| Project/Area Number |
23K04031
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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 | Tokyo University of Science |
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Principal Investigator |
塚本 良道 東京理科大学, 創域理工学部社会基盤工学科, 教授 (50253505)
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| Project Period (FY) |
2023-04-01 – 2026-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥4,680,000 (Direct Cost: ¥3,600,000、Indirect Cost: ¥1,080,000)
Fiscal Year 2025: ¥910,000 (Direct Cost: ¥700,000、Indirect Cost: ¥210,000)
Fiscal Year 2024: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,340,000 (Direct Cost: ¥1,800,000、Indirect Cost: ¥540,000)
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| Keywords | 内部浸食 / 液状化 / 盛土地盤 / 液状化対策 |
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| Outline of Research at the Start |
近年、地震や豪雨による崩壊が多発している谷埋め盛土は、長年の浸透浸食作用による経年劣化の可能性を否定できません。このような経年劣化が、地震時の液状化リスクや安定性に影響を及ぼすのか、未解明な点が多い。地盤内に常時浸透が生じている堤防では、細粒土の流出という内部浸食の他に、埋設管渠周りの接触浸食の影響も見逃せません。本研究では、既往研究の内部浸食脆弱性指標に加えて、粒子骨格構造に着目した地盤の液状化抵抗の評価法を駆使し、浸透浸食作用の履歴を受けた盛土地盤の老朽化指標を提案し、経年劣化・安定性の評価法を構築します。さらに、これらの指標を用いた、より効率的な盛土地盤の機能回復技術の構築を目指します。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は、細粒分が砂粒子間を抜け出す内部侵食現象が、砂地盤の液状化抵抗にどのような影響を及ぼすのかを、室内三軸試験装置により調べること、また、地盤内埋設物が内部侵食の発生に影響を及ぼすのかどうかを、室内模型浸透試験により調べることを目的に進めた。まず、地盤内埋設物をステンレス棒で模擬し、色付き砂を用いた室内模型試験により、地盤内埋設物が浸透破壊に至る過程での細粒分の移動・侵食量に及ぼす影響を調べた。次に、浸透侵食履歴を付与した室内非排水繰返し三軸試験により、砂分の粒径・浸透侵食時の通水方向（上向き・下向き）・拘束圧が、浸透侵食履歴と液状化抵抗に及ぼす影響を調べた。
室内模型試験では、地盤内構造物を再現したステンレス棒の設置により、細粒分の侵食率は少なくなるものの、低い動水勾配下で浸透破壊が生じやすくなることがわかった。また、模型地盤内の各点での細粒分含有率の変化率から、ステンレス棒の設置により、細粒分の移動（内部侵食）がより促進されることがわかった。また、流速の影響が不明であることもわかってきた。室内非排水繰返し三軸試験では、細粒分含有率Fcの大小により、浸透侵食履歴が液状化抵抗に及ぼす影響が異なることがわかった。Fc=20%では、浸透・侵食履歴の付与により液状化抵抗は減少するが、Fc=30%,40%では、液状化抵抗は増加することがわかった。この相反について、粗粒分と細粒分の骨格構造に着目した考察も行っている。しかし、供試体作成方法について、不飽和状態から内部侵食をさせた場合と、飽和状態後に内部侵食をさせた場合で、内部侵食の傾向が異なることも確認され、今後の検討課題としてあげることができた。
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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
内部侵食現象の発生と計測が可能なように、室内三軸試験装置を改良したこと、内部侵食の発生と計測が可能なように、室内小型模型浸透試験装置を作成し、実験に供することができたことなど、実験装置の面では、順調に進んでいると考える。室内三軸試験の実験の実施も、順調に進めているが、飽和状態から内部浸食の発生をさせる場合と、不飽和状態から内部浸食を発生させて、徐々に飽和状態にさせる方法とで、内部侵食の発生に違いがあり、どちらで実験を進めるかを、検討する必要が生じた。不飽和状態からの実験方法では、内部侵食の発生にランダム性が生じる一方、飽和状態からの実験方法では、内部侵食の発生に統一性が出てくることなどを確認した。今後は、飽和状態からの実験方法で、進めることを考えている。室内小型模型浸透試験では、色砂を利用した内部侵食の発生の可視化に挑戦し、可視化が可能であることを確認した。今後も、本技術を利用し、現象の解明をさらに進めることを考えている。また、地盤内構造物の内部侵食に与える影響として挙げる接触浸食と、内部侵食に与える流速の影響が混在していることもわかってきた。これについて、検討を進めたいと考える。
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| Strategy for Future Research Activity |
室内三軸試験については、前述したように、供試体作成手順での問題点が明らかになったことから、飽和状態から内部侵食の発生をする実験シリーズにより、砂粒子の粒径・細粒分含有率・圧密圧力の影響の検討を進めていくこととする。室内小型模型浸透試験については、接触浸食と流速という２つの影響因子を分離して検討を進めるべきか、混在したまま検討を進めたほうが良いのか、さらに検討をしていく。どちらにしても、これらの影響因子を意識した実験シリーズの実施を進めることとする。
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