京都大学 地盤力学研究室

地盤力学研究室

京都大学大学院工学研究科社会基盤工学専攻 地盤力学研究室
教授名:木村 亮(工学研究科/社会基盤工学専攻地盤力学講座/教授)
研究室HP:http://geomechanics.kuciv.kyoto-u.ac.jp/index.html
研究室連絡先:

研究分野

  • 群杭基礎の力学挙動に関する研究
  • ヒンジ式プレキャストアーチカルバートの耐震性に関する研究
  • チェーンを用いた新しい補強土壁工法の開発
  • ジオマテリアルの力学特性の把握と構成モデルの開発
  • 大変形・破壊現象の高精度予測手法の開発
  • 高性能液状化解析法の開発と液状化ハザードマップの作成
  • メタンハイドレートを内包する地盤の強度変形特性の把握
  • ジオマテリアル内部の微視構造および密度変化の可視化
  • 地盤力学分野からの貧困削減に向けたアプローチ手法の開発

研究内容のご紹介

  本研究室では,大きく分けて以下3つの研究に取り組んでいる.

地盤と構造物の相互作用の解明

 土木構造物を設計・施工する際には,「地盤と構造物の相互作用」を適切な方法で評価する必要がある.本研究室では,土木構造物の合理的な設計手法の構築を目的として,遠心模型実験や大型振動台実験,および有限要素法による数値解析を行い,杭基礎や補強土壁といった様々な構造物の力学挙動を明らかにしている.

地盤材料の力学特性の把握

 土木構造物を支える地盤は砂や粘土,人口改良土など多種多様な材料で構成されているため,それらの力学特性の把握が重要である.本研究室では,河川堤防の浸透破壊や液状化現象を精緻に予測する数値解析手法の開発や,ガスハイドレート含有砂の力学試験および構成モデルの開発を進めている.

地盤材料のミクロスケール挙動の解明

 地盤は土粒子,水,空気から成る多相系混合材料であるため,そのマクロな力学挙動を理解するためには土粒子スケールのミクロな挙動を把握することが重要である.本研究室では,X線CTおよび画像解析によって砂質土の変形メカニズムや間隙構造の変化を調べ,マクロな挙動との関係を明らかにしている.

主な論文

  1. Evaluation of ultimate behavior of actual large-scale pile group foundation by in-situ lateral loading tests and numerical analysis・Teramoto et al.
    ▶ 論文URL
  2. Mechanical role of reinforcement in seismic behavior of steel-strip reinforced earth wall・Sawamura et al.
    ▶ 論文URL
  3. Numerical modelling of internal erosion during hydrate dissociation based on multiphase mixture theory・Akaki and Kimoto
    ▶ 論文URL
  4. Large Deformation and Failure Analysis of River Embankments Subjected to Seismic Loading・Shahbodagh et al.
    ▶ 論文URL
  5. Morphological transitions for pore water and pore air during drying and wetting processes in partially saturated sand・Kido et al.
    ▶ 論文URL

学生の主な就職先

  • 建設(大林組,鹿島建設,清水建設,大成建設,五洋建設,東洋建設,etc)
  • 鉄道(JR東海,JR東日本,etc)
  • 高速道路(阪神高速,NEXCO中日本,etc)
  • 国家公務員(国交省,経産省,etc)
  • 建設・土木コンサルタント(日建設計シビル,パシフィックコンサルタンツ,etc)
  • エネルギー(大阪ガス,関西電力,etc)

※業界(社名)

学生からの声

ハイドレート含有砂の力学挙動について研究している.ハイドレートとは低温・高圧条件下で存在する,水分子からなる構造にゲスト分子を取り込んだ氷と似た見た目,性質をもつ物質である.エネルギー資源としてのメタンハイドレートや,二酸化炭素地下貯留のためのCO2ハイドレート等が注目されていることを背景に,これまで実験室で人工のハイドレート含有模擬試料が作製され,各種試験が実施されてきた.
  現在は,ガス溶解法というガス水溶液からハイドレートを生成する手法を採用し,砂質土内にCO2ハイドレートを生成して各種試験を行っている.本手法は,天然のハイドレートに似た形態のハイドレートが生成されると言われているが,多量のハイドレートの性背が難しく,試験に時間がかかることから実施例が少ない.卒業研究では,ガス溶解法によるCO2ハイドレートの生成を確認したが,生成量が少ないという課題が残った.そこで修士課程では,ハイドレート生成に伴う透水性の低下に着目しつつ,生成時の条件を検討しながら,特に非排水三軸圧縮試験を実施し力学特性の評価を行っている.

研究は先生方や先輩方のご助言を頂きながら進めているため,日々刺激を受けながら研究に取り組むことが出来ています.また,大学での実験やゼミ発表だけでなく,時には先生が実際の施工現場の見学の機会を与えてくださる等,様々な場面で知見を深めることが出来,大変充実した研究生活を送っています.

企業様等との共同研究内容

共同研究先の例は以下の通りである.

  • 青木あすなろ建設株式会社
  • 株式会社グロースパートナーズ
  • 大林道路株式会社
  • ヒロセ補強土株式会社
  • モジュラーチ工法協会
  • 株式会社不動テトラ
  • 株式会社高速道路総合技術研究所
  • 国立研究開発法人土木研究所

キーワード一覧

群杭基礎、建設材料、群杭効果、カルバート、チェーン、補強土壁工法、ジオマテリアル、液状化、地盤災害、メタンハイドレート、開発途上国、土嚢工法

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