| 研究課題/領域番号 |
20K06297
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| 研究種目 |
基盤研究(C)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 審査区分 |
小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
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| 研究機関 | 岡山大学 |
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研究代表者 |
柴田 俊文 岡山大学, 環境生命自然科学学域, 准教授 (30342546)
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| 研究分担者 |
西村 伸一 岡山大学, 環境生命科学研究科, 教授 (30198501)
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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 |
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 2,080千円 (直接経費: 1,600千円、間接経費: 480千円)
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| キーワード | 農業用水路トンネル / 宇宙線ミュー粒子 / 多方向載荷試験 / ミュオグラフィ |
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| 研究開始時の研究の概要 |
大規模地震が高い確率で発生する我が国では，農業用水路トンネルの耐震化が課題となっている．大規模地震による損傷は地質不良区間で発生することが多いため，この区間の地圧分布等のデータを得ることが重要となる．本申請課題では，「宇宙線ミュー粒子探査」を実施し，地質不良区間の地盤の密度を求め，地圧測定，地中レーダー，弾性波探査，レーザースキャンの結果と融合させて地質不良区間のトンネル覆工に作用する地圧分布を推定する．これらの情報を基に数値解析と模型実験によりトンネルの耐震補強を評価する．
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| 研究成果の概要 |
本申請課題では，地盤や構造物を透過した宇宙線ミュー粒子を測定して密度を推定する．そして，数値解析と模型実験を併用してトンネル覆工と地山の相互挙動を明らかにし，耐震補強工法を考慮するため，この相互作用を数値解析で再現する．宇宙線ミュー粒子による密度推定では，実験室内とロックフィルダムで実験を行い，ミューオン検出によって換算した密度の精度を確認した．地山とトンネル覆工をモデルとした載荷実験に対する数値解析では，剛体ばねモデル（RBSM）を用い，載荷板変位，内空変位量，載荷荷重，モデル全体の変形状況，ひび割れ発生状況などについて数値妥当性を確認した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
実験室といったコンクリート構造物やロックフィルダムといった土構造物を対象に透過した宇宙線ミュー粒子を測定して密度を推定した．事前に測定していた値（理論値）と比較することで，その適用性と問題点について整理を行った．また，耐震補強工法を考慮するためトンネル覆工と地山の相互挙動の把握を行った．その際，数値解析にRBSMを用い，模型実験の結果と比較し，載荷板変位，内空変位量，載荷荷重，モデル全体の変形状況，ひび割れ発生状況などについて数値妥当性を確認した．これらの結果により，土木構造物の維持管理に対するミューオン調査の適用性と，RBSMによるトンネル覆工と地山の挙動評価の適用性を示すことができた．
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