Updated on 2024/12/25

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SHIBATA Toshifumi
 
Organization
Faculty of Environmental, Life, Natural Science and Technology Associate Professor
Position
Associate Professor
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Degree

  • (BLANK) ( Hokkaido University )

  • (BLANK) ( Hokkaido University )

Research Interests

  • 構造力学

  • structural engineering

  • 数値解析

  • 地盤工学

Research Areas

  • Social Infrastructure (Civil Engineering, Architecture, Disaster Prevention) / Structure engineering and earthquake engineering

Education

  • Hokkaido University   工学研究科   社会基盤工学専攻

    - 2001

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    Country: Japan

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  • Hokkaido University    

    - 2001

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  • Kanazawa University   工学部   土木建設工学科

    - 1996

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    Country: Japan

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  • Kanazawa University    

    - 1996

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Research History

  • Okayama University   The Graduate School of Environmental and Life Science

    2016.4

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  • Okayama University   The Graduate School of Environmental and Life Science

    2013.9 - 2016.3

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  • National Institute of Technology, Matsue College

    2009.4 - 2013.8

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  • National Institute of Technology, Matsue College

    2007.4 - 2009.3

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  • Northwestern University 研究員

    2005.3 - 2005.8

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Professional Memberships

Committee Memberships

  • 地盤工学会中国支部   岡山地域幹事  

    2020.4   

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    Committee type:Academic society

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  • 地盤工学会中国支部   幹事  

    2020.4   

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    Committee type:Academic society

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  • 地盤工学会中国支部   事務局長  

    2020.4 - 2021.3   

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    Committee type:Academic society

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  • 地盤工学会会誌編集委員会   委員  

    2019.4   

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    Committee type:Academic society

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  • 地盤工学会中国支部 岡山地域 防災教育WG   委員  

    2018.4   

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Papers

  • Quantitative risk assessment for overtopping of earth-fill dams in Japan using machine learning algorithms Reviewed

    Shiying Zheng, Shin-ichi Nishimura, Toshifumi Shibata, Yimeng Chen

    International Journal of Disaster Risk Reduction   113   104892 - 104892   2024.10

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    Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Elsevier BV  

    DOI: 10.1016/j.ijdrr.2024.104892

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  • Inversion for soil property through data assimilation of Rayleigh wave Reviewed

    Yuxiang REN, Shinichi NISHIMURA, Toshifumi SHIBATA, Takayuki SHUKU

    Journal of JSCE   12 ( 2 )   2024

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    Language:English   Publishing type:Research paper (scientific journal)   Publisher:Japan Society of Civil Engineers  

    DOI: 10.2208/journalofjsce.23-15011

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  • A novel data-driven 3D site characterization method: Tucker decomposition-Bayesian compressive sensing and benchmarking study Reviewed

    M. Huang, T. Shuku, T. Shibata, S. Nishimura

    ICVRAM-ISUMA 2024   2024

     More details

    Language:English  

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  • A novel data-driven 3D site characterisation method: Tucker decomposition-Bayesian compressive sensing and benchmarking study Reviewed

    M. Huang, T. Shuku, T. Shibata, S. Nishimura

    Georisk: Assessment and Management of Risk for Engineered Systems and Geohazards   2024

     More details

    Language:English  

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  • Quantitative risk assessment for overflow of earth-fill dam by flooding using machine learning method Reviewed

    S. Zheng, S. Nishimura, T. Shibata, T. Shuku

    ICVRAM-ISUMA 2024   2024

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    Language:English  

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MISC

  • MPS法を用いたため池に流入する土石流の数値解析

    絹輪太一, 柴田俊文, 珠玖隆行, 西村伸一

    第73回農業農村工学会大会講演会   81 - 83   2024

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  • のり面で実施したSWS試験を用いたため池堤体の評価

    ウシンイェ, 柴田俊文, 西村伸一

    第49回地盤工学セミナー報告会   2024

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  • CPTuに基づく地盤透水係数の空間分布推定

    太田大希, 西村伸一, 柴田俊文

    第49回地盤工学セミナー報告会   2024

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  • MPS法によるため池堤体に対する衝撃圧の分析

    絹輪太一, 柴田俊文, 珠玖隆行, 西村伸一

    第79回農業農村工学会中国四国支部講演会   2024

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  • ボーリング孔を利用したため池堤体でのミューオン探査

    高橋健, 柴田俊文, 西村伸一

    第79回農業農村工学会中国四国支部講演会   84 - 86   2024

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Research Projects

  • データベースと高精度地盤調査の連携によるため池群のリスク評価

    Grant number:24H00534  2024.04 - 2028.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(A)

    西村 伸一, 柴田 俊文, 工藤 亮治, 小松 満, 珠玖 隆行

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    Grant amount:\47840000 ( Direct expense: \36800000 、 Indirect expense:\11040000 )

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  • 集中群配置型クロスホールミューオン探査手法の開発

    Grant number:22K19223  2022.06 - 2025.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的研究(萌芽)

    西村 伸一, 柴田 俊文, 珠玖 隆行

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    Grant amount:\6240000 ( Direct expense: \4800000 、 Indirect expense:\1440000 )

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  • ため池群の保全を目的とした高精度地盤調査法の開発と広域リスク評価

    Grant number:20H00442  2020.04 - 2024.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(A)  基盤研究(A)

    西村 伸一, 柴田 俊文, 小松 満, 吉田 郁政, 珠玖 隆行

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    Grant amount:\44980000 ( Direct expense: \34600000 、 Indirect expense:\10380000 )

    広域に多数存在するため池群のリスク評価手法の開発を最終目的とする.達成すべき具体的研究課題は,1)ため池堤体内および基礎地盤の可視化技術の開発;2)広範囲に多数存在するため池のリスクを表現する代替モデルの提案,である.この目的の達成のために,2020年度は,主に次の6項目について検討を行った.
    (1)CPTU模型試験装置の開発,(2)クロスホールミューオン試験装置の開発を指向した模型地盤を用いたミューオン探査の基礎実験,(3)斜面走行型スクリューウェイト式サンディング装置の開発,(4)スパースモデリングや新たなデータサイエンス手法を用いた地盤内同定手法の開発,(5)堤防の越流破堤模型実験,(6)堤体破堤リスク手法の開発
    本研究の大きな流れは,新たな地盤探査手法の開発→高精度地盤探査の達成→代替モデルによる高精度破堤リスク評価手法の開発であり,上記の(1)~(6)は,これら3項目のいずれかに関わるものである.(1)の模型実験装置は,CPTUを利用して,ため池堤体の透水係数分布を同定するためのものである.これによって,地盤強度,土質,透水係数を同時に同定する実験が可能となる.2020年度は,試験機を設計し,完成させることができた. (5)は,堤体の越流破壊挙動予測手法の開発を目指して行った,(2), (3), (4)は,地盤内部を同定する手法を確立するための実験および解析の研究である.(2)については,試験手法の精度を確認するためにその基礎実験を行った.(3)については,クローラに貫入機を装着させる基礎実験を行い,斜面での実験の可能性を探った.(6)は,豪雨と地震に対するリスク評価手法の開発で,(1)~(5)のすべての要素技術が統合される内容である.2020年度は,社会実装に向けて,応答曲面法を用いたため池のリスク評価手法を開発し,岡山県,広島県のため池に適用している.

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  • 宇宙線ミュー粒子を用いた農業用水路トンネルの補強の評価手法の確立

    Grant number:20K06297  2020.04 - 2023.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 基盤研究(C)  基盤研究(C)

    柴田 俊文, 西村 伸一

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    Grant amount:\4290000 ( Direct expense: \3300000 、 Indirect expense:\990000 )

    本申請課題では,地盤や構造物を透過した宇宙線ミュー粒子を測定し,このデータを用いて農業用水路トンネルの地山の地質不良区間の密度を推定する.そして,数値解析と模型実験を併用してトンネルと地山の相互挙動を明らかにし,耐震補強工法を再現することで,その効果を検討することを目的とする.
    宇宙線ミュー粒子の測定手法とその精度を確認するため,大型土槽(中に試料としてまさ土を充填)とモルタル塊を準備し,シンチレータと光電子増倍管で構成された検出装置とサーベイメータを用いた基礎実験を実施した.ここで,モルタル塊は土槽の実験で用いたまさ土と異なる密度に設定した.同時に,実験室内に設置してあるコンクリート塊や実験棟(建物),そして何も設置していない状態に対して,透過したミュー粒子を測定して結果を比較した.
    次に,多方向載荷試験を行った.覆工にモルタル(高強度),地山にベントナイトを混入したモルタル(低強度)を用いた供試体を作製し,鉛直方向と水平方向に油圧シリンダーにより荷重を作用させ,供試体の変形状況を確認した.その際,覆工と地山の間に生じている背面空洞の条件を変化させて実験を実施し,その影響を確認した.
    数値解析では,有限要素法を用いてモデルを作成した,並行して,ひび割れの再現などの点で精度の高い剛体バネモデル(RBSM)を用いて数値解析を行った.解析モデルでは地山とトンネル覆工,背面空洞を再現し,水平方向から荷重を作用させ,載荷板変位,内空変位,載荷荷重,モデル全体の変形状況,ひび割れ発生状況などについて実験結果と比較した.

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  • 宇宙線を利用した超小型物理探査装置の開発とため池群の広域リスク評価

    Grant number:19K22349  2019.06 - 2021.03

    日本学術振興会  科学研究費助成事業 挑戦的研究(萌芽)  挑戦的研究(萌芽)

    西村 伸一, 柴田 俊文, 珠玖 隆行

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    Grant amount:\6370000 ( Direct expense: \4900000 、 Indirect expense:\1470000 )

    西日本豪雨災害においは,多くのため池が損傷を受けた.この決壊および損傷原因の中で,パイピングとせん断破壊に対しては,堤体内部の弱部の推定が重要である.しかし,広域リスク評価の実施にあたって,ため池個数は膨大であり,一市町村をとってみても,地区全体のリスク評価を行うことは事実上不可能である.地質調査は,ボーリングが基本であるが,非常に時間とコストがかかる.また,現在の設計法では,ため池一つずつの安定解析を行い,氾濫解析を実施する必要があるため,解析モデルの構築と解析に負荷がかかり過ぎて広域の解析を不可能にしている.この問題を解決するのは,最も簡便に地質情報(ここでは,地盤強度)を計測できる物理探査が最も有効な手段と考えられる.本研究では,宇宙線の一つであるミュー粒子物理探査を利用して,地盤同定の高精度化を図る.宇宙線は,常時降り注いでいるので,計測器が設置されると時系列に堤体内部の三次元モニタリングが可能となる.これによって,豪雨時や地震時の堤体内部の変状を瞬時に分かり即時対応が可能となる.2019年度は,次の2点に重点を置いた検討を行った.
    (1) ミュ-オン探査装置の設計:本研究では,コーンペネトレーション孔(CPT孔)を利用できる探査装置の開発を目指している.そのためには,直径4cmの孔の中で使用可能な超小型の探査装置を開発する必要がある.2019年度は,その基礎的な設計を行った.
    (2) 広域リスク評価のための応答曲面法の検討:広域に存在するため池群のリスク評価を行うためには簡便な解析法の開発が不可欠である.2019年度は,リスク評価に不可欠な,氾濫被害算定を,国が公表している無料のデータに基づいて実施するのスキームの開発を行った.

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Class subject in charge

  • Geo-disaster prevention (2024academic year) Prophase  - 木7~8

  • Laboratory Soil and Concrete Mechanics (2024academic year) Fourth semester  - 火5~7,金5~7

  • Soil Mechanics II (2024academic year) 3rd and 4th semester  - 月7~8

  • Soil Mechanics II and Exercise A (2024academic year) Third semester  - 月7~9

  • Soil Mechanics II and Exercise B (2024academic year) Fourth semester  - 月7~9

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