2021 Fiscal Year Research-status Report
Development of high durable reinforcing method of old embankment for heavy rainfall and earthquake
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20K04694
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| Research Institution | Kagawa National College of Technology |
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Principal Investigator |
荒牧 憲隆 香川高等専門学校, 建設環境工学科, 教授 (00299661)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
向谷 光彦 香川高等専門学校, 創造工学専攻, 教授 (10311094)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 土構造物補強技術 / 人工地盤材料 / 耐震性 / 耐浸食性 / 老朽化 / 風化 / 短繊維 / 力学特性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
ため池堤体などの土構造物において耐震および豪雨対策の総合的な強化が進められている。一方，地域によっては土構造物に力学的に不安定な土質材料が用いられることもあり，ため池堤体など歴史的に古くから供用されている土構造物では，材料の劣化に伴う老朽化が問題となっている。本研究は，材料と構造の両面からアプローチし，脆弱な土質材料を用いて高靱性を有する人工地盤材料を開発，これを用いて堤体盛土の表面部の部分的改良をすることによって，全体系の耐震性と耐浸食性を向上させる土構造物補強技術を確立することを目的としている。
令和３年度の研究計画において，既往の研究成果を踏まえ，①土構造物の老朽化を想定し，風化などにより人工的に劣化させた土質材料の動的特性，②風化の影響を受けた土構造物の模型振動台実験による耐震性の評価，③廃棄物を有効利用した土構造物の越流試験から繊維補強堤体の耐浸食性について検討した。
得られた知見から，液状化試験の結果より，風化の進行に伴うまさ土の液状化強度の低下が確認できた。液状化後の単調載荷試験の結果より，液状化時の繰返しせん断応力の大きさにより，その後の単調載荷試験での主応力差，せん断剛性の回復傾向が異なった。また，大幅なせん断抵抗の低下は風化の影響によらず同程度であり，液状化後の地盤について安定性の低下が生じることが示唆された。次に，人工的に風化させたまさ土で構成される模型盛土を用いた振動台実験の結果より，風化が進行することで，まさ土で構成される模型盛土の耐震性が低下するということが実験的に明らかとなった。最後に，廃棄物で補強した堤体盛土の越流実験において，流量に関係なく無補強のケースと比較して，古紙，廃ビニール補強土ともに土の流出を抑える補強効果が得られた。ただし，流量が増加すると古紙補強土と比較して廃ビニール補強が，土の流出量に対し効果的である傾向が認められた。
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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
令和２年度に，本校におけるコロナウィルス感染対策のため，遠隔授業の準備や，半年間の学生の校内立ち入り禁止等により，研究の進捗はやや遅れ気味であった。しかし，令和３年度は，コロナウィルス感染対策の影響はあるものの，研究遂行には軽微な影響であったことから，おおむね順調に研究に取り組むことができている。
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| Strategy for Future Research Activity |
古新聞やビニール繊維材を有効利用することで，脆弱な土質材料盤への耐浸食性効果があることは認められた。次年度においても，耐震性と耐浸食性を有する高靱性人工地盤材料を開発するにあたって，配合条件の検討や繊維材の選定を行うことにより，より高度化された材料開発を行う予定である。
さらに，令和４年度において，繊維補強による堤体盛土の耐震性向上について検討する。ここでの，旧堤体の盛土材には，風化度の異なる土質材料を用いることによって，老朽化した堤体を再現する。土構造物の部分補強盛土について，その耐震性能を評価することを目的として，補強領域と旧堤体部となる盛土材の風化の違いによって生じる崩壊形態を模型振動台実験により評価する。また，同一条件で，補強された模型盛土を作製し，越流試験の実施による土構造物の耐浸食性の検討を行う予定である。
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| Causes of Carryover |
令和３年度は，本校におけるコロナウィルス感染対策のため，研究補助者の支援を受けることが困難であったため，謝金などへの支出が抑えられた。また，学会での発表もオンラインが中心で，旅費の支出が抑制されたため，予算を十分に消化できていない。
令和４年度において，申請書に示しているように，消耗品は，実験に必要な三軸試験用メンブレン，同ろ紙，同配管部品，土質実験および振動台実験消耗品は，各種実験の必需品である。振動台実験用加速度計，間隙水圧計および変位計は，更新が必要な計測器であり，また，模型実験において，複数の観測点で計測することから，それぞれ複数台購入する予定である。旅費に関しては，成果発表と研究調査を目的に支出を計画している。さらに，謝金は本校学生の実験補助として計上しており，主に土質実験の事前準備や各種機器操作条件の実験遂行上，各年 1 人×2 ヶ月程度の補助が必要と考えている。成果を学術誌や各種学会へ投稿する費用も計上している。論文投稿時の英文校閲の費用も計上している。
その他には，実験終了後の繊維混合土の実験廃棄物処理費が必要となり，計上している。
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