| 研究課題/領域番号 |
26420485
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| 研究機関 | 東北学院大学 |
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研究代表者 |
山口 晶 東北学院大学, 工学部, 教授 (30337191)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 懸濁型改良材 / 一軸圧縮強さ / 一次元浸透試験 / 移流方程式 |
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| 研究実績の概要 |
本年度は，極超微粒子セメント系改良材と，水ガラスにカオリンを混合した改良材について，一次元浸透実験と一軸圧縮試験を行った。
極超微粒子セメント系改良材の一次元浸透実験は，ケイ砂5号，6号，７号の試料を用いた。異なる相対密度でアクリル管に作製した土層に対して，浸透注入実験を行った。注入時は，上部から排出される溶液を採取し，排出液に含まれる固形成分の質量を計測した。14日間養生後に一軸圧縮試験を行った。排出液の時間と濃度の関係から，一次元移流方程式を用いて固形成分の吸着量の分布を求め，一軸圧縮強さとの関係を調べた。
試料の粒径が小さく，相対密度が大きく，改良材の水セメント比が小さいほど改良後の一軸圧縮強さは大きくなった。また，供試体内の固形成分の質量と一軸圧縮強さに比例関係がみられた。
水ガラスにカオリンを混合した改良材の一次元浸透実験では，5号ケイ砂と6号ケイ砂を試料として用いた。相対密度は60％とした。一次元浸透実験後に28日間養生し，一軸圧縮試験を行った。水ガラスにカオリンを混合することにより一軸圧縮強さが増加すること，その増加量は土粒子の粒径やカオリンの混合量，水ガラスの濃度の影響を受けることがわかった。また，強度増加には適切な混合量が存在する可能性があることがわかった。
これらの実験により，懸濁型改良材では，懸濁物質である固形成分が土粒子に吸着される量が強度の増加に影響を与えていることがわかった。ただし，固結しないカオリンを混合した場合に，なぜ強度が増加するのか，適切な混合量と合わせて考察を行う必要がある。また，実際の地盤では，土の不均一性が室内実験よりも大きな影響を与えると予想される。地盤の不均一性をどのように考慮するかが今後の課題である。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
一昨年は，超微粒子球形シリカ系改良材の一次元注入実験の結果から，移流方程式を利用して遅延係数を求め，地盤に浸透注入した場合の固形成分の吸着量の分布から，改良体の大きさと一軸圧縮強さを推定する手法を提案した。
本年度は，懸濁型改良材と，水ガラスにカオリンを混合した改良材について，移流方程式から固形成分の吸着量を推定し一軸圧縮強さを求めるという同様の手法が適用できるかを確認した。その結果，この二つの改良材についても，固形成分の土粒子の吸着量と一軸圧縮強さの関係が求められた。
現状では，懸濁液型の改良材の土粒子への吸着と一軸圧縮強さの関係については，相関性がみられこと。その関係には相対密度や改良材の濃度が影響を与えることがわかっている。ただし，極超微粒子セメント系改良材と水ガラスにカオリンを混合した改良材については，相対密度や平均粒径を変えた実験をさらに行い，データを集める必要がある。
また実施の地盤は室内実験で制作した土層よりも不均一であることから，この実験データをそのまま原位置地盤に適用することは現状では難しい。現状では，原位置地盤の不均一性が改良体の形成に与える影響についての考察が不足していると思われる。
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| 今後の研究の推進方策 |
懸濁型改良材の固形成分の土粒子の吸着と一軸圧縮強さの関係については，これまでの実験から傾向がつかめてきた。今後はさらに追加実験を行い，その傾向を明確にしていく予定である。
仮にこれらの傾向を明確なったとしても，これを実際の地盤への適用して改良体の強度や形状の推定を試みた場合，地盤の不均一性の影響を無視できないことが予想される。室内実験で作製した土層よりも原位置地盤は明らかに不均一であるため，この不均一性が改良体の強度や形状に大きな影響を与える可能性がある。地盤の不均一性をどのように考慮するかが今後の課題である。
今後の研究の方向性としては，地盤の不均一性が改良体の形成に与える影響を検討する予定である。具体的には，中型または大型の土層に対して土の粒径や相対密度を変えた２層地盤を作製し，改良材を注入して形成された改良体の形状を観察する実験を予定している。この実験により，地盤の不均一性が改良材の形成に与える影響を確認したいと考えている。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
当初予定してよりも，物品費が大きくなったため，メール等の打ち合わせにより旅費を極力削減するとともに，謝金も調整した。調整しきれなかった金額分の差が生じた。少額であるため，次年度に有効利用することとした。
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| 次年度使用額の使用計画 |
少額であるため，消耗品や謝金等で次年度予算と合算して有効利用する。
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