土木施工システム工学

社会基盤構造物の創造・保全・維持管理を志向した地盤工学研究

道路・鉄道・空港や河川堤防といった土木構造物の多くは,盛土や切土によって造成された地盤構造物です。また,地盤は橋や建築物を支持する基礎としての役割も有しています。このような,社会インフラとしての地盤を創造・保全・維持管理していくため,地盤挙動を把握・予測する技術開発などの基礎的研究から,社会インフラ施工時の地盤の安定性や災害時の地盤構造物の粘り強さの評価などの応用研究を行っています。

研究室ウェブサイト

https://cem.kuciv.kyoto-u.ac.jp/

教員

肥後 陽介 ( Yosuke HIGO )

肥後 陽介

教授(工学研究科)

研究テーマ

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複雑な材料です。そこで、X線CT技術を活用してミクロな観点から地盤材料の各相の構造変化を明らかにし、マクロ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、地盤材料の変形・破壊挙動を精緻に表現可能な構成モデルと予測シミュレーション法を開発し、道路・堤防といった土構造物や構造物建設時の地盤挙動を解析し、建設時や降雨や地震などの災害時の安定性の評価を行っています。

連絡先

桂キャンパス C-1クラスター2棟 2階235号室
TEL: 075-383-3260
FAX: 075-383-3264
E-mail: higo.yohsuke.5z@kyoto-u.ac.jp
https://cem.kuciv.kyoto-u.ac.jp/yhigo/

研究テーマ・開発紹介

地盤材料挙動の把握とモデル化 ーミクロからマクロまでー

地盤材料は、土粒子相、水相、空気相からなる多相混合体です。そのため、三相の相互作用や微視的(ミクロ)な構造変化は、変形や破壊、地下水の浸透といった地盤材料の巨視的(マクロ)な挙動を解釈し、モデル化するための鍵となります。そこで、ミクロな相間相互作用と構造変化に根差したマクロな地盤挙動のモデル化を目的として、
- X線マイクロCTによる、地盤材料のミクロとマクロ挙動の関係性の解明
- 地盤挙動の予測・評価のためのマルチスケール・マルチフェーズ解析手法の開発
に取り組んでいます。開発したモデルや解析手法は、インフラ施工時の地盤挙動や河川堤防や道路盛土などの降雨/地震時挙動の評価など、様々な地盤工学的問題に応用しています。

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合理的・経済的な構造物の設計・施工・維持管理

我々の生活に密接に関係する社会インフラの建設・維持管理は,恒常的で重要な活動です。構造物の新設・更新・補修を合理的かつ経済的に実施するための技術を研究しています。また,巨大地震や豪雨による大規模洪水に対して,壊滅的被害を回避する「ロバスト性(粘り強さ)」を有することが,土木構造物の要求性能の一つとして認識されるようになりました。河川堤防を対象として,地震時・洪水時の予測解析手法の代替モデルを用いたロバスト性の評価手法を開発しています。

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自然災害に対する土構造物の安定性評価

地震による堤防破壊のメカニズムを把握するために,堤防が圧密沈下した際の堤防下部の応力にアーチ効果が働き,拘束応力が減少することに着目しています。そして,液状化への抵抗力がどのように低下するのかを検討するために,極限解析および盛土模型実験を行っています。

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地盤センシング技術のイノベーション

地盤の変状は,クラックや沈下として表面に現れますが,その変状の要因は地盤内部の状態変化にあります。しかし,表面とは異なり地盤内部は直接的な観察や測定が困難です。そこで,地盤内部の三次元的な応力状態の測定技術開発など,地盤センシング技術のイノベーションに取り組んでいます。

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