2020 Fiscal Year Annual Research Report
Total solution system for ground disaster prevention, cogeneration and construction waste material recycling
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18K04341
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| Research Institution | Hokkaido University |
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Principal Investigator |
横浜 勝司 北海道大学, 工学研究院, 助教 (50299731)
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2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 地盤補強 / 発電 / リサイクル |
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| Outline of Annual Research Achievements |
近年、環境問題への関心は年々高まっている。一方、最近の地震災害等では地盤のダメージによる社会基盤施設破損とエネルギー供給が遮断されることの両者にによる被害拡大が見られており、地盤補強とエネルギー安定供給の重要性が改めて認識されてきている。
このような背景から、本研究では建設廃棄物のうちアスファルト舗装再生砕石を用いて地盤補強と発電を両立させる仕組みに関する実験的検討を実施してきた。具体的には、アスファルト舗装再生砕石で保護した地盤温度を活用した発電手法に関する検討、アスファルト舗装廃材と補強部材の併用による地盤支持力向上に関する実験的検討を進め、地盤補強・発電・廃材リサイクルの3者の総合的実現可能性を調べた。
発電挙動に関しては北海道内の複数箇所での屋外計測により検討を行った。熱電素子を搭載した発電用器具を製作し屋外地盤に設置し、その表面をアスファルト舗装再生砕石で覆うことで、地表面温度と地中温度の差による電力発生を図った。発電用器具内部には昇圧型コンバータも搭載し、出力電圧の向上を図った。屋外計測の結果より、地表面温度と地中温度の差を10度程度確保した場合で、昇圧型コンバータの作動を確認でき、その昇圧型コンバータに330オームの外部抵抗を接続した際には抵抗前後で400mV程度の電圧が発生した。
一方、アスファルト舗装再生砕石と補強部材による地盤支持力向上に関しては、室内試験により確認した。補強部材には導線をコイル状に巻きつけ、電流を流して磁力を発生させて地盤中の砂鉄分を補強部材に引きつけ、地盤と補強部材との摩擦を高め支持力向上を図った。その結果、補強部材挿入と地盤内の磁力発生を併用した場合の支持力が無対策時に比べて約2倍に達することが示された。
以上のように発電と支持力向上を実現可能であることから、地盤補強、発電、廃材リユースを総合的に実現させることが可能であることが示された。
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