| 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 |
交付 (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 | ため池 / リスク評価 / 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 / ミューオン探査 / スパースモデリング / ベイジアン機械学習 / 地盤調査 / 物理探査 / 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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| 研究実績の概要 |
ため池のリスク評価手法の開発に関する研究を実施した．2021年度は，主に次の項目を実施した．
(1) CPTU模型試験装置の開発と試験の実施 (2) CPTUに基づいたパイピングリスク評価手法の開発 (3) クロスホールミューオン試験装置の開発 (4) 模型地盤を用いたミューオン探査の基礎実験 (5) スパースモデリングやベーズ機械学習を用いた地盤内同定手法の開発 (6) 物理探査結果に基づいた新たな地盤内剛性の同定手法の開発 (7) 堤体破堤リスク手法の開発
本研究の大きな流れは，新たな地盤探査手法の開発→高精度地盤探査の達成→簡便および高精度破堤リスク評価手法の開発であり，上記の(1)ー(7)これら3項目のいずれかに関わるものである．(1)の模型実験は，CPTUを利用してため池堤体の透水係数分布を同定する手法を開発するために実施した．(2)では，この結果に基づいて，堤体内のパイピングリスクを評価する数値解析手法を開発した． (2), (3), (4), (5),(6)は，地盤内部の物性を同定する手法を確立するための実験および解析の研究である． とくに，(5)においては，地盤内の３次元モデルに化について多くの成果を残した．また，(6)において，フィルタ理論に基づいて，新たな地盤剛性を同定する実用的な手法を開発することができた．(7)は，豪雨と地震に対するリスク評価手法の開発目指すものであるが，とくに，応答曲面法を用いた新たな簡便リスク評価手法を開発することができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
2021年度計画は以下のとおりである．
(1) CPTU模型試験装置の開発と試験の実施 (2) クロスホールミューオン試験装置の開発 (3) 模型地盤を用いたミューオン探査の基礎実験 (4) 斜面走行型スウェーデン式サンディング装置の開発 (5) スパースモデリングや新たなデータサイエンス手法を用いた地盤内同定手法の開発 (6) 堤防の越流破堤模型実験 (7) 堤体破堤リスク手法の開発
これらに対して，(1)は概ね計画通りに計画を実施することができた．(2)に関しては，予算を繰り越したが，遅れて開発を完了した．また，(6), (7)に関しては，多くの成果を残している．一方，(4)に関しては，開発が困難なことが判明し，簡略な試験法を準備するに留まった．(6)に関しても，予備実験段階である．
以上を，総合すると若干遅れが見られる項目も存在するが，大きく，進展している項目も有り，概ね計画を達成できていると判断した．
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| 今後の研究の推進方策 |
2022年度については，次の項目を実施予定である．
(1) CPTU模型試験装置の開発と試験の実施 (2) CPTUに基づいたパイピングリスク評価手法の開発 (3) クロスホールミューオン試験装置の開発 (4) 模型地盤を用いたミューオン探査の基礎実験 (5) 堤防の越流破堤模型実験 (6) スパースモデリングやベーズ機械学習を用いた地盤内同定手法の開発 (7) 物理探査結果に基づいた新たな地盤内剛性の同定手法の開発 (8) 堤体破堤リスク手法の開発
若干遅れが見られる(3)および(5)の遅延を取り戻すために，重点的に注力する．また，成果の期待できる(6), (7), (8)については更なる成果の公表を進めていく予定である．
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