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単一斜面と広域の異なる空間スケールを直接表現する豪雨時斜面安定性評価

研究課題

研究課題/領域番号 21H01583
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25030:防災工学関連
研究機関東北大学

研究代表者

森口 周二  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (20447527)

研究分担者 京谷 孝史  東北大学, 工学研究科, 教授 (00186347)
寺田 賢二郎  東北大学, 災害科学国際研究所, 教授 (40282678)
柴山 明寛  東北大学, 災害科学国際研究所, 准教授 (80455451)
橋本 雅和  関西大学, 環境都市工学部, 准教授 (80814649)
外里 健太  八戸工業大学, 工学部, 助教 (80982959)
研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2023年度: 3,120千円 (直接経費: 2,400千円、間接経費: 720千円)
2022年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2021年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
キーワード豪雨 / 斜面 / 数値解析 / 広域 / 土砂災害 / 河川氾濫 / 斜面災害 / 空間スケール / 斜面安定解析
研究開始時の研究の概要

単一斜面と市町村レベルの広域の斜面安定性解析を同時に実現するために,雨水の浸透・流出解析と極限平衡法による斜面安定解析を連動した評価手法を開発する.開発する手法は,令和元年東日本台風による宮城県丸森町の斜面崩壊を検証材料として精度を確認する.また,それを用いて,豪雨時を想定した斜面安定解析の中で結果に影響を与える各因子の影響度を定量化する.

研究成果の概要

豪雨による斜面崩壊を対象として,極限平衡理論に基づく安定解析手法を用いた広域の斜面安定性評価の枠組みを構築した.これにより,力学に基づく数値解析の広域を対象とした豪雨時の斜面崩壊のリスク評価や予測に対する有用性を示した.また,構築した枠組みを用いて,入力データや計算条件の精度が予測結果に与える影響を定量化した.その結果,解析手法の違いよりも,土質パラメータの精度が結果に与える影響が大きいこと,および解析手法の違いは安全率の閾値を変化させることで同等の効果が得られることなどが知見として得られた.

研究成果の学術的意義や社会的意義

豪雨に伴って発生する斜面崩壊については,市町村レベルの広域をカバーしながら単一斜面のリスクを解像できるリスク評価の枠組みは十分に議論が進んでいない.一方で,昨今の観測技術,データベース,計算環境の発展は著しく,高度な力学モデルを用いて広域を対象として斜面安定性を評価する基盤が少しずつ整ってきている.このような状況の中で,本研究の成果は斜面防災分野における現代の力学に基づく数値解析のポテンシャルを明確に示すものであると同時に,今後に必要となる研究や求められる入力データの高精度化の方向性を示すものであり,学術と実務の両面から見て重要な成果と考えられる.

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 研究成果

    (37件)

すべて 2023 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (8件) (うち査読あり 8件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (28件) (うち国際学会 9件)

  • [国際共同研究] Padjajaran University(インドネシア)

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [雑誌論文] Hydrologic-geotechnical modelling of shallow landslide and flood hazards caused by heavy rainfall2023

    • 著者名/発表者名
      Dolojan Nilo Lemuel J.、Moriguchi Shuji、Hashimoto Masakazu、Tinh Nguyen Xuan、Tanaka Hitoshi、Terada Kenjiro
    • 雑誌名

      Engineering Geology

      巻: 323 ページ: 107184-107184

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2023.107184

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Quantification of the contribution ratio of relevant input parameters on DEM-based granular flow simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Junsen Xiao, Shuji Moriguchi, Yu Otake, Kenjiro Terada
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 63 号: 6 ページ: 101378-101378

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2023.101378

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 三次元解析の現状と課題2023

    • 著者名/発表者名
      森口周二
    • 雑誌名

      地盤工学会誌

      巻: 71 ページ: 1-3

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 降雨の空間的不確実性を考慮した斜面安定解析による斜面崩壊ハザードマップの構築2022

    • 著者名/発表者名
      外里健太, 佐々木駿, Nilo Lemuel J. Dolojan, 森口周二, 寺田賢二郎
    • 雑誌名

      日本計算工学会論文集

      巻: 2022 号: 0 ページ: 20220018-20220018

    • DOI

      10.11421/jsces.2022.20220018

    • ISSN
      1344-9443, 1347-8826
    • 年月日
      2022-12-13
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 地震と豪雨による実際の斜面崩壊に対する極限平衡法に基づく三次元斜面安定解析2022

    • 著者名/発表者名
      藤田真粹,ドロハンニロレムエル,森口周二,寺田賢二郎,京谷孝史
    • 雑誌名

      地盤工学ジャーナル

      巻: 17 号: 2 ページ: 159-169

    • DOI

      10.3208/jgs.17.159

    • ISSN
      1880-6341
    • 年月日
      2022-06-01
    • 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] Limit equilibrium method-based 3D slope stability analysis for wide area considering influence of rainfall2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Tozato, Nilo Lemuel J. Dolojan, Yoshiya Touge, Shuichi Kure, Shuji Moriguchi, Seiki Kawagoe, So Kazama, Kenjiro Terada
    • 雑誌名

      Engineering Geology

      巻: 22 ページ: 1267-1285

    • DOI

      10.1016/j.enggeo.2022.106808

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Mapping method of rainfall-induced landslide hazards by infiltration and slope stability analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Kenjiro Terada
    • 雑誌名

      Landslides

      巻: 18(6) 号: 6 ページ: 2039-2057

    • DOI

      10.1007/s10346-020-01617-x

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Survey report on damage caused by 2019 Typhoon Hagibis in Marumori Town, Miyagi Prefecture, Japan2021

    • 著者名/発表者名
      S. Moriguchi, H. Matsugi, T. Ochiai, S. Yoshikawa, H. Inagaki, S. Ueno, M. Suzuki, Y. Tobita, T. Chida, K. Takahashi, A. Shibayama, M. Hashimoto, T. Kyoya, N. L. J. Dolojan
    • 雑誌名

      Soils and Fundations

      巻: 61 号: 2 ページ: 586-599

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2021.01.009

    • 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
  • [学会発表] Hybrid Approach in Surface Flow Modelling for Regional-Scale Flood Inundation Mapping2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Nguyen Xuan Tinh, Hitoshi Tanaka, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      22nd IACM Computational Fluids Conference
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Lagrangian-type debris flow modelling using shallow water equations2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 個別要素法による粒状体の流動解析における入力パラメータの寄与度の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      ショウ クンシン、外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 三次元極限平衡理論に基づく広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      須郷 大地,藤田 真粹,外里 健太,野村 怜佳,森口 周二,寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 斜面安定解析結果を用いた豪雨による広域斜面崩壊の即時予測2023

    • 著者名/発表者名
      外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 実地形を対象とした極限平衡理論に基づく広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村優見、須郷大地、外里健太、野村怜佳、森口周二、寺田賢二郎
    • 学会等名
      第26回応用力学シンポジウム
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Implementing 2D shallow water equations to simulate debris flows using SPH2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Quantification of the Contribution Ratio of DEM Input Parameters on Granular Flow Simulations2023

    • 著者名/発表者名
      ショウ クンシン、外里 健太、野村 怜佳、森口 周二、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第28回計算工学講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DEMを用いた粒状体シミュレーションにおける入力パラメータの寄与率の定量化2023

    • 著者名/発表者名
      森口 周二、ショウ クンシン、外里 健太、大竹 雄、寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第58回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 広域を対象とした三次元極限平衡法による豪雨時斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      須郷 大地,藤田 真粹,外里 健太,野村 怜佳,森口 周二,寺田 賢二郎
    • 学会等名
      第58回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 実地形を対象としたHovland法と三次元簡易Bishop法による広域斜面安定解析2023

    • 著者名/発表者名
      中村優見、須郷大地、外里健太、野村怜佳、森口周二、寺田賢二郎
    • 学会等名
      土木学会全国大会第78回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Application of two-dimensional shallow water equations in debris flow modelling: A case study in Marumori, Miyagi, Japan2023

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      6th World Landslide Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Three-dimensional slope stability analysis based on limit equilibrium theory for a large area2023

    • 著者名/発表者名
      Daichi Sugo, Saneiki Fujita, Kenta Tozato, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      6th World Landslide Forum
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A Study on Disaster Response Using a Digital Twin of the Actual Heavy Rain Disaster2023

    • 著者名/発表者名
      Shuji MORIGUCHI, Erick MAS, Kenjiro TERADA, Makoto OKUMURA, Naoko KOSAKA, Naoko SHIGEMATSU, Hotoshi SHIMIZU, Akinori FUJINO, Tsuneko KURA, Hiroshi MATSUBARA, Masaki HISADA
    • 学会等名
      AOGS2023 20th Annual Meeting
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Quantification of the Contribution of Input Parameters on DEM-based Granular Flow Simulations2023

    • 著者名/発表者名
      Junsen Xiao, Kenta Tozato, Reika Nomura, Shuji Moriguchi, Yu Otake, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      2nd IACM Mechanistic Machine Learning and Digital Engineering for Computational Science Engineering and Technology
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 豪雨による広域土砂災害即時予測のための代理モデルの構築2022

    • 著者名/発表者名
      外里健太, 森口周二, 寺田賢二郎
    • 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] 降雨の不確実性を考慮した斜面安定解析による土砂災害ハザードマップの構築2022

    • 著者名/発表者名
      外里健太, 佐々木駿, 森口周二, 寺田賢二郎
    • 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] 斜面安定解析の代理モデルを用いた豪雨による土砂災害の広域即時予測2022

    • 著者名/発表者名
      外里健太, 森口周二, 寺田賢二郎
    • 学会等名
      第66回理論応用力学講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 3D Slope Stability Analysis Considering Influence of Infiltration and Surface Flow2022

    • 著者名/発表者名
      Kenta Tozato, Nilo Lemuel J. Dolojan, Yoshiya Touge, Shuichi Kure, Shuji Moriguchi, Seiki Kawagoe, So Kazama, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Nilo Lemuel J. Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Nguyen Xuan Tinh, Hitoshi Tanaka, Kenjiro Terada2022

    • 著者名/発表者名
      Multihazard Analysis of Landslide and Flood during Heavy Rainfall
    • 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] Hydrologic-geotechnical Modelling for Multihazard Analysis of Landslide and Flood caused by Heavy Rainfall2022

    • 著者名/発表者名
      Nilo Lemuel J. Dolojan, Shuji Moriguchi, Masakazu Hashimoto, Nguyen Xuan Tinh, Hitoshi Tanaka, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 異なる解析手法を用いた広域の豪雨時斜面安定性評価2022

    • 著者名/発表者名
      須郷大地,藤田真粹,外里健太,森口周二,寺田賢二郎
    • 学会等名
      第57回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Slope stability analysis over a large area using Hovland's method and three-dimensional simplified Bishop's method2022

    • 著者名/発表者名
      Daichi Sugo, Saneiki Fujita, Kenta Tozato, Shuji Moriguchi, Kenjiro Terada
    • 学会等名
      15th World Congress on Computational Mechanics & 8th Asian Pacific Congress on Computational Mechanics
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 降雨の影響を考慮した三次元Bishop法による広域の斜面安定解析2022

    • 著者名/発表者名
      中村優見, 須郷大地, 外里健太, 野村怜佳, 森口周二, 寺田賢二郎
    • 学会等名
      令和4年度土木学会東北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] Hydrologic-geotechnical Modelling for Multihazard Analysis of Landslide and Flood caused by Heavy Rainfall2022

    • 著者名/発表者名
      Nilo Dolojan
    • 学会等名
      3rd International Symposium on Risk Assessment and Sustainable Stability Design of Slopes
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mapping Method of Rainfall-induced Landslides by Infiltration and Slope Stability Analysis2021

    • 著者名/発表者名
      Nilo Dolojan
    • 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] Hovland法と三次元簡易Bishop法を用いた広域の斜面安定解析2021

    • 著者名/発表者名
      須郷大地
    • 学会等名
      第56回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 令和元年東日本台風(台風19号)および10月末豪雨災害に関する調査報告2021

    • 著者名/発表者名
      森口周二
    • 学会等名
      第56回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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