研究者詳細 - 西山　哲

論文 - 西山　哲

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透水性能を有する景観舗装の雨水流出抑制効果査読

森石一志, 西山哲, 矢野隆夫, 小関裕二, 大西有三

土木学会論文集E1（舗装工学） 67 ( 3 ) I_155 - I_163 2011年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

近年多発する集中豪雨により，大部分の道路がアスファルト舗装で被覆されている都市部では降雨が排水施設の容量の限界を超え，河川へ流れ込み氾濫し，また道路の冠水や床下浸水の被害が発生している．そのようなことからも透水性舗装の持つ雨水流出抑制性能が有効な対策の一つとして考えられ，車道への適用も検討されている．しかし，透水性舗装を車道へ適用する場合は，雨水浸透による耐久性の低下が懸念され，実用化には課題が残されている．そこで本研究では，実績の多い歩道を対象に都市部に透水性舗装およびインターロッキングブロック舗装を適用した場合の雨水流出抑制効果を明らかにするため，各材料の不飽和浸透特性を求め，さらに雨水流出抑制効果をシミュレーション解析で検証した．

DOI： 10.2208/jscejpe.67.I_155

Applying digital vision metrology to monitor the behavior of rock slopes

Meiji Ryu, Yuzo Ohnishi, Satoshi Nishiyama, Takumi Nakai, D.-H. Lee, J.-H. Wu

Journal of the Chinese Institute of Civil and Hydraulic Engineering 22 ( 2 ) 141 - 150 2010年6月

記述言語：中国語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

We have studied the slope monitoring method using digital vision metrology. This study developed a technique for measuring the deformation of a slope without setting any fiducial points. The method of simply obtaining initial approximations of coordinate values from the images is applied to the new measurement technique. This measurement method has the advantage of obtaining the three coordinates of many measurement points at cheap cost. In this paper, the precision of the measurement values obtained by the proposed technology is verified in the actual rock slope. The feasibility based on the experimental results to the design of countermeasure construction is discussed.

トンネル施工管理のためのデジタル画像計測法の研究査読

西山哲, 大西有三, 龍明治, 中井卓巳

材料 59 ( 3 ) 186 - 191 2010年3月

記述言語：日本語掲載種別：研究論文（学術雑誌）出版者・発行元：公益社団法人日本材料学会

This paper introduces a new measurement system using digital images for tunnel construction management. This measurement technique that utilizes digital images brings the following benefits compared with conventional techniques. The 3-dimensional deformations and the area-wide distributions of many measurement points can be obtained through simple measurement work. As the image data are all in digital format, real-time monitoring is possible. Measurement involves photographing from a distance only, eliminating the need for sophisticated techniques to improve accuracy as in conventional measurement. The necessary measurement hardware consists of a digital camera and a PC only, which brings down measurement cost. This study first attempts to establish the theoretical framework for using images photographed from any position with a digital camera for measuring any object for which is difficult to set fiducial points, such as a tunnel and reproduce the 3-dimensional displacement of a tunnel with considerable decision. It then goes on to clarify the relation between various measurement parameters and measurement decision and includes experiments to evaluate the performance of the technique that is applied to deformation measurement system of jointed rock masses. As a result, the establishment of a new measurement system featuring simple measurement work and a high degree of decision was found to be possible.

DOI： 10.2472/jsms.59.186

Development of coupled discontinuous deformation analysis and numerical manifold method (NMMDDA)

Shigeru Miki, Takeshi Sasaki, Tomofumi Koyama, Satoshi Nishiyama, Yozo Ohnish Ohnishi

International Journal of Computational Methods 7 ( 1 ) 131 - 150 2010年3月

記述言語：英語掲載種別：研究論文（学術雑誌）

Discontinuous Deformation Analysis (DDA) and Numerical Manifold Method (NMM) have been widely used for the analyses of discontinuous rock masses. Recently, these discontinuum-based numerical methods have been applied to the simulations for slope failure due to earthquakes, where one of the key issues is the estimation of traveling velocities and distances for the collapsed rock blocks. For the dynamic response analysis of rock slopes, it is necessary to consider the local variation of seismic forces, especially when the slope size is large and/or the slope geometry becomes complicated. In DDA, there is difficulty to consider the local displacements and stress condition of the single block for the basement because of mathematical principle (in DDA, the displacement function is defined at the gravity center of the blocks and the strain in the block is uniform). On the other hand, NMM can simulate both continuous and discontinuous deformation of the block systems. However, the rigid body rotation of blocks cannot be treated properly because NMM does not deal with the rigid body rotation in explicit form. According to the above-mentioned features and drawbacks, it is reasonable to combine DDA and NMM from practical point of view. In this paper, the formulation for the coupled NMM and DDA (NMM-DDA) was presented. For the formulation, NMM and DDA can be easily combined by choosing displacements of the DDA blocks and NMM cover nodes as unknowns, because the processes to establish the equilibrium equations (minimizing total potential energy) and kinematics for block system are same between DDA and NMM. In this paper, some applications of the NMM-DDA to both dynamic and static problems were also presented and the validity and applicability of newly developed DDA-MM were discussed. © 2010 World Scientific Publishing Company.

DOI： 10.1142/S021987621000209X

不連続変形法（ＤＤＡ）における数値減衰特性に関する研究査読

小山倫史, 布川哲也, 西山哲, 大西有三

土木学会論文集Ｃ 66 ( 2 ) 299 - 311 2010年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

不連続変形法（DDA）において，ブロック間の接触時にはブロックの貫入が生じないように接触ばねが導入される．この際，個別要素法（DEM）と違い，ダッシュポットによるエネルギーの減衰は生じないが，数値積分法に起因した数値減衰が生じる．本論文では，DDAの接触時の挙動をシンプルに表現した1次元の自由振動問題を例に挙げ，ニューマークβ法による数値減衰特性の評価方法をまとめ，DDAによる衝突時の数値減衰特性評価について整理した．また，3次元剛体球DDAを用いて1次元場での衝突解析を行い数値減衰の評価を行った．その際，ニューマークβ法のパラメータについて感度解析を行い，DDA解析による衝突解析時の数値減衰特性と解の安定性および解析精度に与える影響を評価した．

ポーラスアスファルト混合物の不飽和浸透特性査読

矢野隆夫, 西山哲, 中島伸一郎, 森石一志, 大西有三

土木学会論文集Ｅ 66 ( 4 ) 452 - 465 2010年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

透水性舗装の貯留・浸透特性を精緻に評価するためには，舗装を構成する各材料の保水特性と透水特性を把握しておくことが必要不可欠である．本研究では，ポーラスアスファルト混合物の保水・透水特性を明らかにすることを目的として，それらの特性に影響を与えると考えられる供試体の最大粒径，空隙率および厚さを変えた直径&phi;=150mmのポーラスアスファルト混合物供試体に対して，水分保持特性試験と飽和－不飽和透水試験を実施した．その結果，水分保持特性はVan Genuchten式で，不飽和浸透特性はIrmay式でよく表現できることを示した．

ポーラスアスファルト混合物の不飽和浸透特性査読

矢野隆夫, 西山哲, 中島伸一郎, 森石一志, 大西有三

土木学会論文集Ｅ 66 ( 4 ) 452 - 465 2010年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

透水性舗装の貯留・浸透特性を精緻に評価するためには，舗装を構成する各材料の保水特性と透水特性を把握しておくことが必要不可欠である．本研究では，ポーラスアスファルト混合物の保水・透水特性を明らかにすることを目的として，それらの特性に影響を与えると考えられる供試体の最大粒径，空隙率および厚さを変えた直径φ=150mmのポーラスアスファルト混合物供試体に対して，水分保持特性試験と飽和－不飽和透水試験を実施した．その結果，水分保持特性はVan Genuchten式で，不飽和浸透特性はIrmay式でよく表現できることを示した．

DOI： 10.2208/jsceje.66.452

不連続変形法（ＤＤＡ）における数値減衰特性に関する研究査読

小山倫史, 布川哲也, 西山哲, 大西有三

土木学会論文集Ｃ 66 ( 2 ) 299 - 311 2010年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

不連続変形法（DDA）において，ブロック間の接触時にはブロックの貫入が生じないように接触ばねが導入される．この際，個別要素法（DEM）と違い，ダッシュポットによるエネルギーの減衰は生じないが，数値積分法に起因した数値減衰が生じる．本論文では，DDAの接触時の挙動をシンプルに表現した1次元の自由振動問題を例に挙げ，ニューマークβ法による数値減衰特性の評価方法をまとめ，DDAによる衝突時の数値減衰特性評価について整理した．また，3次元剛体球DDAを用いて1次元場での衝突解析を行い数値減衰の評価を行った．その際，ニューマークβ法のパラメータについて感度解析を行い，DDA解析による衝突解析時の数値減衰特性と解の安定性および解析精度に与える影響を評価した．

DOI： 10.2208/jscejc.66.299

弾性波速度の分散特性を用いた岩盤の透水係数イメージング手法に関する実験的研究査読

吉村公孝, 安藤賢一, 坂下晋, ブライネスパトリック, 奥村裕史, 西山哲, 大西有三

物理探査 62 ( 3 ) 307 - 318 2009年6月

記述言語：日本語出版者・発行元：物理探査学会

&emsp;弾性波の分散を利用した岩盤の透水性評価手法の開発を目指し，室内試験および原位置試験による基礎的な検討を実施した。流体で満たされた岩盤中を弾性波が伝播する際には，周波数に応じた固体と流体との相互作用により速度と減衰率が変化する分散現象が生じ，その周波数特性と透水性との相関性を示す理論が提案されている。本稿では，弾性波の分散と透水性との関係について数値実験を実施し，次いで室内試験を実施した。その結果，透水性の異なる花崗岩試料に対して，異なる分散特性が認められ，理論式と整合することを確認した。さらに，周波数に依存した弾性波速度の分散が原位置で測定可能かどうかを検討した。その結果，1.5mから70mの孔間で，0.8kHzから80kHzの周波数帯において分散現象の可能性が高い試験結果が得られた。孔間距離1.5mで，発振周波数が20kHzおよび40kHzの弾性波トモグラフィ測定を実施し，地球統計学的手法を利用した試解析により透水係数断面を得た。得られた透水係数断面中央付近のボーリングを用いて透水試験を実施し，推定透水係数と比較したところ，両者の良好な一致が認められた。<br>

弾性波速度の分散特性を用いた岩盤の透水係数イメージング手法に関する実験的研究査読

吉村公孝, 安藤賢一, 坂下晋, ブライネスパトリック, 奥村裕史, 西山哲, 大西有三

物理探査 62 ( 3 ) 307 - 318 2009年6月

記述言語：日本語出版者・発行元：物理探査学会

&emsp;弾性波の分散を利用した岩盤の透水性評価手法の開発を目指し，室内試験および原位置試験による基礎的な検討を実施した。流体で満たされた岩盤中を弾性波が伝播する際には，周波数に応じた固体と流体との相互作用により速度と減衰率が変化する分散現象が生じ，その周波数特性と透水性との相関性を示す理論が提案されている。本稿では，弾性波の分散と透水性との関係について数値実験を実施し，次いで室内試験を実施した。その結果，透水性の異なる花崗岩試料に対して，異なる分散特性が認められ，理論式と整合することを確認した。さらに，周波数に依存した弾性波速度の分散が原位置で測定可能かどうかを検討した。その結果，1.5mから70mの孔間で，0.8kHzから80kHzの周波数帯において分散現象の可能性が高い試験結果が得られた。孔間距離1.5mで，発振周波数が20kHzおよび40kHzの弾性波トモグラフィ測定を実施し，地球統計学的手法を利用した試解析により透水係数断面を得た。得られた透水係数断面中央付近のボーリングを用いて透水試験を実施し，推定透水係数と比較したところ，両者の良好な一致が認められた。<br>

DOI： 10.3124/segj.62.307

その他リンク： http://hdl.handle.net/2433/153401

岩盤斜面の地震応答解析における不連続変形法（ＤＤＡ）の適用に関する研究

小山倫史, 赤尾悟史, 西山哲, 大西有三

土木学会論文集Ｃ 65 ( 3 ) 644 - 662 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

地震時における岩盤斜面の挙動および斜面崩壊後の岩塊の挙動を評価するためには，不連続体解析手法による地震応答解析が必要である．本研究では，不連続体解析手法の1つである不連続変形法（DDA）を用いて，単一ブロックおよび多層ブロックモデルの地震応答解析を行った．まず，単一ブロックの振動応答の理論解とDDAによる解析解の比較を行い，接触ばね剛性の設定に関する一定の基準を示し，岩盤斜面を模擬した多層ブロックモデルを用いた振動台実験のシミュレーションを行った．解析結果と理論解および実験結果を比較することで，DDAが単純なブロックモデルから多層ブロックモデルの地震時挙動を解析する手法として有効な数値解析手法であることを示した．また，DDAによる地震応答解析を行う際の課題や特性についても明らかにした．

速度比の基礎的性質に着目した不連続変形法（ＤＤＡ）による落石シミュレーション

島内哲哉, 大西有三, 西山哲, 中村公一, 酒井直樹

土木学会論文集Ｃ 65 ( 1 ) 53 - 65 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

DDAによる落石シミュレーションでは，衝突のための入力定数に速度比（<i>R<sub>v</sub></i>）が用いられる．筆者らは，現場実験結果をもとに，速度比（<i>R<sub>v</sub></i>）には法線方向入射速度の増加にともない大きく減少する性質があることを報告した．本研究では，室内実験結果を基にその詳細を調べ，（1）速度比は法線方向入射速度に大きく依存する，（2）速度比そのものは材質の違いを表さない，（3）材質の違いは，法線方向入射速度との関係において最大入射速度に対する勾配と速度比の下限に表れる，などを明らかにした．この結果を踏まえて，速度比（<i>R<sub>v</sub></i>）の法線方向依存性を補正する方法を三次元球要素剛体不連続変形法（DDAball）に導入し，現場実験結果の再現シミュレーションを通じて適用性を確認した．

DOI： 10.2208/jscejc.65.53

非質点系落石シミュレーションにおける落石の形状指標に関する検討

萩原育夫, 大西有三, 佐々木猛, 西山哲

地盤工学ジャーナル 4 ( 4 ) 357 - 367 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人地盤工学会

不連続変形法を用いた落石シミュレーションにおける形状パラメータ設定方法の体系化を目的として，落石の形状特性に関する定量的指標の導入について検討した。落石の形状特性を表す指標としてアスペクト比，円形度，形状エントロピーに着目し，跳躍過程を主体とする解析ケースを対象とした感度解析並びに落石崩落事例解析を行って各形状指標の適用性を検討した。検討結果から，着目した形状指標のうち曲率に関する形状エントロピーと円形度は落石ブロックの形状特性に関連した跳躍時の射出方向変化や崩落時のエネルギー減衰等のシミュレーション結果に対応することを明らかにし，実際の落石崩落を対象とした事例解析において各指標の有効性を把握することができた。これらの形状指標を解析パラメータの設定に導入することは，落石の形状特性把握における主観的誤差の低減や，合理的な落石シミュレーションの実施に有効と考えられた。

DOI： 10.3208/jgs.4.357

格子ガスオートマトン法によるせん断変形時の岩盤不連続面内の透水特性に関する研究

西山哲, 大西有三, 澤田淳, 矢野隆夫

土木学会論文集Ｃ 65 ( 4 ) 776 - 788 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

単一の不連続面を含む岩石を模擬した試料のせん断透水実験において，せん断応力－せん断変位曲線の比例限界点の前後で透水特性が変化するという結果に着目し，不連続面内の水の流れが表現できる解析手法と実験結果に対するメカニズムの考察を試みたものである．具体的には不連続面の表面の構造を再現した解析モデルにおいて，水を仮想粒子に置き換えて，粒子同士および不連続面の壁面との衝突・散乱を繰り返すという単純な計算によって水の流れを表現する格子ガスオートマトン法の適用を試み，本手法がNavier-Stokes方程式から導かれる流れを表現するものであることを平行平板モデルを用いて検討すると共に，当手法の解析結果に基づいて開口幅分布と不連続面内の水の流れの関係を論じる．

DOI： 10.2208/jscejc.65.776

岩盤斜面の地震応答解析における不連続変形法（ＤＤＡ）の適用に関する研究

小山倫史, 赤尾悟史, 西山哲, 大西有三

土木学会論文集Ｃ 65 ( 3 ) 644 - 662 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

地震時における岩盤斜面の挙動および斜面崩壊後の岩塊の挙動を評価するためには，不連続体解析手法による地震応答解析が必要である．本研究では，不連続体解析手法の1つである不連続変形法（DDA）を用いて，単一ブロックおよび多層ブロックモデルの地震応答解析を行った．まず，単一ブロックの振動応答の理論解とDDAによる解析解の比較を行い，接触ばね剛性の設定に関する一定の基準を示し，岩盤斜面を模擬した多層ブロックモデルを用いた振動台実験のシミュレーションを行った．解析結果と理論解および実験結果を比較することで，DDAが単純なブロックモデルから多層ブロックモデルの地震時挙動を解析する手法として有効な数値解析手法であることを示した．また，DDAによる地震応答解析を行う際の課題や特性についても明らかにした．

DOI： 10.2208/jscejc.65.644

格子ガスオートマトン法によるせん断変形時の岩盤不連続面内の透水特性に関する研究

西山哲, 大西有三, 澤田淳, 矢野隆夫

土木学会論文集Ｃ 65 ( 4 ) 776 - 788 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

単一の不連続面を含む岩石を模擬した試料のせん断透水実験において，せん断応力－せん断変位曲線の比例限界点の前後で透水特性が変化するという結果に着目し，不連続面内の水の流れが表現できる解析手法と実験結果に対するメカニズムの考察を試みたものである．具体的には不連続面の表面の構造を再現した解析モデルにおいて，水を仮想粒子に置き換えて，粒子同士および不連続面の壁面との衝突・散乱を繰り返すという単純な計算によって水の流れを表現する格子ガスオートマトン法の適用を試み，本手法がNavier-Stokes方程式から導かれる流れを表現するものであることを平行平板モデルを用いて検討すると共に，当手法の解析結果に基づいて開口幅分布と不連続面内の水の流れの関係を論じる．

非質点系落石シミュレーションにおける落石の形状指標に関する検討

萩原育夫, 大西有三, 佐々木猛, 西山哲

地盤工学ジャーナル 4 ( 4 ) 357 - 367 2009年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人地盤工学会

不連続変形法を用いた落石シミュレーションにおける形状パラメータ設定方法の体系化を目的として，落石の形状特性に関する定量的指標の導入について検討した。落石の形状特性を表す指標としてアスペクト比，円形度，形状エントロピーに着目し，跳躍過程を主体とする解析ケースを対象とした感度解析並びに落石崩落事例解析を行って各形状指標の適用性を検討した。検討結果から，着目した形状指標のうち曲率に関する形状エントロピーと円形度は落石ブロックの形状特性に関連した跳躍時の射出方向変化や崩落時のエネルギー減衰等のシミュレーション結果に対応することを明らかにし，実際の落石崩落を対象とした事例解析において各指標の有効性を把握することができた。これらの形状指標を解析パラメータの設定に導入することは，落石の形状特性把握における主観的誤差の低減や，合理的な落石シミュレーションの実施に有効と考えられた。

重交通道路に適用した透水性舗装の構造的な耐久性に関する一考察

森石一志, 大西有三, 西山哲, 矢野隆夫, 山本剛, 香川保徳

土木学会論文集Ｅ 64 ( 1 ) 276 - 284 2008年

記述言語：日本語出版者・発行元：公益社団法人土木学会

都市環境改善の一手法として注目されている透水性舗装は，地下水の汲み上げによる地盤沈下に対する地下水の涵養を目的として導入されたが，雨水の浸透による路床の軟弱化が懸念されることから，適用箇所は歩道や軽交通道路に限定されていた．現在では，平成16年5月に施行された「特定都市河川浸水被害対策法」の施行に伴い，重交通道路への適用が検討されている．しかし，透水性舗装の重交通道路への適用に際しては舗装体の耐久性など解明すべき課題がある．そのため，平成5年に全国で初めて重交通道路に透水性舗装の試験施工が国道24号で実施され，追跡調査が行われている．本論文は，国道24号の約13年にわたる追跡調査の結果から透水性舗装の構造面の耐久性を検証し，得られた知見をまとめたものである．

DOI： 10.2208/jsceje.64.276

デジタル写真測量技術を用いたトンネルの変状計測に関する研究

西山哲, 大西有三, 矢野隆夫, 龍明治

土木学会論文集Ｃ 64 ( 3 ) 598 - 606 2008年

出版者・発行元：公益社団法人土木学会

本研究はトンネルの壁面に計測点として設置したターゲットをデジタルカメラで撮影し，当ターゲットの3次元座標を算出する技術の研究結果を記述するものであり，具体的には走行中の車両から撮影された多数のデジタル画像に写ったターゲットの3次元座標を解析的に求め，その値を使って内空変位等のトンネルの変状に関する情報を得ることで，供用中のトンネルの維持管理を効率的に実施することを試みたものである．本論文では基準点を設けることなく計測点間の距離を算出するための方程式とともに，限られた位置からの撮影でも高精度で計測できる条件式を導き，実験によりトンネルの内空変位等をmm以下の精度で計測できることを実証した結果について述べる．

DOI： 10.2208/jscejc.64.598

不飽和浸透特性を考慮した透水性舗装の透水性能に関する研究

森石一志, 大西有三, 西山哲, 矢野隆夫, 小関裕二

舗装工学論文集 ( 13 ) 63 - 70 2008年

出版者・発行元：公益社団法人土木学会

現在, 透水性舗装の設計方法における透水設計は, 適用箇所に応じて要求される透水能力を満足するように, 使用する舗装材料と舗装厚を試算し, 構造設計で求められる構造と比較して決定されるが, その際の透水性能は飽和透水係数で評価している. しかし透水性舗装において, 雨水は舗装体内部が不飽和の状態で浸透していくことから, 不飽和透水係数などの浸透特性を把握する必要がある. よって本論文では, 透水性舗装を構成するアスファルト混合物層, 路盤層および路床の不飽和浸透特性を実験的に求め, さらに, この不飽和浸透特性が透水性舗装の機能にどのような影響を与えるのかを検証した.

DOI： 10.2208/journalpe.13.63

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