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V&Vに基づくコンクリート構造物の新しい評価体系の構築とその社会実装に向けた検討

研究課題

研究課題/領域番号 20H02394
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分25020:安全工学関連
研究機関茨城大学

研究代表者

車谷 麻緒  茨城大学, 理工学研究科(工学野), 准教授 (20552392)

研究分担者 岡崎 慎一郎  香川大学, 創造工学部, 准教授 (30510507)
山本 佳士  法政大学, デザイン工学部, 教授 (70532802)
上田 尚史  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (20422785)
坂 敏秀  鹿島建設株式会社(技術研究所), 建築解析グループ, 主任研究員 (30443740)
小倉 大季  清水建設株式会社技術研究所, その他部局等, 主任研究員 (50624037)
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
17,810千円 (直接経費: 13,700千円、間接経費: 4,110千円)
2022年度: 2,600千円 (直接経費: 2,000千円、間接経費: 600千円)
2021年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
2020年度: 8,320千円 (直接経費: 6,400千円、間接経費: 1,920千円)
キーワード検証と妥当性確認(V&V) / 不確かさ / コンクリート / 数値シミュレーション / 代替モデル / 検証と妥当性確認 / V&V(検証と妥当性確認) / Validation実験 / 不確かさ定量化 / 鉄筋コンクリート / 検証実験 / 再現解析
研究開始時の研究の概要

本研究では,コンクリート構造物に対する非線形解析の予測精度を客観的に評価するための新しい評価体系の構築を試みる.具体的には,V&V(Verification & Validation;検証と妥当性確認)に基づいて,実験条件の違いに起因する実験の不確かさを定量化するための検証実験,および解析条件の違いに起因する数値解析の不確かさを定量化するための再現解析を実施し,両者の結果を統計的に比較検討することで,コンクリート構造物に対する非線形解析の予測精度を確率論的に評価する方法を提案する.

研究成果の概要

V&V(Verification and Validation;検証と妥当性確認)をコンクリート構造物の数値解析に応用するための基礎的な検討を行った.検証では,理論式に基づいて導出した参照解を用いてコード検証が行えることを示し,分散分析を応用して解析検証が行えることを示した.妥当性確認では,モンテカルロシミュレーションまたは代替モデルを用いて,不確かさを反映した数値解析を行い,妥当性確認が行えることを示した.コンクリートはり部材を対象に,ASME V&V 10の流れにしたがって検証と妥当性確認を具体的に行った一例も示した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

コンクリート構造物はそのスケールの大きさから,数値解析により構造物の性能を評価することになるが,その数値解析の妥当性を評価する方法が確立されていない.そこで本研究では,V&V(Verification and Validation;検証と妥当性確認)とよばれる数値解析の妥当性を評価する方法をコンクリート構造物の数値解析に適用するための検討を行った.他の材料よりも力学挙動が複雑なコンクリート構造物に対して,数値解析が正しく行われていること検証するための方法と.実際の物理挙動を正しく再現できていることを確認するための方法を構築した.具体的な事例まで示した研究は本研究が初めてである.

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (36件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (24件) (うち国際学会 4件) 図書 (1件)

  • [雑誌論文] Damage model for simulating cohesive fracture behavior of multi-phase composite materials2023

    • 著者名/発表者名
      Kurumatani Mao, Kato Takumi, Sasaki Hiromu
    • 雑誌名

      Advanced Modeling and Simulation in Engineering Sciences

      巻: 10 号: 1 ページ: 2-2

    • DOI

      10.1186/s40323-022-00238-4

    • 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] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対する代替モンテカルロ法2023

    • 著者名/発表者名
      羽生隼輝,芦田拓海,車谷麻緒
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 79 号: 15 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15037

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉄筋コンクリートはりのせん断破壊における挙動のばらつき要因の分析2023

    • 著者名/発表者名
      河地陽太,車谷麻緒
    • 雑誌名

      土木学会論文集

      巻: 79 号: 15 ページ: n/a

    • DOI

      10.2208/jscejj.22-15006

    • ISSN
      2436-6021
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対するコード検証および解析検証2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊英吾,車谷麻緒
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2022 号: 0 ページ: 20220011-20220011

    • DOI

      10.11421/jsces.2022.20220011

    • ISSN
      1344-9443, 1347-8826
    • 年月日
      2022-09-13
    • 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] コンクリートの非線形有限要素解析に対する検証と妥当性確認の一例2022

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,小倉大季,櫻井英行
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2022 号: 0 ページ: 20220005-20220005

    • DOI

      10.11421/jsces.2022.20220005

    • ISSN
      1344-9443, 1347-8826
    • 年月日
      2022-06-28
    • 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] 理論式に基づく鉄筋コンクリートはりの非線形計算モデルの開発とその検証および妥当性確認2021

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,坂敏秀,山本佳士,上田尚史,岡崎慎一郎,小倉大季
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2021 号: 0 ページ: 20210020-20210020

    • DOI

      10.11421/jsces.2021.20210020

    • NAID

      130008117182

    • ISSN
      1347-8826
    • 年月日
      2021-11-17
    • 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] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対する代替モデルの提案とその妥当性確認2021

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,坂敏秀,山本佳士,上田尚史,龍頭正幸,小林樹人
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_403-I_412

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_403

    • NAID

      130008150554

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] セメント系材料の圧縮破壊挙動に対する修正 von-Mises 損傷モデルの適用性2021

    • 著者名/発表者名
      升井尋斗,車谷麻緒
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_393-I_402

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_393

    • NAID

      130008150540

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 界面の脆弱性を考慮した損傷モデルによるコンクリートのメゾスケール破壊シミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      加藤匠,龍頭正幸,車谷麻緒
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 76 号: 1 ページ: 38-47

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.1_38

    • NAID

      130007906235

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] レビュー論文:シミュレーションの検証と妥当性確認(V&V)に関する研究事例2020

    • 著者名/発表者名
      上田尚史,岡崎 慎一郎,車谷麻緒
    • 雑誌名

      コンクリート工学

      巻: 58 ページ: 904-910

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 損傷モデルによるコンクリートの非均質性に関するモンテカルロシミュレーション2020

    • 著者名/発表者名
      佐々木浩武,加藤匠,車谷麻緒
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_163-I_171

    • DOI

      10.2208/jscejam.76.2_I_163

    • NAID

      130007980141

    • ISSN
      2185-4661
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Validaitonに向けた曲げ破壊型鉄筋コンクリートはりの4点曲げ試験2023

    • 著者名/発表者名
      羽生隼輝,車谷麻緒
    • 学会等名
      第50回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コード間対照による鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析のコード検証2023

    • 著者名/発表者名
      渡邊英吾,飯島昂也,山川綾之,車谷麻緒
    • 学会等名
      第50回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3D Meso-Scale Numerical Experiment of Reinforced Concrete Reflecting the Geometry of Deformed Bars and Coarse Aggregates2022

    • 著者名/発表者名
      Keisuke Nasukawa, Hiroto Masui, Mao Kurumatani
    • 学会等名
      World Congress on Computational Mechanics XV
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] An Example of the Verification and Validation for Fracture Analysis of Reinforced Concrete Using a Damage Model2022

    • 著者名/発表者名
      Eigo Watanabe, Junki Hanyu, Yota Kawachi, Takumi Ashida, Mao Kurumatani
    • 学会等名
      World Congress on Computational Mechanics XV
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A trial for validating the model of reinforced concrete beams with emphasis on uncertainty quantification2022

    • 著者名/発表者名
      Toshihide Saka, Yoshihito Yamamoto, Naoshi Ueda, Mao Kurumatani
    • 学会等名
      World Congress on Computational Mechanics XV
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対する代替モンテカルロ法2022

    • 著者名/発表者名
      羽生隼輝,芦田拓海,車谷麻緒
    • 学会等名
      第25回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対するコード検証および解検証2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊英吾,車谷麻緒
    • 学会等名
      第25回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コンクリートの非線形有限要素解析に対するV&Vの一例2022

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,小倉大季,櫻井英行
    • 学会等名
      第27回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対するコード検証および解検証2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊英吾,車谷麻緒
    • 学会等名
      第27回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] コンクリート構造の材料非線形解析に対する数値創成解による検証2022

    • 著者名/発表者名
      上田尚史,車谷麻緒,坂敏秀,山本佳士
    • 学会等名
      第27回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対する代替モンテカルロ法2022

    • 著者名/発表者名
      羽生隼輝,芦田拓海,車谷麻緒
    • 学会等名
      第27回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートの非線形有限要素解析に対する検証と妥当性確認の試行例2022

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,渡邊英吾,羽生隼輝,河地陽太
    • 学会等名
      コンクリート工学におけるシミュレーションの検証と妥当性確認および不確かさ評価に関するシンポジウム
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりのせん断破壊における挙動のばらつき要因の分析2022

    • 著者名/発表者名
      河地陽太,車谷麻緒
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対する代替モンテカルロ法2022

    • 著者名/発表者名
      羽生隼輝,芦田拓海,車谷麻緒
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートはりの非線形有限要素解析に対するコード検証および解検証2022

    • 著者名/発表者名
      渡邊英吾,車谷麻緒
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 粗骨材の形状と分布を反映した鉄筋コンクリートはりのメゾスケール数値実験2022

    • 著者名/発表者名
      那須川佳祐,升井尋斗,車谷麻緒
    • 学会等名
      第49回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートのValidationにおける非線形力学挙動のばらつきに関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      車谷麻緒,龍頭正幸,小林樹人
    • 学会等名
      第24回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 10K高解像度デジタルカメラを用いたコンクリートのひび割れ進展挙動のDIC計測2021

    • 著者名/発表者名
      松本康佑,車谷麻緒
    • 学会等名
      第26回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] RBSMを用いた鉄筋コンクリート部材の破壊シミュレーションにおける不確かさ評価と妥当性確認2021

    • 著者名/発表者名
      山本佳士,坂敏秀,車谷麻緒
    • 学会等名
      第26回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 10K高解像度デジタルカメラによるコンクリートのひび割れ進展挙動のDIC計測2021

    • 著者名/発表者名
      松本康佑,車谷麻緒
    • 学会等名
      第48回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] セメント材料の圧縮破壊挙動に対する損傷モデルと修正von-Mises基準の適用性2021

    • 著者名/発表者名
      升井尋斗,車谷麻緒
    • 学会等名
      第48回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 鉄筋コンクリートのValidationにおける非線形力学挙動のばらつきに関する基礎的検討2021

    • 著者名/発表者名
      小林樹人,龍頭正幸,車谷麻緒
    • 学会等名
      第48回土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Simulation of fracture behavior of reinforced concrete involving frictional contact on interfaces2020

    • 著者名/発表者名
      Soma, Y., Kurumatani, M.
    • 学会等名
      3rd Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フェーズフィールド法によるコンクリートモデルの作成手法とその数値実験2020

    • 著者名/発表者名
      加藤匠,車谷麻緒,村松眞由
    • 学会等名
      第25回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [図書] 例題で学ぶ有限要素解析2021

    • 著者名/発表者名
      非線形CAE協会、車谷 麻緒、寺田 賢二郎
    • 総ページ数
      248
    • 出版者
      森北出版
    • ISBN
      9784627486614
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

URL: 

公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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