スラブの構造と力学的特性の解明およびMPMによる雪崩の汎用モデルの構築

点击翻译按钮获取中文摘要

古くから雪崩発生の一因とされてきたが、その過酷な条件からこれまで観測の実績が皆無であった猛吹雪のもとで発生・成長するスラブ（吹きだまり）の力学特性を明らかにすることを目的として、北海道のニセコモイワスキー場内の急峻な尾根上に仮設の観測小屋を設置し、2023年1月と2月にそれぞれ数日間にわたって泊まり込み、密度、硬度、雪質、雪温などの積雪断面観測を集中的に実施した。またこの際に吹きだまりの積雪サンプルを連続的に採取し、積雪内部の空隙をドデカンで充填したうえで冷凍保存し、防災科学技術研究所の新庄雪氷環境実験所に輸送した。そして当研究所のX線μCT解析装置を用いることで積雪の微細な3次元構造を非破壊で計測した。その結果、吹雪の時間変動に伴う積雪構造の詳細な変化を定量的に抽出することに成功した。現在、同時に計測された気象要素、とりわけ風速の変動との詳細な比較検討が実施されている。さらに2022年9月には研究分担者の田邊がスイス連邦工科大学ローザンヌ校（EPFL）のGaume教授の研究室に約1週間にわたり滞在し、彼らのグループにより開発された雪崩の発生から運動、停止に至るすべてのプロセスを記述可能なMaterial Point Method (MPM)の手法を習得するとともに、モデルに組み込むうえで不可欠となる雪の特性を反映したカムクレイモデルについてもそれぞれの研究組織で得られた情報と意見交換を行った。