| 研究課題/領域番号 |
19K04593
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| 研究機関 | 茨城大学 |
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研究代表者 |
小林 薫 茨城大学, 理工学研究科(工学野), 教授 (80443638)
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| 研究分担者 |
松丸 貴樹 公益財団法人鉄道総合技術研究所, 構造物技術研究部, 主任研究員 (00425927)
森井 俊廣 新潟大学, 自然科学系, フェロー (30231640)
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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 | キャピラリーバリア / 破砕貝殻 / 不飽和流れ / 盛土 / 間隙結合パラメータ / 異方透水性 |
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| 研究実績の概要 |
キャピラリーバリア（以下CBと記す）地盤の礫層の礫代替材として破砕貝殻を利用した貝殻型CBが提案されており，資源の再利用による循環型社会の構築にも貢献するものと期待されている．また，破砕貝殻は礫材と類似した保水性を有していると共に，扁平な粒子形状であることから強い異方透水性を有している．筆者らは，この異方透水性に着目し，礫層の代替層として破砕貝殻層を用いることで，CB機能を発揮させるだけではなく，ブレークスルー(CB機能喪失)後の浸透水を盛土法面の下流部（法尻部）に浸透誘導できることを実験的に見出した．しかし，破砕貝殻の浸透特性，特に不飽和浸透特性については未解明な点が多く，貝殻型CBの降雨浸透誘導機能を正確に評価できないのが現状である．以上より，破砕貝殻層内の不飽和浸透挙動を明らかにすることを目的に土槽実験を行い，破砕貝殻層の不飽和浸透挙動を土壌水分センサーで計測した．加えて，飽和―不飽和浸透流解析(HYDRUS-2D)により異方透水性(鉛直・水平の飽和透水係数の比Kz))を数値実験で試行錯誤的に評価した．その結果，破砕貝殻層内の浸透流下距離Lは異方透水性Kzが8.5程度で概ね実験結果を再現できるが，浸透流下幅B については計測結果を再現することができなかった．このことから，破砕貝殻層内の浸透流下幅Bを適切に評価するため，間隙の屈曲による影響と間隙同士の連結確率を与える空間的配置の相関を補正する係数で，不飽和流れの透水係数に関与する間隙結合パラメータについて数値実験で検討した．加えて，数値実験で得られた鉛直・水平の飽和透水係数の比Kzと間隙結合パラメータを用いて，破砕貝殻層の不飽和浸透挙動について検証した．その結果，実規模大の貝殻型CBの破砕貝殻層の不飽和浸透挙動を適切に評価できることを示すと共に，鉛直・水平の飽和透水係数の比Kzと間隙結合パラメータの妥当性を確認した．
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