| 研究課題/領域番号 |
19H02240
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
末政 直晃 東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 教授 (80206383)
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| 研究分担者 |
伊藤 和也 東京都市大学, 建築都市デザイン学部, 教授 (80371095)
田中 剛 東京都市大学, 建築都市デザイン学部, その他 (80468818)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | 液状化対策 / 混合微粒子注入工法 |
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| 研究実績の概要 |
宅地にも適用可能な廉価な液状化対策としての混合微粒子注入工法の確立のために、主に以下3つに焦点を当てて研究を行った．コロナ感染拡大防止対策の影響により、予定通りに研究を進めることが困難であったが、以下のことを行うことができた．
第一に注入する粉体の微粒子化技術を確立するための実験を行った．本研究では粉砕効率を考慮し現場製造が可能な湿式方式を採用し、ラボ用小型湿式粉砕装置であるスターバーストを利用し粉砕実験を行った．液状化抑止に有効とされるいくつかの粉体材料を粉砕する実験を行い、それらの粒径分布の計測を繰り返し行った．各粉体材料についてそれぞれの粉砕効率の高い条件を分析するためのデータを蓄積した．
第二に対象地盤に適した注入材料の選定を行った．まず固化可能性のある複数の微粒子を組合せ、比率を変えた約40ケースについて固化実験を行った．実験の結果、注入材料によって対象土を固化させることができるものと、十分に固化させることができないものがあることがわかった．さらに固化が確認できた組合せの中から選定した10ケースにおいて、混合微粒子を砂供試体に注入し固化させ、圧縮強度・液状化抵抗試験を行い、各配合の強度特性を調べた．また最適な配合がそれぞれ異なる可能性が高いことが判明した．
第三に廉価な微粒子注入の実用化のためには浸透可否評価の高精度化が必要不可欠であると考え、対象地盤に浸透可能な微粒子径と浸透範囲の設定を行った．屋外実験現場の対象地盤にて透水試験を行い、地盤の透水性を確認後、簡易サウンディング試験機を用いて注水実験を行い、地中に注水可能であることを確認した．これにより、今後実施する微粒子の3次元注入実験に必要となる条件の基本データを得ることができた．
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
3: やや遅れている
理由
コロナ感染予防対策のための出張自粛により、現場実験およびラボ用小型湿式粉砕装置が設置してある実験場に赴いて粉砕実験を頻繁に行なうことが困難であったため、計画通りに実験を行うことができなかった。また必要な試料の入手や、注文した模型土槽作成の遅れが生じたため、実験が予定通りスタートできなかった。これらの理由により、2019年度の予算を繰越することになった。その後も、大学による研究室への入構規制等のため、研究室での室内実験が若干遅れ気味ではあったが、後半には順調に行うことができた。
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| 今後の研究の推進方策 |
まず粉体の粉砕効率の高めるため、液状化抑止に有効とされるいくつかの粉体材料を用い粉砕実験を行い、粒径分布の計測・分析を行う．ラボ用小型粉砕機を利用し粉砕実験を繰り返し、粉体材料ごとに粉砕効率の高い条件を調査する．湿式でマイクロオーダーの平均粒径まで粉砕することが可能である溶融シリカについては、現場製造・現場注入の実現に向けてさらなる研究を進めていく．湿式粉砕が難しい高炉スラグのような硬質材料については、乾式粉砕の可能性を模索するとともに、他の材料などについても確認する．
次に対象地盤に適した注入材料の選定を行う．液状化との関係性が高いとされる数種類の土試料（シラス、まさ土、胆振火山灰質土）に、いくつかの混合微粒子を注入し、固化した模型地盤に圧縮強度・液状化抵抗試験を行い、各配合の特性を把握する．液状化抑止の強度を高めるために、最も適した微粒子と最も適した配合を選定し、微粒子の材料や配合の違いが改良効果に与える影響についてのデータを蓄積する．対象土の固化を確認できた高炉スラグや酸化マグネシウムについては、固化後の耐久性を調査するとともに、より適した配合を検討するために配合実験を行う．
さらに対象地盤に浸透可能な微粒子径と浸透範囲を設定する．廉価な微粒子注入の実用化に必要な浸透可否評価方法を確立するために、種々の浸透実験を行う．三次元注入を模擬した模型装置を試作し、この模型地盤に微粒子を注入固化させる実験を実施して、注入可否の妥当性や修正，浸透距離・固化時間の推定方法を検討する．取得した実験結果を元に、未だ確立されていない微粒子の3次元注入に対する検証および注入可否の判定式を検討する．
最後にそれぞれの実験結果のデータを集計・分析し、得られた結果を取りまとめ学会発表を行う．
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