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時系列解析による出水時の河川堤防のリアルタイム診断システム構築に向けた基礎研究

研究課題

研究課題/領域番号 18760369
研究種目

若手研究(B)

配分区分補助金
研究分野 水工水理学
研究機関群馬大学

研究代表者

松本 健作  群馬大学, 大学院・工学研究科, 助教 (90302455)

研究期間 (年度) 2006 – 2007
研究課題ステータス 完了 (2007年度)
配分額 *注記
2,900千円 (直接経費: 2,900千円)
2007年度: 1,300千円 (直接経費: 1,300千円)
2006年度: 1,600千円 (直接経費: 1,600千円)
キーワード河川堤防 / 出水 / 時系列解析 / ARMAモデル / 物理モデル / 固有振動数 / パラメータ相関式 / 状態推定 / 水 / 土砂崩壊 / 微弱兆候 / 加速度計測 / ヘルスモニタリング
研究概要

一般的には困難である,出水中の河川状態の推定に関する取り組みであり,特に出水中の河川構造物が安全であるかどうかを検証するリアルタイムでのヘルスモニタリングを行うための取り組みである.手法としては時系列解析と物理モデルを組み合わせた独自の手法を用いるもので,本取り組みの一部は2件の知的所有権の取得に至っている.その中で,H19年度における取り組みでは,主に河川橋梁の振動に,風および流水の影響が混同して影響しており,特定の周波数帯に注目することで,両者の大まかな分離が可能であること,また,流水の影響は澪筋の変遷や出水中に時々刻々と変化する河床変動によって影響を受け,河川橋梁以外の橋梁で検討されている多くの安全性診断手法を河川橋梁にそのまま適用することが難しいという知見を得ることができた.河川橋梁が存在すると,周囲の河川堤防は,その橋梁の振動特性が伝播し,橋梁と同じ周波数帯に大きなスペクトル値を示すことが分かった.河川堤防のヘルスモニタリングを振動の波形解析から行おうとする場合,その立地条件によって大きく影響を受けることが明らかとなった.破堤状態を模した,大型降雨実験装置における土砂崩壊実験によって,土砂崩壊時における内部に埋設された加速度センサの計測結果の特性が検討され,崩壊に先駆ける約20分前に,ドリフトによる微弱な兆候を示すことが分かった.これを捉えることで河川堤防も含め,盛土構造物の崩壊に対して早期にその危険性を検知する警報装置に本研究の計測システムが有効であることを示すことができた.一方で,構成材料が不均質で歴史的に様々な施工方法であった河川堤防の取り扱いが極めて困難であり,その計測および診断手法の構築に向けては,今後更に多くの課題が残されていることが明らかとなった.

報告書

(2件)
  • 2007 実績報告書
  • 2006 実績報告書
  • 研究成果

    (11件)

すべて 2008 2007 2006

すべて 雑誌論文 (3件) 学会発表 (7件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] 振動センサと地震動による地盤・構造物の診断2006

    • 著者名/発表者名
      矢澤正人
    • 雑誌名

      平成18年度砂防学会研究発表会概要集

      ページ: 478-479

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 時系列解析を用いた出水時における河川橋梁の振動特性に関する研究2006

    • 著者名/発表者名
      松本健作
    • 雑誌名

      応用力学論文集 Vol.9

      ページ: 75-83

    • NAID

      40015305930

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [雑誌論文] 時系列振動解析による河川状態や橋脚の安定性推定2006

    • 著者名/発表者名
      宋東烈
    • 雑誌名

      2006年機械学会年次大会 (CD-ROM)

    • 関連する報告書
      2006 実績報告書
  • [学会発表] WAVELET解析を用いた斜面崩壊場の微弱兆候の検証2008

    • 著者名/発表者名
      岡田崇
    • 学会等名
      第35回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 加速度センサーを用いた斜面崩壊場の特性に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      近藤良夫
    • 学会等名
      第35回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 既存外部解析ツールとの連動による流域総合管理ツールの開発に関する研究2008

    • 著者名/発表者名
      今泉友之
    • 学会等名
      第35回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 発表場所
      芝浦工業大学
    • 年月日
      2008-03-10
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 河川堤防を想定した盛土構造物崩壊時における加速度センサーによる状態監視に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      岡田崇
    • 学会等名
      土木学会第62回年次学術講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 流域総合管理ツールとしてのGISの機能拡張に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      今泉友之
    • 学会等名
      土木学会第62回年次学術講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 3DLS測定によって取得される高密度面データを用いた対象識別および河床材料の粒度判定に関する研究2007

    • 著者名/発表者名
      近藤良夫
    • 学会等名
      土木学会第62回年次学術講演会
    • 発表場所
      広島大学
    • 年月日
      2007-09-12
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [学会発表] 時系列解析を用いた出水時における水位変動とそれによる河川橋梁の振動との相関性に関する考察2007

    • 著者名/発表者名
      松本健作
    • 学会等名
      JCOSSAR構造物の安全性および信頼性
    • 発表場所
      日本学術会議
    • 年月日
      2007-06-20
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書
  • [図書] 川の技術のフロント2007

    • 著者名/発表者名
      辻本哲朗監修 河川環境管理財団編
    • 総ページ数
      164
    • 出版者
      技報堂出版株式会社
    • 関連する報告書
      2007 実績報告書

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公開日: 2006-04-01   更新日: 2016-04-21  

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