2020 Fiscal Year Research-status Report
Evaluation of gel blocking and swelling of water-absorbing polymer and its application for piling into contaminated ground
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18K04343
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
梅崎 健夫 信州大学, 学術研究院工学系, 教授 (50193933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
河村 隆 信州大学, 学術研究院工学系, 准教授 (50324231)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 地盤環境 / 汚染地盤 / 杭基礎 / 吸水性高分子 / 遮水 / 周面摩擦 / 漏出防止 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
(a)カラム型膨潤・透水試験
吸水性高分子摩擦低減剤（FRC）のコート剤である接着性高分子の膨潤・透水試験を実施した．有機溶剤に分散した液状の接着性高分子をテフロン板に所定の厚さに塗布し，乾燥後に剥がした半透明のフィルム状の保護膜を試料とした．試験装置の下部板（直径75 mm）の外縁部にシリコン系充填剤を塗布して保護膜を接着し，周辺にはみ出した部分を切除して供試体とした．供試体を浸水した直後と所定時間経過ごとに透水試験を実施した．その結果，以下を明らかにした．①保護膜は，浸漬した場合，純水を吸水することなく，質量も形状も変化しないが，軟弱化して拘束圧により圧縮する．②実務での塗布厚さと同等の厚さの場合，FRC塗布膜に対する吸水遅延効果が定量的に確認された．
(b)杭先端モデル実験
基礎杭の先端付近を模擬したモデル杭の貫入試験を実施した．杭周面を拡大して模擬するためにモデル杭はステンレス板（厚さ2 mm）とした．汚染地盤（厚さ40mm）と支持層（115mm）には豊浦砂，遮水層（40mm）にはNSF(C)粘土の予圧密試料を用いた．モデル杭の表面粗さは，S1：表面の滑らかなステンレス板とR1：ステンレス板の両面に耐水サンドペーパーを固定したものとした．上部砂層の上方まで注水した後，貫入実験を行った．貫入量は，粘土層上面から粘土層厚の2倍（S1-2，R1-2），3倍（S1-3，R1-3）とした．貫入前後に，粘土層に対して定水位透水試験を実施した．終了後，モデル地盤を掘削して，上部砂層と粘土層の引き込み現象を観察・計測した．①貫入前の粘土層の透水係数は圧密試験から求めた値とほぼ同じであることを確認した，②R1-3以外のケースでは，上部砂層と粘土層の引き込み量は小さく，漏出はほとんど生じない，③R1-3では，明確な漏出が生じ，透水係数は貫入前の約30倍に増加する，ことを明かにした．
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
コロナウイルス感染症対策の影響により，当初の予定通り研究を進めることができなかったため，研究期間を延長した．
(a)カラム型膨潤・透水試験：接着性高分子（コート層）に対する膨潤・透水試験方法を確立し，一定の拘束圧に対する試験を実施した．さらに拘束圧の異なる試験については，次年度に実施することにした．
(b)杭先端モデル実験：汚染地盤と支持層には豊浦砂，遮水層にはNSF(C)粘土を圧密した塊状試料を用いる模型地盤の作製方法を確立した．FRCを塗布していない無処理モデル杭を用いた貫入実験において，引き込み現象を定量評価し，汚染土と汚染水の漏出について考察し，粘土層の透水試験方法も確立した．FRCを塗布したモデル杭の貫入実験は，次年度に実施することにした．
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| Strategy for Future Research Activity |
カラム型膨潤・透水試験および杭先端モデル実験装置を用いて，今後の研究を実施する．
(a)カラム型膨潤・透水試験：①接着性高分子による膨潤遅延効果
令和2年度に引き続き，現有のカラム型膨潤・透水試験を用いて，接着性高分子（保護膜）のみの試験を実施する．保護膜の吸水遅延効果について，異なる拘束圧および塗布厚さにおける吸水遅延時間を求める．さらに，それぞれの場合における保護膜の透水係数を定量評価する．
(b)杭先端モデル実験：②基礎杭打設に伴う汚染地盤の下層への引き込み現象，③前述の①と②を応用した汚染物質の漏出防止法の効果
模型地盤（汚染地盤，遮水層，支持層を砂層と粘土層で模擬）に対する杭の貫入実験とその後に引き続く透水試験を実施する．モデル杭に吸水性高分子と接着性高分子を塗布（膨潤遅延性・自己修復層の応用）した場合の引込み防止と遮水効果の検証を行う．
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| Causes of Carryover |
（次年度使用額が生じた理由）
当初の計画通り，模型実験装置の改良と計測器の追加が完了した．模型実験および膨潤・透水試験の消耗品の購入において，少額の次年度使用額が生じた．
（使用計画）
次年度使用額は，消耗品費として使用する計画である．
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