| 研究課題/領域番号 |
20H00442
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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41:社会経済農学、農業工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
西村 伸一 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (30198501)
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| 研究分担者 |
柴田 俊文 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (30342546)
小松 満 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 教授 (50325081)
吉田 郁政 東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 教授 (60409373)
珠玖 隆行 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (70625053)
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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 |
完了 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
44,980千円 (直接経費: 34,600千円、間接経費: 10,380千円)
2023年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円)
2022年度: 8,060千円 (直接経費: 6,200千円、間接経費: 1,860千円)
2021年度: 17,030千円 (直接経費: 13,100千円、間接経費: 3,930千円)
2020年度: 14,560千円 (直接経費: 11,200千円、間接経費: 3,360千円)
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| キーワード | ミュー粒子探査 / ため池 / CPT / サウンディング / 物理探査 / パイピング / リスク評価 / 代替モデル / CPTu / ミューオン探査 / ガウス過程回帰 / ベイズ機械学習 / 地盤調査 / クロスホールミューオン探査 / 機械学習 / サウンディング試験 / CPTU / スパースモデリング / ベイジアン機械学習 / 破堤リスク評価 / データサイエンス / スウェーデン式サウンディング / 応答曲面 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，新たなスウェーデン式サンディング試験と宇宙線ミューオン探査を結合した高精度地盤調査法を開発し，堤体内部の強度や透水性分布を明らかにする．計測結果に基づく堤体内部の可視化のために，スパースモデリングを利用した新たなインバージョン技術を開発する．また，地形調査に対しては，UAVを用いた三次元地形計測を行い，数値解析モデル化を行う．これらの調査法によって，効率的に大規模な計測データを得ることが可能となる．計測結果に基づき，決壊による氾濫を予想したリスク評価を行うが，ため池数は膨大で，従来的な物理モデルを用いた挙動解析は不可能であるため，データ解析による新たなリスク評価手法を開発する．
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| 研究成果の概要 |
本研究では，サンディング試験と宇宙線ミューオンや表面波探査などの物理探査を結合した高精度地盤調査法の開発によって，ため池堤体内部の強度や透水性分布を明らかにした．さらに，計測結果に基づく堤体内部の可視化のために，ベイズ機械学習と非線形フィルタ理論に基づいたインバージョン技術を開発した．すなわち，これらの技術によって，物理探査結果と地盤調査を統合するデータフュージョン探査手法の開発が推し進められたといえる．この新たな探査手法に基づき，ため池決壊による氾濫を想定したリスク評価を行った．ため池数は膨大であるため，機械学習法を駆使した代替法に基づいた新たなリスク評価手法を開発した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
全国に156,000個存在するといわれるため池の維持管理が問題である．とくに，近年頻発する豪雨や，地震への対応が大きな問題である．これらのすべてのため池に防災対策を課することは不可能であるため，本研究は，ため池改修の優先順位を決定し，順位の高いものからハード対策を行うことを提案している．その優先順位を付けるための方法として，リスク順位の算定を提案する．リスクは，被害発生確率と想定被害額の積であり，合理的な意思決定に貢献できる．本研究は，高精度の地盤調査に基づくリスク評価と，膨大なため池に対応するための簡便リスク評価手法を提案しており，社会実装することによって国土防災に大きく貢献できる．
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