化する手法を構築いたしました．そして，構築した手法を南海トラフ地震の影響を受ける三重県や高知県の道路ネットワークに適用し，リスクの最小化，そしてレジリエンスを最大化するための補強戦略などを検討しております．今後の我が国の防災・減災力の向上に資する成果が得られたと考えております．

研究成果

• [国際共同研究] Lehigh University(米国) (2018)
  • 年月日: 2018-08-06
• [雑誌論文] Bidirectional shaking table tests of a low‐cost friction sliding system with flat‐inclined surfaces (2020)
  • 著者名/発表者名: Brito Miguel B.、Akiyama Mitsuyoshi、Ichikawa Yoshitaka、Yamaguchi Hiroki、Honda Riki、Ishigaki Naomitsu
  • 雑誌名: Earthquake Engineering & Structural Dynamics 巻: オンライン公開中 号: 8 ページ: 817-837
  • DOI: 10.1002/eqe.3266
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] 南海トラフ地震により生じる津波災害廃棄物量のリスク評価 (2020)
  • 著者名/発表者名: 小島貴之，石橋寛樹，秋山充良，越村俊一
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 66A ページ: 159-169
  • NAID: 130007830367
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 強震動と津波ハザードの連続性を考慮した橋梁・盛土構造物の信頼性評価法の提案と南海トラフ地震を想定したケーススタディ (2020)
  • 著者名/発表者名: 橋寛樹，小島貴之，秋山充良，越村俊一
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1 巻: 76 ページ: 41-60
  • NAID: 130007787677
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] Toward life-cycle reliability-, risk- and resilience-based design and assessment of bridges and bridge networks under independent and interacting hazards: emphasis on earthquake, tsunami and corrosion (2019)
  • 著者名/発表者名: Akiyama, M., Frangopol, D.M., and Ishibashi, H.
  • 雑誌名: Structure and Infrastructure Engineering 巻: 印刷中 号: 1 ページ: 26-50
  • DOI: 10.1080/15732479.2019.1604770
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] LCC-based identification of geographical locations suitable for using stainless steel rebars in reinforced concrete girder bridges (2019)
  • 著者名/発表者名: Hasan Md Abul、Yan Kekui、Lim Sopokhem、Akiyama Mitsuyoshi、Frangopol Dan M.
  • 雑誌名: Structure and Infrastructure Engineering 巻: － 号: 9 ページ: 1-27
  • DOI: 10.1080/15732479.2019.1703758
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Life-cycle reliability-based design and reliability updating of reinforced concrete shield tunnels in coastal regions (2019)
  • 著者名/発表者名: He Zheng-Shu、Supasit Srivaranun、Akiyama Mitsuyoshi、Frangopol Dan M.
  • 雑誌名: Structure and Infrastructure Engineering 巻: 16 号: 4 ページ: 726-737
  • DOI: 10.1080/15732479.2019.1674343
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] A Study on the Design Method for the Material Composition of Small Particle-Size Asphalt Mixture for Controlling Cracks in Asphalt Pavement (2019)
  • 著者名/発表者名: Xin Jiyu、Pei Jianzhong、Akiyama Mitsuyoshi、Li Rui、Zhang Jiupeng、Shao Libo
  • 雑誌名: Applied Sciences 巻: 9 号: 10 ページ: 1988-1988
  • DOI: 10.3390/app9101988
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [雑誌論文] Reliability estimation of corroded RC structures based on spatial variability using experimental evidence, probabilistic analysis and finite element method (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang Mingyang、Song Huijuan、Lim Sopokhem、Akiyama Mitsuyoshi、Frangopol Dan M.
  • 雑誌名: Engineering Structures 巻: 192 ページ: 30-52
  • DOI: 10.1016/j.engstruct.2019.04.085
  • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
• [学会発表] Risk Estimation of Bridges and Bridge Networks under Seismic and Subsequent Tsunami Hazards. (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, H., Kojima, T., Nanami, K., Akiyama, M., and Frangopol, D.M.
  • 学会等名: Proceeding of the 16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC-16)
  • 国際学会
• [学会発表] Updating the Reliability of Existing RC Structures in a Marine Environment incorporating Spatial Variations (2019)
  • 著者名/発表者名: Masuda, K., Srivaranun, S., Akiyama, M.
  • 学会等名: Proceeding of the 16th East Asia-Pacific Conference on Structural Engineering & Construction (EASEC-16)
  • 国際学会
• [学会発表] Shaking table test of RC columns with a low-cost sliding pendulum system under bi-directional excitations (2019)
  • 著者名/発表者名: Yamaguchi, H., Brito, M.B, Ichikawa, Y., Ishigaki, N., Akiyama, M., Honda, R.
  • 学会等名: The Third International Bridge Seismic Workshop
  • 国際学会
• [学会発表] Reliability-Based Durability Design of Shield Tunnels in Coastal Regions (2019)
  • 著者名/発表者名: He, Z., Akiyama, M. and Frangopol, D.M.
  • 学会等名: 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering(ICASP13)
  • 国際学会
• [学会発表] Life-Cycle Performance Assessment of Road Network Under Multiple Hazards (2019)
  • 著者名/発表者名: Ishibashi, H., Nanami, K., Kojima, T., Kawai, Y., Akiyama, M. and Frangopol, D.M.
  • 学会等名: 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering(ICASP13)
  • 国際学会
• [学会発表] Modeling Spatial Variability of Steel Corrosion Using Gumbel Distribution (2019)
  • 著者名/発表者名: Zhang, M., Lim, S., Akiyama, M. and Frangopol, D.M.
  • 学会等名: 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering(ICASP13)
  • 国際学会
• [学会発表] Time-Dependent Structural Performance Analysis of RC Slab Exposed to Chloride Attack by Incorporating Spatial Variability (2019)
  • 著者名/発表者名: Srivaranun, S., Masuda, K., Akiyama, M. and Frangopol, D.M.
  • 学会等名: 13th International Conference on Applications of Statistics and Probability in Civil Engineering(ICASP13)
  • 国際学会