2022 Fiscal Year Annual Research Report
スレーキングが生じた盛土の内部浸食メカニズムと劣化シナリオの解明
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20K14820
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
加村 晃良 東北大学, 工学研究科, 准教授 (80761387)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | スレーキング / 盛土 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
泥岩等を母材とした土構造物では，スレーキングによる進行性の変状が問題となっている。スレーキングは，乾燥・吸水の作用を繰返し受けることで，土材料が表面から細粒化する現象であるが，土要素の材料劣化が盛土全体系に与える影響が明らかになっていない。本研究では，室内試験と数値解析によって，スレーキングが生じた盛土の力学挙動と地下水位に関するシナリオの検討を実施した。
実際に変状した盛土を対象として，建設時の母材であるシルト質泥岩を採取し，室内試験を実施した。本試料は，スレーキング率が約80%であり，乾湿に対して脆弱な材料であった。盛土内の現象を模擬するために，拘束圧下でスレーキングに対応する給排水を与えた三軸試験を実施した。その結果，内部摩擦角は有意な変化が無い一方，粘着力は給排水サイクル数の増加に伴い有意に減少することが示された。
この結果を踏まえ，スレーキングによる強度定数の変化と内部浸食が盛土全体系に与える影響を評価するため，極限平衡法と非線形有限要素法による数値解析的検討を実施した。上述の実盛土を対象に，地下水位に関する複数シナリオを検討した結果，盛土内地下水位を最頻水位に設定した場合，既往最高水位に設定した場合，各々においてすべり安全率が1.0を下回る可能性があることが確認された。また，現場計測結果と併せて，スレーキングにより生じた内部浸食に伴う細粒分の移動も確認された。さらに，盛土内地下水位を低下させることもスレーキング対策として有効であると考えられたことから，盛土内水平排水工に関する配置も追加検討を実施し，排水設計に関する一提案も実施した。以上の取り組みにより，スレーキングが生じた盛土内部の力学的変化を明らかにし，劣化シナリオの一例を示すことができた。
なお，本研究による成果の一部を発表し，2022年に地盤工学会支部表彰（技術的業績部門）最優秀賞を受賞した。
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| Remarks |
本研究に関連する成果は，投稿中のものを含めWebページ上に適宜掲載している。
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