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2008 Fiscal Year Final Research Report

Development of Numerical Simulator to predict the mechanical behavior of salt-damaged ground and recover techniques

Research Project

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Project/Area Number 18360230
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Research Field Geotechnical engineering
Research InstitutionKobe University

Principal Investigator

IIZUKA Atsushi  Kobe University, 自然科学系先端融合研究環・都市安全研究センター, 教授 (40184361)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) KAWAI Katsuyuki  神戸大学, 自然科学系・先端融合研究環都市安全研究センター, 助教 (30304132)
MICHIOKU Koji  神戸大学, 大学院・工学研究科, 教授 (40127303)
MURAKAMI Akira  岡山大学, 大学院・環境学研究科, 教授 (80157742)
SATOBUKA Yoshifumi  立命館大学, 工学部・都市システム工学科, 教授 (20215875)
PIPATPONGSA Thirapong  東京工業大学, 学術国際情報センター, 准教授 (10401522)
TAKAHARA Toshiyuki  金沢大学, 大学院・自然科学研究科, 助教 (20324098)
Project Period (FY) 2006 – 2008
Keywords塩害 / 砂漠化 / 地盤変状 / 有限要素シミュレータ / 現地塩害調査 / 水循環 / 構成式 / 地盤力学
Research Abstract

本研究は, 塩害に伴う地盤変状をシミュレートする飽和/不飽和土・水・移流拡散連成有限要素解析手法の開発とそれを用いた塩害軽減・修復技術の開発を目的としている. 多くの「塩害→植生枯死→砂漠化」の地盤環境変状・地盤環境崩壊プロセスは, 「森林の伐採」などによって, 降雨などの供給水量と植生からの蒸散水量と地表からの蒸発水量のバランスが崩れ, 塩害をもたらすと説明されてきた. 一旦, 地表面付近に塩分が析出すると, もはや少種の草木を除いて, 植生は育成することができず, さらなる地盤の乾燥化を招き, 砂漠化に至る. しかしながら, 世界の多くの地で問題視される「塩害」は, このような単純なプロセス(一次的塩害)では収まりきらない. 森林伐採は人類の生活圏の拡大に伴って生じる. 例えば, タイの場合, 新たな水田の確保のために森林が伐採された. 水田への農業用水の供給は, ため池などの地上水からの供給ばかりでなく, 地下水の汲み上げによっても補われている. 降雨の少ない乾燥地ほど地下水への依存度は高い. 地下水には, もともと希薄であったにせよ, 塩分が含まれている. 地下水への塩分の溶解は, その上流部もしくは地中深部に存在する塩岩層に起因していることが多い. 塩分を含んだ地下水を地表に汲み上げることにより, 乾季における蒸発によって塩分濃度が上昇し, さらなる塩害をもたらす. また灌漑水路などの建設は, 塩分含有地中水の濃度上昇をもたらし, これまた塩害を引き起こす(二次的塩害). 一方, 地下水の汲み上げは, 地盤変状をもたらし, 農地の機能損失, 道路の沈下・陥没などとして現われる. すなわち, 塩害の発生と,水路や道路の建設などの人為的力学作用との相互作用が重要となる. この目的を遂行するため,(1) 飽和・不飽和状態にある土の透水・力学特性,(2) 植生を介しての蒸散などの水循環, (3) 降雨による水供給と地表面蒸発などの水循環,(4) 地中水に含有している塩分などの移流拡散,(5) 地盤の変形・応力・浸透を考慮した数理モデルを組み立てた. この数理モデルのキャリブレーションを行うために, タイのカセサート大学の協力を得て, 平成18年11月27日に, バンコクでワークショップを開催した. さらに, タイ東北部のサコナコン, ウドンタニにて, 地表塩分渡度の現地測定を行った.さらに,(6) 本研究で開発した数値シミュレータを用いて, 塩害地盤の代表的な修復法であるフラッシングの効果を定量的に検討できる手法を開発し,(7) 塩害防止策として, 粗粒材料を用いたマルティング法およびパイリング法を考案した.

  • Research Products

    (23 results)

All 2008 2007 2006 Other

All Journal Article (10 results) Presentation (10 results) Remarks (3 results)

  • [Journal Article] 植生の吸水作用が地盤の安定性に及ぼす影響2008

    • Author(s)
      河井克之, 山田竜太郎, 飯塚敦, 橘伸也, 大野進太郎
    • Journal Title

      応用力学論文集, 土木学会 Vol.11

      Pages: 443-450

  • [Journal Article] 不飽和土/水連成有限要素解析における空間離散化手法の検討2008

    • Author(s)
      金澤伸一, 橘伸也, 河井克之, 大野進太郎, 飯塚敦
    • Journal Title

      応用力学論文集, 土木学会 Vol.11

      Pages: 33-338

  • [Journal Article] Laboratory hydraulic testing in unsaturated soils2008

    • Author(s)
      Masrouri, F., K. Bicalho and K. Kawai
    • Journal Title

      Geotechnical and Geological Engineering doi : 10.10007/s10706-008-9202-7

  • [Journal Article] 植生の吸水作用が地盤に及ぼす影響2007

    • Author(s)
      河井克之, 飯塚敦, 霜永勝之, 橘伸也
    • Journal Title

      応用力学論文集, 土木学会 Vol.10

      Pages: 375-382

  • [Journal Article] 有効飽和度を剛性に関する状態量とした不飽和土の弾塑性構成モデル2007

    • Author(s)
      大野進太郎, 河井克之, 橘伸也
    • Journal Title

      土木学会論文集 Vol.63/No.4

      Pages: 1132-1141

  • [Journal Article] Non-uniform settlement problem of compacted soil caused by the deformationcharacteristics of unsaturated soil on wetting2007

    • Author(s)
      Kawai, K., Iizuka, A., Hayakawa, E. and Wang, W.
    • Journal Title

      Soils and Foundations, JGS Vol.47, No.2

      Pages: 195-206

  • [Journal Article] 鉛直2次元モデルによる多孔質堰を通過する流れの解析2007

    • Author(s)
      前野詩朗・小川誠・道奥康治
    • Journal Title

      土木学会論文集B Vo.63, No.1

      Pages: 16-28

  • [Journal Article] 物質移動を考慮した不飽和土/水連成問題の数理モデルと有限要素解析手法2006

    • Author(s)
      藤川和彦, 飯塚敦, 河井克之, ピパットポンサー・ティラポン
    • Journal Title

      応用力学論文集,土木学会 Vol.9

      Pages: 377-384

  • [Journal Article] 非線形コントラクタンシー表現を用いた土の弾塑性構成モデル2006

    • Author(s)
      大野進太郎, 飯塚敦, 太田秀樹
    • Journal Title

      応用力学論文集, 土木学会 Vol.9

      Pages: 407-414

  • [Journal Article] Numerical modelling of spontaneous crack generation in brittle materials using theparticle simulation method2006

    • Author(s)
      Zhao, C., Nishiyama, T. and A. Murakami
    • Journal Title

      Int. J. for CAE and Software : Engineering Computations Vol.23, No.5

      Pages: 566-584

  • [Presentation] Calculation of undrained shear behaviour of unsaturated soils2008

    • Author(s)
      Honda, M., Ohno, S., Iizuka, A., Kawai, K. and Ohta, H.
    • Organizer
      12th International Conference of InternationalAssociation for Computer Methods andAdvances in Geomechanics(IACMAG)
    • Place of Presentation
      Goa, India
    • Year and Date
      20081001-06
  • [Presentation] An evaluation method for the volume change characteristics of compactedsoil, Proc. of the 4th InternationalConference on Unsaturated Soil2008

    • Author(s)
      Honda, M., Iizuka,A., Ohno,S., Kawai,K. and Wang, W.
    • Organizer
      International Society of Soil Mechanics and Geotechnical Engineering
    • Place of Presentation
      Canadian Geotechnical Society, Carefree, Arizona
    • Year and Date
      20080402-06
  • [Presentation] 陰解応力積分法を導入した地盤構成式の検討2008

    • Author(s)
      金澤伸一, T. Pipatpongsa, 竹山智英, 橘伸也, 飯塚敦
    • Organizer
      第5回地盤工学会関東支部発表会「Geo-Kanto 2008」
    • Place of Presentation
      日本大学理工学部船橋キャンパス「NihonUniversity Funabashi Campus」
    • Year and Date
      2008-11-01
  • [Presentation] Analysis of embankment by nonlinear contractancydescription, Proc2007

    • Author(s)
      Ohno, S., Takeyama, T., Pipatpongsa, T., Ohta, H. and Iizuka, A.
    • Organizer
      13^<th> Asian Regional Conference on Soil Mechanics andGeotechnical Engineering
    • Place of Presentation
      Kolkata, India
    • Year and Date
      20071210-14
  • [Presentation] An application of performance-based designconcept to design of compacted groundAn application of performance-based designconcept to design of compacted groundAn application of performance-based designconcept to design of compacted ground Proc.2007

    • Author(s)
      Honda, M., Iizuka, A., and Kawai, K.
    • Organizer
      1^<st> International Symposium on Geotechnical Safety & Risk, ISGSR2007
    • Place of Presentation
      Shanghai, China
    • Year and Date
      20071018-19
  • [Presentation] 地球環境問題の階層的整理と砂漠化問題の位置付け「Desertificationin the stratified structure of terrestrialenvironment problems」2007

    • Author(s)
      杉田芙紗子、飯塚敦、河井克之、T. Pipatpongsa
    • Organizer
      第42回地盤工学研究発表会
    • Place of Presentation
      名古屋国際会議場
    • Year and Date
      20070704-06
  • [Presentation] The salt disaster problem and its mathematical modeling, Proc2007

    • Author(s)
      Iizuka, A., Kawai, K., Tachibana, S., Honda, M., Fujikawa, K., Pipatpongsa, T. and Wang, W.
    • Organizer
      3^<rd> Asian Conference on Unsaturated Soils, April
    • Place of Presentation
      Nanjing, China
    • Year and Date
      20070421-22
  • [Presentation] The influences of evapo-transpiration on theground2007

    • Author(s)
      Kawai, K., Iizuka, A. and Tachibana, S.
    • Organizer
      Proc. of the 3^<rd> Asian Conference on Unsaturated Soils, April
    • Place of Presentation
      Nanjing, China
    • Year and Date
      20070421-22
  • [Presentation] Accuracy Assessment of Implicit Integration for Mohr-Coulomb Yield Criterion2006

    • Author(s)
      T. Pipatpongsa, T. Takeyama & H. Ohta
    • Organizer
      JSPS International Symposium on EnvironmentalEngineering and the Regional Symposiumon Infrastructure Development in CivilEngineering (SIDE 2006)
    • Place of Presentation
      University of the Philippines Diliman
    • Year and Date
      20061207-08
  • [Presentation] Soil cantilever reinforced by geosynthetics and pre-stressed steel bars2006

    • Author(s)
      Iizuka, A., Hirata, M., Ohta, H. and Yokota Y.
    • Organizer
      Proc. of 8^<th> International Conference on Geosynthetics, IGS(CD-ROM),
    • Place of Presentation
      Yokohama
    • Year and Date
      20060918-22
  • [Remarks] 道奥康治, 貯水池深層の酸化還元条件と水理学的・生物化学的熱塩諸現象, 混相流, 2008

    • URL

      http://www.research.kobe-u.ac.jp/rcuss-geo-env/top1.html

  • [Remarks] 飯塚敦, 地盤環境解析学-まずは小さな一歩から-, 研究紹介, 神戸大学最前線, 神戸大学, Vol.8, 22-23, 2007. 9

  • [Remarks] Pipatpongsa Thirapong・飯塚敦・河井克之 : タイ東北部の塩害調査と「ジグソー・ピーシス作戦」, 論説, 地盤工学会, 土と基礎, Vol.55, No.3, Ser.No.590, 22-24, 2007. 3

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Published: 2010-06-10   Modified: 2016-04-21  

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