侍の英知である城郭石垣を守る変位計測と数値解析を併用した危険度診断システムの構築

建立位移测量和数值分析相结合的风险诊断系统来保护城堡石墙，这是武士的智慧

• 批准号: 21H01595
• 负责人: 橋本 隆雄
• 金额: $ 10.98万
• 依托单位: Kokushikan 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-21H01595/
• 关键词: 石垣; 診断システム; 非破壊検査; モニタリング; 熊本城; 組積造; 示力線; FEM解析

研究対象は、過去に地震被害があり３Dレーザー測量がある小峰城、松江城、松山城の3名城とした。城壁石垣は異なる場所で被害を受けており，限られたボーリングデータから石垣の基礎や背面の地層構成は把握できている状態ではなかった．そこで，ボーリングデータ(N値）の他に、地質縦断図、表面波探査、弾性波探査等から地球統計学の手法であるクリギング法により、地層ごとの3次元空間地盤モデルを作成した。このモデルからできるだけたくさんの崩壊・変状・無被害箇所を選定し、対象とする石垣を含めた断面を切り出し，基盤面からの2次元断面図を作成した。本研究の数値解析で、局所的な崩壊挙動そのものの現象を表現することではなく，将来的に設計に用いる震度法などに用いることを目的としているため，地盤全体の挙動や応答が把握できる連続体解析のFEMを用い，石垣位置でFEMから得られる応答加速度・速度に着目し，被害との関係性を分析した．本研究では，その解析結果を用いて各地震及び被災履歴による石垣被害要因分析を行った．各地震の被害要因分析は，石垣の各断面について石垣前面の高さと上部勾配及び石垣背面の高さと背後勾配，動的FEM解析による加速度と速度を比較対象とした．石垣の各断面の分析は，橋本の研究により全石垣タイプ，石塁タイプ，半石塁タイプの通常型と突出型，非石塁タイプの通常型と盛土型について行った．被災履歴の被害要因分析は、最大勾配・高さ・天端速度と被災履歴との関係について行った。熊本城石垣の耐震診断では、橋本らが開発した従来の示力線法と異なり1段ごとに積み勾配が異なる積み石に作用する土圧を試行くさび法により算定し，石垣の築石に加わる土圧と石垣の自重による合力の軌跡が下の築石に作用する累積示力線法が用いられている。ただし、他の城壁では石垣形状や地盤が異なるため、累積示力線法による限界水平震度の適用性についての検証を行った．

The study focused on, the victims of past に earthquakes があ があ があ 3Dレ ザ た measurements of がある three famous castles, namely komiyama Castle, Matsue Castle and Matsuyama Castle, and と た. Ishigaki city wall は different な で murder を る places by け て お り, limit ら れ た ボ ー リ ン グ デ ー タ か ら ishigaki の base や の back formation は grasp で き て い る state で は な か っ た. そ こ で, ボ ー リ ン グ デ ー タ (N nt) の he に, geological 縦 図 wave, surface wave exploration, 弾 probe か ら の earth statistics technique で あ る ク リ ギ ン グ method に よ り, formation ご と の 3 dimensional space territory モ デ ル を made し た. こ の モ デ ル か ら で き る だ け た く さ ん の collapse 壊, - shape, no murdered a を し, selected as seaborne と す る ishigaki を containing め た section cut を り し, base disk か ら の 2 dimensional section 図 を made し た. の this study the numerical analytical で, bureau of な collapse 壊 挙 dynamic そ の も の の manifestation を す る こ と で は な く, future に に design with い る degree method な ど に with い る こ と を purpose と し て い る た め, turf all の 挙 dynamic や 応 answer が grasp で き る even use analytical の 続 body FEM を い, The location of Ishigaki is でFEM ら ら られる応 answer acceleration · velocity に attention で, victimization と <s:1> correlation を analysis た た. In this study, the analysis results of で った and そ are presented in を. The history of each earthquake and び being affected by the disaster is analyzed in による and the main causes of ishigaki's damage are analyzed in を and った. の each earthquake killed by analyzing は, ishigaki の each section に つ い て in front of the ishigaki の high さ と upper hook with and び ishigaki の back high さ と behind the hook, the dynamic FEM analytical に よ と る acceleration speed を comparison like と seaborne し た. Ishigaki は の の each section analysis, hashimoto の research に よ り full ishigaki タ イ プ, stone 塁 タ イ プ, half a stone 塁 タ イ プ の と prominent, usually not stone 塁 タ イ プ の type usually と filled soil type に つ い て line っ た. Analysis of the main causes of being affected by the disaster と, maximum coordination · high さ · heavenly end speed と the relationship between being affected by the disaster と に に て て った った. Kumamoto ishigaki city の seismic diagnosis で は, hashimoto ら が open 発 し た 従 to の と force line method in different な り 1 paragraph ご と に product み hook with が different な る sedimentary み stone に す る soil 圧 を trial く さ び method に よ り account that し ishigaki の built stone に plus わ る soil 圧 と ishigaki の self-respect に よ る built stone に の function under force trajectory が の す る accumulated in power line method が with い ら れ て い る. た だ し, he の city wall で は ishigaki shape や turf が different な る た め line method, cumulative force に よ る threshold level degree の applicability に つ い て の 検 line card を っ た.

项目成果

FUNDAMENTAL STUDY OF SIMPLE IRREGULAR POLYHEDRAL 3D-DEM MODELUSING HEXAHEDRON COMBINATION AND ITS VALIDATION BASED ON BRICK DROP EXPERIMENTS

六面体组合简单不规则多面体3D-DEM建模基础研究及基于落砖实验的验证

• DOI: 10.2208/jscejseee.78.4_i_241
• 发表时间: 2022
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A1 (Structural Engineering & Earthquake Engineering (SE/EE))
• 作者: YANAGIDA Naoki;SAKAI Hisakazu;ONO Yusuke
• 通讯作者: ONO Yusuke

大型振動台を用いた城郭石垣の耐震補強対策に関する研究

大型振动台城堡石墙抗震加固措施研究

• 发表时间: 2021
• 期刊: 日本建築学会北陸支部研究報告集
• 作者: 東澤 航平;池本 敏和;小川 福嗣
• 通讯作者: 小川 福嗣

実物城壁石垣の動的挙動に関する実験的研究

真实城墙动力行为实验研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 水野 薫;池本 敏和;小川 福嗣;村田 晶
• 通讯作者: 村田 晶

伝統構法木造建物の通し柱が耐震性能に及ぼす影響について

传统木结构建筑贯通柱对抗震性能的影响

• 发表时间: 2022
• 作者: 新田 開;村田 晶;池本 敏和
• 通讯作者: 池本 敏和

石垣補強に用いるジオグリッドの摩擦特性に関する検討

石墙加固用土工格栅摩擦特性研究

• 发表时间: 2023
• 期刊: 国士舘大学理工学部紀要
• 作者: Daisuke Murakami;Narumasa Tsutsumida;Takahiro Yoshida;and Tomoki Nakaya;大山 謙吾，辻 慎一朗，久保 哲也，橋本 隆雄
• 通讯作者: 大山 謙吾，辻 慎一朗，久保 哲也，橋本 隆雄