2016 Fiscal Year Annual Research Report
音響伝播特性を用いた斜面地盤の水分量変化と崩壊予兆の検出
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16H04407
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| Research Institution | Saitama University |
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Principal Investigator |
内村 太郎 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (60292885)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2019-03-31
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| Keywords | 斜面防災 / 弾性波 / モニタリング / 早期警報 / 野外実験 / 模型実験 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
１．不飽和土の弾性波の伝搬特性についての三軸圧縮試験と結果の整理：斜面を構成する不飽和土の三軸供試体で、含水比の変化とせん断変形に伴う弾性波速度の変化を測定した。これまでに得られていたデータとも合わせて、論文発表を行った。
２．斜面内部の弾性波の伝搬特性の模型実験：小型の水平な地盤模型を用いて、地中に埋めた電磁石による打撃装置から弾性波を発して、地表の振動センサーで捉えて、走時を測定した。地表に人工降雨を与えて、水分量に応じた弾性波速度の低下を測定した。また、模型を傾けてせん断変形を起こし、それに応じた弾性波速度の低下を測定した。最後に、最初から傾斜した斜面模型に降雨を与え、水浸とせん断変形が同時に起こる、実斜面に近い条件での弾性波速度の低下を測定し、前２者の結果との整合性を確認した。
３．斜面表層の弾性波の伝搬特性の模型実験：小型の水平な地盤模型を用いて、弾性波探査（屈折法）の要領で、地表面の１測線上に振動センサーを配置し、地表の１点を電磁石を使った装置で叩くことで、弾性波の伝播の走時を測定した。地下水を徐々に加えながら、その変化を調べた。通常の弾性波探査では、地盤が表層と基層の２層に分かれると仮定し、それぞれの層の弾性波速度と、表層の厚さの３つのパラメタを推定する手法である。しかしこの研究では、水分量の増加に伴って弾性波速度が変化することから、弾性波速度が変化し、また見かけ上の表層厚さも異なって計算される。地下水位が上昇するほど、表層の弾性波速度が遅く測定される結果となった。
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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
要素実験、２種類の予備実験を計画どおり実施でき、博士課程１名、修士課程１名の学位論文も出すことができた。
また、２０１７年度には、熊本地震で亀裂の入った阿蘇の実斜面でも継続的な測定を行うことになり、２０１６年度はその予備調査と準備を行っている。
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| Strategy for Future Research Activity |
平成２９年度は、次の研究を行う。
１．不飽和土の弾性波の伝搬特性についての三軸圧縮試験：上記１の研究のつづきであるが、新しい研究期間に移ったため、新しく装置を整備し、さらに詳しい実験を行う。
２．斜面表層の弾性波の伝搬特性の模型実験：上記３の研究を、より詳しく精密に進める。特に、２８年度に観察された、地下水位の上昇に伴う見かけの弾性波速度の低下が、なぜ起こるのか、また斜面の状態を推定するのとどのように使えるのか、様々な条件の実験を行い、検討する。
３．野外での弾性波加振／測定装置の開発と実斜面での試用：野外で、長期にわたり乾電池および太陽電池で動作し、自動的に地表を加振して振動の伝播を測定する装置を開発する。熊本地震で亀裂の入った阿蘇の斜面など、実斜面での検証を行う。
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