岩盤水分量の定量化手法の確立と寒冷地岩盤における水分挙動の解明

2017 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 16K20886
• Research Institution: Kitami Institute of Technology
• Principal Investigator: 渡邊 達也 北見工業大学, 工学部, 助教 (80636168)
• Project Period (FY): 2016-04-01 – 2019-03-31
• Keywords: 凍結融解 / 岩盤 / 物理探査

Outline of Annual Research Achievements

積雪寒冷地域の岩盤斜面では、融雪期や厳寒期に落石や崩落が多発する。これらのイベントには岩盤内部の水分挙動が関与しているものの、岩盤水分量を非破壊的かつ定量的に計測した事例はこれまでになかった。本研究では、寒冷地岩盤斜面内部の水分量を非破壊かつ定量的に計測することを目的としている。この目的を達成するために、地中レーダー探査法を利用し、比誘電率に依存する電磁波伝播速度の変化から岩盤水分量の計測を試みている。
平成29年度は、平成28年度に引き続き、北海道北見市内の岩盤斜面2地点（凝灰岩および付加体コンプレックス）を対象に電磁波伝播速度構造データを定期的に取得するとともに、地温、比誘電率、凍上量の通年観測を行ってきた。電磁波伝播速度構造は、凍結の進行とともに上昇傾向を示したことから、地中レーダー探査法で岩盤内部での水→氷の相変化や水分量の変化を捉えられているものと考えている。ただ、電磁波伝播速度と岩盤水分量の関係式の構築までには至っておらず、今後の課題である。
岩石の室内凍上試験は飽和条件で実施されるが、本研究で対象とした岩盤斜面では融解期における比誘電率（水分）の変化は乏しく、岩盤内への水分の浸透はわずかと推定される。ただ、そのような条件下でも凍結進行による間隙水の凍結や岩盤凍上が本研究では認められた。本研究で得られた各種観測データを整理・対比することにより、凍結進行期に実岩盤斜面内部で生じる物理的破壊プロセスへの理解が深まることが期待される。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

現地での観測データは十分に蓄積された。次のステップとして、電磁波伝播速度と岩盤水分量の関係式を構築し、実岩盤斜面内の水分量を定量化する予定であったが、現段階ではそこまでに至っていないことなから、当初の計画よりやや遅れているとした。

Strategy for Future Research Activity

電磁波伝搬速度と岩盤水分量の関係式を構築するために、室内試験で岩盤水分量と比誘電率の関係に関するデータを蓄積していく。そして、その関係式をもとに、実岩盤斜面内部の水分量を定量化させるとともに、その季節的変化を明らかにする。また、現地モニタリングデータを整理し、電磁波伝搬速度の速度構造と凍結深度の関係や、凍上現象が発生する際の実岩盤斜面内部の地温・水分条件などを考察する。これらの作業を推進させ、順次成果を公表していく。