Behavior of PVD unit cell under vacuum consolidation and methods for enhancing its effect
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21K04256
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Section | 一般 |
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| Review Section |
Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
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| Research Institution | Saga University |
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Principal Investigator |
柴 錦春 佐賀大学, 理工学部, 特任教授 (20284614)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,030,000 (Direct Cost: ¥3,100,000、Indirect Cost: ¥930,000)
Fiscal Year 2023: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,170,000 (Direct Cost: ¥900,000、Indirect Cost: ¥270,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,950,000 (Direct Cost: ¥1,500,000、Indirect Cost: ¥450,000)
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| Keywords | 真空圧密 / エアブースティング（Air Boosting） / 空気圧破砕 / 圧密理論 / 見掛け目詰まり / 粘土スラリー / 化学添加物 / バーチカルドレーン / 浚渫土 |
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| Outline of Research at the Start |
高含水比粘性土の場合、真空圧密は設計の効果に達しなかったケースが度々報告されている。その原因について、PVDに接する土のいち早く圧密による低透水係数土層の形成、所謂見かけ目詰まりと言われている。本研究はモデル試験と理論分析により、PVDユニットセル（一本のPVDとその影響領域）の見かけ目詰まりの主な影響要因：粘性土の初期含水比（w0）と間隙水の化学的性質（pH値と電気伝導率(Ec）等）の影響を定量評価し、PVDによる圧密理論にその影響を考慮できるようにする。さらに、化学物の添加による効果的な高含水比粘性土の真空圧密工法を開発する。
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、真空圧密における見掛け目詰まりの対処法として、エアブースティング方法（Air-boosting method）が注目されている。これはである。真空圧密と合わせて、空気注入チューブ或いはPVDは圧密促進PVDの間に打設し、定期的アブースティングを行う。一回の期間は数分間―数十分間である。圧縮空気の粘土地盤への注入により、地盤中に微小亀裂を発生させ（Pneumatic Fracturing）、地盤全体の透水係数を増やし、真空圧密の効果を高める方法である。しかし、この方法について、まだ十分に検討されなかった所がある。例えば、エアブースト空気圧は圧密応力であるかどうか、適切の空気圧の大きさはどう決めるか等。令和５年度の研究はエアブースティング方法のメカニズムとその効果について、理論分析及び発表されたデータを用いて解析検討を行い、以下の成果が得られた。
(1) 基本的に、エアブースト空気圧は圧密圧力ではない。そして、エアブースト空気圧の影響を考慮した圧密理論の開発は、圧密理論的発展または工学的な応用の面でもあまり意味がない。
(2) エアブーストにより、地盤中に空気圧破砕（Pneumatic Fracturing）が生じる。空気圧破砕を起こる必要な最低空気圧値について、空洞膨張理論に基づいて計算式を新たに導いた。
(3)エアブースティングは真空圧密に対して 3つの効果、すなわち、地盤の微視的土構造の破壊、脱水、およびPVD周囲見掛け目詰まりの軽減が確認されている。
(4) 発表された粘土スラリーを用いた室内模型試験データの一部を用いて、真空圧密におけるエアブースティングの効果を定量的に分析した。エアブーストによる沈下量増加に関しては、見掛け目詰まりの軽減がその沈下増加量の約 30%～60%に寄与しており、残り沈下量の増加は脱水によるものと推測する。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
研究はほぼ計画通り実施したが、コロナ―の影響で国際交流、共同研究の部分はまだ実施していない。そして、研究期間を１年延長して、国際共同研究の部分を実施する。
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| Strategy for Future Research Activity |
これからの研究計画
（１）主に本研究に計画した国際共同研究の部分を実施する。中国同済大学と温州大学に訪問し、軟弱粘性土地盤の真空圧密に関する共同研究を行う。具体的に今までの研究成果の相互交流、国際的に発信する。また、双方の現場のデータを用いて、得られた理論、方法の有効性をお互いに確認・実証する。
（２）最終年度なので、今まで得られた成果を整理、まとめて、最終報告書を作成する。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
