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ミクロな破壊メカニズムに基づく新たな自己修復型地盤改良技術の開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K04696
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22030:地盤工学関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

高野 大樹  国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所, 港湾空港技術研究所, グループ長 (80626218)

研究分担者 野々山 栄人  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 准教授 (00624842)
宮田 喜壽  防衛大学校(総合教育学群、人文社会科学群、応用科学群、電気情報学群及びシステム工学群), システム工学群, 教授 (20532790)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2020年度: 2,210千円 (直接経費: 1,700千円、間接経費: 510千円)
キーワード固化処理土 / 可視化 / 微生物固化 / X線CT / セメント改良土 / 微生物 / 強度回復 / 改良土 / ウレアーゼ / 地盤改良 / 劣化 / 粒状体 / 自己修復
研究開始時の研究の概要

本研究は,改良土の長寿命化を目指し,内部破壊メカニズムを考慮した自己修復機能を有する改良土の補強方法の提案を行うことを目的とする.具体的には,改良土の内部構造のばらつきに着目し,不均質性がマクロな変形・破壊に寄与する影響因子の包括的評価を行う.さらに,改良土が有する破壊に対する弱点を効率的に克服かつそれを修復する機能を付与する補強手法を提案し,土構造物の長寿命化に資することを目的とする.

研究成果の概要

外的要因により破壊に至った改良土はその機能を失ったとみなされ,全面的に再構築されることが一般的である.この際,破壊の初期段階から制御や修復を行い,脆性的な性質を補う延性的な材料へと補強することが効果的な検査・補修を可能とし,土構造物の長寿命化へとつながる.
このような背景のもと,自己修復機能を付与させたセメント改良土の強度特性ならびに強度回復特性を明らかにする必要がある.そこで,本研究では,この学術的課題を解決するための基礎的な研究として,自己修復機能を付与させたセメント改良粘土を作製し,載荷実験および室内模型実験を実施し,その強度特性および強度回復特性を検討した.

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は改良土が有する破壊に対する弱点を効率的に克服かつそれを修復する機能を付与する補強手法を提案し,土構造物の長寿命化に資することを目的としている.一旦,外的要因により破壊に至った改良土はその機能を失ったとみなされ,全面的に再構築されることが一般的である.この際,破壊の初期段階から制御や修復を行い,脆性的な性質を補う延性的な材料へと補強することが効果的な検査・補修を可能とし,土構造物の長寿命化へとつながる.

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件)

  • [雑誌論文] Electrochemical perspective on the applicability of electroosmosis for clay consolidation2023

    • 著者名/発表者名
      Sugiyama Yuri、Hashimoto Nagate、Couture Cyrille、Takano Daiki
    • 雑誌名

      Journal of Applied Electrochemistry

      巻: 54 号: 5 ページ: 1057-1073

    • DOI

      10.1007/s10800-023-02018-3

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Evaluation of Cross-Hole Resistivity Tomography using Sparse Modeling for Monitoring Chemical Grouted Area2023

    • 著者名/発表者名
      Sakurai K.、Takano D.、Sugiyama Y.、Kisanuki H.、Hasegawa N.、Niibe T.
    • 雑誌名

      5th Asia Pacific Meeting on Near Surface Geoscience & Engineering

      巻: 2023 ページ: 1-5

    • DOI

      10.3997/2214-4609.202378051

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Visualization of pile penetration using mechanoluminescent-coated particles2022

    • 著者名/発表者名
      Kondo A.、Takano D.、Kohama E.、Bathurst R. J.
    • 雑誌名

      G?otechnique Letters

      巻: 12 号: 3 ページ: 203-208

    • DOI

      10.1680/jgele.21.00069

    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 比抵抗トモグラフィを用いた薬液注入のリアルタイムモニタリングに関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Daiki、SUGIYAMA Yuri、NIIBE Takamasa、HASEGAWA Nobusuke、SAKURAI Ken、TAKEHANA Kazuhiro
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_781-I_786

    • DOI

      10.2208/jscejoe.78.2_I_781

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] P波減衰トモグラフィ探査法を用いた薬液改良地盤の出来形管理手法に関する検討2022

    • 著者名/発表者名
      TSUTSUMI Ayato、YAMAMOTO Atsushi、KAI Masahiro、TAKANO Daiki、TAKAHASHI Hidenori、SAKAKIBARA Junichi
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 78 号: 2 ページ: I_805-I_810

    • DOI

      10.2208/jscejoe.78.2_I_805

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 前面を固化改良した鋼管矢板の受働抵抗発現メカニズムに関する遠心模型実験2021

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Daiki、MORIKAWA Yoshiyuki、SUGIYAMA Yuri、MATSUO Yasunari、HAMANO Yoshiaki、ARAI Fumitaka
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 77 号: 2 ページ: I_397-I_402

    • DOI

      10.2208/jscejoe.77.2_I_397

    • NAID

      130008094249

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 前面を固化改良した鋼管矢板の受働抵抗に関する遠心模型実験2020

    • 著者名/発表者名
      TAKANO Daiki、ARAI Fumitaka、MORIKAWA Yoshiyuki、MATSUO Yasunari、HAMANO Yoshiaki
    • 雑誌名

      土木学会論文集B3(海洋開発)

      巻: 76 号: 2 ページ: I_480-I_485

    • DOI

      10.2208/jscejoe.76.2_I_480

    • NAID

      130007910268

    • ISSN
      2185-4688
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 自己修復機能を付与したセメント改良粘土の強度回復特性に関する室内模型実験2024

    • 著者名/発表者名
      萩原裕敬
    • 学会等名
      土木学会関東支部技術研究発表会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Evaluation of triaxial compression behavior of artificial particles using X‐ray tomography2023

    • 著者名/発表者名
      Daiki Takano
    • 学会等名
      ICTMS2022
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Evaluation of triaxial compression behavior of artificial particles using X‐ray tomography2022

    • 著者名/発表者名
      Daiki Takano
    • 学会等名
      5th International conference on tomography of materials & structures
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 三次元比抵抗トモグラフィによる薬液改良地盤の出来形計測実験2020

    • 著者名/発表者名
      高野大樹
    • 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] 前面に固化改良体を有する鋼管矢板の受働抵抗に関する遠心模型実験2020

    • 著者名/発表者名
      高野大樹
    • 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] 養生期間がセメント改良土の局所化挙動に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      神埼達也
    • 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] セメント量と養生期間がセメント改良土の局所化挙動に及ぼす影響2020

    • 著者名/発表者名
      神埼達也
    • 学会等名
      第75回年次学術講演会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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