| 研究課題/領域番号 |
21K18745
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| 研究種目 |
挑戦的研究(萌芽)
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
中区分22:土木工学およびその関連分野
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| 研究機関 | 長岡技術科学大学 |
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研究代表者 |
豊田 浩史 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (90272864)
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| 研究分担者 |
小松 俊哉 長岡技術科学大学, 工学研究科, 准教授 (10234874)
杉本 光隆 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (50196755)
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| 研究期間 (年度) |
2021-07-09 – 2023-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2022年度)
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| 配分額 *注記 |
6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2022年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2021年度: 2,860千円 (直接経費: 2,200千円、間接経費: 660千円)
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| キーワード | ガラスビーズ / 膠結作用 / せん断剛性率 / 三軸試験 / 間隙水質 / 土質改良 / 液状化対策 / 年代効果 / 溶出試験 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
ガラスビーズに，圧密時間とともに初期せん断剛性率が増加していく明確な時間効果が現れた．一方，1年間計測を続けた豊浦砂には，時間にともなう変化は認められなかった．ガラスビーズ1ヶ月圧密と同等のせん断弾剛性率増加を得るためには，豊浦砂に質量比で約 1 % 弱のセメントを混入する必要があった．本研究では，ガラスビーズ試料の力学特性の変化（三軸試験），間隙水質の変化（イオンクロマトグラフ），析出物の分析（X線回折）を行い，自己膠結作用のメカニズムを解明する．これらの成果は，廃ガラスの処理法（地盤材料や地盤改良としての利用）の基礎データとなり，発展性は大きく，挑戦的研究としての意義は大きい．
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| 研究成果の概要 |
長期間圧密したガラスビーズの地盤工学的利用の可能性を検討するため，室内要素試験である飽和非排水繰返し三軸試験，局所微小ひずみ測定試験，ベンダーエレメント試験及び静的貫入試験を実施した．これらの結果を既往研究で行われた豊浦砂と比較して，ガラスビーズの時間依存性を検証した．その結果，以下のことがわかった．
1. ガラスビーズの液状化抵抗とせん断剛性率は豊浦砂より大きい．さらに，ガラスビーズでは，長期圧密によりそれらの値が1.5倍程度まで2週間程度かけて増加した．
2. ガラスビーズの排水せん断強度と貫入抵抗値は豊浦砂より小さい．ガラスビーズと豊浦砂の時間依存性はほとんど観測できなかった．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
全国で年間約60万トンにも及ぶ使用済みガラスびんが再利用されず，埋め立てなどによる廃棄処理をされているのが現状である．このような状況の中，廃ガラスを土木分野で広く利用するためには，粉砕・加工ガラスの地盤工学的性質を把握することが重要である．そこでガラスビーズ供試体を豊浦砂と比較することで，廃ガラス利用に対して，次のような基礎知見を得た．ガラスビーズには液状化抵抗とせん断剛性率を増加させる作用が確認できた．このことを利用した地盤改良が期待できる．しかしながら，排水せん断強度と貫入抵抗値は通常の砂より小さくなるため，せん断強度を期待する利用には注意が必要である．
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