土を利活用した緩衝層の落石衝撃力の伝達メカニズム解明と落石対策工の長寿命化

• 研究課題/領域番号: 26289152
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 一部基金
• 応募区分: 一般
• 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)
• 研究協力者: 牛渡 裕二 ; 山口 悟 ; 榊原 淳一 ; 小林 剛 ; 小池 豊 ; Muir WOOD David
• 研究期間 (年度): 2014-04-01 – 2017-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2016年度)
• 配分額: 15,470千円 (直接経費: 11,900千円、間接経費: 3,570千円); 2016年度: 3,640千円 (直接経費: 2,800千円、間接経費: 840千円); 2015年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円); 2014年度: 6,890千円 (直接経費: 5,300千円、間接経費: 1,590千円)
• キーワード: 応力波 / 密度 / 緩衝 / 衝撃力 / 伝播 / マイクロメカニクス / マルチスケール / 速度以前 / 速度依存 / 地盤防災 / 土砂災害 / 落石 / 個別要素法 / 速度依存性 / 緩衝効果 / 回転 / 粒子形状

研究成果の概要

土の衝撃力緩衝のメカニズムを粒子レベルからの新たな視点で明らかにした。最近の気象変動と岩盤斜面の劣化によって予想される落石のサイズ、標高などハザードが大きくなっており、構造物に到達する前に運動エネルギーを減衰させる必要がある。従来は運動エネルギーの減衰効果を期待していなかった斜面表面や崖の堆積土に落石対策としての性能を期待できる。また、土と構造物の相互作用（一体化問題）解明にも役立つ。この成果は、落石だけでなく、大規模な土砂災害による構造物への衝撃力算定や効率的対策工の提案にも貢献可能である。

研究成果

• [国際共同研究] ETH(スイス)
• [国際共同研究] The University of Queens(カナダ)
• [雑誌論文] 敷砂緩衝材を設置した扁平RC梁のファイバーモデルによる衝撃応答解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 川瀬良司, 前田健一, 岸徳光
  • 雑誌名: コンクリート工学年次論文集 巻: 38 ページ: 793-798
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 落石衝撃力に及ぼす敷砂緩衝材の底面境界剛性の影響に関するDEM解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 今野久志, 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: 72 ページ: 429-440
  • NAID: 130005311853
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 個別要素法を用いた岩塊及び岩塊群の到達距離に関する数値解析的検討 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 田中敬太, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 63A ページ: 1107-1120
  • NAID: 130007395117
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 地盤材料である砂と砕石を用いた互層緩衝構造の落石衝撃緩衝メカニズム (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中敬太, 前田健一, 内藤直人, 今野久志, 牛渡裕二, 川瀬良司
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 63A ページ: 1096-1106
  • NAID: 130007395118
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 講座「地盤工学のための個別要素法」 (2016)
  • 著者名/発表者名: 前田健一，松島亘志 ，中田幸男，森口周二，小山 倫史
  • 雑誌名: 地盤工学会誌 巻: 63
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 堆積層を有する斜面における衝突条件が異なる落石の運動挙動 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 62 ページ: 1031-1042
  • NAID: 130005607971
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 応力伝播速度に着目した敷砂緩衝材の載荷速度依存性に関するDEM解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 今野久志, 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: ７１ ページ: 557-566
  • NAID: 130005128823
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 斜面崩壊による岩塊や落石の衝突ハザードの評価法 (2015)
  • 著者名/発表者名: 吉田郁政, 内藤直人, 中瀬仁
  • 雑誌名: 土木学会論文集A1（構造・地震工学） 巻: ７１ ページ: 136-144
  • 査読あり / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 二次元個別要素法による敷砂緩衝材の衝撃力伝達メカニズム (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 山口悟, 今野久志, 牛渡裕二, 鈴木健太郎
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 61A ページ: 876-886
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [雑誌論文] 落石衝突による敷砂緩衝材内の変形挙動 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 内藤直人, 前田健一, 西弘明, 山口悟, 川瀬良司
  • 雑誌名: 構造工学論文集 巻: 61A ページ: 867-875
  • NAID: 130005439032
  • 査読あり / オープンアクセス / 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 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
  • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
• [学会発表] 落石防護土堤の耐衝撃挙動に及ぼす粘着力の影響に関するDEM解析 (2017)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 田中敬大, 西弘明, 牛渡裕二
  • 学会等名: 平成28年度土木学会北海道支部論文報告会
  • 発表場所: 北見市, 北見工業大学
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] 異なる含水比と相対密度が敷砂緩衝材の緩衝性能に及ぼす影響 (2017)
  • 著者名/発表者名: 田中敬大, 前田健一, 堀耕輔, 内藤直人, 川瀬良司
  • 学会等名: 平成28年度土木学会北海道支部論文報告会
  • 発表場所: 北見市, 北見工業大学
  • 年月日: 2017-02-04
• [学会発表] 個別要素法解析を用いた掘削解析による粘着力の設定と落石防護土堤の衝撃解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 田中敬大, 牛渡裕二, 川瀬良司
  • 学会等名: 平成28年度全国大会第71回年次学術講演会（土木学会）,
  • 発表場所: 仙台市, 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 水平基盤に対する球形落体の反発係数に及ぼす細粒分と表土層厚の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 田中敬大, 中瀬仁
  • 学会等名: 平成28年度全国大会第71回年次学術講演会（土木学会）
  • 発表場所: 仙台市, 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 落石運動に及ぼす斜面形状と入射角の影響に関する二次元個別要素法解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中敬大, 前田健一, 内藤直人
  • 学会等名: 平成28年度全国大会第71回年次学術講演会（土木学会）
  • 発表場所: 仙台市, 東北大学川内北キャンパス
  • 年月日: 2016-09-07
• [学会発表] 堆積層のエネルギー吸収性能に着目した落石の運動挙動に関する個別要素法解析 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
  • 学会等名: 計算工学講演会論文集
  • 発表場所: 新潟市, 朱鷺メッセ新潟コンベンションセンター
  • 年月日: 2016-05-31
• [学会発表] 斜面流動解析におけるマイクロメカニクス (2016)
  • 著者名/発表者名: 前田健一, 内藤直人, 奥村勇太
  • 学会等名: 平成28年度砂防学会研究発表会
  • 発表場所: 富山市, 富山市民会館
  • 年月日: 2016-05-18
• [学会発表] 異なる地盤材料を組み合わせた互層緩衝構造の衝撃緩衝特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中敬大,奥村勇太, 前田健一, 内藤直人
  • 学会等名: 平成27年度土木学会中部支部研究発表会
  • 発表場所: 豊田市
  • 年月日: 2016-03-04
• [学会発表] 砂と砕石を用いた互層緩衝構造の緩衝性能に及ぼす砕石層厚の影響 (2016)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 牛渡裕二, 小室雅人, 山口悟, 荒木恒也
  • 学会等名: 平成27年度土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2016-01-28
• [学会発表] 伝達衝撃応力測定のための感圧シートの利用 (2016)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 栗橋祐介, 川瀬良司, 今野久志
  • 学会等名: 平成27年度土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2016-01-28
• [学会発表] 異なる地盤材料を組み合わせた互層緩衝構造の緩衝特性 (2016)
  • 著者名/発表者名: 田中敬大, 前田健一, 奥村勇太, 栗橋祐介, 山口悟, 山澤文雄
  • 学会等名: 平成27年度土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2016-01-28
• [学会発表] 強度特性が異なる落石防護土堤の衝撃変形挙動に関するDEM解析 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人
  • 学会等名: 平成27年度全国大会第70回年次学術講演会（土木学会）,
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 個別要素法解析による応力伝播速度に着目した敷砂緩衝材の載荷速度依存性 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 奥村勇太
  • 学会等名: 平成27年度全国大会第70回年次学術講演会（土木学会）
  • 発表場所: 岡山市
  • 年月日: 2015-09-16
• [学会発表] 敷砂緩衝材の載荷速度依存性に着目した衝撃力発生メカニズム (2015)
  • 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
  • 学会等名: 第50回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] 砂と礫の混合割合及び表層の礫層厚の違いによる緩衝性能 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 山口悟, 牛渡裕二
  • 学会等名: 第50回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] 自然災害予測のための粒子配向に及ぼす力学的堆積環境の影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 前田健一, 内藤直人, 齊藤啓, 奥村勇太
  • 学会等名: 第50回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 札幌市
  • 年月日: 2015-09-01
• [学会発表] 高速載荷下における土を用いた緩衝材の載荷速度依存性に着目した耐衝撃挙動 (2015)
  • 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
  • 学会等名: 第27回中部地盤工学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋
  • 年月日: 2015-08-06
• [学会発表] DEM解析を用いた敷砂緩衝材の応力・ひずみに着目した衝撃力伝達挙動 (2015)
  • 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
  • 学会等名: 計算工学講演会論文集
  • 発表場所: つくば市
  • 年月日: 2015-06-08
• [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 W
  • 学会等名: 平成27年度砂防学会研究発表会
  • 発表場所: 宇都宮市
  • 年月日: 2015-05-20
• [学会発表] 落体の接触面積が敷砂緩衝材の緩衝効果に及ぼす影響 (2015)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 奥村勇太, 山口悟, 牛渡裕二, 鈴木健太郎, 川瀬良司
  • 学会等名: 平成26年度土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 室蘭市
  • 年月日: 2015-02-01
• [学会発表] 砂と礫の混合割合及び表層の礫層厚の違いによる衝撃緩衝特性の把握 (2015)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 西弘明, 山口悟, 川瀬良司
  • 学会等名: 平成26年度土木学会北海道支部論文報告集
  • 発表場所: 室蘭市
  • 年月日: 2015-02-01
• [学会発表] 敷砂緩衝材の応力・ひずみに着目した衝撃力伝達挙動に及ぼす外力条件の影響 (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
  • 学会等名: 第11回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-22
• [学会発表] 衝撃緩衝メカニズム解明のための敷砂緩衝材内の変形挙動 (2014)
  • 著者名/発表者名: 奥村勇太, 前田健一, 内藤直人, 西弘明, 山口悟, 川瀬良司
  • 学会等名: 第11回構造物の衝撃問題に関するシンポジウム論文集
  • 発表場所: 東京
  • 年月日: 2014-10-21 – 2014-10-22
• [学会発表] 敷砂緩衝材の応力伝達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: 平成26年度全国大会第68回年次学術講演会（土木学会）
  • 発表場所: 豊中市
  • 年月日: 2014-09-10 – 2014-09-12
• [学会発表] 応力波に着目した敷砂緩衝材の緩衝性能に及ぼす外力条件の影響 (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
  • 学会等名: 第26回中部地盤工学シンポジウム
  • 発表場所: 名古屋市
  • 年月日: 2014-08-08
• [学会発表] 岩塊転動が構造物に及ぼす影響の評価(1)―異なる形状と大きさを有する大型の岩塊模型と土砂を用いた斜面の転動・流動実験― (2014)
  • 著者名/発表者名: 阿部慶太, 中島進, 渡辺健治, 獅子目修一, 雪岡剛哲, 窪田勇輝, 江原季映, 松浦光佑, 佐々木徹也, 中村英孝, 村田雅明, 中村進, 中瀬仁, 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: 北九州市
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [学会発表] 岩塊転動が構造物に及ぼす影響の評価(2)―異なる岩塊形状および質量の人口岩塊を用いた反発実験― (2014)
  • 著者名/発表者名: 内藤直人, 前田健一, 阿部慶太, 中島進, 渡辺健治, 中村英孝, 村田雅明, 中村進, 中瀬仁
  • 学会等名: 第49回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [学会発表] 岩塊転動が構造物に及ぼす影響の評価(1)―岩塊転動実験に対する個別要素法による再現シミュレーション― (2014)
  • 著者名/発表者名: 中瀬仁, 阿部慶太, 中島進, 渡辺健治, 中村英孝, 村田雅明, 中村進, 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: 北九州市
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [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, 前田健一, 内藤直人
  • 学会等名: 第49回地盤工学研究発表会
  • 発表場所: 北九州市
  • 年月日: 2014-07-15 – 2014-07-17
• [学会発表] Simulation of Rockfall Experiment by the DEM (2014)
  • 著者名/発表者名: Hitoshi NAKASE, Guoqiang CAO, Kenichi MAEDA and Naoto NAITO
  • 学会等名: COMPSAFE2014
  • 発表場所: 仙台
  • 年月日: 2014-04-13 – 2014-04-16
• [備考] 名古屋工業大学
  • URL: http://researcher.nitech.ac.jp/html/287_ja.html
• [備考] 名古屋工業大学 前田研究室
  • URL: https://www.maeda-lab.org/
• [備考] Maeda laboratory
  • URL: http://www.maeda-lab.org/