| 研究課題/領域番号 |
23K13406
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| 研究種目 |
若手研究
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| 配分区分 | 基金 |
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| 審査区分 |
小区分22030:地盤工学関連
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| 研究機関 | 大分工業高等専門学校 |
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研究代表者 |
姫野 季之 大分工業高等専門学校, 都市・環境工学科, 助教 (30887287)
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| 研究期間 (年度) |
2023-04-01 – 2027-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2023年度)
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| 配分額 *注記 |
4,680千円 (直接経費: 3,600千円、間接経費: 1,080千円)
2026年度: 780千円 (直接経費: 600千円、間接経費: 180千円)
2025年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2024年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2023年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
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| キーワード | 地盤改良 / 深層混合処理工法 / 室内配合試験 / セメント系固化材 / 一軸圧縮強さ / 改良限界 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
深層混合処理工法は，多くの実績を有する地盤改良技術であるが，品質管理・品質保証に関する問題が未だ多い。その要因は，土質特性から施工機械の性能まで多岐に及ぶが，施工時に用いるセメント系固化材の配合量（現場配合量）が長期的な品質保証の鍵を握ると考えられるようになってきた。本研究では，現場配合量を求める室内配合試験による配合量と一軸圧縮強さの関係において，改良限界と呼ぶこととする強度発現の起点に着目する。地盤リスクと水和生成物量の視点を取り込んだ新たな現場配合量の求め方を導くこと，長期的な品質を保証するための現場配合量の下限値となる最低現場配合量を固化メカニズムの解明とともに定義することを目指す。
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| 研究実績の概要 |
深層混合処理工法は，社会資本の基礎として多くの実績を有している。他方，同工法によって施工される改良柱体の低品質な出来形に起因する構造物の沈下・変形・破壊などの品質管理・品質保証に関する問題が未だに後を絶たない。これらの要因は，原地盤の土質特性から施工機械の性能にわたるまで多岐に及ぶが，施工時に用いるセメント系固化材の配合量（現場配合量）を増量することで諸要因からなる負の影響を総合的に解決し，長期的な品質保証に繋がると考えられるようになってきた。本研究は，なおも尽きない低品質な改良柱体の出来形の減少に向けて適切な現場配合量の考え方を追究することを目的としている．
令和5年度は，現行の現場配合量の求め方の妥当性について追究するため，室内配合試験を実施した．試料土には，配合量強度発現に及ぼす要因の低減，固化メカニズムの単純化を図るために，標準土として非膨潤性のカオリナイト系粘性土および膨潤性のスメクタイト系粘性土を液性指数が1.0になるように含水比調整を行ったものを用いた．同様の理由から，固化材にはJIS規格である普通ポルトランドセメントを用いた．水セメント比が1.0のスラリー状にして用い，12段階の小刻みな配合量の違いを設けた．28日間の養生期間を経過後に一軸圧縮試験に供した．
得られた結果について，土の性質は１次の材料学的性質から３次の力学的性質の連続性によって成り立つとの三笠（1964）の視点に立脚し，まず，未改良時から固化材を混合した直後および28日養生後の物理的性質の変化について理解の深化に臨んだ．その結果，供試体作製時から28日養生後にかけて湿潤密度の変化は配合量の変化によらず小さく，含水比はやや低下する傾向を示すことや，供試体作製時および28日養生後の湿潤密度と含水比の変動係数が小さいほど必ずしも一軸圧縮強さの変動係数が小さくなるとは限らないことなどの知見を得た．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本研究課題を申請したときの計画では，令和5年度は，検討1：改良限界を起点とする強度発現特性に関する検討を予定していた．検討1では，令和5年度から令和7年度までの3年をかけて標準土および実務土の強度発現特性を追究する．令和5年度の取組みでは，標準土の未改良時から改良直後および28日養生後にかけての物理的性質の変化について整理することが出来た．配合量の変化に伴う強度発現特性の検討も概ね終えている．次段階の実務土による検討について，数種類の実務土の入手を予定している．そのうち，1種類目の試料土の入手および物理試験までを終えており，次年度の取り組みに向けた準備も概ね計画通りに進められている．
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究課題を申請したときの計画では，令和６年度は上述の検討１に加え，検討2：地盤リスクの評価に関する検討および検討3：水和生成物の定量に関する検討を開始する．検討２および検討3は令和8年度までの3年計画の1年目であたる．令和5年度に得られた成果をもとに，以下の3点を実施する．
(1)検討1：1年目から引き続き，標準土の力学的性質についてとりまとめを行う．採取した実務土についても標準土と同様に室内配合試験を実施し，強度発現特性について検討を進める．
(2)検討2：検討1の結果等を用いて，強度発現におけるバラツキについて変動係数を用いた統計分析を進める．
(3)検討3：固化メカニズムの追究に資するため，基本的な分析技術の習得および解釈に関する理解の深化に臨む．また，改良後の標準土を対象に水和生成物の定量を実施する．
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