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二重性とマルチスケール相互作用に着目した粒状体の流れのメカニズム解明

研究課題

研究課題/領域番号 25630201
研究種目

挑戦的萌芽研究

配分区分基金
研究分野 地盤工学
研究機関名古屋工業大学

研究代表者

前田 健一  名古屋工業大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (50271648)

研究期間 (年度) 2013-04-01 – 2015-03-31
研究課題ステータス 完了 (2014年度)
配分額 *注記
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2014年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2013年度: 2,730千円 (直接経費: 2,100千円、間接経費: 630千円)
キーワード個別要素法 / 限界状態 / 応力鎖 / 粒子骨格構造 / 粒度変化 / 分級 / 逆グレーディング / 土石流 / 地盤防災 / 土砂災害 / 粒状体 / 応力波 / 安息角 / 密度 / 平均配位数 / 河床粗度 / 可視化
研究成果の概要

石礫型土石流の挙動把握は、減災の観点だけでなく、環境・生態系保全の観点からも重要な研究課題である。本研究では、粒子間の滑り・回転といったミクロな現象と流れ速度、応力、間隙比といったマクロ挙動とのマルチスケールの相互作用を解明するために、粒子が鎖状に連なり力を伝える応力鎖に着目する。流れ構造を可視化するために、数値解析手法や画像解析を用いた模型実験手法を開発した。また、応力鎖の発生・消滅といった粒子群のダイナミクスと流れの中に発生する波動との二重性を考慮して粒状体流れのメカニズムの解明にチャレンジする。さらに、未解明とされる、流れ中の大きな粒子の浮き上がり現象に新たな統一的説明の成功に挑戦する。

報告書

(3件)
  • 2014 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2013 実施状況報告書
  • 研究成果

    (26件)

すべて 2015 2014 2013 その他

すべて 雑誌論文 (11件) (うち査読あり 11件、 謝辞記載あり 7件) 学会発表 (13件) (うち招待講演 2件) 備考 (2件)

  • [雑誌論文] DEM の基礎・特徴および斜面災害解析への応用例2015

    • 著者名/発表者名
      前田健一
    • 雑誌名

      砂防学会誌

      巻: 67 ページ: 64-70

    • NAID

      130005172415

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] SPH法による連成解析の試み2015

    • 著者名/発表者名
      前田健一
    • 雑誌名

      砂防学会誌

      巻: 69 ページ: 1-7

    • NAID

      130005464835

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 粒子を要素とする数値解析手法への期待と課題2014

    • 著者名/発表者名
      前田健一
    • 雑誌名

      地盤工学会誌

      巻: 62 ページ: 6-9

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Weijie ZHANG and Kenichi MAEDA. The model test and SPH simulations for slope and levee failure under heavy rainfall considering the coupling of soil, water and air2014

    • 著者名/発表者名
      Weijie ZHANG and Kenichi MAEDA
    • 雑誌名

      Soil behavior and geomechanics, ASCE, GSP No. 236

      巻: 236 ページ: 538-547

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Numerical simulations of slope and levee failure under heavy rainfall using the three-phase SPH model2014

    • 著者名/発表者名
      Weijie ZHANG and Kenichi MAEDA
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2

      巻: 70 ページ: 483-494

    • NAID

      130004961404

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 敷砂緩衝材の応力・ひずみに着目した衝撃力伝達挙動に関するDEM解析2014

    • 著者名/発表者名
      内藤直人, 前田健一, 山口悟, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 70 ページ: 495-506

    • NAID

      130004961403

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 粒度分布形状に起因する内部浸食メカニズム2014

    • 著者名/発表者名
      前田健一, 近藤明彦
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 70 ページ: 507-517

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] Micro and macro modeling of ground depression due to internal erosion2014

    • 著者名/発表者名
      K.Maeda and A. Kondo
    • 雑誌名

      ASCE,Soil Behavior and Geomechanics, GSP236

      巻: 236 ページ: 445-455

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [雑誌論文] 落体質量と衝突速度の異なる外力条件を受ける敷砂緩衝材の衝撃力伝達挙動に関する数値解析的検討2013

    • 著者名/発表者名
      内藤直人,前田健一,山口悟,牛渡裕二,鈴木健太郎
    • 雑誌名

      土木学会構造工学論文集

      巻: 60A ページ: 1019-1031

    • NAID

      130005438902

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] ソイルセメントの衝撃力伝達挙動に関する二次元個別要素法解析2013

    • 著者名/発表者名
      内藤直人,前田健一,牛渡裕二,山口悟
    • 雑誌名

      コンクリート工学年次論文集

      巻: 35 ページ: 733-738

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 落体の衝撃力と貫入挙動に着目した敷砂の衝撃緩衝メカニズム2013

    • 著者名/発表者名
      内藤直人,前田健一,山口悟,牛渡裕二,鈴木健太郎,川瀬良司
    • 雑誌名

      土木学会論文集A2(応用力学)

      巻: 69 ページ: 361-370

    • NAID

      130004557365

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 崩壊・堆積後の土砂の流動挙動解析2015

    • 著者名/発表者名
      奥村勇太、前田健一、内藤直人、齊藤啓、Zhang Weijie
    • 学会等名
      平成27年度(公社)砂防学会定時総会並びに研究発表会
    • 発表場所
      栃木
    • 年月日
      2015-05-20 – 2015-05-21
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 地盤工学、水工学、農学の狭間にある豪雨浸透とパイピング破壊の謎解きに向けて2014

    • 著者名/発表者名
      前田健一
    • 学会等名
      土木学会応用力学講演会2014「激甚化する豪雨災害 ~求められる分野横断・学際的な研究~」
    • 発表場所
      東京
    • 年月日
      2014-12-02
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Micro and macro modeling of internal erosion2014

    • 著者名/発表者名
      K. Maeda, A. Kondo and D. Muir Wood
    • 学会等名
      International Symposium on Geomechanics from Micro to Macro, IS-Cambridge
    • 発表場所
      ケンブリッジ、英国
    • 年月日
      2014-09-01 – 2014-09-04
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 高水位の継続作用が河川堤防の安定性に及ぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      齊藤啓, 前田健一, 松田達也, 伊藤嘉, 若狭愛
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 動水勾配の履歴に起因する粒度形状を考慮した粒状体の内部浸食と目詰り挙動の検討2014

    • 著者名/発表者名
      近藤明彦, 前田健一, 山田高弘
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      北九州
    • 年月日
      2014-07-15 – 2014-07-17
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 集中豪雨時の間隙空気と内部侵食が天然ダムの安定性におよぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      前田健一, 齊藤啓, 奥村勇太
    • 学会等名
      平成26年度(公社)砂防学会定時総会並びに研究発表会
    • 発表場所
      新潟
    • 年月日
      2014-05-28 – 2014-05-29
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] umerical simulations of slope and levee failure under heavy rainfall using the three-phase SPH model2014

    • 著者名/発表者名
      Weijie ZHANG and Kenichi MAEDA
    • 学会等名
      土木学会応用力学シンポジウム
    • 発表場所
      那覇
    • 年月日
      2014-05-11 – 2014-05-12
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] Geoengineering Computing for Ductility against Multiple-Consecutive External Actions2014

    • 著者名/発表者名
      Maeda, K. and Matsuda, T
    • 学会等名
      Computational Engineering and Science for Safety and Environmental Problems
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2014-04-13 – 2014-04-16
    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [学会発表] 落石衝突を受ける敷砂緩衝材の衝撃変形機構2014

    • 著者名/発表者名
      奥村勇太,内藤直人,前田健一
    • 学会等名
      第49回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      小倉
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 敷砂緩衝材の応力伝播挙動に関する二次元個別要素法解析2014

    • 著者名/発表者名
      内藤直人,前田健一
    • 学会等名
      第69回土木学会論文集
    • 発表場所
      大阪
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 集中豪雨浸透時の間隙空気と内部侵食が天然ダムの安定性におよぼす影響2014

    • 著者名/発表者名
      前田健一,齊藤 啓,奥村勇太
    • 学会等名
      平成26年度(公社)砂防学会定時総会並びに研究発表会
    • 発表場所
      新潟
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] スティック・スリップ現象に着目した粒状体流れ挙動の分類2013

    • 著者名/発表者名
      山崎友裕,前田健一
    • 学会等名
      平成25年度(公社)砂防学会定時総会並びに研究発表会
    • 発表場所
      静岡
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
  • [学会発表] 堤防の浸透破壊~目に見えない堤体・基盤内からの破壊~より深い現象の理解と堤防管理の高度化を目指して2013

    • 著者名/発表者名
      前田健一
    • 学会等名
      1) 2013年度・河川技術に関するシンポジウム オーガナイズドポスターセッション
    • 発表場所
      東京
    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [備考] 前田研究室

    • URL

      http://www.maeda-lab.org/

    • 関連する報告書
      2014 実績報告書
  • [備考] http://www.maeda-lab.org/

    • 関連する報告書
      2013 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2014-07-25   更新日: 2019-07-29  

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