熊本大学 X-Earth センター : X-EARTH Seminar 2009

　デラウェア大学（アメリカ）の小林信久教授をお招きして、第1回X-Earth Center講演会（第1回Ｘ- Earthプロジェクトゼミナール）が開催されました。

　まずは、海岸工学が発展した経緯についてオランダを例に挙げながら説明していただきました．つづいて、先生の専門、自然災害，特に高潮やそれに伴う構造物の崩壊，砂浜の侵食について，最新の研究成果を説明していただきました。

　また講演では、熊本大学の学生に対して、土木技術者としての使命や考え方，ならびに世界を見て行動することの必要性などを説明されました。海外に留学したいという学生が多く出てきてくれることを期待しています。

講演の様子

Mahinda KURUPPU博士

カーティン工科大学（オーストラリア）のMahinda KURUPPU　博士をお招きして、第２回X-Earth Center講演会（第２回Ｘ- Earthプロジェクトゼミナール）が開催されました。

　まずは、カーティン工科大学の紹介をされました。多くの海外からの留学生が学びに来ているが、残念ながら先生の所属されている鉱山工学科（Department of Mining Engineering）には日本の留学生はいないとのことで、熊大からの留学を期待しているとのことでした。

　つづいて、先生の専門、岩盤工学についてのお話があり、地下空洞の設計と安定性の向上のための種々の課題、例えば、吹付けコンクリートによる掘削空洞の安定性の問題、AE法を用いた初期応力測定法、岩盤の破壊に関係する破壊靭性に及ぼす影響因子などについて時間をかけて説明していただきました。また、ワイヤーロープ（エレベーターの箱を吊るしているロープが代表例）の損傷状態を非破壊的に検査するために、先生達のグループが開発した電磁気を利用した非破壊検査方法について詳細に説明していただきました。
　最後に、熊本大学の学生に対して、カーティン工科大学に留学して勉強するとともに、オーストラリアの文化や英語を学ぶことに挑戦してもらいたいとのお話で締めくくられました。

　学生にとっては、鉱山工学についての話題を聞いて、新鮮だったようですし、X線ではなく磁場を使った非破壊検査法など多くの非破壊検査法が在ることを学んだようです。
カーティン工科大学に留学したいという学生が出てきてくれることを期待しています。

講演の様子

第3回 X-Earth Center 講演会は、第1回 X-Earth センター市民向け講演会として、2009年7月25日（土）に熊本大学百周年記念館にて実施しました。詳細は、こちらをご覧ください。

内容：(講義と演習）
Part 01
09:00-09:50：Introduction - Contact dynamics
Part 02
10:00-10:50：Formulation - Examples
Part 03
11:00-11:40：Model Parameters
Part 04
11:50-12:30：Stress and Strain fields
12:30-13:30 -Lunch-
Part 05
13:30-17:00：Programming and numerical analusis

使用言語：英語
使用テキスト：英語

講義の様子

参加した学生は、大学院生17名であり、社会環境系に加え、機械系の学生も参加してくれました。午後の演習におけるコンピュータを用いた計算演習は特に熱が入ってい たようです。添付している写真をご参考ください。

X-Earthセンターとしては、今後もこのようなショートコースを実施すること
で、学生の研究能力を高めることに加え、国際化教育にも力を入れていく予定です。

熱心に講義するChevalier先生
演習での個人指導

内容：
1) Current DEM research in Japan
講師：前田先生（名古屋工業大学）
2) Direct numerical simulation of geomaterial based on fluid-particle coupled analysis
講師：森口先生（岐阜大学）
3) Current DEM research in geomechanics in France
講師：Dr. Bastien Chevalier (熊本大学　外国人研究員)

開会のあいさつ：センター長・尾原先生

本セミナーは現在、フランスのCNRS(国立科学研究所）よりJSPS外国人研究員として 熊本大学に滞在中のDr.Bastien Chevalierがコーデイネイターとなり、粒状材料（土や粉体）を対象としたDEM(個別 要素法）の適用に関する最近の国際的動向についてのコーデイネイター自身と国内よ り2名の若手研究者を招いて実施しました。参加者は、センターのメンバー、 講師の他、大学院生を含め、28名でした。

講演会は、X-Earthセンター長の尾原教授の挨拶で始まり、上記3名の講演、その後、 DEMに関する現状と今後についての討議を行いました。フランスとわが国の粒状材料を対象とした研究の現状比較、またDEMの研究 の今後の動向について講師を含めた議論を行いました。これらは今後のセンターの活動に おいても、大変身のある成果であると言えます。

熱心に講演を聴く学生たち
熱心に議論する前田先生(名工大）と森口先生（岐阜大）

徳島大学・末包先生

徳島大学大学院ソシオテクノサイエンス研究部の末包哲也　教授をお招きして、第４回X-Earth Center講演会（第４回Ｘ- Earthプロジェクトゼミナール）を開催しました。今回は、高効率エネルギー変換システム設計製作ゼミナール（産業創造工学専攻　先端機械システム講座）と合同で行いました。

まずは、地球温暖化における二酸化炭素の変化を紹介された。二酸化炭素の発生を如何に抑えるか、そのための方法について紹介された。その中で、二酸化炭素を液化し地下に貯蔵する手法の紹介、また、岩石に二酸化炭素を注入して、岩石内に含有する二酸化炭素をマイクロＣＴで記録した結果を紹介された。更に、岩石中に滞留する二酸化炭素の挙動を格子ボルツマン法による数値流体解析によって検討しその結果を紹介され、二酸化炭素が岩石中にどのように滞留するかを説明された。
教員及び学生にとっては、機械工学科の教員が上記の研究に着手され、精力的に研究をされていることに刺激を受けたようでした。

講義風景

Long 先生

　ケベック大学（カナダ）のBernard Long 教授をお招きして、第7 回X-Earth Center　講演会（第7 回Ｘ- Earth プロジェクトゼミナール）が開催されました。
　講義では、医療用CT スキャナーと流動水槽を組み合わせた装置のスペックを詳細に説明された後、実験で得られるCT 値の密度への変換と校正の話を経て、本題である底質（海底面を構成する土粒子）内部の密度の時空間変化の解析結果についての紹介がありました。

本題のX 線CT を用いた解析の紹介では、まず実験結果より地形変化（侵食、堆積）の様子の描画の紹介があり、底質が密度ごとに層を構成する様子や底質付近の流体が乱れたり微小な渦を形成したりする様子などをスライドに映し出した図を用いて紹介していただきました。また今後の課題として底質内部の密度構造や空隙率といった要因を理論式にどのように組み込むかなどといった研究の展望についても講義していただきました。

　CT 装置を用いたリアルタイムでのデータサンプリングとその解析という興味深い内容だけあって、講義に参加した教員及び学生はLong 先生のフランス訛りの英語に食い入るように聞き入っていました。

講義風景

Shunqui Pan 博士

　プリマス大学（イギリス）のShunqi Pan 博士をお招きして、第8 回X-Earth Center 講演会（第8 回Ｘ- Earth プロジェクトゼミナール）が開催されました。

今回のセミナーでは養浜に関するお話をしていただきました。まずは、海外における養浜の例をあげながら、養浜における砂をいかにとどめるのかという問題について説明していただきました。現状では養浜における砂の流出を防ぐための離岸堤などの海岸構造物は経験的に設計、建設されており、それを理論的に考えるために数値計算などを用いて流出のメカニズムなどを理解することが必要であるということでした。

次に、海岸構造物が養浜した砂に及ぼす影響を知るために行われた、数値計算による研究について説明していただきました。この数値計算では試験の条件が養浜をしているか、していないか、潮汐を考慮するかどうかなどでいくつかに分けられており、砂の移動や離岸堤の堤背後に形成されるトンボロについての解析結果の説明をしていただきました。

講義風景

講義風景

　熊本大学X-Earthセンターが主催する講演会の一環として、徳島大学　大学院ソシオテクノサイエンス研究部エネルギーシステム部門　エネルギー変換工学　末包哲也　教授（ X-Earthセンター 客員教授）をお招きして、「バイオマスエネルギー（微細藻類）」について特別講演を行いました。　先端機械工学専攻博士前期課程、社会環境工学専攻博士前期課程の学生・スタッフ、計３２名が出席しました。

　現在、微細藻類を利用してバイオ燃料の製造が各国で盛んになっています。その一環として、徳島大学の末包研究室でも、藻類を培養し、それを用いた燃料抽出をおこなった研究成果を紹介していただきました。

講義風景

第11回 X-Earth Center 講演会は、第2回 X-Earth センター市民向け講演会として、2009年11月3日（文化の日）に熊本大学工学部1号館にて行いました。詳細は、こちらをご覧ください。

内容：
１）学生発表
　片岡みなみ（４年生）
　　　オーストラリア研修報告
　Sassa, Kazuki　（M1)　
　　　Analysis of Tracer Migration Process in Porous Rock
　　　by means of X rays CT
　Duong Thi Toan （D1)　　
　　 The study on changing of soil properties due to sea water
　　　based on soil test results in the laboratory

２）講演
　講師：高橋学博士（産業技術総合研究所）
　演題：細屑性砂岩の透水性と空隙率
　　 －空隙の3次元幾何学情報解析について－
　　 　　 Permeability and porosity in plastic sandstone
　　 - 3dimensional pore geometry analysis -

　講演会に先立ち，第１２回X-Earthプロジェクトゼミナールを行いました。

　まず，4年生の片岡みなみさんが夏休みの間に行われた人材育成プログラム（大学連携資源塾，国際資源開発人材育成＜座学とオーストラリア鉱山視察＞）に参加した報告を，主にオーストラリア鉱山視察を中心に報告しました。石炭鉱山，石炭積出施設，ニューサウスウェールズ大学などを訪問し，オーストラリアの石炭事情について学んだようです。初めての海外旅行ということで，英語会話の重要性を痛感したとのことでした。

片岡さん

　つぎに，大学院前期課程1年生の佐々和樹君が10月に韓国Suwon大学で開催された岩盤工学に関する日韓ジョイントシンポジウムで発表した研究成果を報告しました。この研究はき裂を有する多孔質岩石内での物質移行プロセスをＸ線ＣＴスキャナーで可視化分析したものです。岩石試料に高密度のトレーサーを注入し，その挙動をＸ線ＣＴスキャナーで可視化することにより，き裂内部での移流，き裂内部から岩石マトリクス部へのトレーサーの拡散現象を同時に分析することができます。残念ながら先の国際学会では十分な質疑応答時間がなったので，今回のプロジェクトゼミナールで議論を深めることができました。

佐々君

　つぎに，現在Japan Student Service Organization (JASSO)の奨学生のDuong Thi Toan　さんは、10月より山田教授の研究室に滞在しており、今年度3月まで研究をすることになっているベトナムからの留学生です。Toanさんは、初めに自分が所属する大学の紹介をされました。その後、ベトナムの海岸周辺に堆積する粘土の力学特性や透水特性が、海水で飽和した粘土と真水で飽和した粘土とでは異なる実験結果が得られたことを利用し、X線CTを使ってミクロな部分を可視化して、間隙構造の違いを観察していました。また、CT値の2次元空間分布を比較しながら海水飽和粘土と真水飽和粘土の特性の違いを明らかにする試みを行っていました。

JASSO奨学生のToanさん

　最後に，高橋学先生からマイクロフォーカスX線CTスキャナーを用いた砂岩（来待砂岩，白浜砂岩，べレア砂岩）の空隙の定量方法，封圧の変化に伴う空隙分布や透水性の変化についての興味深い講演がありました。今年度末には本センターにマイクロフォーカスX線CTスキャナーが導入されるので，実験方法や研究方法についての多くのヒントをいただけました。講演終了後の質疑･応答の時間では，「２値化のためのしきい値の設定方法」など現在X線CTを用いて研究している学生達が直面している問題についての議論が途切れることなく交わされ，１７：３０の終了予定時間を３０分も延長しました。

高橋先生

第13回X-Earthプロジェクトゼミナールが、上記講演を含む以下の内容で実施されました。
１．学生発表（14：30-15：00）　
　１）ELASTO-PLASTIC BEHAVIOR OF MIXED SAND WITH TIRE CHIPS UNDER DIRECT SHEAR BEHAVIOR

　　　堤　洋平（社会環境工学専攻修士1年）

　２）ベトナム研修に参加して

　　　坂田直樹（社会環境工学科　学部4年）
　　　杉村賢一（社会環境工学科　学部4年）

２．特別講演　（15：10-17：00）

題目：「石油開発概要とX線CTの活用について(仮題）」
講師　　岡部　博氏　（ＪＯＧＭＥＣ：熊本大学客員教授）

岡部先生

本ゼミナールでは、講演を聴講するだけでなく、学生自身も発表することを義務づけています（大学院の学生は英語、学部生は日本語）。

まず堤君は、11月に福岡で開催された「JS-Fukuoka国際シンポジウム」で本人が発表した内容を英語で発表しました。また、坂田君と杉村君は11月27日から12月5日までベトナムのホーチミン工科大学で実施した研修内容を報告し、共にとても貴重な国際的経験であったと言えるでしょう。

堤君

坂田君と杉村君

最後に、現在熊本大学X-Earthセンターの客員教授であるＪＯＧＭＥＣ（（独）石油天然ガス・金属鉱物資源機構）の岡部先生に、石油開発の現状と、研究として実施されているＸ線ＣＴを用いたコアサンプルの内部構造解明や、岩盤内の物質移動現象の解明について講演いただきました。内容は先生自身の研究に加え、現在の国際的な研究動向も紹介され、とても興味深いものでした。

講義風景

金子先生

まず，岩石に強度以下の応力が作用しているときに岩石内の先在クラックがゆっくりと進展し，破壊に至る現象，すなわち，サブクリティカルき裂進展について基礎的な概念を説明されました。その現象を検討するための実験的方法としてのダブルトーション試験について説明された。この実験では，き裂の応力拡大係数とき裂進展速度の関係を求めることができ，これらの関係は，温度，湿度などの周辺環境に依存していることを緻密な実験結果を示しながら解説されました。

　つぎに，放射性廃棄物の地層処分の話題に移りました。その中で，長半減期低発熱体放射性廃棄物（TRU）用の容器は6万年の超長期の安定が保証されなければならないが，それに高強度高緻密コンクリートが使用されることを想定してダブルトーション試験を実施し，その結果を基にコンクリートの長期強度を評価されました。また，仮に容器にき裂が発生した場合でも，それが水中にある場合にはき裂が閉塞することを，マイクロフォーカスX線CTスキャナーを用いた実験結果で明らかにし，その閉塞速度を評価されました。

　最後に，金子先生は北海道大学工学系教育研究センターのセンター長を務められております。このセンターで実施している北海道大学の学生の海外インターンシップの現状について説明していただき，セミナーを受講している熊本大学の学生に「海外インターンシップの勧め」を説いて下さいました。

第15回X-Earthプロジェクトゼミナールが、上記講演を含む以下の内容で実施されました。

１．学生およびポスドクの発表（13：00-14：30）　
1) Yoichi Watanabe (D2): Strain field measurements in sand under triaxial compression using X-ray CT data and Digital Image Correlation

渡邉君の研究発表

2) Youji Karasaki (M1): Characterization of soil erosion due to infiltration into capping layers in landfill

唐崎君の研究発表

3) Bastien Chevalier(Visiting scholar): 3-D Arching Effect in the Trap-Door Problem -A comparison between X-ray CT scanning and DEM analysis -

Chavalier 博士の研究発表

２．特別講演　（14：30-18：00）
題目：「開端杭の支持力特性について－Ｘ線ＣＴの適用－」
講師　　菊池喜昭　氏　（港湾空港技術研究所、熊本大学客員教授）

菊池先生のご講演

本ゼミナールでは、講演を聴講するだけでなく、学生やスタッフによる英語での発表も重ねて実施しています。今回は、まず2月および3月に米国で開催される国際会議で口頭発表予定である上記3名（博士後期課程2年の渡邉君、博士前期課程1年の唐崎君、および現在フランスからポスドクとしてX-Earth Centerに滞在中のChevalier博士）の英語による口頭発表およびその質疑が行われました。たいへん活発な質疑ができ、彼ら3名の学会での活躍が期待できるものでした。また続いて今回のゼミナールのメインとなる現在熊本大学の客員教授を務めていただいている（独）港湾空港技術研究所の菊池部長に上記のタイトルで講義をしていただきました。内容的には地盤工学の話がメインでしたが、X線CTの適用や現在国内のビックプロジェクトとして注目されている羽田D滑走路建設についても紹介され、教職員および学生にとってとても有意義な情報を得る場となりました。

熱心に講演を聴く教職員・学生