日本学士院賞受賞者

専攻学科目
生 年 月
略歴

むら村

かみ

上あきら

章

農業農村工学・地盤工学
昭和三一年 四月
昭和五三年 三月
京都大学農学部農業工学科卒業
同 五五年 三月京都大学大学院工学研究科修士課程修了
同 五五年 四月
兵庫県庁入庁
同 五七年 四月
京都大学農学部助手
平成 三年 五月
農学博士
同四年 四月
米国コロラド大学ボルダー校客員研究員︵平成四年一〇月まで︶
同六年一〇月京都大学農学部助教授
同 一一年一〇月
岡山大学環境理工学部教授
同 二一年一〇月
京都大学大学院農学研究科教授︵令和三年三月まで︶
同 二八年 六月
︵公社︶地盤工学会会長︵平成三〇年六月まで︶
同 三〇年 五月︵公社︶農業農村工学会会長︵令和二年五月まで︶
同 三一年 四月京都大学大学院農学研究科長・農学部長︵令和二年九月まで︶
令和 二年一〇月
京都大学理事・副学長︵現在に至る︶
同三年 四月京都大学名誉教授

八計される︒

四四

ここで問題となるのは︑この数値モデルに含まれる地盤定数や︑初期条件・境界条件の不確定性である︒土構造物の構築は計画・設章氏の﹁カルマンフィルタによる逆解析法の展開と地盤工学への計・施工の三段階で実施され︑通常の計画・設計段階において地盤

農学博士村上応 用 に 関 す る 研 究﹂ に 対 す る 授 賞 審 査

定数は地盤中から採取したボーリング試料を用いた室内試験により

村上

章氏は︑約四〇年前︑施工中の観測値を入力とした逆解析の精度がバランスしていない︒

も少なくない︒基礎式の緻密さに対して︑室内試験による地盤定数所の地盤定数による施工後の予測が︑実際の挙動を反映しない場合決定される︒地盤は︑本来極めて不均質・複雑であり︑限られた場

要旨

作物の正常な生育を保証するためには灌漑排水が必要であり︑このためには︑ダム・ため池・水路・堤防・トンネル・ポンプ場などの水利施設は欠かせない︒これらの水利施設を正常に機能させるためには︑施設が立地する地盤の工学的知見︑とくに︑水利施設築造微分方程式を境界条件のもとで数値的に解くことにより︑地盤の挙連立偏微分方程式の解析解が得られないため︑有限要素法により偏記述する連立偏微分方程式︵数理モデル︶が採用されている︒この

水で満たされた飽和土の﹁応力の釣り合い﹂と﹁土中水の流れ﹂をる︒地盤工学の分野では︑地盤の基本的モデルとして︑空隙が間隙

地 盤 は 土 骨 格・ 間 隙 水・ 空 気 の 三 相 か ら 成 る 多 孔 質 混 合 体 で あ︵外挿︶ の推定精度とその尤度︵尤もらしさ︶ を飛躍的に向上させ

同 定 し︑ こ の 同 定 値 を 用 い た シ ミ ュ レ ー シ ョ ン に よ り︑将 来 の 値られた観測値を再現︵内挿︶する地盤定数や初期条件・境界条件を目したものである︒同氏が発案したこの方法は︑ある時点までに得むことにより︑観測点数より多い複数の定数が同定できることに着案した︒カルマンフィルタによる逆解析が正則化という統計量を含値を用いて将来予測を行う﹁カルマンフィルタ・有限要素法﹂を発により不確定な地盤定数や初期条件・境界条件を設定し直し︑その動を予測している︒したがって︑実際の土構造物は︑実験によらずた︒すなわち︑これまで実務者間では地盤定数は定数と考えられ︑に伴なう地盤変形の予測と安全性の確保が大切である︒

数値モデルを用いたシミュレーションによる変形予測に基づいて設されていなかったが︑同氏は地盤定数の時間的変化を明らかにする研究者間では定数の変化は予測されたものの具体的な値は明らかに削・山留め施工など多くの事業の設計と施工管理に用いられている︒

ム︵福岡県︶︑ＪＲリニア中央新幹線︵山梨工区トンネル切羽︶︑掘いた︒同氏の発案した有限要素法を組み込んだ非線形カルマンフィの有無・場所・形状等の推定法など︑地盤災害予知に多くの道を拓力を減少︶︑ 高水圧化のトンネルの掘削速度の調整︑ 地盤中の空洞測︵異常と判断される場合にはあらかじめ放水して提体にかかる圧

村上氏の発案した方法は︑地盤沈下のみでなく︑ダム漏水量の予る︒さらに︑変形観測から構成モデルと物性パラメータを同時に同にも成功を収め︑管理主体である神戸市の施工管理に利用されていに向上することを明らかにした︒また︑この手法を用いた長期予測有限要素法による将来予測を行い︑当初設計値から予測精度が大幅の圧縮指数および透水係数の同定に適用しそのパラメータを用いて録された観測値をもとに︑人工島直下にあるサンドドレーン改良域

特に︑神戸空港人工島基礎地層について︑旧海底面の沈下計で記

ルタによる逆解析は近年では﹁データ同化﹂と呼ばれ︑広範な分野定する新手法を考案するとともに︑従来の解析法では困難であったことに初めて成功した︒

で発展し︑利用されている︒

た︒また︑九州農政局軟弱地盤におけるパイプラインの埋設施工やる 真 空 圧 密 工 法 の 設 計・ 施 工 管 理 に 応 用 し︑ そ の 有 効 性 を 確 認 しれた︒ 東北農政局かんがい用貯水池︵沖富調整池︶基礎地盤におけ

農政局東播用水事業︵呑吐ダム︶の安全性管理プログラムに用いら

水産省では全国ダム安全性評価事業︵再現解析︶に用いられ︑近畿幾多の実際問題に適用され社会に貢献している︒さらに︑上述したることも提案した︒これらの方法は単に研究にとどまることなく︑方︑この手法を地盤変動の予知問題に適用し︑災害回避に貢献できを飛躍的に向上させ︑地盤変形の予測精度を格段に向上させた︒一﹁カルマンフィルタ・ 有限要素法﹂ を発案し︑ 地盤定数の推定精度

以上のように︑村上氏は︑一九八〇年代半ばに︑世界に先駆けて側方変形の解明を可能にした︒

中国四国農政局開水路開削等による近接施工を対象に︑背後地盤パ数々の研究業績は︑農学・工学における逆解析に新たな道を拓くと村上氏の開発した手法は幾多の実際問題で利用されている︒農林

ラメータのデータ同化による新たな管理基準値・リスク評価手法をともに︑関係諸学会でも高く評価され多くのハンドブックなどに引

どん ど考案し︑沈下量評価に有効であることを立証した︒その他フィルダ

四四用されている︒

四四−−−

析と観測節点配置︑土木学会論文集︑三八八︑二二七 二三五︒
︶ ダム安全管理のための挙動把握方法と
5.長谷川高士・ 村上 章︵ 1989
その適用︑大ダム︑一二七︑四八 五四︒︶盛土の安全性管理に係わる逆解析︑大ダ6.長谷川高士・村上 章︵ 1989
ム︑一三〇︑四五 四八︒︶逆解析結果による盛土基礎の安全管理︑
7.村上 章・長谷川高士︵ 1990
土木学会論文集︑四二四︑二三五 二四二︒
︶構 造 工 学・ 地 盤 工 学 に お け る Kalman
8.村 上 章・ 長 谷 川 高 士︵ 1992
フィルタの適用︑農業土木学会論文集︑一五八︑一二九 一三八︒
︶ ダム挙動解析における逆解析手法の適
9.長谷川高士・ 村上 章︵ 1992
用︑ダム工学︑五︑一三 二一︒−

こ れ ら の 研 究 成 果 は 誠 に 顕 著 で あ り︑ 国 の 内 外 で 高 い 評 価 を 受け︑土木学会論文賞︑地盤工学会研究業績賞︑農業農村工学会優秀International Association for Computer Methods and論文賞︑ 地盤工学会論文賞︵四回︶︑ 日本農業工学会賞︑ 土木学会
応用力学功績賞︑などが授与
Advances in Geomechanics, Excellent Contributions Award−

10. Murakami, A. and Hasegawa, T. (1993) Application of Kalman filtering to inverse problems, Theoretical & Applied Mechanics, 42, 3–14.
︶拡張 Kalman
フィルタによる
11.長谷川高士・ 村上 章・ 浜口俊雄︵ 1994
地下水モデルのパラメータ同定と地下水位変動量評価による揚水量決定︑土木学会論文集︑五〇五︑二九七 三〇五︒−

されている︒

主要な著書・論文の目録【著書】︶土木工学における逆問題入門︑丸善︒
1.村上 章編︵ 2000︶有限要素法・境界要2.村上 章・登坂宣好・堀 宗朗・鈴木 誠︵ 2002
素法による逆問題解析│カルマンフィルタと等価介在物法の応用│︑コロナ社︒

12. Hamaguchi, T., Hasegawa, T. and Murakami, A. (1995) Inverse analysis method for groundwater flow model with variable boundary, Theoretical & Applied
Mechanics, 44, 231–236.
︶地盤工学における逆問題解析︑計算工学︑一︑二八
13.村上 章︵ 1996
三五︒

−

【論文】

−−

14. Elshazly, H., Hasegawa, T. and Murakami, A. (1997) An engineering identification for curvilinear hysteretic systems excited by varying amplitude dynamicloading, Inverse Problems in Engineering, 4, 177–208.
︶平面解析で移動境界を考慮し
15.浜口俊雄・村上 章・長谷川高士︵ 1997
た地下水モデルと逆解析への応用︑ 土木学会論文集︑ 五六八︑ 一三三一四五︒︶固定要素網内に移動境界を考16.浜口俊雄・村上 章・長谷川高士︵ 1997−

1. Murakami, A. and Hasegawa, T. (1985) Observational prediction of settlement
using Kalman filter theory, Numerical Methods in Geomechanics (Kawamoto,T. and Ichikawa, Y., eds.), 3, 1637–1643.
︶ Kalman
フィルタを用いた圧密沈下量の2.村上 章・ 長谷川高士︵ 1985
観測的予測︑農業土木学会論文集︑一二〇︑六一 六七︒︶ Kalman
フィルタによるダム漏水量の予3.長谷川高士・ 村上 章︵ 1986
測│ダムの安全性管理│︑農業土木学会論文集︑一二六︑一 八︒︶ Kalman
フィルタ有限要素法による逆解
4.村上 章・ 長谷川高士︵ 1987−六七−七七︒−

27. Murakami, A., Wakai, A. and Fujisawa, K. (2010) Numerical methods, Soilsand Foundations, 50, 877–892.
︶ データ
28.珠玖隆行・ 西村伸一・ 村上 章・ 西村有希・ 藤澤和謙︵ 2011
同 化 に 基 づ い た 信 頼 性 解 析 法 に よ る 土 構 造 物 の 性 能 照 査︑ 地 盤 工 学
ジャーナル︑六︑四一五 四二六︒
︶地盤解析における
29.珠玖隆行・ 村上 章・ 藤澤和謙・ 西村伸一︵ 2011
データ同化︑地盤工学会誌︑五九︑八 一一︒

四六八︒

17. Elshazly, H., Hasegawa, T. and Murakami, A. (1997) Response prediction ofearth structures to future earthquake based on nonlinear system identificationby the VAI method, Inverse Problems in Engineering, 5, 113–144.
18. Murakami, A. (1997) Application of inverse analyses to engineering problems,
Theoretical & Applied Mechanics, 46, 25–38.
︶最近の逆解析の話題│どこまでできる？
19.西村直志・ 村上 章︵ 1997
逆解析│︑土木学会誌︑八二︑一二 一四︒

慮した単相問題逆解析︑構造工学論文集︑四三Ａ︑四六一

20. Murakami, A. (2002) The role of Kalman filtering in an inverse analysis ofelastoplastic material, Proceedings of the Japan Academy, Series B, 78, 250–255.
︶杭の水平載荷試験に21.小林範之・村上 章・菊池喜昭・吉武美孝︵ 2002
よる多層地盤の横方向地盤反力係数の逆解析︑ 農業土木学会論文集︑二二二︑五五 六二︒

30. Shuku, T., Murakami, A., Nishimura, S., Fujisawa, K. and Nakamura, K. (2012)
Parameter identification for Cam-clay model in partially loading tests using theparticle filter, Soils and Foundations, 52, 279–298.
31. Murakami, A., Shuku, T., Nishimura, S., Fujisawa, K. and Nakamura, K. (2013)
Data assimilation using the particle filter for identifying the elasto-plastic material properties of geomaterials, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics., 37, 1642–1669.
︶粒子フィ
32.西村伸一・珠玖隆行・西村友希・藤澤和謙・村上 章︵ 2012
ル タ を 用 い た 軟 弱 地 盤 の 残 留 沈 下 予 測︑ 土 木 学 会 論 文 集︑ 六 八︑︒
I_103-I_114︶粒子
33.新村隼人・ 片岡資晴・ 村上 章・ 大野進太郎・ 藤澤和謙︵ 2012
フィルタによる土の弾塑性モデル／パラメータ同定︑土木学会論文集︑六八︑ I_115-I_126
︒︶ データ同化による近接施工の
34.若林 孝・ 村上 章・ 珠玖隆行︵ 2012
リスク評価︑農業農村工学会論文集︑二八一︑五一 六一︒︶小規模工事を対象に35.若林 孝・珠玖隆行・村上 章・田口清隆︵ 2013
した残留沈下対策の意思決定︑ 農業農村工学会論文集︑ 二八八︑ 一一三︒−−−−

36. Shibata, T., Murakami, A. and Fujii, M. (2014) Prediction of embankment behavior of regulating reservoir with foundation improved by vacuum consolida-−−22. Nishimura, S., Nishiyama, T. and Murakami, A. (2005) Inverse analysis of softgrounds considering non-linearity and anisotropy, Soils and Foundations, 45,
87–96.
23. Kobayashi, N., Shibata, T., Kikuchi, Y. and Murakami, A. (2008) Estimation ofhorizontal subgrade reaction coefficient by inverse analysis, Computers andGeotechnics, 35, 616–626.
24. Hommels, A., Murakami, A. and Nishimura, S. (2009) A comparison of theEnsemble Kalman filter with the unscented Kalman filter: Application to theconstruction of a road embankment, GEO International, Jan. 2009, 52–54.
︶粒子フィ
25.村上 章・西村伸一・藤澤和謙・中村和幸・樋口知之︵ 2009
ルタによる地盤解析のデータ同化︑ 応用力学論文集︑ 一二︑ 九九 一〇五︒︶粒子フィ
26.珠玖隆行・村上 章・西村伸一・藤澤和謙・中村和幸︵ 2010
ルタによる神戸空港島沈下挙動のデータ同化︑応用力学論文集︑一三︑四四−tion method, Soils and Foundations, 54, 938–954.
︶粒子フィルタによる
37.中畑和之・辻田篤史・藤澤和謙・村上 章︵ 2018
欠陥の位置と大きさの推定のための弾性散乱振幅の導入︑ 土木学会論文集Ａ二︵応用力学︶︑七四︑ I_75-I_84︒
38. Murakami, A., Shinmura, H., Ohno, S. and Fujisawa, K. (2018) Model identification and parameter estimation of elasto-plastic constitutive model by data assimilation using the particle filter, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Geomechanics, 42, 110–131.
39. Shibata, T., Shuku, T., Murakami, A., Nishimura, S., Fujisawa, K. Hasegawa, N.
and Nonami, S. (2018) Prediction of long-term settlement and evaluation ofpore water pressure using particle filter, Soils and Foundations, 59, 67–83.
40. Koch, M., Fujisawa, K. and Murakami, A. (2019) Adjoint Hamiltonian Monte
Carlo algorithm for the estimation of elastic modulus through the inversion ofelastic wave propagation data, International Journal for Numerical and Analytical Methods in Engineering., 121, 1037–1067.
41. Takamatsu, R., Fujisawa, K., Nakahata, K. and Murakami, A. (2020) Shape detection of multiple subsurface cavities by particle filtering with elastic wave
propagation, International Journal for Numerical and Analytical Methods inGeomechanics, 44, 2025–2041.
42. Koch, M., Fujisawa, K. and Murakami, A. (2020) Novel parameter update fora gradient based MCMC method for solid-void interface detection throughelastodynamic inversion, Probabilistic Engineering Mechanics, 62, 103097.
43. Tanenaga, E., Fujisawa, K. and Murakami, A. (2021) Identification of material
parameters by particle filter using observation data obtained during construction of rock-fill dam, International Journal of Geotechnical Case Histories, 6,76–94.

四四