| 研究課題/領域番号 |
19K04592
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 東北大学 |
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研究代表者 |
里見 知昭 東北大学, 環境科学研究科, 助教 (80588020)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2021年度)
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| 配分額 *注記 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 390千円 (直接経費: 300千円、間接経費: 90千円)
2020年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2019年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
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| キーワード | 地盤情報施工 / バケット掘削 / 力覚 / 礫混じり土 / 掘削実験 / X線CT / 地盤強度 / クーロンの破壊基準 / せん断強度定数 / フォースセンシング / 掘削抵抗力 / 一面せん断試験 / 情報化施工 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
土砂災害復旧には無人化施工が不可欠であるが，建機に搭載されたビデオカメラの映像からは地盤強度が分からないため，有人施工と比べて効率が悪い．応募者は，物体と接触したときに感じる力覚に着目し，細粒土を対象にバケット掘削から地盤強度を推定する可能性についての研究を行ってきた．しかし，バケットによる地盤強度推定技術を開発するためには，実地盤のような礫混じり土の掘削破壊メカニズムの解明が不可欠である．そこで本研究では，その破壊メカニズムを掘削実験とシミュレーションで解明して，バケットを応用した地盤強度推定法の開発を行う．
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| 研究成果の概要 |
危険を伴う土砂災害復旧には無人化施工が不可欠であるが，有人施工と比べて効率が悪い。それは，車載カメラでは地盤強度が分からないからである。そこで，どの現場でも必ず導入されているパワーショベルのバケットを応用した地盤強度推定技術を開発するため，土と機械の力学的相互作用を扱うテラメカニクス研究でこれまで見過ごされてきた「礫混じり土」のバケット掘削研究に取り組んだ。具体的には，掘削時の土の破壊形態・掘削抵抗力変化・地盤強度の関係に及ぼす礫の影響を二次元・三次元・X線CT掘削実験および低拘束圧中型一面せん断試験で明らかにし，掘削抵抗力（力覚情報）から土のせん断強度定数を推定する方法を提案した。
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
災害復旧作業での安全性確保の観点から無人化施工のニーズが高まっている。しかし，現状は車載カメラの画像に頼っているため，有人施工と比べて効率が悪い。よって，「機械で掘削しながら地盤の強度を評価する」という新しい観点が不可欠である。しかし，バケット掘削における実地盤のような礫混じり土の破壊メカニズムは明らかにされていない。そこで本研究では，掘削実験と低拘束圧中型一面せん断試験を通じてバケットに作用する抵抗力の変化と地盤強度との関係に及ぼす礫の影響を明示した。そして，掘削抵抗力を用いた地盤強度推定法を提案できたことは，無人化施工の効率向上に貢献する技術の開発につながると期待される。
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