繰り返しサクション負荷時のスレーキング特性に関する研究

2002 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 13650553
• 研究機関: 中部大学
• 研究代表者: 杉井 俊夫 中部大学, 工学部, 助教授 (90196709)
• 研究分担者: 佐藤 健 岐阜大学, 工学部, 助教授 (80135326)
• キーワード: サクション / 水分特性曲線 / スレーキング / 砕屑現象 / 岩石 / 泥岩 / サイクロメーター

研究概要

堆積軟岩の切土斜面の崩壊や堆積軟岩の盛土が崩壊・沈下する問題の原因に、岩の乾湿繰り返しによる砕屑化や湿潤によるスレーキングがある.土と同様、水分の変化に伴い、サクションの増減が岩の内部で生じている.本研究では、岩の水分の変化をサクションというエネルギ除荷による変化として捉え、砕屑化やスレーキングといった現象について調べることを目的とし、岩のマトリックサクション計測法の提案(砂岩および泥岩)を行ってきた.さらに、泥岩のスレーキングについて湿潤過程の水分特性曲線からの膨潤圧との関係、日本道路公団による岩の耐久(スレーキング)試験によるスレーキング率、研究分担者である佐藤らの粒度試験による風化度に用いられる負の二項分布のパラメータを用いて乾湿による繰返しサクション負荷による影響について検討を行っている。得られた結果を以下に要約する。
1)砂岩・泥岩・黒色片岩に対する保水性試験の方法を提案した。
2)砂岩・泥岩・黒色片岩の湿潤過程の水分特性曲線を得ることに成功し、空気浸入値はそれぞれ、約2.7kPa、約1.2MPa、0.9MPa程度であることが得られた.
3)無拘束の状態である場合、泥岩は、サクションが約10MPa以下になるとがスレーキングにより亀裂が生じる.
4)泥岩の剥離が生じた時のサクションと膨潤圧とがほぼ同じ値を得る結果となり、モンモリロナイトによる浸潤膨張による膨潤圧とサクション拘束の平衡がくずれ、剥離が生じたものと推察された.
5)繰返しサクション負荷によるサクションェネルギーを累加サクションとして考え、スレーキング率や負の二項分布のパラメータの関係を示し、岩種による風化の程度の違いを明らかにした。

研究成果

• [文献書誌] 杉井俊夫, 木村努: "岩の水分特性曲線とスレーキング特性の関係"第47回地盤工学シンポジウム論文集. 321-326 (2002)
• [文献書誌] 杉井俊夫, 木村努: "泥岩の水分特性曲線からみたスレーキング特性の考察"総合工学. 15. 79-84 (2003)
• [文献書誌] 杉井俊夫, 木村努, 小野 充: "岩のサクション計測と砂岩の乾燥過程における保水性評価"総合工学. 14. 93-100 (2002)
• [文献書誌] 杉井俊夫, 木村努, 小野 充: "砂岩のサクション計測法と水分特性曲線"第37回地盤工学研究発表会発表講演集. 1257-1258 (2002)
• [文献書誌] T.Sato, J.Kojima, H.A.Loaiciga: "Pilot Scale Test in Landfills with Two Different Types of Liner"Proceeding of the 6th International Symposium Environmental Geotechnology and Global Sustainable Development. 403-411 (2002)
• [文献書誌] T.Sato, J.Kojima, T.Ogasawara: "Leaching tests of soils contaminated with heavy metal"Proceeding of the first Int. Conf. On Waste Management and the Environment. 373-382 (2002)
• [文献書誌] 石井一郎, 上浦正樹, 石田哲朗, 竹下祐二, 杉井俊夫, 神谷浩二: "土質工学"技術書院. 280 (2002)