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2021 年度 実施状況報告書

粒状体力学に立脚した新しい土質力学体系の構築と国際協力体制強化

研究課題

研究課題/領域番号 21KK0071
研究機関筑波大学

研究代表者

松島 亘志  筑波大学, システム情報系, 教授 (60251625)

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)
高野 大樹  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (80626218)
近藤 明彦  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (80755893)
大竹 雄  東北大学, 工学研究科, 准教授 (90598822)
研究期間 (年度) 2021-10-07 – 2025-03-31
キーワードgranular materials / soil mechanics / visualization experiment / Discrete Element Method / Statistical mechanics / unsaturated soil
研究実績の概要

今年度は,10月に採択が決まってから,以下の共同研究活動を行った.
(1)2021年11月2日に日本側の研究参加者とフランスグルノーブル・アルプス大学の研究参加者によるオンラインキックオフミーティングを行い,本研究の目標と進め方にについての議論を行った.その後,具体的な共同研究テーマについて担当者がメールによる打ち合わせを行った.また,2022年3月30日には,再度第2回オンライン会議を行い,今年度の研究成果の報告および更なる共同研究の具体化に向けた研究紹介と打ち合わせを行った.
(2)不飽和砂のマイクロメカニクス研究に関しては,砂の三軸圧縮試験にX線マイクロCT装置を適用した実験を行った.その結果,超緩詰め飽和砂がせん断帯を伴わずに破壊するdiffuse failure modeを観察したほか,不飽和砂内部の空気-水接触面の曲率変化を定量化しサクションが軸差応力に与える影響を考察した.
(3)粒状体の応力場に着目した検討では,フランス3SR研究所が所有する二軸載荷装置を用いた粒状体の応力場の可視化実験を想定し,撮影条件を考慮した実験条件設定や応力発光材料を塗布したプロトタイプ供試体での載荷実験といった予備検討を実施した.
(4)粒子形状の違いが力学特性に与える影響についての検討では,3Dプリンタで人工的に形状の異なる粒子を作製し,X線CT装置内で三軸圧縮試験を行い,画像解析を通じて力学特性に与える影響を検討した.
(5)粒状体のマイクロメカニックス構成モデル開発に関しては,粒子間接触力の方向分布の発展モデルとして4-cellアナロジーモデルを開発し,その基本応答の検証を行った.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

・日本側の研究参加者とフランスグルノーブル・アルプス大学の研究参加者による2回のオンライン会議を通して,具体的で実現可能ないくつかの共同研究プロジェクトが提案され,その実施準備が順調に進展している.
・今年度以降,研究者の相互訪問・滞在を実施していく予定であるが,その具体的な準備も進んでいる.ただし,COVID-19感染症の動向については,引き続き注視し,場合によっては滞在計画を見直す必要が出てくる可能性もある.

今後の研究の推進方策

・年に2回程度のオンライン会議を実施し,個々のプロジェクトの進展状況を共有し,参加者で議論を行う.また,全体の方向性と実施計画の確認を行う.
・毎年9月末にフランスのAussoisで行われるALERT Geomaterials会議等を利用して,対面での議論の機会を設け,プロジェクトの推進を促す.
・共著の論文や国際会議による発表を推進する.

次年度使用額が生じた理由

COVID-19の影響により,直接交流などが実施できなかったため.
状況が改善されれば,今年度は旅費等に使用する計画である.

  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 その他

すべて 国際共同研究 (1件) 雑誌論文 (14件) (うち国際共著 3件、 査読あり 14件、 オープンアクセス 9件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 3件)

  • [国際共同研究] グルノーブル・アルプス大学(フランス)

    • 国名
      フランス
    • 外国機関名
      グルノーブル・アルプス大学
  • [雑誌論文] Challenges in geotechnical design revealed by reliability assessment: Review and future perspectives2022

    • 著者名/発表者名
      Otake Yu、Honjo Yusuke
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 62 ページ: 101129~101129

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2022.101129

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] QUANTITATIVE EVALUATION OF ESTIMATED RESIDUAL SETTLEMENT OF POORLY-GRADED CRUSHED STONE LAYERS BY USING DEM2021

    • 著者名/発表者名
      KONO Akiko、MATSUSHIMA Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      巻: 77 ページ: I_339~I_348

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_339

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] MELTING AND SOLIDIFICATION EXPERIMENT OF LUNAR SOIL SIMULANT, FJS-1 BY ISOTROPIC AND SURFACE HEATING2021

    • 著者名/発表者名
      OTA Masahiro、WATANABE Takuya、MATSUSHIMA Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      巻: 77 ページ: I_319~I_328

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_319

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] RHEOLOGICAL AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS IN GRANULAR SHEAR FLOW OF 2D ELLIPTICAL PARTICLES2021

    • 著者名/発表者名
      JIANG Xiaoyu、MATSUSHIMA Takashi
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      巻: 77 ページ: I_297~I_305

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_297

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Effect of disordered pore distribution on the fracture of brittle porous media studied by bonded DEM2021

    • 著者名/発表者名
      Huang Quanshui、Ma Gang、Matsushima Takashi、Zhou Wei、Lin Mingchun
    • 雑誌名

      Soils and Foundations

      巻: 61 ページ: 1003~1017

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2021.05.005

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Structural characteristics of ordered clusters in packs of ellipses2021

    • 著者名/発表者名
      Jiang Xiaoyu、Matsushima Takashi、Blumenfeld Raphael
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 249 ページ: 06004~06004

    • DOI

      10.1051/epjconf/202124906004

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Statistical properties of cell stresses in 2D granular solids2021

    • 著者名/発表者名
      Matsushima Takashi、Blumenfeld Raphael
    • 雑誌名

      EPJ Web of Conferences

      巻: 249 ページ: 02006~02006

    • DOI

      10.1051/epjconf/202124902006

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Improvement of side resistance prediction for pile foundation using construction information2021

    • 著者名/発表者名
      Otake Yu、Watanabe Shinya、Mizutani Taisaku
    • 雑誌名

      Canadian Geotechnical Journal

      巻: 58 ページ: 496~513

    • DOI

      10.1139/cgj-2018-0835

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Estimation of trend and random components of conditional random field using Gaussian process regression2021

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Ikumasa、Tomizawa Yukihisa、Otake Yu
    • 雑誌名

      Computers and Geotechnics

      巻: 136 ページ: 104179~104179

    • DOI

      10.1016/j.compgeo.2021.104179

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Liquid bridge contribution to shear behavior of unsaturated soil: modeling and application to a micromechanics model2021

    • 著者名/発表者名
      Fukushima Yo、Higo Yosuke、Matsushima Takashi、Otake Yu
    • 雑誌名

      Acta Geotechnica

      巻: 16 ページ: 2693~2711

    • DOI

      10.1007/s11440-021-01263-0

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Time‐Dependent Probabilistic Tsunami Inundation Assessment Using Mode Decomposition to Assess Uncertainty for an Earthquake Scenario2021

    • 著者名/発表者名
      Fukutani Yo、Moriguchi Shuji、Terada Kenjiro、Otake Yu
    • 雑誌名

      Journal of Geophysical Research: Oceans

      巻: 126 ページ: e2021JC017250

    • DOI

      10.1029/2021JC017250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Practical dynamic reliability analysis with spatiotemporal features in geotechnical engineering2021

    • 著者名/発表者名
      Otake Yu、Shigeno Kyohei、Higo Yosuke、Muramatsu Shogo
    • 雑誌名

      Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards

      巻: 1 ページ: 1~16

    • DOI

      10.1080/17499518.2021.1971250

    • 査読あり
  • [雑誌論文] AUTOCORRELATION FUNCTION FOR SPATIAL DISTRIBUTION ESTIMATION OF GEOTECHNICAL PROPERTIES USING GAUSSIAN PROCESS REGRESSION2021

    • 著者名/発表者名
      TOMIZAWA Yukihisa、YOSHIDA Ikumasa、OTAKE Yu
    • 雑誌名

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      巻: 77 ページ: I_485~I_494

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_485

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ガウス過程回帰を用いた複数の地盤物性値間の相関を考慮した空間分布推定2021

    • 著者名/発表者名
      富澤 幸久、吉田 郁政、大竹 雄
    • 雑誌名

      AI・データサイエンス論文集

      巻: 2 ページ: 617~625

    • DOI

      10.11532/jsceiii.2.J2_617

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] Performance Evaluation of Convolutional-Sparse-Coded Dynamic Mode Decomposition in River Groynes Model Experiment2021

    • 著者名/発表者名
      Y Arai, Y Kaneko, S Muramatsu, H Yasuda, K Hayasaka, Y Otake
    • 学会等名
      IEICE Technical Report; IEICE
    • 国際学会
  • [学会発表] River Flow Path Control With Reinforcement Learning2021

    • 著者名/発表者名
      Dongqi Liu, Yutaka Naito, Chen Zhang, Shogo Muramatsu, Hiroyasu Yasuda, Kiyoshi Hayasaka, Yu Otake
    • 学会等名
      2021 IEEE International Conference on Autonomous Systems (ICAS) 2021
    • 国際学会
  • [学会発表] Change in curvature of pore water in partially saturated sand and its influence on deviatorstress under triaxial compression2021

    • 著者名/発表者名
      Kido, R. and Higo, Y.
    • 学会等名
      Proc. of 25th International Congress of Theoretical and Applied Mechanics(ICTAM)
    • 国際学会
  • [学会発表] X 線マイクロ CT を用いた非排水三軸圧縮下における超緩詰め飽和砂の変形特性の可視化2021

    • 著者名/発表者名
      大谷悠哉,木戸隆之祐,肥後陽介
    • 学会等名
      第 56 回地盤工学会研究発表会
  • [学会発表] X 線マイクロ CT を用いた超緩詰め飽和砂の非排水せん断時の変形特性に関する研究2021

    • 著者名/発表者名
      大谷悠哉,木戸隆之祐,肥後陽介
    • 学会等名
      2021 年度土木学会関西支部年次学術講演会

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公開日: 2022-12-28  

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