| 研究課題/領域番号 |
20H00258
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 東京大学 |
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研究代表者 |
本田 利器 東京大学, 大学院新領域創成科学研究科, 教授 (60301248)
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| 研究分担者 |
秋山 充良 早稲田大学, 理工学術院, 教授 (00302191)
小野 祐輔 鳥取大学, 工学研究科, 教授 (00346082)
倉内 文孝 岐阜大学, 工学部, 教授 (10263104)
高橋 良和 京都大学, 工学研究科, 教授 (10283623)
大西 正光 京都大学, 工学研究科, 教授 (10402968)
風間 基樹 東北大学, 工学研究科, 教授 (20261597)
庄司 学 筑波大学, システム情報系, 教授 (60282836)
野津 厚 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 領域長 (60371770)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
41,990千円 (直接経費: 32,300千円、間接経費: 9,690千円)
2023年度: 10,530千円 (直接経費: 8,100千円、間接経費: 2,430千円)
2022年度: 9,750千円 (直接経費: 7,500千円、間接経費: 2,250千円)
2021年度: 10,140千円 (直接経費: 7,800千円、間接経費: 2,340千円)
2020年度: 11,570千円 (直接経費: 8,900千円、間接経費: 2,670千円)
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| キーワード | 危機耐性 / レジリエンス / 耐震設計 / 地震災害 / システムリスク / ライフライン / リスク評価 / 耐震 / リスク |
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| 研究開始時の研究の概要 |
インフラの「危機耐性」の評価するためには，被災後のレジリエンスの本質を踏まえ，インフラシステムの社会的影響まで考慮して評価できる理論体系が必要である．本研究では，被災状態の支配的メカニズムの変化を「被災局面の遷移」と捉える考え方を導入し，耐震性能を対象に，インフラの危機耐性の評価手法体系を構築する．
数値解析や事例分析に基づき，地震外力の設定，構造物の損傷シナリオや道路ネットワークやライフラインの被災局面を定義する．そして，スケール間の相互作用や復旧時の社会の対応をモデルし，マルチスケールシステムとしてのインフラの性能を評価する．また，インフラの危機耐性の定量的評価方法を構築する．
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| 研究実績の概要 |
地震外力の評価について，機械学習による地震動合成手法を高度化し，断層モデルにより生成した地震動や設計スペクトルを考慮した地震動について，構造物の非線形挙動を考慮して，設計地震動を合成する手法を構築した．また，耐震技術として，リング型滑り面を有する摩擦振子型免震機構を提案し，震動実験で挙動を検証した．また，地震後の復旧時にセルフセンタリング機能を実現させるの柱構造を開発し，実験により所定の性能を発揮できることを確認した．
インフラシステムの被災局面について，自然外乱の作用を受けるインフラ・ライフライン構造物の危機耐性の向上に資するレジリエンスデザインの枠組みを提案した．また，水供給施設を対象として2019年並びに2022年台風15号における施設被害と断水の復旧過程を分析し、インフラ・ライフライン構造物に求められる危機耐性について考察を行った．また，断層と交差する埋設管に作用する地盤反力の特性を個別要素解析により検討し，管の曲げモーメントを再現するために必要な地盤ばねの特性について検討した．
不確実性を考慮したゲーム理論に基づき，システムを形成するサブシステムの相互作用を考慮するモデルを構築した．また，交通ネットワークと相互依存するインフラネットワークを考慮する方法論を提案し，電力ネットワークの交通ネットワークとの相互依存関係を数理関係として表現し脆弱性評価モデルに組み込んだ．また，多シナリオに対して有効な最適ネットワークデザイン問題を，複数の小さな数理問題に分割可能な解法を開発した．
災害事例のデータを用いて極値統計の手法を用いた分析を行い，危機に相当する深刻なレアイベント災害の発生特性についての検討を行った．また，地域コミュニティの危機耐性について，行政と民間主体の間の共同行為に関するガバナンスに関する知見を見いだした．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
新型コロナの影響により，海外研究者との研究会が実施できず，一部の研究の進捗が滞っている．
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| 今後の研究の推進方策 |
最終年度であることを鑑み，本研究で考える様々なスケールにおける危機耐性の被災局面の定義と対応する事象についての評価手法をとりまとめ，実事例への適用手法の構築を目指す．また，国内外の学会において成果を報告していく．
地震発生メカニズムの危機フェーズとして深刻な災害を考慮する際の断層パラメタの設定と地震動合成，さらにそれらに基づく設計手法や地震動合成手法をとりまとめる．構造物については，RC橋脚および支承の実験と数値解析を実施し危機耐性のための設計や評価手法，及び地中埋設ライフライン構造物の数値解析に基づく危機耐性の評価法の開発を行う．橋梁の大規模実験に基づく被災時挙動の分析とリスク評価手法．実被害の事例分析と設計体系の概念のとりまとめを行う．地盤についても，液状化地盤の物性についての危機耐性概念の適用性のとりまとめを行う．また，道路ネットワークの被災フェーズの評価や，ライフラインシステムの深刻被災事例の分析とリスク評価法のとりまとめを行う．国内外のレジリエンス対応の実装事例分析と制度の影響分析にもとづき，制度に関する危機耐性の考え方を整理する．成果の適用性を検証するため，これらの考え方を南海トラフ地震を想定したインフラの危機耐性評価へ適用する．
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