2016 Fiscal Year Annual Research Report
Study on long-term stable management of frozen earth wall considering freeze-thaw problem.
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26289156
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| Research Institution | Setsunan University |
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Principal Investigator |
伊藤 譲 摂南大学, 理工学部, 教授 (30281752)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
石川 達也 北海道大学, 工学(系)研究科(研究院), 教授 (60359479)
所 哲也 苫小牧工業高等専門学校, その他部局等, 准教授 (40610457)
大西 有三 関西大学, 工学部, 教授 (30026348)
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| Project Period (FY) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| Keywords | 土木環境システム / 凍土 / 遮水 / 透水係数 / 不凍水量 / 熱伝導解析 / 浸透流解析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
福島第一原子力発電所において日々約400m3発生している汚染水は，廃炉事業における最も深刻な問題であり，その対策として凍土方式遮水壁による原子炉建屋を周辺地下水から遮断する工法が実施されつつある．本工法は世界でも前例がなく，しかも現場は砂岩と泥岩との互層で山側から海側へ大量の地下水が流れている．このような条件下で凍土遮水壁の施工が予定通りに完成するのか，また，凍土壁を長期間維持する過程において凍土壁の遮水性について問題は生じないのか懸念されている．本研究は，凍土方式遮水壁で起こりうるこれらの諸問題に対応できる長期間安定管理技術の構築を目指すものである．
本研究では，凍土壁の造成可能な地下水流速条件の正確な予測方法の提案を目指した．このため，模型実験と熱伝導・浸透流連成FEM解析を行い，既往の理論式との整合性を確認した．その結果，既往の理論式以上の精度で，様々な条件下における限界流速を予測可能であることが明らかになった．
次に，凍土遮水壁の融解時の透水係数について，凍結の方向や拘束条件の影響をそれぞれ目的に応じた新たな実験装置を開発して評価した．その結果，凍結融解土の透水係数を支配する要因は，上載荷重など拘束圧力の大きさ，凍結融解の繰り返し回数と地盤材料の凍上性の3点であり，従来から主張されていたアイスレンズの方向や量は透水係数に及ぼす影響は軽微であるが，変位拘束の条件は透水係数に影響を与えることが確認された．
さらに，凍土遮水壁の透水性を正確に求めるために，特殊な実験装置を開発して，凍土の透水特性を評価した．その結果，未凍土と同様に凍土においてもダルシー則が適用可能であり， 0℃近傍では透水係数が大きくなり，低温になるに従い温度に依存する不凍水量に応じて透水係数は急激に小さくなることが確認できた．
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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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