2018 Fiscal Year Research-status Report
緊急輸送道路の早期復旧を目指したステレオ地盤補強材の開発と性能評価
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18K13832
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| Research Institution | 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群) |
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Principal Investigator |
宮本 慎太郎 防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 助教 (60782711)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | セル補強材 / 平板の鉛直載荷試験 / 剛性車輪の移動載荷試験 / 可視化 / PIV |
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| Outline of Annual Research Achievements |
地震などで道路網が遮断された際，速やかに車両の通行を可能にする地盤技術が重要になる．本研究では，災害時緊急道路に適したセル補強材を開発し，迅速に緊急道路を構築可能な地盤補強技術の確立を目指している．その中で，今年度は，室内模型実験によるセル補強材の補強メカニズムの解明を主に行った．
室内模型実験では，平板の鉛直載荷試験と剛性車輪の移動載荷試験を行った．模型実験においてセル補強材およびその周辺地盤の挙動を可視化することで，補強メカニズムの解明を試みた．まず，模型実験を可視化するために，PIV解析法の高度化について検討した．PIV解析を行う際，砂地盤のみでは解析精度が低いことが知られている．そのため，特殊な染料で黒色に染色した色砂を混合して地盤を作製し，PIV解析精度を向上させる方法を検討した．色砂の混合割合を変化させて精度検証試験を実施し，色砂を30% の割合で混合した混合砂を用いることで解析精度が大幅に向上することを明らかにした．さらにその結果を元に，色砂混合砂を用いて模型実験を行い，セル補強材の挙動を可視化した．結果より，平板載荷試験と車輪の移動載荷試験の両方において，セル補強材によって，周辺地盤の水平変位が抑制され，補強効果が発揮されることが明らかになった．以上の室内試験結果より，セル補強材内の拘束圧が増加することで地盤の水平変位が抑制されると仮定し，補強効果の評価法を開発した．さらに，セル補強材による補強効果の評価法を考慮した車両走行時の地盤の沈下量を予測する手法を提案した．本提案法の妥当性を室内模型実験の結果より検証し，補強効果および車輪載荷時の沈下量を精度よく評価できることを確認した．
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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
全体的に計画よりも少し早めに進展している．
予定の室内試験は一通り実験を行い，追加分も実験可能な状態になっている．
しかし，自己展開構造を有するステレオ補強材の開発が少し遅れている部分もあるため，おおむね順調に進展しているという区分を選択した．
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| Strategy for Future Research Activity |
今後も予定通り，以下の内容について重点的に研究を進める．
①宇宙構造工学分野における自己展開構造をヒントにしたステレオ補強材の試作 ②土，補強材，土-補強材の変形強度特性を把握するための材料試験 ③定点・移動載荷模型実験による補強効果の把握 ④移動荷重下での地盤変形予測モデルと被災レベルを考慮した性能評価法の開発
特に，①に関する内容が少し遅れているため，まずステレオ補強材の試作を行っていき，その試作品に関する室内試験を通して，④の性能評価法の開発を行う予定である．現状では，②～④に関する実験の準備や考え方等はおおむね出来上がっている部分も多いため，①が順調に行えれば，その他は予定以上の進展が期待される．
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| Causes of Carryover |
現場調査に関する費用を計上していたが，科研費で支払う必要がなくなった．そのため，前年度は少し使用計画と使用額の差が生じた．今後は，その額分を室内試験の材料や計測器の購入に充てることを計画している．研究経費の使用については，おおむね計画的に使用できており，残額を使用することでより研究を進展させられるものと考えている．
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