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Development of mesoscale experimental geophysical exploration technique and its application to learning for dynamics in deeper subsurface environment through controling it

中尺度实验地球物理勘探技术发展及其在深层地下环境动力学控制学习中的应用

基本信息

批准号：
21H04750
负责人：
黒田清一郎
金额：
$ 26.87万
依托单位：
National Agriculture and Food Research Organization
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-05 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

比較的な均質な模型地盤を作成するための土層の開発を行う。模型地盤は高さ1m、半径50cm程度以上の円筒型模型とし、鳥取砂丘砂を材料として作成した。このスケールではマクロな野外での非破壊診断技術である物理探査が適用可能であり、また土壌学分野におけるカラム実験の手法の適用が可能である。浸透状況の実態を把握するためにX線CTやMRIによる診断技術およびそのような各種診断技術の画像解析技術の適用性の検討を行った。野外地盤でも地盤内を可視化診断できる技術として、電磁波を用いたトモグラフィ計測に基づく誘電率・導電率分布の評価によって、地盤中の体積含水率や溶存物質の分布を推定を行う技術および、弾性波探査について音響信号を制御する能動的な診断技術である音響トモグラフィーと浸透現象等により発生する自然な音響振動(アコースティックエミッション,AE)による受動的な診断技術とを複合させた技術の開発を行った。そのために光ファイバセンサ等の計測機器の整備を行った。物理探査分野における地盤評価のための解析には、逆解析という技術が用いられているが、これには物理探査で用いる電磁波や振動などの伝播現象を数値計算で繰り返し解き、パラメータの同定とデータと数値モデルの融合を試みるものであるが、数値計算を必要とすることから、その評価解析に非常に長い時間を有することが課題である。そこで、現在の深層学習の代表的技術である敵対的生成ネットワーク(GAN)と呼ばれる技術により逆解析の高速なエミュレーション(代替実行)を行う技術の開発を行った。研究成果については国際地中レーダ会議等にて発表を行うとともに、前後に研究協力者となる欧米の研究機関と研究交流を図った。

Homogeneous modeling of soil layers for comparison The model site is made of a cylindrical model with a height of 1m and a radius of 50cm or more. The application of non-invasive diagnostic techniques in the field is possible due to physical exploration, and the application of diagnostic techniques in the field is possible due to scientific differentiation. To investigate the applicability of diagnostic techniques such as X-ray CT and MRI to the determination of penetration status. Visual diagnosis of soil in the field, measurement of basic permittivity, evaluation of conductivity distribution, estimation of volumetric moisture content and distribution of dissolved substances in the soil using electromagnetic waves Active diagnostic techniques for detecting acoustic signals and developing passive diagnostic techniques for detecting acoustic vibrations caused by penetration phenomena The equipment of the measuring machine Physical exploration, classification, analysis, inverse analysis, technique, application, electromagnetic wave, vibration, propagation, numerical calculation, isostatic analysis, numerical calculation, fusion analysis, numerical calculation, necessary calculation, numerical calculation, numerical calculation The analysis of the problem is very long. The representative technology of deep learning is the development of reverse analysis and high-speed generation (GAN) technology. Research achievements include international conferences, research collaborators and research exchanges.