| 研究課題/領域番号 |
24K21219
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| 研究種目 |
挑戦的研究(開拓)
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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 | 琉球大学 |
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研究代表者 |
松原 仁 琉球大学, 工学部, 教授 (50414537)
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| 研究分担者 |
椋木 俊文 熊本大学, 大学院先端科学研究部(工), 教授 (30423651)
神田 康行 琉球大学, 工学部, 准教授 (10468069)
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| 研究期間 (年度) |
2024-06-28 – 2028-03-31
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| 研究課題ステータス |
交付 (2024年度)
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| 配分額 *注記 |
23,790千円 (直接経費: 18,300千円、間接経費: 5,490千円)
2027年度: 4,030千円 (直接経費: 3,100千円、間接経費: 930千円)
2026年度: 6,370千円 (直接経費: 4,900千円、間接経費: 1,470千円)
2025年度: 8,840千円 (直接経費: 6,800千円、間接経費: 2,040千円)
2024年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
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| キーワード | 導電性PLA樹脂 / ジオグリッド / 電着 / 電場 / 3Dプリンター / CT画像解析 / 導電性樹脂 / ナノ・マイクロCT画像解析 |
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| 研究開始時の研究の概要 |
沿岸埋立地で発生する埋立材の吸い出し現象を抑制できる環境調和型地盤修復技術の確立を指向し，導電性樹脂を用いたジオグリッドを開発し，埋立地盤に敷設・通電することで，自己組織的な地盤修復を可能とする新しい技術を創出する。同時に，提案技術の二酸化炭素固定技術としての効果についても検討する。本研究では，室内実験，ナノ／マイクロX線CT解析，理論シミュレーションの手法を用い，それぞれの結果を統合して活用することで目標を達成する。
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| 研究実績の概要 |
本研究は、沿岸埋立地における埋立材の吸い出し現象を抑制する次世代の環境調和型地盤修復技術として、導電性PLA樹脂を用いたジオグリッドによる自己組織的な地盤修復技術の開発に取り組むものである。2024年度に得られた成果は、サブテーマごとに以下のとおりまとめられる。
(1) 導電性PLA樹脂を用いたジオグリッドの開発：微弱電流の通電により、土粒子のバインダーとして機能する炭酸塩の析出が可能な導電性PLA樹脂を人工海水および樹脂テキスタイルを用いた簡易実験を通じて選定した。さらに、3Dプリンターにより、実験用ジオグリッドモデルおよび試験装置の作製に成功した。加えて、樹状突起構造を有する3Dジオグリッドのプロトタイプ作製にも成功しており、当該構造の最適化解析については、サブテーマ(3)と連携して検討を進めている。
(2) 導電性ジオグリッドを用いた新たな地盤修復技術の確立：3Dプリンターを用いて電着実験用の特殊な円筒カラムを作製し、(1)で開発した導電性ジオグリッドモデルを陽極・陰極として設置した通電実験を実施した。その結果、陰極側において土粒子の固化が認められた。さらに、走査型電子顕微鏡観察により、析出した炭酸塩が土粒子のバインダーとして機能していることを確認した。現在は再現性の検証を進めるとともに、X線CTによる画像解析の活用に向けた検討も進行中である。
(3) 地盤修復ダイナミクスの数理モデル化と再現解析：導電性ジオグリッドによる地盤修復プロセスを解析可能なシミュレータの開発に着手した。併せて、(1)で作製中の樹状突起構造を有する3Dジオグリッドの構造最適化を可能とするシミュレータの開発にも成功し、現在はその精度検証を進めている。
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| 現在までの達成度 |
現在までの達成度
2: おおむね順調に進展している
理由
電流供給のための配線を格納可能な円筒カラムの設計・製作には時間を要したものの、導電性PLA樹脂の選定、通電実験、解析シミュレータの開発はいずれも計画通りに進行しており、得られた成果については現在、発表に向けた準備を進めている。
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| 今後の研究の推進方策 |
研究はおおむね順調に進捗しており、当初の計画書に沿って研究を進める予定である。
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