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表面土質力学による侵食モデリングと内部空洞の形状同定

利用表层土壤力学进行侵蚀建模和内部空腔形状识别

基本信息

批准号：
21H02304
负责人：
藤澤和謙
金额：
$ 10.73万
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-21H02304/
关键词：
農業水利施設侵食逆解析土質力学表面形状同定

项目摘要

本研究課題の目的は，ため池などの機能損失につながる水の作用による土の侵食について，高精度な現象予測を実現するとともに，水みち（パイピング）などの構造物内部の空洞領域を同定する逆解析手法を開発することで，農業水利施設（ダム・ため池）並びに社会基盤施設（堤防など）の防災・減災及びストックマネジメントに貢献することにある。同方面の研究における重要課題には，(1)侵食現象の予測精度の不足，(2)水みちなどの施設内部に存在する侵食箇所の同定が非常に困難であることの二つある。進展する侵食の「予測」と侵食箇所の「同定」は一体となって解決が図られるべきであり，そのために本研究課題では，水と土の境界付近で生じる土の挙動を正確に把握し，モデリングを行うとともに，侵食を受けた土内部の場所を同定できる逆解析方法の構築に取り組んだ。当該年度は本研究課題の初年度に対応し，土表面に位置する低拘束圧下の土粒子挙動を観察するための実験装置の準備，土の侵食過程をシミュレートできる解析手法の開発とコーディング，土内部の空洞や水みちを同定する逆解析法の開発を実施した。具体的には，実験準備については，土表面の土粒子挙動を観察するため，砂質土であれば粒子レベルまで見ることのできる高解像度ハイスピードカメラを搭載した準備実験を行った。侵食過程のシミュレーション及び逆解析については，変分マルチスケール法による乱流解析と浸透流解析のカップリング及び形状を逆解析できるベイズ推定方法の開発を実施した。

The purpose of this study is to develop inverse analytical techniques for identifying the void areas in structures with high accuracy in the prediction of phenomena due to the loss of function of the pool, the action of water, the invasion of soil, and the identification of void areas in structures with high accuracy. Agricultural water conservancy facilities (dams) and social infrastructure facilities (dikes) contribute to disaster prevention, mitigation and development There are two important problems in this field: (1) the prediction accuracy of the invasion phenomenon is insufficient;(2) the identification of the invasion site is very difficult due to the existence of water in the facility. This research topic is to construct a set of inverse analytical methods for accurately grasping the motion of soil and water near the boundary of soil and water, and for accurately determining the internal location of soil and water. When this year is the first year of this research project, the preparation of the equipment for detecting the movement of soil particles under low confinement pressure at the position of soil surface, the development of analytical methods for the process of soil erosion, and the development of inverse analytical methods for the simultaneous determination of voids and water in soil are carried out. Specifically, the preparation process is carried out by detecting the movement of soil particles on the surface of the soil, and by detecting the movement of sand particles on the surface of the soil with high resolution. The development of a method for estimating the shape of an intrusion process is described.

项目成果

期刊论文数量（21）

专著数量（0）

科研奖励数量（0）

会议论文数量（0）

专利数量（0）

ハミルトニアンモンテカルロ法による水みちの形状および透水係数の推定

使用哈密顿蒙特卡罗方法估计水路形状和导水率

DOI：
发表时间：
2021
期刊：
影响因子：
0
作者：
Delwiche;K. B.;et al. (Ueyama;M.; 98番著者);関雄太郎・川達也・岩田直人・古海誓一;笹野皓太，Koch Michael Conrad，藤澤和謙，村上　章
通讯作者：
笹野皓太，Koch Michael Conrad，藤澤和謙，村上　章

京都大学農学部施設機能工学分野

京都大学农学部设备工学科