都市耐水

水害・地震・津波に伴う複合的都市災害の予測・解明・低減技術の開発

東日本大震災と津波、局地的な集中豪雨などの自然災害は、私たちに自然の恐ろしさをまざまざと見せつけています。 特に沿岸域・河川流域の低地帯に発展した都市は、絶えず水がもたらす災害の脅威にさらされています。また、そうした特性を持つ都市部に地震・津波・水害が 襲来した場合、これまでに経験した事がないスケールでの複合的都市災害や都市特有の二次災害が発生する危険性も指摘されています。 こうした被害を最小限に抑え人々に安全・安心な生活と環境を提供するためには、来るべき災害の適切な予測評価を行い、それに基づいた 都市基盤の強化技術の開発とその整備が必要とされています。

本研究室では、こうした都市域での様々な災害事象に対する安全性・性能の評価と工学的な対策技術の確立を目的として、 構造物・流体あるいは両者が関わる複雑な連成力学現象の解析、実験的評価、都市基盤施設の設計や維持管理技術に関する研究を行っています。

教員

五十嵐 晃 ( Akira IGARASHI )

五十嵐 晃

教授(防災研究所)

研究テーマ

構造物の動的挙動とその制御の視点から、構造システムの性能と設計に関する研究を行っています。構造物の動的性能の評価、構造振動制御技術の開発と実装、地震動などの極端荷重に対する構造物の応答制御や常時性能とのバランスを重視した構造設計法、構造物の長期的な劣化特性や維持管理手法などの研究に取り組んでいます。

連絡先

宇治キャンパス 防災研究所 E-428D号室
TEL: 0774-38-4135
FAX: 0774-38-4147
E-mail: igarashi.akira.7m@kyoto-u.ac.jp

米山 望 ( Nozomu YONEYAMA )

米山 望

准教授(防災研究所)

研究テーマ

三次元流動解析の研究成果を積極的に活用して、水害現象を詳細に予測する研究を行っています。現在は、津波来襲時における都市の危険性評価に関する研究、より詳細な地下空間への浸水予測に関する研究を行っています。

連絡先

宇治キャンパス 防災研究所 E-431D室
TEL: 0774-38-4136
FAX: 0774-38-4147
E-mail: yoneyama@taisui5.dpri.kyoto-u.ac.jp

研究テーマ・開発紹介

津波氾濫に関する研究

VOF法をベースにした三次元流体解析手法により津波氾濫に関する研究を行っています。この解析手法を北海道南西沖地震津波での津波遡上に適用したことろ、奥尻島藻内地区での打ち上げ高さの解析結果が首藤らが調査した痕跡高とよく一致しました。

今後、この解析手法を用いて、都市域での津波氾濫の危険度評価に関する研究を行っていきます。

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図-1a 複雑な地形形状での津波遡上(左:打ち上げ前、右:最大打ち上げ時)

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図-1b 津波打ち上げ高さの解析結果と痕跡高の比較
(実測値の出典:首藤ら,1993年北海道南西沖地震津波の痕跡高,津波工学研究報告,1994)

実時間ハイブリッドシミュレーションによる連成動力学系の応答検証

都市基盤構造物は一般に規模が大きく、実規模の構造全体の試験を行うことには数多くの困難が伴う。そこで、地震時の構造物の応答に支配的な構造要素のみを取り出して振動台や動的加振装置を用いた動的載荷実験を行い、その他の部分については数値シミュレーション計算で応答を求め、実現象に対応した時間軸で両者を結合する動的実験-解析統合手法が、実時間ハイブリッドシミュレーションである。こうした高度な実験手法を実現する実験システムを構築することにより、極端事象時において構造物への外力作用を効率的に低減・吸収する対策手法の開発における、信頼性の高い性能検証が可能となる。

実時間ハイブリッド実験
図-2 実時間ハイブリッドシミュレーションによる流体-構造連成系の実験的検証

都市特性を考慮した氾濫水理の研究

地下空間を含み、高度・多層に発達した都市域での氾濫水の挙動を研究しています。建物群や道路網、下水道網を考慮にいれた高精度の都市域氾濫解析モデルや、地下街・地下鉄内の浸水過程を表現できる地下空間氾濫解析モデルの開発をおこなっています。

また、大規模な市街地模型ならびに地下空間模型を用いた水理実験を実施して、浸水に対する地下空間の危険性を明らかにしています。

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図-3 実験結果の一例

研究室ウェブサイト

https://taisui5.dpri.kyoto-u.ac.jp/index.html