2019 Fiscal Year Annual Research Report
Developmen of self-repairing ground improvement technology
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19H02233
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| Research Institution | Tokyo Institute of Technology |
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Principal Investigator |
笠間 清伸 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 准教授 (10315111)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
畠 俊郎 富山県立大学, 工学部, 教授 (30435424)
高橋 章浩 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (40293047)
北詰 昌樹 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 教授 (70359230)
古川 全太郎 九州大学, 工学研究院, 助教 (70735985)
堀越 一輝 東京工業大学, 環境・社会理工学院, 助教 (90771965)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 地盤改良 / 自己修復 / セメント改良 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，建設副産物の自己硬化性や微生物による強度回復特性を実務レベルにまで加速・強化して，ゲリラ豪雨や巨大地震などにより一旦せん断破壊を受け地盤が，せん断面を自ら「治癒・修復」し，3日以内に90%以上のせん断剛性・強度まで「自己回復」する地盤改良技術の開発を目指す。初年度は，高炉スラグ微粉末の混合による地盤材料の自己回復特性の把握および最適な配合条件を明らかにするために，粘性土を対象に各種混合材料の配合や養生条件などの最適な成形条件を明確にした。せん断強度以上のせん断応力を作用させ損傷させた供試体を対象に，時系列的に一面せん断試験を実施し，せん断強度の回復過程を詳細に調査した。また，試験前後の供試体は，X 線回折装置および蛍光 X 線分光装置を用いてせん断面付近の化合物の定量分析や化合物成長速度を定量的に測定し，せん断面の治癒・修復過程を物理的・化学的に分析した。得られた成果を以下にまとめる。
１）養生7日目に初期せん断を与え，21 日間再養生した供試体には，再養生によって強度回復が生じた。回復指標は供試体の母材の種類，せん断時拘束圧，スラグ混合率によって異なった。
２）強度の回復は，通常の養生による強度増加とは関係がなく，また，初期せん断終了時の強度によって決まると考えられる。
３）スラグ混合率が大きいほど，強度欠損率が大きく，強度回復率が小さい．これは，スラグ混合率が再養生中の強度増加にほとんど影響しないためであった。
４）強度定数に着目すると，初期せん断によって粘着力成分が減少し，再養生することで内部摩擦角成分が増加した。
５）7日せん断および28日せん断供試体に比べて，初期せん断供試体ではエトリンガイトおよびアルミン酸カルシウム水和物が増加していたことより，セメントの水和反応が活発に行われていたと考えられる。
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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
初年度に予定していた要素試験及び化学分析が順調に終了し，地盤材料の自己回復特性の把握および最適な配合条件が明らかとなった。並行して次年度に予定している遠心載荷試験装置の調整や使用する供試体の準備などを行い，スムーズな次年度への研究に移行できる体制が構築されている。
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| Strategy for Future Research Activity |
次年度は，自己治癒・修復・回復性を付加する地盤改良技術を地震時沈下対策および支持力増加などの軟弱地盤対策など適用することを想定して，繰返し載荷装置を有する遠心模型載荷装置を使用して，地震動を想定した地盤基礎への繰返し試験および地震後の支持力特性を調べるために載荷試験を行う予定である。
特に，研究計画の変更や研究を遂行する上での問題点などはなく，順調に進んでいる。
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