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偶発的マルチハザードに対する河川堤防のロバスト性評価の実現

研究課題

研究課題/領域番号 20H00264
研究種目

基盤研究(A)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 中区分22:土木工学およびその関連分野
研究機関京都大学

研究代表者

肥後 陽介  京都大学, 経営管理研究部, 教授 (10444449)

研究分担者 音田 慎一郎  京都大学, 工学研究科, 准教授 (50402970)
糸井 達哉  東京大学, 大学院工学系研究科(工学部), 准教授 (60393625)
高野 大樹  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, グループ長 (80626218)
大竹 雄  東北大学, 工学研究科, 准教授 (90598822)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
46,020千円 (直接経費: 35,400千円、間接経費: 10,620千円)
2022年度: 8,580千円 (直接経費: 6,600千円、間接経費: 1,980千円)
2021年度: 13,260千円 (直接経費: 10,200千円、間接経費: 3,060千円)
2020年度: 24,180千円 (直接経費: 18,600千円、間接経費: 5,580千円)
キーワードロバスト性 / 河川堤防 / マルチハザード / 侵食 / 地震
研究開始時の研究の概要

巨大地震や近年激甚化の一途をたどる豪雨による大規模洪水などの偶発的自然ハザードに対して,壊滅的被害を回避する「ロバスト性(粘り強さ)」を有することが,土木構造物の重要な要求性能の一つとして認識されるようになった.本研究では,河川堤防を対象として,1) 地震時・越流時の堤防の経時的な破壊過程を精緻に記述する解析手法を開発すると共に,2) これらの解析手法の代替モデルを用いた地震時・越流時の統一的なロバスト性の評価手法を提示する.これにより,地震と越流の同時発生までを考慮した,偶発的マルチハザードに対する河川堤防のロバスト性評価を実現する.

研究成果の概要

巨大地震や近年激甚化の一途をたどる豪雨による大規模洪水などの偶発的自然ハザードに対して,壊滅的被害を回避する「ロバスト性(粘り強さ)」を有することが,土木構造物の重要な要求性能の一つとして認識されるようになった.本研究では,河川堤防を対象として,1) 地震時・越流時の堤防の経時的な破壊過程を精緻に記述する解析手法を開発すると共に,2) これらの解析手法の代替モデルを用いた地震時・越流時の統一的なロバスト性の評価手法を提示した.具体的には,地震時および越流時の大変形解析手法を確立すると共に,これらの解析法の代替計算手法を開発し,多数計算を可能とした.

研究成果の学術的意義や社会的意義

偶発荷重に対するロバスト性の評価のためには,堤防の破壊および破壊後の挙動までを精緻に表現可能な手法が必要であり,これを本研究で先駆的に整備した.さらに,外力やインプットの不確実性を考慮したあらゆるシナリオを生成する必要があるが,これに耐えうる代替解析法による多数計算スキームを確立した.これにより,地震と越流の同時発生までを考慮した,偶発的マルチハザードに対する河川堤防のロバスト性評価を実現し,インフラストラクチャの危機耐性の具備という,我が国の喫緊の課題の解決に寄与することができる.

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 審査結果の所見   実績報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (17件) (うち査読あり 17件、 オープンアクセス 7件) 学会発表 (3件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Data-driven approximation of geotechnical dynamics to an equivalent single-degree-of-freedom vibration system based on dynamic mode decomposition2023

    • 著者名/発表者名
      Shioi Akihiro、Otake Yu、Yoshida Ikumasa、Muramatsu Shogo、Ohno Susumu
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 17 号: 1 ページ: 77-97

    • DOI

      10.1080/17499518.2023.2184479

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 自律的な基底選択に基づく即時再構成シミュレーション2023

    • 著者名/発表者名
      OTAKE Yu、SHOJI Taiga、HIGO Yosuke、YOSHIDA Ikumasa
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 79 号: 15 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15013

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 深さ方向の非定常性を考慮した地盤物性値の 3 次元空間分布推定と Kronecker 積を用いた計算効率の向上2023

    • 著者名/発表者名
      TOMIZAWA Yukihisa、TSUDA Yuto、YOSHIDA Ikumasa、OTAKE Yu
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 79 号: 15 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15056

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Axisymmetric particle-element coupled method for deformation problems of geomaterial2022

    • 著者名/発表者名
      Kiriyama Takatoshi、Higo Yosuke
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 号: 5 ページ: 101180-101180

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101180

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 河床近傍の圧力勾配の影響を考慮した堤防の越流侵食に関する数値シミュレーション2022

    • 著者名/発表者名
      ONDA Shinichiro、YAMAGUCHI Ryota、KANAI Minoru
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_1219-I_1224

    • DOI

      10.2208/jscejhe.78.2_I_1219

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Challenges in geotechnical design revealed by reliability assessment: Review and future perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Otake Yu、Honjo Yusuke
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 号: 3 ページ: 101129-101129

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101129

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Practical dynamic reliability analysis with spatiotemporal features in geotechnical engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Otake Yu、Shigeno Kyohei、Higo Yosuke、Muramatsu Shogo
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 1 号: 4 ページ: 1-16

    • DOI

      10.1080/17499518.2021.1971250

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 不飽和土の大変形解析のための多相連成 2-Point MPM2021

    • 著者名/発表者名
      UCHIYAMA Daichi、TAKEGAWA Yudai、HIGO Yosuke
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_285-I_296

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_285

    • NAID

      130008150525

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浸透による堤防裏法尻の破壊に関する数値シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      ONDA Shinichiro、KIMOTO Kouta、HIGO Yosuke
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_649-I_654

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_649

    • NAID

      130008160110

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] トランスパレントソイルを用いた堤防決壊プロセスの可視化に関する試み2021

    • 著者名/発表者名
      ONDA Shinichiro、KANOU Takanobu、HIGO Yosuke、YAMAGUCHI Ryota、TAKANO Daiki
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_643-I_648

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_643

    • NAID

      130008160171

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 浮遊砂の影響を考慮した堤防の越流侵食に関する数値シミュレーション2021

    • 著者名/発表者名
      ONDA Shinichiro、SHIMIZU Koichi、YAMAGUCHI Ryota
    • 雑誌名

      土木学会論文集B1(水工学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_703-I_708

    • DOI

      10.2208/jscejhe.77.2_I_703

    • NAID

      130008160222

    • ISSN
      2185-467X
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of trend and random components of conditional random field using Gaussian process regression2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ikumasa、Tomizawa Yukihisa、Otake Yu
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 136 ページ: 104179-104179

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2021.104179

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ガウス過程回帰を用いた地盤物性値の空間分布推定におけるランダム成分の自己相関関数の比較2021

    • 著者名/発表者名
      TOMIZAWA Yukihisa、YOSHIDA Ikumasa、OTAKE Yu
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_485-I_494

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_485

    • NAID

      130008150560

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ガウス過程回帰を用いた複数の地盤物性値間の相関を考慮した空間分布推定2021

    • 著者名/発表者名
      富澤 幸久、吉田 郁政、大竹 雄
    • 雑誌名

      AI・データサイエンス論文集

      巻: 2 号: J2 ページ: 617-625

    • DOI

      10.11532/jsceiii.2.J2_617

    • NAID

      130008118348

    • ISSN
      2435-9262
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] モード分解を用いた時空間の特徴抽出に基づくデータ駆動型・動的信頼性解析法:有効応力動的解析への適用2020

    • 著者名/発表者名
      大竹 雄、茂野 恭平、渡邉 慎也、肥後 陽介、村松 正吾
    • 雑誌名

      土木学会論文集C(地圏工学)

      巻: 76 号: 2 ページ: 142-157

    • DOI

      10.2208/jscejge.76.2_142

    • NAID

      130007833517

    • ISSN
      2185-6516
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Arbitrary particle domain interpolation method and application to problems of geomaterial deformation2020

    • 著者名/発表者名
      Kiriyama Takatoshi、Higo Yosuke
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 60 号: 6 ページ: 1422-1439

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2020.09.006

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 効率的な即時挙動把握に向けた最適観測点配置に関する基礎研究2020

    • 著者名/発表者名
      SHOJI Taiga、OTAKE Yu、SHIGENO Kyohei、HIGO Yosuke、MURAMATSU Shogo
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_25-I_33

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_25

    • NAID

      130007980147

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Applicability of ROM to Seismic Response Analysis of Caisson- Type Seismically Strengthened Quay Walls against Level 2 Ground Motion2022

    • 著者名/発表者名
      Yusuke Fukunaga, Masafumi Miyata, Yu Otake, Naoki Sumioka, Noriki Sugahara, and Masahiro Takenobu
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th International Symposium for Geotechnical Safety & Risk(ISGSR)2022, 17-008, Newcastle, Australia, 2022.12.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study of Data-Driven Seismic Response Analysis Based on the Identification of Temporal Evolutionary Law in Dynamic Systems2022

    • 著者名/発表者名
      Akihiro Shioi , Yu Otake, and Shogo Muramatsu
    • 学会等名
      Proceedings of the 8th International Symposium for Geotechnical Safety & Risk(ISGSR)2022, 17-008, Newcastle, Australia, 2022.12.
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 堤体材料の混合比率が破堤過程に与える影響について2021

    • 著者名/発表者名
      金井 稔, 音田慎一郎, 肥後陽介, 清水皓一, 大竹 雄
    • 学会等名
      第76回年次学術講演会講演概要集
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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