| 研究課題/領域番号 |
26249068
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| 研究種目 |
基盤研究(A)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 応募区分 | 一般 |
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| 研究分野 |
地盤工学
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| 研究機関 | 埼玉大学 |
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研究代表者 |
山辺 正 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (40125894)
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| 研究分担者 |
長田 昌彦 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (00214114)
竹村 貴人 日本大学, 文理学部, 教授 (30359591)
川本 健 埼玉大学, 理工学研究科, 教授 (50292644)
浅本 晋吾 埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (50436333)
竹内 真司 日本大学, 文理学部, 教授 (90421677)
橘 伸也 神戸大学, 都市安全研究センター, 講師 (90432567)
渡邉 邦夫 埼玉大学, 理工学研究科, 客員教授 (00008880)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2019-03-31
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| 研究課題ステータス |
完了 (2018年度)
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| 配分額 *注記 |
30,680千円 (直接経費: 23,600千円、間接経費: 7,080千円)
2018年度: 3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2017年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2016年度: 4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2015年度: 7,930千円 (直接経費: 6,100千円、間接経費: 1,830千円)
2014年度: 11,050千円 (直接経費: 8,500千円、間接経費: 2,550千円)
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| キーワード | 凍結融解 / 凍結融解試験 / 境界条件 / 熱伝達係数 / 間隙水の存在形態 / 連成場 / 模型実験 / 数値解析 / 低温下岩石物性 / 表面形状測定 / 連成解析 |
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| 研究成果の概要 |
低温環境に置かれた岩質材料の伝熱特性について検討した．供試体レベルの冷却試験では直径50 mm高さ50 mm の円柱供試体と，直径50 mm および100 mm の球状供試体を用いた．実験では中心と側面において時間経過に伴う温度変化を計測した．解析では円柱および球状供試体の冷却試験に厳密解を適用し，熱伝達境界を適切に設定することにより伝熱特性を精度良く表現できた．さらに数値解析においても０℃付近で温度低下が停留する状況を再現することが出来た．また，凍結管周辺の流れ挙動を室内実験により検討し，凍結領域が進展する様子を可視化することに成功した．これらの成果を実地盤に適用することが期待される．
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| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
地盤内の非定常な凍結融解現象を正確に表現するためには，現象の支配方程式を解く上で必要となる境界条件の選択が非常に重要である．本研究では実験室内で岩石供試体を用いて凍結融解試験を実施し，岩石中心部分の非定常な温度変化を表現するためには境界条件として熱伝達境界が最適であることを確認した．この結果は供試体レベルのみならず，凍結融解状態に普遍的に適用できるものである．さらに，凍結融解現象の数値解析を実施することにより，流れ場に置かれた凍結管周りの現象を表現できる事も確認できた．
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