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ポリマーの濃厚溶液を利用したサンプリングは、現在、コアの底部の切断作業が困難なために深部地盤に適用できない。また、ポリマー溶液の濃度や配合によって、試料にポリマー溶液が浸透してしまう問題がある。よって、以下の目的について研究・開発を行い、実務への普及を図ることとした。
・コアの底部の切断作業を適切に行う方法を開発し、深部地盤に対しても適用できるようにする。
・ポリマー溶液の浸透メカニズムを解明し、最適のポリマー溶液の配合や削孔条件を検討する。
今年度は、ポリマー溶液がコアに作用させる応力と浸透メカニズムの解明と、深部地盤への適用拡大を目指した開発を行った。
(1)コアバレル実験と浸透試験
ポリマー溶液と泥水を用いて、コアバレル実験を行った。実験装置は2重管の内側に掘削水を封入したものである。外側をコアバレルに、内側をコアの側面に見立てて、外筒を回転させた時に内筒の側面に作用するせん断応力と直応力を測定した。また、ポリマーが地盤材料に浸透するメカニズムを解明するために、ポリマーの浸透試験を実施した。主に、最も浸透が顕著な砂を地盤材料に用い、粒度とポリマーに作用する圧力を条件として変化させた。実験の結果を元に、ポリマーの浸透モデルを作成した。
(2)深部地盤用の治具の製作と砂地盤での実証実験
ポリマー溶液をコアバレルに封入した状態を保って、孔底まで降ろすことができる治具を開発した。そして、10〜22mの深さで未固結な砂地盤を対象にサンプリングを実施した。その結果、少なくとも見掛け上は、乱れの影響が分からない程度のきれいな棒状コアを採取することに成功した。
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