Simulation based study on the sand suction caused by erosion of geotextile sheets behind seawall

海堤后土工布侵蚀吸沙模拟研究

• 批准号: 22KJ2536
• 负责人: 西村 伊吹
• 金额: $ 1.6万
• 依托单位: University of the Ryukyus
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2023
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2023-03-08 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22KJ2536/
• 关键词: 防砂シートの経年劣化; 埋立土砂の吸い出し; 地盤陥没; 数値解析

本研究は，防砂シートの経年劣化と埋立土砂の吸い出し現象，地盤陥没を同時に評価できるシミュレータを開発するとともに，MICP技術と防砂シートを併用した次世代の盛土保護技術の可能性について，シミュレーション工学の観点から検証するものである。2022年度に得られた結果は以下のようにまとめることができる。（１）防砂シートの経年劣化解析：文献調査により，防砂シートを構成するポリエチレンテレフタレート（PET）が加水分解によって劣化することを確認した。一般に，化学反応による物質の濃度変化は反応拡散理論に基づくことで数理モデル化できることから，本研究では，PETの加水分解反応を反応拡散理論にて数理モデル化した。また，本モデルを実装したシミュレータを用いて，PETの溶解実験との比較解析を実施し，提案モデルの妥当性を検証することができた。これにより，防砂シートの劣化度合いを評価することが可能となった。（２）砂の移動解析シミュレータの開発：粒子の移動解析に定評のある個別要素法を用いることを決定し，汎用性を高めた独自コードの開発に成功した。なお，本研究では，防砂シートの劣化，砂粒子の移動，MICPによる盛土固化を同時に扱うことを想定していることから，計算規模が大規模化することが予測された。そこで，独自コードの開発にあたっては，超大規模計算方法の実装を視野に入れ，大規模解析の理論・実装に造詣の深い東京大学大学院の山田知典准教授のもとで研究を実施した。（３）繊維材の簡易モデル化：　MICP技術による護岸背後盛土の吸い出し現象の抑制可能性について，シミュレーション工学の観点から検証するために，PET繊維材料を考慮できるMICPシミュレータを構築した。これにより，繊維材周辺における炭酸塩の析出メカニズムや土粒子を固着するプロセスを解析可能となった。

This study aims at the development of sand control technology and sand absorption phenomenon, site subsidence and simultaneous evaluation, and the possibility of the combination of MICP technology and sand control technology in the next generation of soil protection technology. 2022 - 2023 The results are as follows: (1) Analysis of aging deterioration of sand control system: literature survey, analysis of aging deterioration of sand control system (PET), analysis of aging deterioration of PET. In general, the chemical reaction of the substance concentration change is based on the dispersion theory, this study shows that PET hydrolysis reaction is based on the dispersion theory. This article describes the implementation of PET dissolution and comparative analysis, and proposes the feasibility of PET dissolution. This is the first time that a person has ever had a problem with sand control. (2) The development of sand movement analysis: the development of particle movement analysis is successful in determining the use of individual element method. In this study, the deterioration of sand control, sand particle movement, MICP and soil solidification are considered and predicted on a large scale. The development of independent computing methods has been introduced into the field of large-scale analysis theory and implementation, and the research has been carried out by Professor Tomonori Yamada of the University of Tokyo. (3) The simple structure of PET fiber materials: the possibility of suppressing the phenomenon of absorption of soil behind revetment by MICP technology, the point of detection of PET fiber materials and the construction of MICP fiber materials are considered. This is the first time that carbon dioxide particles have been separated from carbon dioxide particles.

项目成果

微生物活動に起因した露頭表面の固化に関する解析的検討

微生物活动引起露头表面凝固的分析研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 西村伊吹，山田知典，松原仁