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粒子ー流体間のマイクロ力学プロセスによる土砂・地盤流動現象の統一的解釈

利用颗粒和流体之间的微机械过程统一解释沉积物和地面流动现象

基本信息

批准号：
21H01418
负责人：
澤田純男
金额：
$ 10.82万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21H01418/
关键词：
流動現象土砂地盤相変化

项目摘要

液状化による側方流動や土石流の流下量といった土粒子を含む流動現象は，その力学プロセスの理解が本質的に難しいことから，これまで統一的な観点で体系化されていない．本課題は，土粒子が流体により輸送される現象(粒子フロー)として土石流から地盤の流動現象までを統一的に扱う方法論を研究するものである.土石流や掃流/浮遊砂のような水理現象と地盤の流動現象の違いは，本質的には粒子密度の違いと粒子ー間隙流体間の相対速度の違いによるものであり，この違いにより粒子フロー様態が異なるためと考える.このミクロなプロセスを，土骨格相から浮遊土粒子相への相変化としてモデル化することで，連続体として，すなわち現在広く実用化されている有限要素解析に直接応用できるように実現化することを目指している．令和4年度には，液状化時に繰り返し生じる剛性の回復と劣化を表現できるモデルを提案し，サイクリックモビリティ時に剛性劣化と剛性回復を繰り返す特徴的な挙動を，内部浸食と再堆積の繰り返しで表現できるようになった．さらに，透明なアクリル容器を用いたリングせん断試験を実施し，せん断帯付近では粒子に回転運動が生じており，これと供試体全体の鉛直運動，すなわちダイレイタンシーとの対応を確認した．また，非排水三軸繰り返し試験データを利用して，土の変形特性のモデル化を機械学習を取り入れた手法により試み，深層学習と従来の構成モデルとを組み合わせることで，試験データの再現性を向上させつつ，学習データに含まれない挙動を安定して出力できるモデルを実現した．

Liquidification, lateral flow, flow rate of debris flow, particle flow, and mechanical properties of debris flow are difficult to understand. This paper aims to study the unified methodology for the study of the phenomenon of soil particle transportation and debris flow. Debris flow, sweep flow, suspended sand, hydrologic phenomena, site flow phenomena, particle density, particle gap, fluid velocity, particle state, particle density, particle velocity, particle The analysis of finite elements in the analysis of soil structure, particle size, particle size and particle size is directly applicable to the analysis of finite elements. In the fourth year of this year, when the liquid is changed, the rigidity is restored and the deterioration is performed. In addition, the transparent container is used for the determination of the vertical movement of the whole test sample. In addition, the non-drainage three-axis rotation test is used to test the characteristics of soil deformation, to learn the mechanical learning method, to test the deep learning method, to test the reproducibility of soil deformation, to test the stability of soil deformation, to realize the output.