| 研究課題/領域番号 |
20H02242
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| 研究種目 |
基盤研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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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 | 京都大学 |
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研究代表者 |
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| 研究分担者 |
肥後 陽介 京都大学, 経営管理研究部, 教授 (10444449)
木戸 隆之祐 京都大学, 工学研究科, 助教 (40847365)
高橋 邦夫 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (70226827)
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| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| キーワード | 応力測定 / 電気抵抗 / 電気比抵抗トモグラフィー / 電気抵抗率トモグラフィー / 接触力学 / 多次元応力測定装置 / 三主応力試験機 / 個別要素法 |
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| 研究成果の概要 |
本研究では，導電性材料としてステンレス球と導電性ゴムの両方を用い，新たな多方向応力測定センサーを開発した．要素実験とDEM（個別要素法）による数値解析を行い, 接触圧力を受ける導電性粒子の等価抵抗値から適切な形状や材料を特定した. その結果，電気比抵抗トモグラフィー（ERT）の基本概念を使用し，3Dプリンターを活用した創意工夫を重視したジオストレス感知器を開発した．応力の方向と大きさを同時に測定できるように，三主応力試験機の性能検証装置を製作し，載荷・除荷実験に利用した．最後に，ERTを用いた円柱型導電性ゴムから求めた応力テンソル成分を一軸圧縮試験，割裂引張試験および遠心模型試験で検証した．
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| 自由記述の分野 |
地盤工学
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
電気比抵抗トモグラフィー(ERT)の原理を用い，表面電極を検知部とすることで使用した対象物の内部導電率分布が推測できる導電性ゴムセンサーを開発し，応力状態を可視化することに成功した．円柱体ゴムを使用することで，ゴムの形状やサイズを自由に調整でき，様々な状態に応用が可能となった．センサーの初期状態と応力変化の導電率の差の総和が応力変化の応答となる不変量であることを確認した．円の直径方向の平面において，センサーを複数のエリアに分割し，各エリアの導電率総和から応力方向の決定法を考案し，応力状態の推定を可能にした．これらの理論や方法を使用することで，多次元応力を簡単に測定できるようになると考えられる．
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