| Project/Area Number |
22H00227
|
|---|
| Research Category |
Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
|
| Allocation Type | Single-year Grants |
|---|
| Section | 一般 |
|---|
| Review Section |
Medium-sized Section 22:Civil engineering and related fields
|
|---|
| Research Institution | Kyoto University |
|---|
Principal Investigator |
勝見 武 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (60233764)
|
|---|
| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 和人 国立研究開発法人国立環境研究所, 福島地域協働研究拠点, 室長 (10353533)
肴倉 宏史 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環領域, 室長 (70331973)
乾 徹 大阪大学, 大学院工学研究科, 教授 (90324706)
保高 徹生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 研究グループ長 (60610417)
高井 敦史 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (30598347)
加藤 智大 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (80943612)
余 栄光 京都大学, 地球環境学堂, 特定助教 (61021001)
|
|---|
| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2026-03-31
|
| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2025)
|
| Budget Amount *help |
¥42,120,000 (Direct Cost: ¥32,400,000、Indirect Cost: ¥9,720,000)
Fiscal Year 2025: ¥9,360,000 (Direct Cost: ¥7,200,000、Indirect Cost: ¥2,160,000)
Fiscal Year 2024: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2023: ¥10,010,000 (Direct Cost: ¥7,700,000、Indirect Cost: ¥2,310,000)
Fiscal Year 2022: ¥12,740,000 (Direct Cost: ¥9,800,000、Indirect Cost: ¥2,940,000)
|
|---|
| Keywords | 自然由来重金属等 / 発生土 / 吸着層工法 / 溶出試験 / 低濃度汚染土 |
|---|
| Outline of Research at the Start |
大規模建設事業に伴い、自然的原因で重金属等を含む低濃度汚染土が大量に発生している。資源の有効利用に向けて、これらの土を道路盛土などの一定の管理下で活用することが期待される。そのためには、溶出する汚染物質の挙動を的確に精度良く把握しつつ、その下部に設ける吸着層等の有効性を明らかにし、盛土の設計基準を確立する必要があり。本研究では、バッチ式とカラム式の溶出試験によって低濃度汚染土の溶出特性を詳らかにし、実環境で生じうる様々な性能阻害要因の影響を明らかにすることで盛土設計基準を確立する。さらに、激甚災害にも対応しうる強靭性や社会受容性を考慮した、掘削土を適正活用するためのマネジメント方法を提示する。
|
| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は，建設工事や環境修復事業により大量に発生する自然由来の重金属等を含む低濃度汚染土の有効利用方策の確立を目的としている。低濃度汚染土は道路盛土等での管理下利用が期待されるが，社会実装には溶出挙動の精緻な把握と，吸着層をはじめとした各種地盤汚染対策工の有効性の評価，溶出特性と対策工の適用範囲を考慮した盛土設計基準の確立が必要である。
2024年度は上記の課題に関連した各種実験と社会実装活動を進めて以下の成果を得た。まず，実際の建設工事で発生した掘削土を複数種類用いて通水式の溶出試験を実施した。内径5 cm，高さ30 cmの円筒カラムに充填し，異なる温度環境下で蒸留水を通水する溶出試験を行った結果，温度の上昇によりヒ素の溶出反応速度と溶出量が増加する可能性が示された。次に，吸着層の設計に関連する事項として，吸着層材料の性能試験精度を評価するため，4機関で回分式吸着試験の室間精度評価を行った。その結果，室内・室間試験の相対標準偏差は最大で0.031および0.096と高精度であることが確認され，現在はこれらの成果をもとに試験の規格化を進めている。さらに，地盤汚染対策工の構造安定性に関わる事項として，セメントを添加したソイルベントナイトの供試体の強度変形特性を三軸圧縮試験によって評価した。その結果，セメントを25 kg/m3添加した供試体では42.7～65.1 kPa程度の非排水せん断強度が得られ，一定量のセメントの添加によって遮水壁の変形追従性を高められることを明らかにした。2025年度は最終年度となるため，得られた知見を統合し，自然的原因で重金属等を含む低濃度汚染土の有効利用に向けた設計基準の提案を目指す。
|
| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
2024年度は計画した3つのサブテーマについて，以下のような検討を行った。サブテーマ(1)では，土構造物中の重金属等の挙動評価では，初年度に進めていた回分式の溶出試験を発展させ，通水式の溶出試験を実施し，より実現場に近い条件での溶出特性評価を行った。具体的には，供試体のスケールや温度の違いが重金属等の溶出特性に及ぼす影響を調査し，現場試験を行っているコンソーシアムとの連携によって室内試験と現場の関連性を調査している。最終年度の自然由来重金属等の溶出特性データベース化に向けた準備が進められており，3年目の目標も十分達成されたといえる。
サブテーマ(2)では，自然由来重金属等の対策工として人工的に設けられる吸着層の性能を評価するため，吸着層の透水性に着目した研究を進めた。上記に加えて粘性土を用いた遮水工の性能評価も進めており，セメントを添加したソイルベントナイトの供試体の強度変形特性を三軸圧縮試験によって評価した。その結果，セメントを25 kg/m3添加した供試体では42.7～65.1 kPa程度の非排水せん断強度が得られ，ひずみ硬化挙動を示すことが明らかになった。破壊時には目視できるようなな破断面は観察されず、セメントを一定程度添加することでソイルベントナイト遮水壁が高い変形追従性が発揮されることを示した。本研究課題の特徴である，地盤汚染対策工の環境安全性だけでなく構造安定性に踏み込んだ研究が進められている。
サブテーマ(3)では，1年目から引き続き検討していた吸着材の精度評価に関する研究では，機関4者による回分式吸着試験の室間精度評価試験を実施して，高精度の実験を行えていたことを明らかにした。これらの結果を受けて試験の規格化が2025年度中に完了する見込みであり，計画通り研究が進んでいると言える。
|
| Strategy for Future Research Activity |
2025年度は最終年度となるため，サブテーマ1で明らかにした溶出負荷量を踏まえ，サブテーマ2で検討している土壌吸着層や粘性土を用いた遮水壁の設計方法の確立を目指す。具体的には，現場試験との連携を進め，過去3年間に実施してきた各種室内溶出試験が，現状の室内試験が現場における溶出特性をどの程度予測可能であるか，また着目すべきパラメーターは何かの2点を明らかにする。続いてサブテーマ2では，サブテーマ1で得られた知見を基に，土壌吸着層や遮水壁に求められる材料の配合設計や設置要件を提示する。加えて，土壌吸着層内にせん断面が発生した場合でも環境安全性を確保できる盛土の構造設計を検討するため，供試体内に人工的な亀裂を生じさせた通水式吸着試験を実施する計画である。最後に，サブテーマ3では，過去3年間にわたり実施してきた吸着材の精度評価試験を踏まえた規格の発行と，サブテーマ1と2の成果を統合した盛土設計基準の提案を行う予定としている。
|
