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論文 【 表示 ／ 非表示 】

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• Improvement of apparatus for Sampling and Cone Penetration Test

  Rikuto Fujikata, Kazuo Tani1, Shun Nomura , 2024年

  Proceedings of ISC7

• Viscous characteristics of bentonite suspension for carrier materials in deep sea mining evaluated by falling head flow test

  Yu Kawai, Shun Nomura, Kazuo Tani, Hiroshi Yabe, Akihiro Tomita, Akihiko Suzuki , 2024年

  Proceedings of ISOPE2024

• キャリア物質循環方式のカプセル輸送により海底鉱物資源を揚鉱する際に用いる円筒カプセルの寸法と形状が輸送性能に及ぼす影響を検討した模型実験

  三岡　千夏、谷　和夫、野村　瞬、鈴木　亮彦、矢部　浩史、冨田　晃弘 , 2024年

  土木学会論文集「特集号（海洋開発）」

• 海底鉱物の揚鉱に用いるキャリア物質の粘性特性を評価する変水頭フロー試験の条件

  河合　優、野村　瞬、谷　和夫 , 2024年

  土木学会論文集「特集号（海洋開発）」

• 中密な砂質土地盤を対象としたサンプリング兼コーン貫入試験

  藤方　陸人、谷　和夫、野村　瞬 , 2024年

  土木学会論文集「特集号（海洋開発）」

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科研費（文科省・学振）獲得実績 【 表示 ／ 非表示 】

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• 海洋基礎構造物の施工最適化に向けた模型実験及び数値解析の高度化

  研究期間:  2023年  -  2025年  代表者:  野村 瞬

  国際共同研究強化(A)  研究代表者  22KK0248 

  海底地盤上で安全に早く構造物を打設する技術の確立に向け、海洋地盤に関して豊富な知識と経験を持つノルウェー地盤工学研究所（Norwegian Geotechnical Institute）の海洋地盤工学研究室と共同研究を行う。①透明地盤技術による構造物-地盤界面の高精度観測や②貫入試験機により最適な基礎構造物の施工法や管理手法を検討、③構造物側を適用した土-水連成有限要素解析システムによる模型実験の再現解析、④施工環境に応じた地盤の実データをもとに現場スケールでの施工シミュレーションを実施する予定である。

• 透明地盤実験と数値解析で解き明かす海洋基礎杭の最適な施工法と杭構造

  研究期間:  2022年04月  -  2025年03月  代表者:  野村 瞬

  基盤研究(C)  研究代表者  22K04306 

  洋上風力発電における基礎構造物の需要拡大に伴い、水深50m以深の海底地盤上で安全に早く杭基礎を打設する技術の重要度が増してきている。海洋での打設作業は、作業性が著しく悪いので、シップタイムが制限される厳しい条件でも短時間で確実に施工を完了できる革新的な技術が必要とされている。
  海洋地盤上で簡便かつ短時間で杭基礎の施工を完了するための技術確立に向け、本研究では、構造物貫入中の地盤と構造物の高精度可視化に挑戦する。また、貫入試験機を用いて最適な杭の打設工法や杭形状・構造を検討する。加えて、土-水連成有限要素解析システムに構造物側を適用することで進化を図る。

• 連続サンプリングによる柱状図の品質および地質構造と地盤性状の評価技術の向上

  研究期間:  2022年04月  -  2025年03月  代表者:  谷 和夫

  基盤研究(B)  研究分担者  23K22855 

  海底地盤の調査では，陸域で一般的な標準貫入試験や乱れの少ない試料のサンプリングは施工の制約から高コスト過ぎる。そこで，施工が早いサウンディング（例えばコーン貫入試験）に連続サンプリングを組み合わせた効率的な調査方法の確立を目指す。貫入性能と試料の採取性能が高いサンプラーの開発と，得られた連続試料の品質評価がポイントである。一般的なコーン貫入試験にそん色のない貫入性能と，地層の代表性を失わない程度にしか乱されていない試料（representative disturbed sample，ISO22475-1の品質クラス2ないし3）に相当する品質を目指す。

• 高解像透明地盤実験と大規模数値シミュレーションで解き明かす地盤浸透破壊メカニズム

  研究期間:  2022年04月  -  2025年03月  代表者:  西浦 泰介

  基盤研究(B)  研究分担者  23K22863 

  本研究では高解像透明地盤試験と数値シミュレーション技術を武器として、局所的に発生した水みちが発達し堤防崩壊を誘発するプロセスを、地盤と水理のマルチフィジックス的知見に基づき科学的に解明する。
  研究では、①屈折率整合法による高解像透明地盤実験技術を確立し、②浸透破壊現象の基礎実験により水みちの生成・成長過程を明かにする。
  次に、③実験を再現する数値シミュレーションにより地盤内部の応力や浸透状態を把握する。以上、水みち発生・成長の基礎過程の理解をもとに、④水みち生成から崩壊に至る過程を透明地盤実験と大規模数値解析により明らかにすることで堤防域における地盤浸透破壊メカニズムの解明と定量化に挑戦する。

• 深海底開発リスクを知るための深海底地盤工学創設に向けた原位置地盤計測手法の確立

  研究期間:  2021年04月  -  2025年03月  代表者:  山中 寿朗

  基盤研究(B)  研究分担者  23K21026 

  深海底の鉱物資源開発や再生可能エネルギーを得るための施設設置に関わる利用などは、日本に残された数少ないフロンティアの一つである。しかしながら、陸上や浅海底で当然行われる、構造物設置の地盤状況の調査・把握は深海底では未だ行われておらず、構造物の設計に必要不可欠なパラメーターが欠如したままで、深海底利用のリスクそのものを評価出来ない状況にある。そこで本応募課題では、試料を採取して船上や陸上で地盤特性の評価が出来ない深海底において、原位置試験法としてコーン貫入試験の適用法を確立し、実際に得られるデータから深海底地盤が陸上と比べどのように評価されるものなのかを明らかにすることを目指すものである。
  既存三成分コーン貫入試験機(以下CPT装置)のキャリブレーションおよび、試験実施海域における採泥などを通じた海底堆積物の物性試験を行った。CPT装置は、各センサ類の挙動特性について実際に深海底で潜水艇(JAMSTEC所属の「しんかい6500」)のマニピュレーターを使ったテストにより、把握することができ、キャリブレーションに必要な情報を得ることが出来た。堆積物試料も潜水艇によりプッシュコアによって採取されたものを用いて含水比及び湿潤密度、粒度組成、鉱物組成の測定を行った。これらのデータを元に、有明海軟泥が模擬海底地盤の一次候補として適性であると判断できるに至った。また、CPT装置の運用から、マニピュレーターによる貫入ではなく定速かつ直線的な貫入のための架台が不可欠である事が明らかになったため、架台の開発・作製に取り組んだ。また、海底堆積物のCPT装置（先端抵抗・間隙水圧・周面摩擦力を計測）による貫入試験だけでなくせん断抵抗（粘着力）を計測する原位置ベーンせん断試験についても海底で採取された堆積物の物性から、潜水艇で実施可能とわかったため、有明軟泥の物性値を参考に低トルク（0.6から6N・m）領域を測定可能で潜水艇のマニピュレーターでオペレーション可能なベーンせん断装置を作成した。
  深海底で利用する各種原位置計測装置の開発は順調に進んで、実際の運用試験を実施できる状況にある。また、運用試験のための航海も確保できている。
  模擬海底地盤として、比較的入手の簡単な有明軟泥が候補と出来たことで、複雑な物質の調整が不要となると期待され、2023年度の原位置計測データをインプットすることで、かなり具体的な模擬海底地盤物質の開発の方向性が定まるものと期待される。
  2023年度は、三成分CPTを定速かつ直線的に貫入差せるために作成した架台を用いた、深海での実際の計測と、原位置ベーンせん断試験の潜水艇による運用試験を実施し、同時に堆積物を採取し、原位置計測試験のデータと、採取試料から得られる物性情報を用いて深海泥の地盤特性をより詳細に把握することを目指す。このデータを用いて、深海地盤計測のための模擬海底地盤を有明軟泥をベースに、より深海での特性に近いものの作成を目指す。
  これらの成果を地盤関係学会で発表すると共に、深海底の有効利用を考える民間企業などのニーズを探るため、2024年度に予定している深海底有効利用のための基礎技術開発をテーマとしたシンポジウムに先立って、興味を持ちそうないくつかの企業を招いたワークショップの開催を2023年度内にも企画する。

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