【研究領域課題番号】19H00786 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

河川堤防 / パイピング / 実験 / 相似則 / DEM / 洪水 / 模型実験 / 機械学習 / 高水 / メカニズム / 維持管理

【研究成果の概要】

2020年度の研究で，以下のことを実施し，ほぼ期待通りの成果を上げた。
■パイプ内の水の流れとそれによるパイプ孔壁の侵食とパイプ内土砂運搬の現象を解明するため，高速度カメラでパイプ内を観測し，さらに3次元浸透流解析を行った。前年度に引き続き，実験は40gの遠心加速度場及び重力場で行い，粒径や模型サイズを変えた実験を組み合わせ，メカニズム解明のために必要なデータを蓄積した。
■パイピングの進展条件をを３D浸透流解析とパイプ内の掃流砂運搬条件から導いた。この解析により，堤幅の増加と共にパイプ内の流れが相流から乱流に変化し，掃流砂条件を満足する動水勾配が減少することを明らかにした。これにより，実大スケールの堤防におけるパイピング部の形状・寸法が明らかとなることが期待でき，さらにそれは堤体表面に現れる特徴的な変形のサイズを予測する上で貴重な情報となった。
■堤体表面形状からパイピング部を高速自動探査する方法の開発：高水により噴砂が発生した堤防の堤体表面形状をUAVからの写真撮影とSfMで構築したDEMにより詳細に測定する。地表面変位分布からパイピングの位置，規模を推定し，現場での噴砂状況（位置，噴砂ボリューム）と比較することを近年噴砂が発生した那賀川，肱川，江の川について実施した。さらい江の川堤防では今年度大規模な噴砂が発生した地点において，現地調査及び堤防の開削調査を行い，地表面の変位分布からパイピング部の推定をする方法の構築に資する成果を得た。

【研究種目】基盤研究(A)

【研究期間】2019-04-01 - 2023-03-31

【配分額】35,360千円 (直接経費: 27,200千円、間接経費: 8,160千円)

【研究分野】地理学

【研究領域課題番号】15K01176 (KAKENデータベースで見る）

【研究キーワード】

地形分類 / DEM / 機械学習 / クラスタリング / 階層クラスタリング / 地形 / 地質 / Vs30 / 数値地形解析 / グローバル / MERIT DEM / 地形学図 / GMTED2010 / MERIT-DEM / 岩相分類 / 地盤強度 / デジタル地形分類図 / 世界の地形分類図

【研究成果の概要】

ポリゴンベースの地形分類データ作成手法を開発し、領域分割・機械学習・階層クラスタリングにより全球の地形分類図を完成させた。クラスタのグルーピングでは、日本の既存の地質・地形分類図と比較することにより、地形・地質的に異なる特徴を持つグループを検出した。成果の分類図は、1kmDEMを用いた先行研究より、段丘地形の抽出や1km以下のサイズの地形の分類について明らかに進歩した。また、岩盤山地、丘陵、高地の長大斜面、中間的地形（台地、段丘、低地の長大斜面）、平野の識別が概ね適当であった。さらに、Vs30（表層30mの平均S波速度）と地形分類図の比較検討を行い、地震ハザードへの利用の可能性も示された。

【研究種目】基盤研究(C)

【研究期間】2015-04-01 - 2018-03-31

【配分額】4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)