ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発～倒伏から防災まで～

基于微力学特性的根系混合土壤模拟器的开发～从倒伏到防灾～

基本信息

批准号：
17J02383
负责人：
友部遼
金额：
$ 1.73万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2017
资助国家：
日本
起止时间：
2017-04-26 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本年度の計画として掲げた、根混じり土の屋内試験とその数値シミュレーション結果の比較に基づくシミュレータの改良と、実問題に適用する際の課題の明確化について、期待通りの進展を得た。前年度までに開発した抜根試験機、室内倒伏試験を利活用して、ダイズ植物体への高精度載荷試験を行うとともに、その高精度な再現計算を達成した。本成果は、発表時点において先行研究と比較して最も高精度な再現計算であり、その内容は地盤工学分野の国際誌Soils and Foundationsに掲載された。また、シミュレータを改良することで、サクションを制御した抜根試験の結果を数値シミュレーションで再現することに成功し、現在国際誌へ投稿中である。また、以上の成果を基に3次元問題に対応したシミュレータを開発している。加えて、当初の計画として掲げた、土木現場や農業現場に向けた社会実装を進めるため、実地盤のIoT機器によるセンシングネットワークを新たに開発し、根混じり土シミュレータと組み合わせることで植生のある地盤の崩壊リスク予測や、倒伏予察にとして活用を検討している。本内容については、まず農業現場において2020年度に実証試験を行う予定であり、2019年度中にはその実証試験の準備も行うことができた。以上により、当初3年間の計画として掲げた、ミクロな力学特性に基づく根混じり土シミュレータの開発をおおむね完了し、倒伏と減災の現場で、被害を最小化するための社会実装が開始されたことから、概ね期待通り研究が進展したと認める。

我们根据今年计划中规定的混合土壤室内测试及其数值模拟结果的比较，在改善模拟器方面取得了预期的进展，并在将问题应用于实际问题时阐明了这些问题。使用前一年开发的生根测试机和室内住宿测试，我们对大豆植物进行了高精度的加载测试，并实现了高精度的繁殖计算。在发布时，与以前的研究相比，该结果是最准确的繁殖计算，其内容发表在国际杂志土壤和基础上，在岩土工程领域。此外，通过改进模拟器，它已经成功地重现了使用数值模拟控制吸力的根测试的结果，并且目前已发布到国际杂志上。此外，根据上述结果，我们正在开发一个解决三维问题的模拟器。此外，为了促进针对土木工程和农业场所的社会实施，该公司已使用实用的IoT设备开发了一个新的感应网络，并被认为使用它来预测植被基地崩溃的风险，并通过将其与根混合土壤模拟器相结合来预测住所。 Regarding this content, we plan to first hold a demonstration test at an agricultural site in 2020, and we were able to prepare for the demonstration test within 2019. As a result of the above, the development of a root-mixed soil simulator based on micro mechanical properties, which was originally set as a three-year plan, has been generally completed, and social implementation has begun to minimize damage at the site of lodging and disaster mitigation, so it is recognized that research has总体上按预期进行。