| 研究課題/領域番号 |
21K04263
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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22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 徳山工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
荒木 功平 徳山工業高等専門学校, 土木建築工学科, 准教授 (00600339)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 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 |
4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021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 | パイピング / 土砂災害 / 斜面崩壊 / 不飽和土 / 粘着力 / 間隙比 / 飽和度 / 崩壊確率 / 粒径加積曲線 / 斜面安定 / 降水 / 現地実験 / 安定解析 / 地球温暖化 / 気候変動 / 安全率 / 現地観測 / IoT / リスク / 斜面 / 崩壊 / GIS |
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| 研究開始時の研究の概要 |
地球温暖化等の気候変動に伴う大雨の頻度増加が指摘されている。特に近年、九州・中国・四国地方で斜面災害が多発している。これまで複数の災害調査を行って、滑落崖でパイピングの痕跡を観察してきた。また、土質数値力学モデルの開発、斜面安定度評価の手法提案、それに基づく危険斜面の抽出、抽出斜面での現地観測を行い、降水（降雨・降雪）による斜面崩壊の撮影に成功してきた。本研究では、パイピング現象に焦点を当てた上で、力学的アプローチと確率的手法に基づく表層すべり型斜面崩壊の予知システムを研究する。
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| 研究成果の概要 |
地域発信型土砂災害予知システムの開発に向け，パイピング現象に焦点を当て，力学的アプローチと確率的手法に基づく解析手法の構築を試みた．前提として、間隙比が小さい密な砂の方が土塊自重が増加するため斜面安全率は小さくなる．しかし，模型実験では，すべり面上部が緩詰め土の方が滑り崩壊を起こしやすい．これを評価するため、パイピングに伴う間隙比変化を評価するために、不飽和土の粘着力と関連付けた。その結果、間隙比・飽和度が大きくなると，斜面崩壊確率が増加することを示した．降水に伴い地下浸透流が増加することで，細粒分の流出，平均間隙径の増大，浸透流量の増加というサイクル的発展でパイピングすることを明らかにした．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究では，経験的な方式を用いて，パイピング現象を考慮した斜面崩壊予知手法を検討しているが，間隙比や土中水分だけでなく，均等係数や平均粒径といった土質パラメータを関連付け，種々の現象を説明・解析するための新たな土の力学モデルを作成し，経験則に頼らない手法を開発していく必要がある．これによりはじめて，経験したことのない災害等を予知できるようになり，気候変動等への対応を可能にしていくことができる．並行して，地理情報システムを用いた地理的評価を行い，経時的な斜面崩壊危険度の把握を行っていくことで有用性が示されていくと期待できる．
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