2016 Fiscal Year Annual Research Report
Microstructural changes due to loss of fine particles and mechanism of induced macroscopic degradation of soils
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26289153
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
肥後 陽介 京都大学, 工学(系)研究科(研究院), 准教授 (10444449)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
木元 小百合 京都大学, 経営学研究科, 准教授 (70362457)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 浸透破壊 / 内部侵食 / X線CT |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細粒分（珪砂8号）と粗粒分（珪砂3号）を配合した試料を用いた透水試験を行い，試料内部の浸食挙動をマイクロX線CTで可視化した．まずは，カラムを用いた簡易的な一次元条件での透水試験を実施し，用いた試料の内部侵食発生条件を明らかにした．また，侵食後の試料内部を可視化し，内部侵食は空間的に均質に起こるのではなく，局所的に発生することを明らかにした．
次に，三軸圧縮試験装置を改良し，侵食した砂を排出する機能を持たせた装置を用いて，拘束圧条件下での透水試験を実施した．この試験では，メンブレンで供試体を覆うため供試体とカラムの境界において透水係数が高くなる問題が解消されると共に，拘束圧が内部侵食挙動に与える影響を検討することが可能である．
段階的に動水勾配を上昇させ，各段階でX線CT画像を得ることにより，進行的な浸食挙動の可視化に成功した．さらに，得られた画像を解析し，粗粒分，細粒分，間隙水，間隙空気の４つの相に分割するセグメンテーションを行い，内部侵食現象を三次元的かつ定量的に明らかにした．動水勾配の低い初期においては内部侵食による間隙の拡大が空間的に均質に進行するが，動水勾配が高くなるにつれて一部の間隙が選択的に大きく発達し，浸透破壊に至る事が分かった．また，拘束圧が低い程，低い動水勾配で内部浸食が発生し，最終的な侵食量も多くなることが分かった．
その上，浸透破壊後の供試体を用いた三軸圧縮試験を実施し，内部浸食による変形・強度特性の変化を調べた．その結果，侵食を受けた供試体の方が，強度・剛性共に低下することが分かったが，侵食領域の空間的分布と力学特性の低下との直接的な関係は明確ではなかった．
最後に，実際の堤防に用いられている砂を用いて同様の透水試験を実施した．既往研究の内部侵食に対する安定条件によると内部浸食が発生すると考えられたが，実際の侵食量は極めて限定的であった．
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| Research Progress Status |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Causes of Carryover |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Expenditure Plan for Carryover Budget |
28年度が最終年度であるため、記入しない。
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