2011 Fiscal Year Research-status Report
不同沈下した小規模建築物への発泡ウレタン杭による急速沈下修正工法の実用化
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23560598
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| Research Institution | Tokyo City University |
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Principal Investigator |
田中 剛 東京都市大学, 工学部, 技士 (80468818)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
末政 直晃 東京都市大学, 工学部, 教授 (80206383)
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| Project Period (FY) |
2011-04-28 – 2014-03-31
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| Keywords | 硬質発泡ウレタン杭 / 孔内水平載荷試験 |
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| Research Abstract |
本研究の目的は，不同沈下による被害を受けた小規模建築物における硬質発泡ウレタン杭を用いた急速沈下修正工法の実用化である．23年度の研究実施計画は，適切な設計を行う上で発泡圧力に対する地盤応力の変化およびその影響範囲の把握である．硬質発泡ウレタン杭を模擬した簡易水平載荷装置を用いて実地盤で実施し，水平方向の地盤剛性と発泡圧力についての相互作用の確認を行った．硬質発泡ウレタン杭は，円筒状に掘削した穴にイソシアネートとポリオールの2種類の薬液を混合・攪拌させながら注入することで，体積が膨張し杭状に発泡ウレタンが生成される．この発泡ウレタンが生成される際に発する膨張圧力により周辺地盤を締め固め，杭状地盤改良体と地盤の間の摩擦力が増加し住宅を支持することが期待できる．硬質発泡ウレタンの性質として，薬液の注入体積と発泡した後の体積との比に応じて発泡時の圧力が決まる．硬質発泡ウレタン杭の設計を行う際に地盤の水平方向の圧力-変位特性が判れば，適切な注入量や発泡ウレタン杭の出来高が予測できる．そこで，地盤の水平方向の圧力-変位特性を確かめるために，硬質発泡ウレタン杭を模擬した，簡易孔内水平載荷装置を模型地盤および実地盤で実施した．実地盤で行った実験から，地盤の水平方向の変形特性と硬質発泡ウレタン杭を模擬した装置の水平方向の圧力と体積変化との関係性が得られた．これらの実験結果と硬質発泡ウレタンの体積比‐発泡圧力関係と比較したところ高い相関性が見られた．23年度の研究のまとめとして，簡易水平載荷装置を用いることにより，水平方向の圧力-変位特性の把握できる可能性が見いだされた．また，硬質発泡ウレタンの性質である体積比－発泡圧力の関係と合わせることにより，硬質発泡ウレタン杭の設計に適用できることが示唆された．
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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
本研究の目的は，不同沈下による被害を受けた小規模建築物における硬質発泡ウレタン杭を用いた急速沈下修正工法の実用化である．23年度の目標であった地盤剛性と発泡圧力についての相互作用の確認が行え，実用化に向けた硬質発泡ウレタン杭の設計方法が提案できる．しかし，拘束圧を変化させた模型実験での検証が足りないが，おおむね順調に進展しているといえる．
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| Strategy for Future Research Activity |
平成24年度は，拘束圧を変化させた模型地盤で実験を実施し，地盤剛性と発泡圧力についての相互作用の検証と遠心載荷試験を実施し硬質発泡ウレタン杭の支持力特性を確認を行う．なお模型杭については，23年度研究で得られた知見から，杭径等を決定し実験を実施する．また，地盤の変形特性は，土質の種類などでも大きく異なるため，引き続き，硬質発泡ウレタン杭を模擬した簡易水平載荷装置を用いて実地盤で実施し，水平方向の地盤剛性と発泡圧力についての相互作用の確認を行う．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
設備備品経費として，遠心載荷実験における鉛直載荷装置の製作する．遠心場での装置のため，特殊な加工が必要となるため，実験の条件および用途に合わせた物となる．また，消耗品として，鉛直支持力を計測するためのロードセル等をを購入する予定である．なお，分担者が研究費の執行を行えなかった理由としては，地盤剛性と発泡圧力についての相互作用を確認するための実験に時間がかかり，拘束圧を変化させた模型実験での検証実験が十分に実施できなかったためである．従って，実験を実施するにあたり，注入装置等を購入する．
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