| 研究課題/領域番号 |
21K04257
|
|---|
| 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 | 熊本大学 |
|---|
研究代表者 |
椋木 俊文 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (30423651)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2021-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
3,900千円 (直接経費: 3,000千円、間接経費: 900千円)
2023年度: 910千円 (直接経費: 700千円、間接経費: 210千円)
2022年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
|
|---|
| キーワード | 油汚染地盤 / 超音波 / 乳化 / 温度 / 粘性低下 / X線CT画像解析 / 振動 / 熱伝搬 / X線CT / 地盤汚染 / 画像解析 / 油汚染 / Ｘ線ＣＴ画像解析 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
本研究では，既存の手法と比較して，広範囲かつ3次元的効果が見込める“超音波”を用いた新たな地盤浄化法を構築する．特に，トレードオフの関係が避けられなかった超音波振動による油の浄化と，地盤沈下抑制の両立を狙う．具体的には，当該研究に申請者が世界で初めて導入したX線CT法を駆使して，超音波照射前後の地盤内滞留状況および粒子再配列および間隙構造の変化を画像解析し，超音波振動に伴う油の浄化機構の解明に迫る．格子ボルツマン法と個別要素法とX線CT法による解析結果のフュージョン化を図り，よりミクロに超音波・油・地盤の相関を捉えることで，最終的に実用化に向けた超音波による油汚染地盤浄化手法の確立を目指す
|
| 研究成果の概要 |
本研究では，油汚染地盤を対象に，超音波を用いた浄化機構を解明することを目的として，油には流動パラフィンを用いて対象供試体内部の汚染流体の残存状態と超音波照射に伴う温度増加の空間分布を測定する実験を行った．本研究で得られた知見を次に列挙する．(1)振動子に近い地盤材料ほど，超音波振動の影響が強いため，間隙水の連続注入があれば，連続的に乳化を生じることができる。(2)超音波エネルギーにより，影響範囲で温度が高くなり，振動子周辺は70度近く温度上昇が期待できることから、不動油の粘性を低下させることができる．得られた成果は超音波照射だけではなく，間隙水の連続注入が不可欠であることも示唆している．
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は，油汚染地盤を対象に超音波を照射し，間隙水と汚染油の乳化を発生させて浄化する新しい浄化手法の提案を目指した．超音波を照射させ，いわゆる乳化を促進する環境を整えることで，既存の手法では回収しにくい不動化した残留油を回収できる可能性を示唆することができた．置換法ができようできないような汚染現場において，汚染流体の流動性を高め，回収することは今後さらに重要な課題になる．本研究は基礎研究であり，本事業期間内に社会実装できる成果は得られてはいないが，地盤材料内部で超音波がもたらす諸現象（乳化、温度上昇、地盤の密実化）による浄化機構を示すことができたことは，学術的にも意義があると考える．
|
