2013 Fiscal Year Research-status Report
吸水性高分子摩擦低減剤の膨潤・摩擦特性と仮設鋼矢板引抜きに伴う地盤変状の抑制
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25420499
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
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| Research Institution | Shinshu University |
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Principal Investigator |
梅崎 健夫 信州大学, 工学部, 教授 (50193933)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
日野 剛徳 佐賀大学, 低平地沿岸海域研究センター, 教授 (20295033)
河村 隆 信州大学, 工学部, 助教 (50324231)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 地盤工学 / 土留め工 / 鋼矢板 / 周面摩擦 / 地盤変形 / 吸水性高分子 / 拘束圧 / 土中水のイオン成分 |
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| Research Abstract |
(1)不撹乱試料の採取と土中水中のイオン成分分析：典型的な海成粘土地盤である佐賀県の有明海沿岸部において不撹乱海成粘土を採取し，土質試験に供して基本的性質および力学特性を求めた．さらに，間隙水のイオン成分分析を実施し、室内試験における基礎データとした．一般に，セメント系固化材などの化学物質を地盤改良剤として用いる場合，周辺の環境に及ぼす影響や地盤工学的性質に及ぼす影響のことが懸念されるが，その影響が少ないことが確認された．すなわち，吸水性高分子摩擦低減剤の膨潤を阻害するイオンは土中水に含まれていないことが確認された．
(2)拘束圧下における吸水性高分子摩擦低減剤（FC剤）の膨潤特性：人工海水などの水中のイオン成分に対する試験を実施するために，現有装置を防食改良した．人工海水に対して濃度と拘束圧の異なる試験を実施し，以下のことを明らかにした．①FC剤の膨潤特性は，拘束圧，拘束条件，塩分濃度の影響を受ける．②拘束圧が大きくなると膨潤量は減少する．たとえば，純水を十分に吸水膨潤できる場合の膨潤圧は550kPa程度である．③膨潤圧は塩分濃度が高くなるほど低下し，海水において100kPa程度であるが，海岸付近の地盤においても十分膨潤可能である．
(3) FC剤を塗布した鋼材と土の摩擦特性：アクリル製防食一面せん断箱を作製・改良し，ステンレス製の予圧密装置を作製した．海水を吸水したFC剤の摩擦角δについて検討し，以下のことを明らかにした．①海水の塩分濃度未満においては，塩分濃度の影響をほとんど受けず，摩擦角は0.4～0.5°である．②一方，海水よりも濃い場合の摩擦角は，塩分濃度の増加に伴い若干増加するが，海水の2倍の塩分濃度においても1.2°程度であり，海岸付近の地盤においても十分に摩擦低減効果を発揮する．
(4)無対策工の実務データの整理に基づく地盤変状の実態評価：既往の文献調査を行い，文献収集を行った．
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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
(1)不撹乱試料の採取と土中水中のイオン成分分析：典型的な海成粘土地盤である佐賀県の有明海沿岸部において不撹乱海成粘土を採取し，土質試験に供して基本的性質および力学特性を求めた．しかし，摩擦特性試験を実施するための不撹乱試料採取は，次年度以降に実施することとなった．
(2)拘束圧下における吸水性高分子摩擦低減剤の膨潤特性：試験装置の防食改良が完了し，人工海水に対する試験は完了している．セメント水に対する試験も順調に進んでおり，当初の計画以上に進展している．
(3)吸水性高分子摩擦低減剤を塗布した鋼材と土の摩擦特性：試験装置の防食改良およびステンレス製の予圧密容器の作製が完了している．海水を吸水した吸水性分子摩擦低減剤単体の摩擦試験，豊浦砂および笠岡粘土を用いた純水に対する摩擦試験も完了している．人工海水およびセメント水を用いた摩擦試験もおおむね順調に進展している．しかし，不撹乱試料を用いた摩擦試験は次年度以降に実施することとなった．
(4)無対策工の実務データの整理に基づく地盤変状の実態評価：既往の文献調査によって文献収集がほぼ完了し，内容の整理を行っている．
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| Strategy for Future Research Activity |
（１）不撹乱試料の採取：典型的な海成粘土地盤である佐賀県の有明海沿岸部において，採取地点の特定を完了し，適切な時期に不撹乱海成粘土の採取を行う．
（２）拘束圧下における吸水性高分子摩擦低減剤の膨潤特性：平成２５年度（２）を継続し，セメント水に対して同様の試験を実施する．その結果に基づいて，拘束圧と膨潤倍率の関係および膨潤圧を定量評価する．
（３）吸水性高分子摩擦低減剤を塗布した鋼材と土の摩擦特性：平成２５年度（３）を継続し，豊浦砂に人工海水，セメント水を加えた摩擦試験および笠岡粘土に人工海水，セメント水を加えた予圧密試料に対する摩擦試験を実施する．その結果に基づいて，鋼材の粗度および土中水中のイオン濃度の異なる条件において，摩擦角を明らかにする．
（４）吸水性高分子摩擦低減剤を塗布した矢板の引抜きに伴う地盤変状モデルの構築：①遠心模型実験：吸水性高分子摩擦低減剤を塗布した対策工に関する引抜き実験の計画と準備を行い，完了し大実験を実施する．②数値解析手法の確立：膨潤試験，摩擦試験および遠心模型実験の結果に基づいて，対策工の地盤変状モデルを構築する．
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| Expenditure Plans for the Next FY Research Funding |
不撹乱試料に対する摩擦試験を次年度以降に実施することとしたため，次年度使用額が生じた．
平成２５年度の残額を使用して，①佐賀県の有明海沿岸部における不撹乱試料の採取，②不撹乱試料を用いた摩擦試験，③不撹乱試料を用いた膨潤試験，を実施する．
平成２６年度の当初経費を使用して，①セメント水を用いた膨潤試験の追加，②人工海水，セメント水を用いた摩擦試験，③吸水性高分子摩擦低減剤を塗布した対策工に関する遠心模型実験の計画・準備，を実施する．
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