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変形性粒子を含む混合土の圧縮成分とそのモデル化に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 19K06298
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分41030:地域環境工学および農村計画学関連
研究機関大阪公立大学 (2022)
大阪府立大学 (2019-2021)

研究代表者

木全 卓  大阪公立大学, 大学院農学研究科, 准教授 (60254439)

研究分担者 小林 範之  愛媛大学, 農学研究科, 教授 (00314972)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
キーワード変形性粒子 / 混合土 / 圧縮成分 / モデル化
研究開始時の研究の概要

使用済みの発泡スチロールや廃タイヤなどを地盤材料としてリサイクルすることを念頭に、土に軟らかいものを混合すると土塊としての圧縮性がどれくらい大きくなるのかを理論的に評価できる方法の確立を目指す。そのため、変形しやすい粒子を含む土塊が圧縮される際の力学的なメカニズムを、模型実験や数値解析を行うことにより粒子レベルのミクロな観点から解明することを研究の目標とする。

研究成果の概要

廃タイヤチップなどの有効利用を念頭に、変形しやすいものを土に混合した際に問題となる圧縮量の増加をモデル化するための研究を行った。具体的には、ゴム棒とアルミ棒を用いた積層体模型の圧縮試験を行い、圧縮量をメカニズムに応じて分類し、それらを予測する方法を検討した。その結果、ゴムの変形に起因する3つの圧縮成分をそれぞれ算出するモデル式が提案でき、積層体模型全体の圧縮挙動を概ね予測できることが示された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では変形しやすい粒子を含んだ混合土の圧縮特性の解明を目指している。従来の地盤工学ではあまり扱われてこなかった分野であり、学術的に意義のある研究である。この研究成果は、廃タイヤなどの使用済み材料をチップ化して混合土としてリサイクルする際に、どの程度の沈下や変形が起こるのかを予測するのに不可欠な理論となる。したがって、循環型社会の構築に役立つ研究の一つとして、社会的な意義も高いと考えている。

報告書

(5件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2023 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件)

  • [雑誌論文] アルミ・ゴムチップ混合体の一次元圧縮挙動のモデル化に関する研究2019

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,岡本彦蔵,小林範之
    • 雑誌名

      ジオシンセティックス論文集

      巻: 34 号: 0 ページ: 197-202

    • DOI

      10.5030/jcigsjournal.34.197

    • NAID

      130007831170

    • ISSN
      1344-6193, 1883-146X
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] タイヤチップ混合土の圧縮特性に関する基礎的研究-積層体模型実験による圧縮成分の定量的評価-2023

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,中田 遼,工藤庸介
    • 学会等名
      2023年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タイヤチップ混合土の圧縮特性に関する基礎的研究-ランダム構造における圧縮成分の計測と考察-2022

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,中田 遼,工藤庸介
    • 学会等名
      2022年度農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] タイヤチップ混合土の圧縮特性に関する基礎的研究-積層体模型におけるヘルツ接触と円柱配列を考慮したモデル化の検討-2021

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,中田 遼,工藤庸介
    • 学会等名
      第70回農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] タイヤチップ混合土の圧縮特性に関する基礎的研究-粒子移動を伴う積層体模型での一次元圧縮試験-2021

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,中田 遼
    • 学会等名
      第78回農業農村工学会京都支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
  • [学会発表] アルミ・ゴム棒積層体の一次元圧縮挙動の分析-変形した粒子の移動による圧縮成分について-2020

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,岡本彦蔵,谷口広樹
    • 学会等名
      第55回地盤工学研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ゴムチップ混合土の圧縮特性に関する実験的研究-ゴムチップにより増加する圧縮成分についての考察-2020

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,谷口広樹,中田 遼
    • 学会等名
      第77回農業農村工学会京都支部研究発表会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] 弾性体混合土の圧縮挙動のモデル化に関する研究-球状試料の幾何学的モデルについての考察-2019

    • 著者名/発表者名
      木全 卓,岡本彦蔵,工藤庸介
    • 学会等名
      農業農村工学会大会講演会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2024-01-30  

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