2020 Fiscal Year Annual Research Report
コアレス地盤調査法の開発とデジタル地盤工学への挑戦
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19H00787
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| Research Institution | National Institute of Maritime, Port and Aviation Technology |
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Principal Investigator |
水谷 崇亮 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (70371763)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 圭太 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 研究官 (00827347)
小林 泰三 立命館大学, 理工学部, 教授 (10380578)
松村 聡 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (20748305)
小濱 英司 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (80371764)
近藤 明彦 国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, 主任研究官 (80755893)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 地盤の微視構造 / X線CTスキャン / ボーリング・サンプリング / 画像解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，原位置地盤内でコア（地盤試料）をX線CTスキャンする「原位置デジタルサンプリング法」の開発と，得られたCT画像をもとに地盤の工学特性を評価する一連の解析手法および土質試験法の確立をめざしている．昨年2019年度には原位置デジタルサンプリング法の開発に着手し，要素技術となる小型で持ち運び可能なX線CTスキャナと，当X線CTスキャナを内蔵した地盤掘削マシンおよび当掘削マシンを駆動する掘削リグを新たに製作した．
本年度には，これらの装置を用いて，模型地盤を対象とした掘削実験を行った。当実験では，はじめにサンプリングチューブ貫入による撮影対象となるコアの保護を行い，その後連続して掘削マシンの貫入を試み，一連の作業手順およびそれぞれの掘削性能を確認した。模型地盤は，w1m×d1m×h1.3mの土槽内に粒径2～5mmの乾燥した礫材（砕石7号）を堆積し作製した。サンプリングチューブ貫入時には，貫入長を計測し，当サンプリングチューブの回転数及び貫入速度を調整しながら貫入を試みた。サンプリングチューブ貫入後，掘削マシン貫入時には，スラスト（推進力），貫入長，掘削マシン上部での鉛直・水平方向の加速度を計測し，掘削マシン先端にある回転掘削刃の回転数及び貫入速度を調整しながら貫入を試みた。
当実験の結果，掘削マシン貫入後に行う地中でのX線CT撮影に必要な掘削長80cmに対して，30～40cmの掘削深度においてそれ以上の掘削が不能になり，その要因としてサンプリングチューブ先端の閉塞や掘削マシン先端の回転掘削刃に過度な鉛直力が作用し回転不能になっていることが考えられた。これを踏まえ，サンプリングチューブの開発と掘削マシンの更なる改良を次年度にかけて行うこととした。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
本年度に行った掘削実験の結果を踏まえ，各種装置の更なる開発・改良が必要となったことから，当研究の進捗がやや遅れていると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度に行った掘削実験の結果を踏まえ，各種装置の更なる開発・改良が必要と判断し，本年度の研究資金を一部繰越し，次年度にかけてこれらの作業を行うこととする。具体的には，礫材のサンプリングに有効なサンプリングチューブの開発と，掘削マシンの回転掘削刃に作用する鉛直力の低減を目的とした掘削刃・ケーシング等の改良である。次年度（2021年度）には，改良掘削マシンを用いた模型実験を実施し，掘削から地中でのＸ線CT撮影まで一連の手順を確認したい。
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