2009 Fiscal Year Annual Research Report
マイクロ波を利用した粘土地盤環境の非破壊モニタリング法の開発
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21780227
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| Research Institution | Meiji University |
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Principal Investigator |
宮本 英揮 Meiji University, 研究・知財戦略機構, 研究員 (10423584)
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| Keywords | 地盤工学 / 農業工学 / 土壌学 / 誘電体物性 / モニタリング |
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| Research Abstract |
わが国の低平地には,堅密で難透水性の重粘土が広く分布している。こうした低平地の農業では,農地の特性・作目に合わせた高度な農地管理が要求される。しかし,重粘土においては,土壌診断基準値となる土壌水分・溶質濃度の原位置測定法が未確立であるため,農地環境をリアルタイムで把握することが難しい。そのため,農地環境制御技術の開発に携わる研究者・技術者の間では,重粘土にも適用し得る新たな土壌水分・溶質濃度のモニタリング法を確立することが切望されている。
そこで,本研究では,重粘土の水分・溶質環境計測法として,マイクロ波インパルス信号を用いた時間領域透過法(TDT)の利用を提案し,その実用化のための基礎的知見収集ならびに計測基盤の整備を目指すものある。本研究は2ヵ年計画で実施することとし,初年度にあたる平成21年度は,重粘土の誘電特性の評価ならびにインパルス型時間領域透過法のシステム開発を行った。その概要を2つに大別して以下に要約する。
1. マイクロ波帯の電気信号に対する重粘土の誘電特性の評価:重粘土の水分・溶質濃度計測に適したマイクロ波信号の周波数およびバンド幅を特定するために,理化学性および鉱物組成の異なる複数の高水分粘土スラリーを供試材料として,3.0GHz以下の周波数帯における誘電緩和スペクトル,すなわち複素誘電率の実数部(ε')と虚数部(ε'')の周波数スペクトルを評価した。
2. TDT計測システムの構築と検証:(1)小型TDTセンサーと(2)インパルス信号の伝播速度・強度解析のための信号解析アルゴリズムを開発し,それらを組み合わせて,均質な気体・液体に対する伝播速度・強度計測実験を行った。また,比較的単純な土粒子構造を有する砂の水分計測実験を実施し,同法が不飽和体の水分計測法として有用であること確認した。
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Research Products
(1 results)
