| 研究課題/領域番号 |
21K14239
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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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 | 豊橋技術科学大学 |
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研究代表者 |
内藤 直人 豊橋技術科学大学, 工学(系)研究科(研究院), 助教 (10816200)
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| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2022年度: 1,950千円 (直接経費: 1,500千円、間接経費: 450千円)
2021年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
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| キーワード | 急傾斜地 / 斜面崩壊 / 崩壊土砂 / 到達距離 / 衝撃力 / 応力伝播 / 粒状体 / 個別要素法 / 応力波 / エネルギー減衰 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
本研究の目的は，斜面崩壊土砂の斜面流下～衝撃～停止という一連の堆積ダイナミクスをエネルギー減衰と密接に関係する衝撃力伝達の視点から解明し，斜面防災工の新技術開発や既存ストックの戦略的維持管理に貢献することである．まず，斜面・土砂条件を網羅的に変化させた土砂流下模型実験と実規模土砂流下実験により堆積ダイナミクスの基本的な傾向を明らかにする．続いて，それら流動現象を表現する効率的なDEMモデリング手法を構築し，複雑な流動現象を単純化した思考実験的検討や実験では観測が困難な土砂内部の挙動分析により堆積ダイナミクスを解明する．上記知見を基に，崩壊土砂の到達範囲・衝撃力の新しい評価手法を検討・提案する．
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| 研究成果の概要 |
地盤の粘着力を簡易的に導入した不飽和DEMモデルを開発し，実規模土砂流下実験で得られた最終堆積形状，土砂表面流速，壁面衝撃圧力分布と比較することで解析モデルの妥当性を確認した．また，斜面勾配，流下長さ，崩落量，土砂粒径，先着堆積土量等をパラメータとした系統的な模型実験とDEMを用いた数値実験により，各種パラメータが崩壊土砂の到達距離に及ぼす影響を明らかにした．その際，流動土砂の内部挙動や流れの安定性について分析し，斜面崩壊土砂の斜面流下～衝撃～停止という一連の堆積ダイナミクスをエネルギー減衰と密接に関係する衝撃力伝達の視点から解明し，崩土の到達距離と衝撃力の新しい評価手法について検討した．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本成果は，斜面防災工の新技術開発や既存ストックの戦略的維持管理に貢献するだけでなく，連続体解析に用いられる土の挙動を記述する構成則の低拘束圧環境下の衝撃挙動への拡張，地盤工学分野における様々な衝撃現象の理解に貢献する．今後は，土－構造物の衝撃相互作用を考慮した地盤・構造・衝撃分野を横断する学際的研究課題への発展が期待されることなどから学術的創造性も高い．地盤工学と構造工学が分野超えて連携することで種々の衝撃制御への土や地盤力学の利用を拡大し，新たな地盤工学のパラダイムに繋がることが期待される．さらに，地盤工学の知見を発展させることで，他の工学への貢献も十分期待できる．
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