本稿では，東京大学生産技術研究所都市基盤安全工学国際研究センター（ICUS）の20 年間にわたる活動の歴史を振り返っている．その中では，前身の国際災害軽減工学研究センター（INCEDE）からICUS が改組・設立される背景として，当時の生産技術研究所全体の将来構想についても触れている．ICUS は，2001 年4 月の設立から2021 年3 月末までの20 年間の活動によって，国内外の100 人を超える博士学位取得者の輩出や860編を越える査読付き論文の出版など，多くの業績を挙げることができた．2021 年度からは，都市安全や防災に関わる研究部門は「災害・復興知連携研究機構」に，都市基盤系の研究部門は「One Health One World 連携研究機構」への展開を図っている．

各地を襲う地震動を確率的に扱う場合，一般的には，今後30 年間に震度6 弱以上の揺れに見舞われる確率は〇〇％といった表現をする．しかし，この指標の場合，回帰周期のオーダーが大きく異なる活断層型とプレート境界型の地震の発生確率を，今後30 年といった同じ時間長で評価することの課題が指摘されている．そこで，現在までの間に事象が起こってもおかしくなかった累積確率を評価し，これを1 から引いた値（残余確率）を次の事象の発生までに残された確率として算出することで，回帰周期の影響を考慮した，地震発生確率分布を表現した．

オリンピック等のビッグスポーツイベントや国際博覧会などの大規模イベントを開催する場合，雑踏事故警備には細心の注意が必要である．また，地震・テロ等の突発事象の発生も想定した対策が必要であり，施設等のハード面の対策と運営上のソフト面の対策が求められる．このため，あらかじめ事故防止のための事前の準備であるリスクマネジメントと事案発生時を見据えたクライシスマネジメント両面の対策が不可欠である．本論文では，大規模イベントにおける雑踏警備の基本的要素を整理し，雑踏警備を行う上でのハード・ソフト両面の危機管理を考える．

日本のインフラの老朽化と熟練点検員の減少は，深刻な問題となっている．これらの改善の為，インフラの維持管理に対して既存のIoT 技術を活用する試みが，産官学挙げて進められている．ここでは，その一つであるリモートセンシング技術のうち，特に道路周辺の管理に使用されているモービルマッピングシステム（MMS）と，近年商業衛星打ち上げにより解像度やデータ量が向上しつつあるInSAR 処理を中心とするSAR 衛星データ解析技術から，現在既に社会に実装されている技術を紹介する．

本研究は，交差点や通りにおける移動主体同士の相互作用を考慮した上で，自動運転車・手動運転車・歩行者がスムーズかつ安全に移動できる道路ネットワークを設計することを目的とする．具体的には，歩車交差回数や移動時間といった複数指標に着目し，また，交差点や通りにおける相互作用を考慮したネットワーク最適化問題を提案する．仮想都市および実道路ネットワークにおける検証を通じ，自動運転車優先エリアを設定する有効性など，これからの自動運転車混在道路を設計する上での視座を得ることを試みる．

本研究は，自治体の防災担当部局による効果的かつ効率的なペットの災害対応を実現するために，災害時のペットに関する課題分析を踏まえた組織別の災害対応業務フローを構築することである．本稿では，（1）災害対応検証報告書の分析と（2）地域防災計画の記述状況の分析を行った．その結果，地域防災計画だけでは過去の災害対応における課題に対応できていない状況が分かった．今後は，過去の災害対応の教訓を反映しつつ，地域防災計画等の記述を可視化するため，災害対応工程管理システム（BOSS）を使い体系的に災害対応業務フローを構築する．

本論文では，三次元畳込みニューラルネットワーク（3D-CNN）により地中レーダ（GPR）計測データから路面下空洞を高精度に検知する新たな深層学習アルゴリズムを提案する．学習データ生成のため，三次元の空洞反射パターンを得る必要があるが，一般的な電磁界解析手法である3D-FDTD法は多大な計算コストを要する．そこで，2D-FDTD法により近似的に三次元の反射パターンを得る手法を提案した．提案手法を実空洞計測データにより検証した．学習済み3D-CNNは高い分類精度を示し，提案手法による三次元レーダーデータに基づく路面下探査の有効性が示された．

道路陥没防止のためには，地中レーダ探査によって路面下空洞を探知し，補修などの対策を施すことが，対症療法として効果的であるが，その費用は空洞生成の主要因であるインフラ老朽化に伴い今後さらなる増大が予想され，効率的かつ合理的な陥没対策の構築が喫緊の課題である．本研究では，既存の空洞データの分析，室内模型実験，数値解析，実物大フィールド実験，現道における空洞モニタリング等を実施し，路面下空洞の生成要因や拡大過程・陥没危険度を解明し，併せて適切な補修方法を開発することにより，道路陥没予防ソリューションを開発した．

地震ハザード評価では，地表面最大速度に基づき構造物やシステムの被害評価が行われているが，最大加速度を組み合わせることにより評価精度の向上が期待される．そこで，地表面最大加速度の評価に必要な最大加速度の増幅特性に関する検討を実施した．加速度と速度の間にはある条件下で相関があるため，最大速度の増幅率と最大加速度の増幅率との間にも関係があると考えられた．そこで，これらの関係を経験的に評価し，既往研究で得られた最大速度の増幅率に適用することにより最大加速度の増幅率を評価した．また，提案方法を用いてヤンゴン市の最大加速度の増幅率を評価した．

本稿では，2021 年2 月13 日に発生した福島沖の地震による仙台市，福島市内の公共ホール及び公共体育館で発生した天井落下被害の調査結果を報告する．幸いいずれの施設でも大規模な被害や人的被害は起きなかったが，同施設において同様の天井被害が過去の地震でも発生していた．人命保護だけでなく機能維持の観点からも，施設管理者が補助金の出やすい原状復帰を選ばざるを得ない現状を打破するため，状況に応じた多様な再発防止策とそれを積極的に取り入れることのできる制度作りが必要である．

本研究では非球形の土粒子形状をX 線μCT で測定し，球の集合体（クランプ粒子）として再現した．生成したクランプ粒子の形状パラメータを測定し，構成する粒子数（Ns）との相関を調べた．これらのクランプ粒子を用いた個別要素法（DEM）数値解析を実施し，等方圧縮された粒状体の間隙比および平均配位数を調べ，Ns ならびにoverall regularity （OR）との関係を調べた．その結果，Ns を25 まで増加させると，クランプ粒子と実際の粒子形状は同等であると見なすことができ，またOR の低下に伴う間隙比および平均配位数の低減を確認した．

近年，砂質地盤における陥没の発生が複数報告されている．一方，既往の研究から，サクション等の粒子間粘着力が，砂質地盤内の空洞保持に不可欠であると考えられている．そこで本研究では，簡易サクション計測装置を用い，砂粒径の粒子に対するサクション計測試験を行うとともに，簡易模型による空洞保持試験を実施し，サクションの空洞保持への寄与を検討した．その結果，砂地盤のサクションは粒径や粒子形状の影響を受けること，空洞保持にはサクションに加え表面粗度，粒子形状，アーチの形成も寄与することが明らかとなった．

砂のような粒状体の示す力学挙動はそれを構成する砂粒の表面粗度に影響を受けるが，砂粒の表面粗度に着目した研究は少ない．その理由の一つに，客観的な表面粗度の測定手法が確立されていない点が挙げられる．近年の光学干渉計の高度化に伴い，現在ではナノオーダーの微細な表面凹凸を観察できるため，十分な精度で砂粒の表面粗度測定が可能となった. ただ，土粒子表面は丸みを帯びているため，そこから表面粗度に寄与する凹凸形状を分離する必要がある．本研究ではこのような分離手法に関して，ガウスフィルタを用いた客観的かつ再現性のある手法を提案する．

地盤陥没の芽となる地下空洞が地中深くにある場合，条件次第では大きく成長し大規模な陥没に至る危険性がある．深さ2m 以浅の空洞に対しては地中レーダーによる探査が可能であるが，それより深部の空洞探査技術は未確立である．本研究では，2009 年に北海道安平町内のゴルフ場で発生した地盤陥没の跡地において，地表から深部までのS 波速度構造を推定する手法である表面波探査を実施した．その結果，地下空洞の前身となる緩み領域の検知，そして地盤陥没の要因となる水みち経路の推定において，表面波探査が有効な手段であることを確認した．

本稿では，従来の方法に比べてコストを大きく低減でき，通常の地盤調査でも適用可能な小規模凍結サンプリングを想定し，凍結管挿入時に生じる周辺地盤の乱れに着目して実施した簡易な土槽実験結果を報告する．本研究では，セルフボーリング式凍結管挿入時の送水流量と挿入速度の違いに着目し，乾燥密度と土壌硬度計指数の測定により周辺地盤の乱れを評価した．実験結果より，乱れが少ない送水流量と挿入速度の存在と，セルフボーリングの効果が確認された．また凍結管の先端部で砂が閉塞することから，掘削した砂の排出が不十分であったことも確認された．

非排水繰り返し載荷とせん断エネルギー・仕事に関する既往研究は，主に応力経路への非依存性と，液状化に至るまでのせん断エネルギーと他の指標との関連の2 つに着目して行われてきた．こうした過去の研究内容を踏まえ，本研究では，液状化に至るまでに要する仕事（液状化仕事特性）と繰り返しせん断応力比との関係を，簡易なモデルによって表現し考察及び検討することを目的とする．結果としては提案モデルは実験結果をよく反映した一方，サイクリックモビリティの領域におけるせん断仕事には有効応力経路による依存性が見られた．

圧電素子をゆっくり伸ばし急速に復元する動作を繰り返して移動する微動機構（摩擦式微動機構）の駆動方法として，高電圧小電流の直流電源またはアンプとMOSFET によるグランドへの放電回路を組み合わせる方式が高電圧大電力のアンプを使用するよりも合理的である．また既存の駆動回路の性能の不足，あるいは駆動回路と微動機構の間を結ぶケーブルの自己インダクタンス等により圧電素子の復帰速度が不十分な場合に使用できる，独立した電源を必要としない波形整形回路を提案する．

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）製のパーソナルモビリティ構造に，外見からはほとんど分からない衝撃損傷（BVIDs）が発生すると，安全に使用する上で問題が生じる．そこで，本研究では，CFRP 製モビリティ構造のBVIDs を検出する方法を確立するために，広帯域にわたる超音波ガイド波の送受信に基づき，衝撃損傷の検出を試みた．その結果，損傷サイズに比例して，基本反対称（A0）モードの伝播時間が遅れることが分かった．また，超音波伝播方向における損傷の長さに依存して，A0 モードの振幅が減衰することも分かった．

耐熱構造物の健全性を，高温のままで監視可能な構造ヘルスモニタリング技術として，損傷発生時に励起されるAE 波の計測が考えられる．しかし，一般的な圧電セラミックス製AE センサは，耐熱温度が約200°C であり，それ以上の高温環境での使用が困難である．そこで本研究では，耐熱性に優れたAE センサの構築を目指し，光ファイバセンサの一種であるFBG センサにアニーリングを行うことで，再生FBG センサの形成を試みた．そして，その再生FBG センサをAE 計測システムに組み込むことで，800°C レベルの高温環境下で励起されたAE 波を検出することに成功した．

プラスチック成形品の非破壊的な内部残留応力評価法として，テラヘルツ(THz) 偏光に対する高分子の応答を利用することを提案し，その妥当性を検証した．具体的には，残留応力の異なるPTFE 試料を焼成プロセスにて作製し，THz 時間領域分光法を利用して吸収係数の偏光依存性を評価した．評価実験の結果，低残留応力のPTFE 試料は偏光依存性をほとんど示さなかった一方，高残留応力のPTFE 試料は大きな偏光依存性を示した．加えて，これらのTHz 偏光依存性と残留応力に起因する寸法変化との間に相関関係があることを示した．本稿ではその詳細について解説する．

プラスチック射出成形機のベント式可塑化装置について，加熱シリンダ内可塑化過程を可視化解析した．ベントポート近傍のスクリュ第2 ゾーン溝内で溶融樹脂内に空隙が生成することを明らかにした．連続可塑化過程ではスクリュ回転数が高いほど空隙がノズル側へと拡大し，第2 ゾーンの樹脂輸送量とスクリュ第1 ゾーンでの可塑化能力の不均衡に起因するものと推察された．計量可塑化過程では，ベントアップを抑制するホッパー入口での材料供給速度は，スクリュ回転数が高いほど回転数の増加比以上に増大し，第2 ゾーンでの樹脂輸送量増大に起因するものと推察された．

本研究では，目詰まりを起こさずに精密加工が可能な固定砥粒工具を実現するために，表面にスパイラル状の連続気孔を有する固定砥粒工具を提案した．工具基材にワイヤを巻き付けることで工具と被加工物の接触を線接触とし，その近傍に常に連続気孔を配置した．試作した工具を用いた加工実験を通して，目詰まりの原因は，砥粒率が高いことによって閉じた気孔が形成されること，工具と工作物が面接触すること，砥粒周りに連続気孔が存在しないことである．これらの因子を考慮して作製したスパイラル固定砥粒工具は，目詰まりを起こさず鏡面加工できることを示した．

本研究では，金属箔材の均一な成形性に及ぼす予ひずみの影響について調査した．予ひずみと通電加熱援用成形を組み合わせた多段階のマイクロフォーミングを提案した．通電加熱下で一軸の予ひずみを与える試験と，カッピング試験による二軸引張の試験法を構築した．予ひずみを与えた試料は，均一な温度分布とひずみ分布を示し，次工程のカッピング試験のにおける有効性を示し，加えた予ひずみが大きくなるにつれて，増加した後，減少する傾向を示した．すなわち，予ひずみ加える負荷経路によって成形性を向上させることができる可能性を示した．

MID（Molded Interconnect Device）製造プロセスの射出成形はレーザー焼結に置き換えることができる．LDS（Laser Direct Structuring）法では レーザを照射 することでパターン形成 を行っているため， レーザの届かない構造体陰面への配線ができないという課題がある．そこで，レーザ焼結法と LDS 法を融合することで，樹脂と金属のマルチマテリアル AM を実現させ，上記の課題を解決する． さらに，1 つのCO₂ レーザーのみを使用して造形と活性化を完了すると，装置のサイズとコストを大幅に削減できる．本研究では，高速ビデオカメラでの直接観察により，CO₂ レーザーによるレーザー焼結LDS 材料の活性化メカニズムを明らかにし， 結果をLDS に通常使用されるファイバーレーザーと比較する．