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 大規模エネルギー施設の計画・設計・立地・景観に関する研究
  将来的に安定したエネルギー供給を生むために,エネルギー関連の大規模施設が 世界中で建設される見通しである.本研究室では,太陽光発電所,風力発電所, 原子力発電所,エネルギー貯蔵施設,パイプラインなどを検討対象としている. 計画・設計に関しては,最新の技術を取り入れた実験や数値シミュレーションに より検討している.さらに,立地や経済性,自然環境との調和や見た目の美しさ についても検討を進めている.

 極限状態での資源・エネルギー開発システムに関する研究
  極限状態(例えば,水がない状態や真空状態,高温もしくは低温状態)で使用 出来る資源・エネルギー開発システムは,高山地帯や砂漠地帯のみならず,将来 的には月や火星などの宇宙開発でも必要となるため応用範囲が広い.本研究室で は,調査や資源採取のための掘削作業の自動化,運搬やエネルギー輸送の効率化 に関する基礎研究を行っている.

 エネルギーとCO2削減を目指した長寿命複合材料に関する研究
  PETをはじめとする高分子材料は,細い繊維(ファイバー)にすると,鋼と遜 色のないほどの強度を有するようになる.羊毛とほぼ同じ位のファイバーを,亀 裂の入り易いもろい材料(たとえばコンクリート)に混入して,出来上がった複 合材料の力学特性,耐火性,リサイクルのし易さを検討している.ファイバーで 強化した材料は,亀裂が入り難くなり,その結果として長期間にわたる耐久性が 期待できる.総合的に評価して特性が良好であることがわかれば,リニア新幹線 などに今後採用される可能性が高い.

 地震予知に関する研究
  電磁波観測等による短期的な(数日前)地震予知に関する研究が徐々に広がり つつある.このような地震予知が可能となれば人的および物的被害を大きく抑え ることができる.しかし,現状では予知情報は不確かな要素があり,社会的影響 が大きいことからその扱いは難しい.短期的な地震予知に関する技術的な検討 (地震予知の信頼性向上に関する検討)や,地震予知情報の社会への活用(不確 かな予知情報の信頼性を確率論的にとらえ,どのような形で扱えば,社会に活用 できるかを検討)について研究を進めている.

 岩石のレオロジー的性質に関する研究
  サーボ試験機を使用し,定歪速度試験,クリープ試験,応力緩和実験,繰り返し荷重下での実験等を行い岩石のレオロジー的性質を調べている.その際,実験例の少ない周圧下での実験に重点を置いている.また,三点曲げ試験等により,時間に依存したき裂の伸びも検討している. 実験結果を考慮しながら,レオロジーモデルの精密化を行い,これを使用したシミュレーションによって,地下空洞,坑道等の長期にわたる変化・安定性を調べ,設計に際しての指針を与えることを目的としている.

 岩盤内構造物の安全性に関する信頼性工学
  岩盤は岩石とき裂との混合材とみなし得る.その力学特性は,岩石強度のばらつきだけでなく,き裂の位置・方向・すべり抵抗のばらつきの影響も受けることを考慮して,その安全性の解析に信頼性工学の手法を利用することを試みている. また,岩盤物性の原位置での測定データのばらつきを考慮して,岩盤空間内の安定性を評価する手法の開発も行っている.

 岩盤掘削の機械化・自動化に関する研究
  小形の機動性の高い掘削機で強固な岩盤を掘削するため,刃物で衝撃を加えて掘削する方法,刃物後方から高圧の水ジェットを噴射させて切削抵抗を減少させる方法等の開発を行っている. また,機械の剛性が切削抵抗,消費エネルギーなどに与える影響を解明するための模型実験,さらには,厳しい環境下での掘進作業の無人化を目指して,掘進機の自動化,志保作業の自動化に関する基礎研究を行っている.

 トンネル掘進機の能率向上
  トンネル掘進機が現在の形を整えてから半世紀近くになる.掘進速度の向上を目指して多くの改良が図られ,このところ北米などでは,トンネル掘進機による掘進の方が多数を占めるようになってきた.しかしながら,前方の検知,刃物の寿命向上,支保に要する時間の短縮,運搬の能率化など課題が多く残されている.これらについて,個別の研究を進めるとともに,全体のシステム化をはかり掘進速度の向上を目指す研究をおこなっている.例えば,電動機の消費電力,掘進速度を測定し,切羽前方の岩盤の特性を実時間で求め,支保の選択,掘削条件などをコントロールすることを検討している.

東京大学  工学系研究科  システム創成学専攻 
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