2014 Fiscal Year Research-status Report
扁平な破砕貝殻の水理学的特性の解明と貝殻を再利用したキャピラリーバリア地盤の開発
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25420514
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| Research Institution | Kobe City College of Technology |
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Principal Investigator |
小林 薫 神戸市立工業高等専門学校, その他部局等, 教授 (80443638)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | キャピラリーバリア / 限界長 / ブレークスルー / 貝殻 / 水分特性曲線 / 表面保護層 / 乾燥密度（締固め度） / 廃棄物最終処分場 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
当該年度に実施した研究の成果は、表面保護層を有する３層構造のキャピラリーバリアにおける限界長の推定およびキャピラリーバリアの限界長に大きな及ぼす乾燥密度（締固め度：Dc）の影響について明らかにした。主な成果は以下に示すとおりである。
1)表面保護層＋キャピラリーバリア層（以下，CB層）の限界長は、同一条件（散水強度と土槽傾斜角度）で実施したCB層のみの2層構造の限界長より、室内試験では1.7倍になり、フィールド実験では1.5倍であった。この倍率に違いが出た要因としては、実験装置の関係から表面保護層の厚さが、室内実験では20cm、フィールド実験では15cmであり、表面保護層の厚さが限界長に影響を及ぼした可能性が高い。したがって、今後は研究成果を展開していくためには、CBの限界長に及ぼす表面保護層の厚さの影響について定量的評価を加え、信頼性を高めて実構造物へ展開が図れるようにする必要がある。2)表面保護層＋CB層の限界長については、2層構造のCB層と同様に土槽傾斜角度が一定の場合には、散水強度の増加に対して限界長は短くなり、その関係は強い反比例関係を示すことから、表面保護層＋CB層の3層構造についても、限界長を推定できる可能性が高いことを明らかにした。3)砂の透水試験結果から得られた飽和透水係数比（＝1.45）と大型土槽実験によるCBの限界長の比率（平均値＝1.37で、ばらつきは1.30～1.49）がほぼ同値になった。これより、砂層の乾燥密度の変動に伴うCBの限界長の変動は、空気侵入値haの変動が相対的に小さいことから、ほぼ飽和透水係数ksの変動に伴うものであることが明確になった。4)限界長は、実験による測定値と提案式による推定値が比較的良く一致していることから、Steenhuisらの式において、CB限界長が飽和透水係数に比例するという提案式の妥当性を実験的に確認した。
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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
当該年度の研究は、大きくは以下に示す3項目であり、実験・解析ともにおおむね順調に進んでおり、研究の成果に関する公表も順調である。
1)表面保護層＋CB層で構成される3層構造の限界長を精度よく推定するための各種条件下での実験を実施した。まず、大型土槽（斜面長＝3m）を用いた室内実験およびフィールド実験（斜面長＝10m）の実験結果を整理・分析した。その結果、3層構造の限界長は、2層構造と同様に、限界長は土槽傾斜勾配に比例し、散水強度には反比例することが明らかになった。この傾向は、2層構造同様に強い直線的な相関が見受けられる。このことから、2層構造同様に、3層構造の限界長も推定可能であることが明確になった。
2)当該年度は、解析結果を評価するために必要かつ重要な実験データの取得に主眼を置いたため、解析についてはHYDRUS-2Dを用いて、室内実験の結果をシミュレーションを実施した。その結果、おおむね実験結果の限界長を評価できるものの、入力パラメータの設定によっては大きく異なる結果が得られることも確認した。解析コードの高度化については、入力パラメータの設定（土質試験を含む）が最も重要であることを把握できた。
3)長期耐久性がある安全性の高いキャピラリーバリア構造については、乾燥密度（締固め度）をパラメータにした室内実験を行った。その結果、乾燥密度の変動は飽和透水係数と空気侵入値ha（SWCCより算出される値）に影響を及ぼす。砂槽の乾燥密度の変動に伴うCBの限界長の変動は、空気侵入値haの変動による影響が相対的に小さく、ほぼ飽和透水係数の変動に伴うものであることが明らかになった。以上より、長期耐久性、安全性を確保するためには、施工時における砂層の締固め度の管理が重要であることを確認できた。
以上より、実験については、計画通りの進捗で、解析についてはH27年度に集中的に取り組む予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
当該年度は、計画していた研究成果はほぼ達成されており、最終年度も計画通り推進する予定である。
連携研究者 3名との連絡調整も順次進めており、本研究を遂行していく上での体制も現状では問題ない。また、研究代表者が所属機関を異動したことによる大きな課題もなく、これまでと同様に推進する予定である。
最終年度であり、これまで通りに実験・解析の両面から研究を推進していくが、いち早く社会への還元・展開も考え、研究成果については今まで以上に能動的に公表する方針である。
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| Causes of Carryover |
当該年度は、4/1付けで所属を神戸市立工業高等専門学校から茨城大学に移したため、年度末に実施予定であったCB実験の一部を最終年度（平成28年度）に実施することにしたためである。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
前年度に実施予定であった室内CB実験を年度当初に実施する計画である。また、解析コードの高度化を図るためには、入力パラメータの信頼性向上が重要であることから、最終年度には入力パラメータを精度よく推定するための土質試験も追加で実施する。更には、研究成果の展開・公表を学協会等を通して積極的に実施するための旅費に使用する計画である。
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