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通过土壤运动科学创建抗灾安全社会

我们正在进行研究,以保护支撑我们生活的桥梁和防波堤以及它们后面的斜坡免受灾害的影响。具体来说,我们正在研究“土壤”层如何吸收落石的冲击力,以及当洪水和地震期间桥墩周围的沙​​子被冲走时,“冲刷”是如何发生的。除了模拟落石的巨大冲击物体落下的全尺寸实验外,该研究还利用了在实验室进行的比例模型实验、再现单个沙粒运动的计算机模拟(离散元法)以及使用特殊透明颗粒“可视化”土壤中水流的最新技术。通过物理阐明通常为坚硬表面的土壤和沙子在灾害期间像液体一样流动的动态现象,我们的目标是开发更安全的防护施工方法并构建基础设施健康诊断技术。这项研究的最大乐趣在于它揭开了看不见的地下谜团,并且与社会的安全有着直接的联系。

社会工程学院|助理教授

内藤直人(菅直人)

内藤直人

11 创建一个人们可以继续居住的城镇
13 应对气候变化的具体措施
14 让我们保护海洋的丰富性
15 让我们也保护这片富饶的土地

关键字

地面灾害
微机械
震撼现象
颗粒体模拟
基础设施健康评估监控

领域/程序

研究类别

土木工程

研究主题

  • “土垫”保护生命免遭落石和山体滑坡:阐明减震机制和开发防护施工方法
  • 建设能够抵御日益严重的洪涝和地震的基础设施:桥墩和防波堤的“冲刷”对策和稳定性评估
  • 利用持续微震和振动测量进行基础设施健康检查:基于振动特性的结构健康监测技术
  • 揭示地质灾害的全貌:预测从泥石流到渗漏破坏的全方位灾害过程
  • “粒体力学”是沙子和土壤运动的科学:通过先进的模拟和可视化探索流动的奥秘

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近年来,由于气候变化和大地震,山体滑坡和基础设施损坏变得更加严重。我们的实验室通过将“一粒土壤”的微观视角与“灾难预测”的宏观视角联系起来,迎接创建安全社会的挑战。虽然“土壤”乍一看似乎很熟悉,但它的行为却出奇地复杂和深刻,是一个需要尖端物理学和计算科学的尚未探索的前沿领域。我们相信,我们的使命是将受暴雨、地震等影响地区的调查所获得的经验教训转化为可靠的技术,并将安全的环境传递给下一代。为什么不一起探索熟悉的物理学如何对社会有用呢?