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2018 年度 実施状況報告書

温度変化に対する地盤の構造変化と環境影響に関する研究

研究課題

研究課題/領域番号 18K13828
研究機関京都大学

研究代表者

高井 敦史  京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (30598347)

研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
キーワード熱的性質 / 溶出特性 / 室内試験 / 圧密 / カラム試験
研究実績の概要

本研究は3つのサブテーマで構成されており、平成30年度はサブテーマ(1)と(2)について検討を行った。
サブテーマ(1)「温度変化に対する地盤材料の物理的・水理学的性質の変化」では、異なる温度条件下で圧縮試験を行い,地盤材料の間隙構造と透水性に及ぼす影響を明らかにすることを目的としている。平成30年度は,複数の工業粘土と浚渫された自然粘土を対象とした段階載荷による圧密試験を行い、温度が高くなるほど圧密係数が大きくなり、17℃と比較すると数倍上昇することから圧密の早期完了が期待できることを明らかにした。また試料のコンシステンシー限界を異なる温度で評価した結果、温度変化により液性限界や塑性限界が変化することを明らかにした。またこれらの結果から得られる試料の活性度と、温度変化に伴う圧密係数の変化率に概ね良い負の相関が見られることが分かった。また試料の蛍光X線分析を行い、化学組成との関係を考察した。
サブテーマ(2)「地盤材料に含まれる汚染物質の溶出に及ぼす温度の影響」では、汚染物質の溶出量に及ぼす温度の影響を,各種溶出試験により評価する。本サブテーマは平成31年度(2019年度)より実施する計画であったが先行して着手し、平成30年度は掘削頁岩を用いたバッチ溶出試験を行い、溶出操作時の振とうの有無に関わらず、40℃でのヒ素の溶出濃度は20℃のものと比べて数倍高くなり、公定法の20℃では土壌環境基準を満足する場合であっても、40℃では基準を超過しうること等を明らかにした。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

1: 当初の計画以上に進展している

理由

本研究は、(1) 温度変化に対する地盤材料の物理的・水理学的性質の変化、(2) 地盤材料に含まれる汚染物質の溶出に及ぼす温度の影響、(3) 熱―水―化学の連成を考慮した物質輸送のモデル化、の3つのサブテーマで構成される。サブテーマ(1)は、計画どおりに進捗しており、複数の試料を用いた温度効果の一般化に向けて実験的検討を進めている。一方、当初計画では平成31年度(2019年度)から実施予定であったサブテーマ(2)を平成30年度より先行して着手できた。所要の成果を得られており、さらに一部先行して着手できていることから、計画以上に進展していると考えている。

今後の研究の推進方策

サブテーマ(1)「温度変化に対する地盤材料の物理的・水理学的性質の変化」では、要素試験と土槽試験によるスケール効果や、空間的な熱伝達と変形挙動も考慮しつつ、引き続き検討を続ける。粘土試料の鉱物組成や間隙水の水溶性成分等の影響も考慮し、現象の一般化を目指す。
サブテーマ(2)「地盤材料に含まれる汚染物質の溶出に及ぼす温度の影響」については、これまでに使用した地盤材料を対象に、鉛直一次元カラムを用いた通水試験を中心に行う。過去に実施したバッチ溶出試験とは異なり、通水に伴う化学成分の溶出濃度の経時変化を評価できることから、実環境での降雨浸透や地下水流動を模擬でき、実現象の解明に寄与すると考えている。

次年度使用額が生じた理由

購入予定であった実験器具の一部が前年度に調達できなかったため、次年度に繰り越した。その他は概ね計画どおり執行しており、全体としての計画に支障はない。

  • 研究成果

    (7件)

すべて 2018

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 5件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] 加温による軟弱粘土地盤の圧密促進に関する室内実験2018

    • 著者名/発表者名
      高井敦史・赤間拓朗・乾 徹・勝見 武・小河篤史
    • 雑誌名

      第13回地盤改良シンポジウム論文集

      巻: - ページ: 91-94

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 散水型カラム浸透試験による海成堆積物の長期溶出挙動の評価2018

    • 著者名/発表者名
      乾 徹・堀 睦・勝見 武・高井敦史
    • 雑誌名

      第13回地盤改良シンポジウム論文集

      巻: - ページ: 305-308

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Laboratory tests on thermal improvement of soft clay under elevated temperatures2018

    • 著者名/発表者名
      Takai, A., Akama, T., Inui, T., Katsumi, T. and Ogawa, A.
    • 雑誌名

      Energy Geotechnics: SEG-2018

      巻: - ページ: 75-82

    • 査読あり
  • [雑誌論文] 掘削泥岩に含まれる自然由来ヒ素の溶出挙動に及ぼす温度と溶出時間の影響2018

    • 著者名/発表者名
      高井敦史・乾 徹・勝見 武
    • 雑誌名

      Kansai Geo-Symposium 2018-地下水地盤環境・防災・計測技術に関するシンポジウム-論文集

      巻: - ページ: 25-29

    • 査読あり
  • [雑誌論文] Column Percolation Tests for Evaluating the Leaching Behavior of Marine Sediment Containing Non-anthropogenic Arsenic2018

    • 著者名/発表者名
      Inui, T. Hori, M. Takai, A. and Katsumi, T.
    • 雑誌名

      Proceedings of the 8th International Congress on Environmental Geotechnics

      巻: 1 ページ: 469-477

    • 査読あり
  • [学会発表] 加温条件下での粘土の圧密挙動に関する実験的検討2018

    • 著者名/発表者名
      高井敦史・赤間拓朗・乾 徹・勝見 武・小河篤史
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会
  • [学会発表] カラム浸透試験による自然由来ヒ素を含む海成堆積物の溶出挙動の評価2018

    • 著者名/発表者名
      乾 徹・堀 睦・高井敦史・勝見 武
    • 学会等名
      第53回地盤工学研究発表会

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公開日: 2019-12-27  

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