フロック構造を有する地盤の力学特性評価～大規模海底地すべり要因検討～

2024 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 24K07671
• Research Institution: Nishinippon Institute of Technology
• Principal Investigator: 野田 翔兵 西日本工業大学, 工学部, 講師 (30749289)
• Project Period (FY): 2024-04-01 – 2027-03-31
• Keywords: 海底地盤 / フロック / 圧密

Outline of Annual Research Achievements

本研究の目的は、申請者が開発した人工フロック圧密供試体を用いて、フロック構造を有する地盤の力学特性を実験的に明らかにし、大規模海底地すべりの要因を解明して海洋開発の発展に寄与することである。
本年度はフロックの圧縮性を評価することを目的とした圧密特性を把握するために圧密試験機の作製を実施した。既製品は購入できなかったため新たに機器を製作し、圧密試験が実施できることを確認した。また、圧縮性に影響を及ぼすと考えられているフロックの有効密度を調べるための沈降実験を数種の粘土を用いて実施した。予備実験で実施した方法と同一の手法にて実施した結果、粘土の種類によって有効密度と凝集剤濃度の関係性が異なっており、凝集のしやすさとフロックの有効密度には粘土の特性がかかわっていることを確認することができた。単一の鉱物にて計測はできていないため、どの鉱物による影響であるかは明確にはなっていない。これらが明確となれば河川から供給されるコロイド粒子の性質を調べることで海底地盤の特性を推定することができる可能性がある。
これまでの凝集剤では含まれる物質が明確ではないとの指摘を受けたため、別の凝集剤を用いた実験も試みている。陽イオンとポリマーを別々に添加することで濃度の調整も多様な方法をとることが可能となる。これまでは陽イオンとポリマーが混ざった状態の凝集剤であったため濃度を変更すると全ての凝集成分の量が変化してしまったが、今後は陽イオンの濃度を一定にし、ポリマーの濃度を変更させることで現実に近い状態での凝集を再現できると考えている。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

圧密試験機を購入する予定であったが、既製品は購入できない高価格となっていたため、機能を絞った機器を製作する必要があり、その設計や試運転の実施が必要であった。現状では、製作した機器により試運転をおこない圧密試験が実施できることを確認している。

Strategy for Future Research Activity

新たに製作した機器を用いた圧密試験により圧密特性を調べ評価する。また、三軸圧縮試験により強度特性を調べ、圧密特性と合わせ、フロック性地盤の密度と強度の関係を明らかにする。上記、圧縮性に影響を及ぼすのは、申請者のこれまでの研究によりフロックのサイズが大きく関わっていると推察される。そこで、フロックサイズを変化させた圧密供試体を作製し、上記の実験を実施する。
これまでの実験により粘土の違いによりフロックの特性が変わることが分かったが、鉱物の特定には至っていないため、蛍光X線などを用いた鉱物の同定も実施したいと考えている。

Causes of Carryover

3連の圧密試験機を購入する予定であったが、既製品ではなく新たに製作する必要があったため1連の圧密試験装置を製作した。圧密試験を実施することが可能であることが分かったため追加で圧密試験装置を製作する予定である。