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2015 年度 実績報告書

堆積岩の構造異方性を考慮した不飽和過程の変形と水分分布状態の連成挙動の定式化

研究課題

研究課題/領域番号 24360187
研究機関埼玉大学

研究代表者

長田 昌彦  埼玉大学, 理工学研究科, 准教授 (00214114)

研究分担者 竹村 貴人  日本大学, 文理学部, 准教授 (30359591)
橘 伸也  神戸大学, 都市安全研究センター, 講師 (90432567)
研究期間 (年度) 2012-04-01 – 2017-03-31
キーワード地盤工学 / 大深度地下 / 地層処分 / 不飽和 / 乾燥湿潤変形
研究実績の概要

本年度は最終年度として,これまでのデータ蓄積に加えて,補足的な実験を実施した。
一つは,乾燥過程に関する補足実験である。これまで我々のグループでは,実際のトンネルなどの地下掘削を考慮して,ある一定の温度湿度環境下に飽和試料を暴露させる試験を実施することによって,水分特性曲線を得てきた。しかるに一方で,類似の実験を実施している国際的な議論の場では,一定温度で段階的に相対湿度を下げる実験方法が主流である。そこで,これら両乾燥過程の比較を行った結果,得られる飽和度と体積ひずみの関係には,乾燥過程の影響は大きく現れないことを明らかにした。このことは,湿度環境の変化に伴って,内部の間隙水が比較的短時間で移動しつつ,変形が進むことを暗示していると考えられた。
次に,乾燥試料の水浸に伴う間隙空気圧の発生に関する補足実験として,水浸に伴い排出される間隙空気量の測定を行った。これにより開発した解析コードを用いて,濡れによる間隙内への水の浸入による間隙空気圧の上昇と排気量の2つのパラメータを同時に評価することが可能となった。
また,端面が拘束された力学的な条件下における乾燥変形実験も実施している。変形を拘束する可能性のあるひずみゲージでの計測を諦め,非接触での変形の計測に取り組んでいる。

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

予定していた室内実験はほぼ終了しているが,学術雑誌への投稿が遅れている。原因は上述の補足実験などを実施して,これまでに得られている研究成果のより妥当な評価を実施したうえでの投稿が望ましいと考えたからである。最終年度を28年度まで延長していただいたので,この間に投稿を進めたいと考えている。

今後の研究の推進方策

当初目的である「堆積岩中の水分移動に伴う変形を定式化する」という点ではある程度の成果が得られている。しかし,現状では計測方法等が若干煩雑であり,さらなる改良が必要と感じている。今後,その点を詰めていき,実務に貢献したいと考えている。

次年度使用額が生じた理由

今年度特に旅費の支出が低く抑えれられているが,これは関連した学会が複数の研究テーマ(予算が別)を同時に発表できる場となったため,科学研究費補助金での支出が抑えられたこと,および想定していた設備の修理費等が低く抑えられたためである。

次年度使用額の使用計画

研究発表欄に記載した,2つの研究成果の公表のための学会発表のための旅費及び参加費等に充てる予定である。

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うち査読あり 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Effect of saturation level on deformation and wave velocity of a transversely isotropic sedimentary rock2016

    • 著者名/発表者名
      Illankoon, T. N. and Osada, M.
    • 雑誌名

      International Journal of the Japanese Society for Rock Mechanics

      巻: 12 ページ: 1-9

    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Drying- and wetting- induced behavior of Shirahama sandstone under the evaporative condition of tunnel surface2016

    • 著者名/発表者名
      Osada, M. & Ohtake, S.
    • 学会等名
      2016 ISRM International Symposium EUROCK 2016
    • 発表場所
      Perissia Hotel & Convention Center, Cappadocia, Turkey
    • 年月日
      2016-08-29 – 2016-08-31
    • 国際学会
  • [学会発表] Effect of drying process on water retention curve in mudstone2016

    • 著者名/発表者名
      Osada, M.; Amunugama, B. C.; Illankoon, T. N. & Maekawa, K.
    • 学会等名
      2016 Korea-Japan Joint Symposium on Rock Engineering
    • 発表場所
      KIGAM, Daejeon, Korea
    • 年月日
      2016-05-19 – 2016-05-20
    • 国際学会
  • [学会発表] 水浸に伴う砂岩と泥岩の間隙空隙圧変化の比較検討と等価管路モデルを用いた評価2016

    • 著者名/発表者名
      武藤 圭佑,長田 昌彦
    • 学会等名
      土木学会第44回岩盤力学に関するシンポジウム
    • 発表場所
      九州大学伊都キャンパス(福岡県福岡市)
    • 年月日
      2016-01-08 – 2016-01-09
  • [学会発表] 地質災害と地下水2015

    • 著者名/発表者名
      長田 昌彦
    • 学会等名
      2015年度日本水文科学会学術大会,公開合同シンポジウム:「地質災害と地下水」
    • 発表場所
      産業技術総合研究所(茨城県つくば市)
    • 年月日
      2015-10-09
    • 招待講演
  • [学会発表] 水浸に伴う岩石内間隙空気圧の発生とその等価管路モデルを用いた解釈2015

    • 著者名/発表者名
      長田 昌彦,中原 壮一朗,武藤 圭佑,高橋 学,竹村 貴人
    • 学会等名
      日本応用地質学会平成27年度研究発表会
    • 発表場所
      京大防災研黄檗ホール(京都府宇治市)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [学会発表] 空隙・クラックの作る構造から見る地質材料の変形‐破壊‐透水挙動:地質材料科学への展開2015

    • 著者名/発表者名
      竹村貴人
    • 学会等名
      日本応用地質学会平成27年度研究発表会
    • 発表場所
      京大防災研黄檗ホール(京都府宇治市)
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-25
  • [学会発表] 堆積岩の乾燥に伴う変形挙動に関する検討 (3) 堆積岩の間隙構造と乾燥変形挙動との関係に関する検討2015

    • 著者名/発表者名
      多田 浩幸,齋藤 亮,熊坂 博夫,長田 昌彦,竹村 貴人,前川恵輔
    • 学会等名
      日本原子力学会 2015年秋の大会
    • 発表場所
      静岡大学静岡キャンパス(静岡県静岡市)
    • 年月日
      2015-09-09 – 2015-09-11

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公開日: 2017-01-06  

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