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2015 Fiscal Year Annual Research Report

土の相変化を伴う土構造物および地盤の脆弱化・破壊機構の解明と予測

Research Project

Project/Area Number 26712020
Research InstitutionKyoto University

Principal Investigator

藤澤 和謙  京都大学, (連合)農学研究科(研究院), 准教授 (30510218)

Project Period (FY) 2014-04-01 – 2017-03-31
Keywords砂 / 流動化 / 侵食
Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的の一つは,土質材料が固体から流体へと遷移する過程を調査することである.流動化した土は,土粒子と間隙水からなる固・液混相流であり,この固・液混相流の運動を把握するには,固相及び液相の移動速度と各相の占有割合(間隙率に対応)の3点を調べる必要がある.また,固体から液体のように流動化する相変化の遷移過程においては,上の3点に加えて摩擦角の変化を知る必要がある.平成27年度は土質材料が相変化をする遷移過程の摩擦角の計測を試みた.
実験では,低拘束圧下において土が固体の状態から流体のように挙動する.その間に,固体の状態では存在しているせん断強度(摩擦角)が減少し,失われる.この過程を測定するため,砂を水平方向に運動させる装置を作成した.水平方向の砂の移動では,粒子間もしくは壁面からのせん断力が存在し,それを測定することで流動化に伴う摩擦角の変化を把握できると考えたためである.平成27年度において,試験機メーカーと打ち合わせを行い,試験機を完成させた.テスト試験を行ったところ,一様に砂が流動化する状況を実現することができす,試験機の改良を行った。
流動化する土質材料のシミュレータを開発することが,もう一つの目標であったが,これについては,Space-Time有限要素法によりプログラムの作成を行った.Space-Time法は移動メッシュを取り扱うことができるため,流動的に動く材料の挙動を追跡するのに向いていると判断したためである.現在までに,簡単な一次元問題が解析可能となった.

Current Status of Research Progress
Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

研究実績の概要において記載した通り,はじめに作成した実験装置では,一様な砂の流動現象を実現できず,うまく実験ができなかった.そのため,実験装置の改良に時間を要したため,予定よりも少し遅れている状況がある.

Strategy for Future Research Activity

今年度は,改良した実験装置を利用して実験に取り組む.なお,シミュレータの開発については,順調に進んでおり,このペースで開発を続ける予定である.

  • Research Products

    (18 results)

All 2016 2015

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 4 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results,  Open Access: 3 results) Presentation (11 results) (of which Int'l Joint Research: 3 results)

  • [Journal Article] 抜根試験機による根-土接触面のせん断試験およびモデル化2016

    • Author(s)
      友部 遼,藤澤和謙,村上 章
    • Journal Title

      農業農村工学会論文集

      Volume: 84 Pages: I_223-I_232

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Numerical simulation of embankment failure due to overflow by Moving Particle Semi-implicit method2016

    • Author(s)
      T. Shuku, K. Fujisawa, S. Nishimura and T. Shibata
    • Journal Title

      IDRE Journal

      Volume: 84 Pages: I_31-I_38

    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] 各種観測更新アルゴリズムによる事後確率分布の推定2015

    • Author(s)
      珠玖隆行,吉田郁政,山本真哉,田中耕司,藤澤和謙,野村泰稔
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 71 Pages: I_59-I_70

    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] 空洞領域を有する多孔質中の動的浸透流の周波数特性2015

    • Author(s)
      佐藤真理,藤澤和謙,村上 章
    • Journal Title

      土木学会論文集A2(応用力学)

      Volume: 71 Pages: I_521-I_532

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Numerical analysis of 1D seepage failure process of sandy materials by CWENO method2015

    • Author(s)
      K. Tsujimura, K. Fujisawa and A. Murakami
    • Journal Title

      Bifurcation and Degradation of Geomaterials in the New Millennium

      Volume: - Pages: 99-105

  • [Journal Article] Numerical analysis of preferential flows in soils by the Darcy-Brinkman equations2015

    • Author(s)
      K. Fujisawa and A. Murakami
    • Journal Title

      The 15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

      Volume: - Pages: 981-985

    • Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Reliability-based design for earth-fill dams against heavy rains2015

    • Author(s)
      S. Nishimura, T. Shuku, T. Shibata and K. Fujisawa
    • Journal Title

      The 15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering

      Volume: - Pages: 2440-2444

    • Open Access
  • [Presentation] サクション制御下における根-土境界のせん断強度試験2015

    • Author(s)
      友部 遼,藤澤和謙,村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会京都支部第72回研究発表会
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海(滋賀県大津市)
    • Year and Date
      2015-11-19 – 2015-11-19
  • [Presentation] Darcy-Brinkman式によって表現される動的浸透流の周波数特性2015

    • Author(s)
      佐藤真理,藤澤和謙,村上 章
    • Organizer
      農業農村工学会京都支部第72回研究発表会
    • Place of Presentation
      ピアザ淡海(滋賀県大津市)
    • Year and Date
      2015-11-19 – 2015-11-19
  • [Presentation] Numerical analysis of preferential flows in soils by the Darcy-Brinkman equations2015

    • Author(s)
      K. Fujisawa and A. Murakami
    • Organizer
      The 15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Reliability-based design for earth-fill dams against heavy rains2015

    • Author(s)
      S. Nishimura, T. Shuku, T. Shibata and K. Fujisawa
    • Organizer
      The 15th Asian Regional Conference on Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • Place of Presentation
      福岡国際会議場(福岡県福岡市)
    • Year and Date
      2015-11-09 – 2015-11-13
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 地質統計学手法によるため池堤体におけるCPT先端抵抗分布の推定2015

    • Author(s)
      今出和成,西村伸一,珠玖隆行,柴田俊文,村上 章,藤澤和謙
    • Organizer
      第50回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [Presentation] Darcy-Brinkman 式による多孔質体周囲の非定常流シミュレーション2015

    • Author(s)
      佐藤真理,藤澤和謙,村上 章
    • Organizer
      第50回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      北海道科学大学(北海道札幌市)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [Presentation] 浸透破壊時の砂粒子の移動速度測定実験2015

    • Author(s)
      藤澤和謙,村上 章,藤巻真由
    • Organizer
      平成27年度農業農村工学会大会講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [Presentation] 根-土境界面におけるせん断挙動に関する実験的研究2015

    • Author(s)
      友部 遼,藤澤和謙,村上 章
    • Organizer
      平成27年度農業農村工学会大会講演会
    • Place of Presentation
      岡山大学(岡山県岡山市)
    • Year and Date
      2015-09-01 – 2015-09-03
  • [Presentation] Numerical Simulation of Seepage- Induced Erosion of Soils by Solving the Darcy/Navier- Stokes Coupled Flows2015

    • Author(s)
      Kazunori Fujisawa
    • Organizer
      The 13th US National Conference on Computational Mechanics
    • Place of Presentation
      サンディエゴ(アメリカ合衆国)
    • Year and Date
      2015-07-27 – 2015-07-27
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Darcy-Brinkman式による多孔質角柱周りの非定常流解析2015

    • Author(s)
      佐藤 真理,藤澤 和謙,村上 章
    • Organizer
      第20回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-06-08 – 2015-06-08
  • [Presentation] eavers-Joseph条件を満足するDarcy/Navier-Stokes流の数値解析手法2015

    • Author(s)
      藤澤 和謙,村上 章
    • Organizer
      第20回計算工学講演会
    • Place of Presentation
      つくば国際会議場(茨城県つくば市)
    • Year and Date
      2015-06-08 – 2015-06-08

URL: 

Published: 2017-01-06  

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