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地盤情報を活用した弾粘塑性有限要素法による軟弱地盤の挙動解析

都市が展開する沿岸・沖合域は軟弱粘土や砂の互層構造を有しており、沈下や液状化といった問題を起こしやすい地盤となっています。社会インフラの安定的な供用、地盤防災上の観点から、地盤情報データベースに基づく地下構造のモデル化、水・土連成解析による軟弱地盤の応力~変形挙動評価が求められています。本研究分野では、都市地盤の諸問題を弾粘塑性有限要素解析によって評価するアルゴリズムの確立と、関西国際空港基礎地盤の長期沈下などの実問題への適用性について研究を行っています。

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地盤・岩盤工学的知見に基づく古墳・石積構造物の保存・修復に関する研究

古墳・土塁や石積構造物といった歴史的構造物は、風雨や地震、動植物による損壊などといった外力に対して脆弱であり、そのままの形で長期にわたり残存させるのは難しい。そこで、本研究分野では、可塑性の高い地盤材料で構成される歴史的構造物を、その真正性を担保しつつ、最新の地盤・岩盤工学の知見を活用することにより、積極的に保全する手法の確立を目指して研究を行っています。

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地盤材料の力学特性の把握と変形・破壊挙動のモデル化

地盤材料は、土、水、空気やその他の物質から成る多相系の混合材料で、その力学挙動は各相間の相互作用に依存するため単一相材料よりも複雑です。そこで、微視的観点から地盤材料の各相の構造変化を明らかにし、巨視的な地盤材料の変形性能および強度特性との関係を研究しています。さらに、実験で明らかにした物理的背景に立脚して、地盤材料の変形・破壊挙動を精緻に表現可能なモデルを開発し、降雨や地震などの種々の外力に対する地盤材料の変形・破壊挙動を解析し予測する手法の開発を行っています。

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地盤構造モデルの構築、可視化、災害評価への適用

地盤の変形と破壊は地盤の内部構造と密接に関係していますが、地表面以外を見ることは簡単ではありません。そこで、地盤を広域に可視化できる物理探査手法とボーリングデータに基づいた地盤の三次元モデル構築に関する研究を行っています。また、こうした技術を数値解析やマイクロゾーニングに適用し、地盤への降雨浸透問題や地盤の液状化マッピングといった災害アセスメントに関する研究を進めています。

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