津波による流体力と漂流物による衝突力を受けるコンクリートの動的破壊挙動の解明

• 研究課題/領域番号: 24760357
• 研究種目: 若手研究(B)
• 配分区分: 基金
• 研究分野: 構造工学・地震工学・維持管理工学
• 研究機関: 茨城大学
• 研究代表者: 車谷 麻緒 茨城大学, 工学部, 准教授 (20552392)
• 研究期間 (年度): 2012-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円); 2014年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円); 2013年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円); 2012年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
• キーワード: 破壊シミュレーション / 損傷モデル / 鉄筋コンクリート / 津波シミュレーション / 一般化有限要素法 / 離散体解析

研究成果の概要

津波に対するコンクリート構造物の安全性を評価するには，精度と効率性を備えた津波シミュレーションとコンクリート構造物の破壊シミュレーションを構築する必要がある．本研究では，まず破壊力学を考慮したコンクリートの損傷モデルを定式化し，これを応用した鉄筋コンクリートの破壊シミュレーション手法を開発した．実験と解析を比較し，実験結果を精度よく再現できることを確認した．津波のモデル化には，水面を効率的にモデル化できる方法を適用し，従来の方法と同程度の精度を確保しつつ，計算負荷を約半分に低減させた津波シミュレーション手法を開発した．

研究成果

• [雑誌論文] 微細ひび割れの形成と接触を考慮した準脆性材料の圧縮破壊シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 神野真弥，車谷麻緒，寺田賢二郎，京谷孝史，樫山和男
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2014 号: 0 ページ: 20140006-20140006
  • DOI: 10.11421/jsces.2014.20140006
  • NAID: 130004438107
  • ISSN: 1347-8826
  • 査読あり / オープンアクセス
• [雑誌論文] 異形鉄筋周辺のコンクリートに形成する内部ひび割れモードの再現シミュレーション (2014)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，根本優輝，岡崎慎一郎，廣瀬壮一
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2014 号: 0 ページ: 20140008-20140008
  • DOI: 10.11421/jsces.2014.20140008
  • NAID: 130004438108
  • ISSN: 1347-8826
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] コンクリートのひび割れ進展計測のための画像解析手法に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，松浦遵，根本忍，呉智深
  • 雑誌名: 土木学会論文集Ａ２（応用力学） 巻: 70 号: 2 ページ: I_135-I_144
  • DOI: 10.2208/jscejam.70.I_135
  • NAID: 130004961321
  • ISSN: 2185-4661
  • 査読あり
• [雑誌論文] フェーズフィールド法によるミクロ構造トポロジー最適化の基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 加藤準治，加茂純宜，高瀬慎介，森口周二，車谷麻緒，寺田賢二郎，京谷孝史
  • 雑誌名: 土木学会論文集Ａ２（応用力学） 巻: 70 号: 2 ページ: I_173-I_183
  • DOI: 10.2208/jscejam.70.I_173
  • NAID: 130004961317
  • ISSN: 2185-4661
  • 査読あり
• [雑誌論文] 三次元非構造メッシュ修正システムへの要素細分化手法の導入とシステム適用性の向上研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 田中智，樫山和男，今西準紀，車谷麻緒
  • 雑誌名: 土木学会論文集Ａ２（応用力学） 巻: 70 号: 2 ページ: I_339-I_348
  • DOI: 10.2208/jscejam.70.I_339
  • NAID: 130004961332
  • ISSN: 2185-4661
  • 査読あり
• [雑誌論文] コンクリートの破壊力学に基づく等方性損傷モデルの定式化とその性能評価 (2013)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，寺田 賢二郎，加藤準治，京谷孝史，樫山和男
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2013 号: 0 ページ: 20130015-20130015
  • DOI: 10.11421/jsces.2013.20130015
  • NAID: 130004851522
  • ISSN: 1347-8826
  • 査読あり
• [雑誌論文] 粗骨材の幾何学的非均質性に着目したコンクリートの圧縮破壊シミュレーション (2013)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，神野真弥，寺田 賢二郎
  • 雑誌名: 土木学会論文集A2（応用力学） 巻: 69
  • NAID: 130004557338
  • 査読あり
• [雑誌論文] 破壊シミュレーションのための構造要素を用いた離散体解析法 (2013)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，寺田賢二郎，京谷孝史，加藤準治，樫山和男
  • 雑誌名: 日本計算工学会論文集 巻: 2013 号: 0 ページ: 20130010-20130010
  • DOI: 10.11421/jsces.2013.20130010
  • NAID: 130004851520
  • ISSN: 1347-8826
  • 査読あり
• [雑誌論文] 一般化有限要素法による不連続性の近似に関する比較考察 (2012)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，寺田賢二郎
  • 雑誌名: 土木学会論文集A2（応用力学） 巻: Vol.68
  • NAID: 130004557251
  • 査読あり
• [学会発表] 損傷モデルを用いた損傷後の鉄筋コンクリート中の物質移動解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 小林賢司，車谷麻緒，岡崎慎一郎
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-09
• [学会発表] 損傷モデルと弾塑性モデルを用いた鉄筋コンクリートの破壊シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 相馬悠人，根本優輝，車谷麻緒
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-09
• [学会発表] 非均質構造解析のための拡張ボクセル有限要素法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，川瀬晴香
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] 画像解析を用いたコンクリートの破壊シミュレーションのV&V (2015)
  • 著者名/発表者名: 邊見哲一，根本忍，車谷麻緒
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] 幾何学的非線形性を考慮した準脆性材料の損傷解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 阿部俊逸，車谷麻緒，寺田賢二郎
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] 鉄筋コンクリートの非線形有限要素解析とそのV&V (2015)
  • 著者名/発表者名: 根本優輝，相馬悠人，車谷麻緒
  • 学会等名: 第20回計算工学講演会
  • 発表場所: つくば国際会議場
  • 年月日: 2015-06-08
• [学会発表] 拡張ボクセル有限要素法を用いたコンクリートの微細構造解析に関する研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 川瀬晴香，車谷麻緒
  • 学会等名: 第42回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] コンクリートの損傷と鉄筋の塑性を考慮したRCはりの破壊シミュレーション (2015)
  • 著者名/発表者名: 相馬悠人，根本優輝，車谷麻緒
  • 学会等名: 第42回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] 画像解析と数値解析によるRCはりのひび割れ進展挙動の比較・考察 (2015)
  • 著者名/発表者名: 邊見哲一，根本忍，車谷麻緒
  • 学会等名: 第42回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] コンクリートの微視的な破壊進展挙動の再現に関する基礎的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 増田開，車谷麻緒
  • 学会等名: 第42回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-06
• [学会発表] 安定化有限要素法による3次元津波シミュレーションの効率化と構造物の動的応答に関する基礎的研究 (2015)
  • 著者名/発表者名: 遠藤重紀，車谷麻緒
  • 学会等名: 第42回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 東海大学湘南キャンパス
  • 年月日: 2015-03-05
• [学会発表] コンクリートの破壊力学を考慮した損傷モデルの提案とひび割れ進展解析への応用 (2014)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第4回計算力学シンポジウム
  • 発表場所: 日本学術会議
  • 年月日: 2014-12-01
  • 招待講演
• [学会発表] 画像解析によるコンクリートのひび割れ進展計測に関する基礎的研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒，松浦遵，根本忍，呉智深
  • 学会等名: 第69回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-11
• [学会発表] 一般化有限要素法による自由表面流れ解析に関する研究／ (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部俊逸，車谷麻緒，渡邉義仁
  • 学会等名: 第69回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] 損傷モデルによる異形鉄筋周辺の3次元内部ひび割れの再現解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本優輝，車谷麻緒，岡崎慎一郎
  • 学会等名: 第69回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 大阪大学
  • 年月日: 2014-09-10
• [学会発表] Simulation of 3D internal cracks formed in concrete around deformed tension bars using isotropic damage model (2014)
  • 著者名/発表者名: M. Kurumatani, Y. Nemoto, S. Okazaki
  • 学会等名: 11th World Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Barcelona
  • 年月日: 2014-07-23
• [学会発表] 一般化有限要素法による自由表面流れ解析に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 渡邉義仁，遠藤重紀，阿部俊逸，車谷麻緒
  • 学会等名: 第19回計算工学講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2014-06-13
• [学会発表] 損傷モデルによる異形鉄筋まわりの3次元内部ひび割れ進展解析 (2014)
  • 著者名/発表者名: 根本優輝，車谷麻緒，岡崎慎一郎
  • 学会等名: 第19回計算工学講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2014-06-12
• [学会発表] コンクリートのひび割れ進展計測のための画像解析手法に関する研究 (2014)
  • 著者名/発表者名: 松浦遵，根本忍，車谷麻緒
  • 学会等名: 第19回計算工学講演会
  • 発表場所: 広島国際会議場
  • 年月日: 2014-06-12
• [学会発表] Numerical evaluation of impact tsunami force acted on bridge girders by using a particle method (2014)
  • 著者名/発表者名: Tanabe, S., Asai, M., Terada, K., Kashiyama, K., Moriguchi, S., Kurumatani, M.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-16
• [学会発表] A study on impact force of rockfalls against shock-absorbers for retaining walls (2014)
  • 著者名/発表者名: Sato, Y., Takase, S., Moriguchi, S., Terada, K., Kato, J., Kyoya, T., Kurumatani, M.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-16
• [学会発表] Simulation of 3D internal cracks formed in concrete around deformed bar using isotropic damage model (2014)
  • 著者名/発表者名: Nemoto, Y., Kurumatani, M., Okazaki, S.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-15
• [学会発表] Fundamental study of free surface flow analysis using PU-based finite element method (2014)
  • 著者名/発表者名: Endo, S., Watanabe, Y., Abe, S., Kurumatani, M., Takase, S., Moriguchi, S., Asai, M., Terada, K., Kashiyama, K.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-15
• [学会発表] 2D-3D hybrid method for tsunami simulation based on stabilized finite element method (2014)
  • 著者名/発表者名: Takase, S., Kato, J., Moriguchi, S., Terada, K., Kyoya, T., Kurumatani, M., Asai, M., Kashiyama, K., Sakuraba, M., Nojima, K.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-15
• [学会発表] A method for compressive failure simulation in concrete using elasticity-spring network (2014)
  • 著者名/発表者名: Kurumatani, M., Kamino, S., Terada, K.
  • 学会等名: Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems 2014
  • 発表場所: Sendai
  • 年月日: 2014-04-14
• [学会発表] Simulation of compressive failure in concrete involving contact on cracked interfaces
  • 著者名/発表者名: Kurumatani, M
  • 学会等名: 12th US National Congress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Raleigh, USA
• [学会発表] Compressive failure simulation in concrete involving contact on crack interface
  • 著者名/発表者名: Kurumatani, M
  • 学会等名: 5th Asia Pacific Concgress on Computational Mechanics
  • 発表場所: Singapore
• [学会発表] 微細ひび割れの形成と接触を考慮した準脆性材料の圧縮破壊シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第18回計算工学講演会
  • 発表場所: 東京
• [学会発表] ラチスモデルと損傷モデルによる異形鉄筋周辺の内部ひび割れの再現に関する研究
  • 著者名/発表者名: 田久智行
  • 学会等名: 第68回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 津田沼
• [学会発表] 損傷モデルによる異形鉄筋周辺の3次元内部ひび割れの再現解析
  • 著者名/発表者名: 根本優輝
  • 学会等名: 第41回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 長岡
• [学会発表] 安定化有限要素法による流体力の評価と流体解析の効率化に関する基礎的研究
  • 著者名/発表者名: 阿部俊逸
  • 学会等名: 第41回土木学会関東支部技術研究発表会
  • 発表場所: 長岡
• [学会発表] 一般化有限要素法による不連続性の近似特性に関する基礎的検討
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] 微視的な引張破壊とせん断破壊を考慮した圧縮破壊シミュレーションに関する基礎的研究
  • 著者名/発表者名: 神野真弥
  • 学会等名: 第17回計算工学講演会
  • 発表場所: 京都
• [学会発表] X-FEMとFCMによる不連続性の近似に関する比較考察
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第67回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] 微視的破壊挙動に着目したコンクリートの圧縮破壊シミュレーションに関する基礎的研究
  • 著者名/発表者名: 神野真弥
  • 学会等名: 第67回土木学会年次学術講演会
  • 発表場所: 名古屋
• [学会発表] Simulation of compressive failure in concrete using elasticity-spring network
  • 著者名/発表者名: Shinya Kamino
  • 学会等名: International Computational Mechanics Symposium 2012 in Kobe
  • 発表場所: 神戸
• [学会発表] Simulation of dynamic tensile fracture in concrete using elasticity-spring network
  • 著者名/発表者名: Mao Kurumatani
  • 学会等名: Computational Design in Engineering 2012
  • 発表場所: Jeju, Korea
• [学会発表] 不連続体解析のための構造要素を用いた離散体解析法
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第62回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 大岡山
• [学会発表] 流体力を受けるコンクリート構造物の動的破壊シミュレーション
  • 著者名/発表者名: 佐藤義浩
  • 学会等名: 第62回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 大岡山
• [学会発表] 破壊力学を考慮した損傷モデルによるコンクリートのひび割れ進展解析
  • 著者名/発表者名: 車谷麻緒
  • 学会等名: 第62回理論応用力学講演会
  • 発表場所: 大岡山
• [備考] 車谷麻緒ホームページ
  • URL: http://www.civil.ibaraki.ac.jp/strc/maok/profile.html