International collaboration to establish new framework of soil mechanics enhanced by granular mechanics

国际合作建立颗粒力学增强的土力学新框架

• 批准号: 21KK0071
• 负责人: 松島 亘志
• 金额: $ 11.98万
• 依托单位: University of Tsukuba
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Fund for the Promotion of Joint International Research (Fostering Joint International Research (B))
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-10-07 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21KK0071/
• 关键词: granular materials; soil mechanics; visualization experiment; discrete element method; statistical mechanics; Discrete Element Method; Statistical mechanics; unsaturated soil

今年度は，以下のように活発な直接交流を行った．(1) 研究代表者の松島が2022年9月19日から10月1日までグルノーブルに滞在し，セルベースの粒状体マイクロメカニックス構成モデルについての研究打ち合わせを行った．(2) 研究分担者の肥後，木戸が2022年11月2日から４日までグルノーブルに滞在し，不飽和砂のマイクロメカニクスについての研究打ち合わせを行った．(3) 研究分担者の近藤が2023年3月21日より6月15日までの予定で，グルノーブルに滞在し，粒状体中の応力可視化実験についての共同研究を行っている．また，2023年3月29日に年度末オンライン報告会を実施し，研究参加者間の情報交換を行った．一方，以下のような研究を実施し，その成果発表を行った．(1) セルベースの粒状体マイクロメカニックス構成モデルの２軸圧縮試験応答(定圧および定体積条件)について個別要素法解析や実験との比較を行い，その妥当性を検証した．(2) 土粒子構造を規則充填構造でモデル化し，間隙スケールの保水メカニズムに基づいて水分特性曲線（以下SWCC）を推定する理論的モデルを構築した．(3) 応力発光材を用いて２次元粒状体のforce chainを可視化する手法についての検討を行った．(4)異なるアスペクト比および表面粗さを持つ粒子を3Dプリンターを用いて系統的に作成し，それらを用いた粒状体のせん断試験をx線CTによって可視化し，粒子形状がせん断特性に及ぼす影響についての粒子スケールの検討を行った．(5) 動力学的機械学習による土粒子の時間発展モデルを構築した．

今年，我们进行了积极的直接交流，如下所示：（1）首席研究员Matsushima于9月19日至10月1日在格勒诺布尔留在格勒诺布尔，并举行了有关基于细胞的颗粒小机械模型的研究会议。 （2）研究合作伙伴希戈（Higo）从11月2日至2022年4月4日住在格勒诺布尔（Grenoble），并举行了关于不饱和沙的微力学的研究会议。 （3）研究合作伙伴Kondo计划于3月21日至2023年6月15日举行，目前正在格勒诺布尔（Grenoble）工作，以对颗粒体中的压力可视化实验进行联合研究。此外，在2023年3月29日举行了财政年度结束的在线报告会议，在研究参与者之间交换了信息。同时，进行了以下研究并提出了结果。 （1）将基于细胞的粒状微力学组成型模型的双轴压缩测试响应（恒定压力和恒定体积条件）与单个元素方法分析和实验进行了比较，并验证了其有效性。 （2）我们使用常规填充结构对土壤颗粒结构进行了建模，并构建了一个理论模型，该模型根据间隙量表的水位保留机制估算了水分特性曲线（以下称为SWCC）。 （3）我们研究了一种使用压力发射材料可视化二维颗粒体力链的方法。 （4）使用3D打印机系统地创建了具有不同宽高比和表面粗糙度的颗粒，使用X射线CT对使用它们的颗粒体进行剪切测试，并检查了颗粒尺度，并检查了颗粒尺度以确定粒子形状对剪切特性的影响。 （5）构建了使用动态机器学习的土壤颗粒的时间开发模型。

项目成果

Introduction of density distribution in soil-water characteristic curve model with regular packing structure

规则堆积结构土水特征曲线模型中密度分布的介绍

• DOI: 10.3208/jgs.18.17
• 发表时间: 2023
• 期刊: Japanese Geotechnical Journal
• 作者: ESHIRO Shizuka;HIGO Yosuke
• 通讯作者: HIGO Yosuke

Post Liquefaction Behavior: as a Complex Grain-Water Interaction

液化后行为：复杂的粮水相互作用

• 发表时间: 2023
• 作者: 富澤 幸久;吉田 郁政;大竹 雄;Takashi Matsushima
• 通讯作者: Takashi Matsushima

Accuracy Evaluation of landslide simulation using depth-integrated particle method

深度积分粒子法滑坡模拟精度评价

• 发表时间: 2022
• 期刊: Proc. 6th International Conference on Advances in Civil Engineering (ICACE-2022)
• 作者: Chowdhury;F.H.;Matsushima;T.
• 通讯作者: T.

RHEOLOGICAL AND MICROSTRUCTURAL CHARACTERISTICS IN GRANULAR SHEAR FLOW OF 2D ELLIPTICAL PARTICLES

二维椭圆颗粒粒状剪切流的流变和微观结构特征

• DOI: 10.2208/jscejam.77.2_i_297
• 发表时间: 2021
• 期刊: Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))
• 作者: JIANG Xiaoyu;MATSUSHIMA Takashi
• 通讯作者: MATSUSHIMA Takashi

Estimation of trend and random components of conditional random field using Gaussian process regression

• DOI: 10.1016/j.compgeo.2021.104179
• 发表时间: 2021-08
• 期刊: Computers and Geotechnics
• 影响因子: 5.3
• 作者: I. Yoshida;Y. Tomizawa;Y. Otake