| 研究課題/領域番号 |
17K18901
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 研究分野 |
土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 名古屋工業大学 |
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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)
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| 研究協力者 |
Muir Wood David
Take Andy
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2018年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2017年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
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| キーワード | 土石流 / スティック・スリップ / マイクロメカニクス / マルチスケール / 粒状体 / フルード数 / 限界状態 / 配位数 / 流れ / 浮き上がり / 二重性 / 波動 / 衝撃力 / 緩衝 / 堆積 / 応力波 / 分級 |
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| 研究成果の概要 |
粒状体の流れの代表的特徴をスティック・スリップ現象として捉え，流れに潜む粒子性と波動性の二重性を見出した。流れ挙動に及ぼす粒度や粒形，河床粗度，傾斜角の影響について，内部の可視化模型実験と数値解析を用いて調べる．限界状態土質力学の成果も活かし，流れの応力・ひずみ・間隙比の関係を統一的な解釈を試みた．
大きな粒子が浮き上がり先端と表層に集中する現象，分級現象のメカニズムをスティック・スリップと二重性の視点からメカニズムを説明できた．さらに，応力の波動伝播流速を用いて流れの特徴・分類を表現する（フルード数の定義）．マルチスケールの視点からフルード数を解釈し，流れ挙動を統一的に解釈する．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究が，理学，工学などの幅広い分野で着目される粒状体流れの力学的体系や方向を大きく変革，転換するブレイクスルーの切欠になると考えられる。流れの代表的特徴をスティック・スリップとして捉え，その単純明快な物理モデルと粒子性と波動性の二重性で捉える視点によって粒状体力学の画期的な進展が図られたり，流れの合理的な特徴の表現や分類を可能にすることで，粒状体流れの様々な現象の統一的理解が促進される．
流れ中に巨石が表面に浮き上がる現象や分級のメカニズムに新たな統一的解釈を与えることで，さらに粒状体流れを捉える新しい原理や土砂災害軽減のための提案が期待される．
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