| 研究課題/領域番号 |
02555109
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| 研究種目 |
試験研究(B)
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| 配分区分 | 補助金 |
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| 研究分野 |
基礎・土質工学
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| 研究機関 | 岐阜大学 |
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研究代表者 |
宇野 尚雄 岐阜大学, 工学部, 教授 (70021582)
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| 研究分担者 |
杉井 俊夫 岐阜大学, 工学部, 助手 (90196709)
佐藤 健 岐阜大学, 工学部, 助教授 (80135326)
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| 研究期間 (年度) |
1990 – 1991
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| キーワード | 圧入空気 / 遮水性 / 透気性 / 圧入効率 / 土の比表面積 / 土の間隙径 / エア-カ-テン |
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| 研究概要 |
地下水にある地盤中に空気または気泡及び若干の補助充填材の圧入により形成される飽和度の低い部分(エア-カ-テンと呼ぶ)を実現することにより、止水効果や地盤強度を改善する手法を開発するための基礎的技指針を究明することが目的である。このため、次の3点から検討した。
(1)一次元土柱への空気送気の透気試験と気泡材圧入による止水性試験:
乾燥土柱の下端から空気を送ると、浸透破壊に対するテルツア-ギの限界動水勾配に対応して、ic=Gs/(1+e)でほぼ近以されることが判明した。一方、湿潤土の場合には含水状態により挙動が変化するが、(1)高含水状態のときは空気流により、まず飽和度の鉛直方向分布の均質化が生じることが理論的にも実験的にも確認されること、(2)ある飽和度以上の場合、間隙水が土表面上に浸出するが、その後さらに空気圧を上昇させると‘噴発'を発生させることになること、などが判明した。
(2)土の間隙構造の研究:
土の透気性や透水性に対して影響する要因はその間隙構造であるので、間隙構造を究明するために、土の比表面積・間隙径分布の測定による検討を試みた。その結果、市販の島津製SSー100により計測される比表面積と透気係数から推定された、平均間隙径は透水性・透気性を表現するうえで非常に効果的な量であり、従来あいまいであった粒子の形状係数を包含した形式でうまく表現されることが判明した。また、水銀圧入式ポロシメ-タによる砂質土の間隙径計測では、従来より若干大きめの48μmまで測定でき、間隙比の増加につれ間隙径も増大すること、及び水分特性曲線の推定にも有効であることを明かにした。
(3)2次元場(砂模型内のトンネル)での圧入空気挙動:
砂模型地盤内のトンネル部からの圧入空気により地下水流を遮断して、止水効果が現れるか否かを調べた結果、空気圧力と空気流量の間にはトンネル規模により決まる関係があること、若干の止水効果が水面形状に現れたけれども、顕著に遮水できるほどでないこと、及びその原因は空気の通過する道が砂地盤中の弱部を探索する形でランダムに形成されるためであることが判明した。このため、空気道をトンネル直上部に集中させるためのハ字の形状の空気制御部分を造った場合の実験で、止水効果を調べた結果、地表に漏れる空気が直上部に制御できる傾向を認めた。
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