2017 Fiscal Year Research-status Report
寒冷地特有の斜面崩壊メカニズムを考慮した新しいのり面保護工の提案と効果検証
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17K06550
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| Research Institution | Kitami Institute of Technology |
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Principal Investigator |
川口 貴之 北見工業大学, 工学部, 准教授 (20310964)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
中村 大 北見工業大学, 工学部, 准教授 (90301978)
川尻 峻三 北見工業大学, 工学部, 助教 (80621680)
渡邊 達也 北見工業大学, 工学部, 助教 (80636168)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 斜面安定 / 寒冷地 / 凍結 / 排水パイプ / ジオセル / のり面保護 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，北海道のような寒冷地にある道路斜面で多発する春先の表層崩壊を軽減することを主な目的として新たに開発した，凍土域を貫いて打設する排水パイプと，砕石を中詰め材としたジオセルを組み合わせたのり面保護工に関して，特に融雪期における本保護工の効果検証によって改善策を検討し，新たな盛土・切土等で計測・実証することで設計や工法選定の方法を確立し，広く発信することを目的としている。
その中で，初年度である平成29年度については，第一に既に採土場内の一部を借りて，腹づけ盛土して構築している試験斜面において，各種計測を続けるとともに，特に凍結・融解過程における計測結果を精査し，平成29年の冬に向けた計測計画を立案した。第二に，北見工業大学が研究活用することを目的に北見市から無償貸与されている旧競馬場跡地（オホーツク地域創生研究パーク）内にある建設残土の一部を整形して大規模な試験用斜面を構築し，様々な条件を変化させた本のり面保護工を施工して，各種計測器の設置と計測の実施を始めた。ここに構築したケースでは，ジオセルのサイズや高さ，不織布の有無，中詰め材の種類，植生やネット等を変化させた。また，この建設残土は採土場内の盛土斜面と比べて細粒分が多く，斜面を構成する土質の違いによる影響を把握することが可能であり，天端には深さ1.5m程度の池を構築することで湧水環境にある斜面を模擬している。
採土場内に既設の試験盛土での計測結果については，融雪期において，ハイプからの排水が行われていることを確認し，それによって排水パイプもジオセルも設置していないケースと比べて，斜面内の体積含水率が速やかに低下することなどが明らかとなった。また，建設残土に新たに構築した試験ケースにからも，湧水環境でも排水パイプは盛土水位の抑制効果があることや，施工方法や表面工に関する知見も数多く得られた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
平成29年度は，全体計画のうち，特に上述した採土場内に構築した既存盛土について，排水パイプに期待している融雪期の土中水分量の低下や，ジオセルに期待している凍上・融解沈下に対する追従性が実現できているか否かを検証し，立案した改善策の適用や緑化を試みるための新たな試験施工を行うことを目標にして進めてきた。
上述したように，採土場内に既設の試験盛土に関しては，定期的な計測データの回収と分析を続けるとともに，定期的な写真撮影による観察による観察や冬季にはメチレンブルー凍結深度計による盛土内やパイプ周辺における凍結深さの計測を起こった。その結果，平成29年春の融雪期にハイプからの排水が行われていることを確認し，それによって排水パイプもジオセルも設置していないケースと比べて，斜面内の体積含水率が速やかに低下し，融雪水によって盛土内に形成される水位の上昇も抑制していることが分かった。また，平成28年冬から平成29年春の降雪量は比較的多かったため，盛土表層の凍結は初冬のみであったことやパイプ周辺が特に凍結しやすいといったことは確認されなかった。また，この試験盛土の一部には，中詰め材を砂質土とし，表面に種子入りの養生マットを敷設しているが，植被率はほぼ100%であり，中詰め材が砂質土であれば有効な緑化方法も判明した。
一方，建設残土に新たに構築した試験ケースにおいても，計測開始からそれほど時間がたっていないが，湧水環境においても排水パイプの効果が明瞭に発揮され，比較対象として構築した薄型のふとんがご（特殊ふとんかご）のケースと比べて盛土内の水位が格段に低くなっていることが明らかとなった。このような結果を踏まえ，おおむね順調に進展していると判断した。
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| Strategy for Future Research Activity |
採土場内における既設の試験盛土については，先述したように積雪が多かったこともあり，盛土表層の凍結は限定的であった。そこで，平成29年の冬については，特に初冬期において適宜除雪を行い，表層の凍結を促進させること実施した。よって，二年目である平成30年度はこの計測結果の精査からはじめ，表層の凍結融解によるのり面保護工の性能評価を行いたいと考えている。また，ジオセルの柔軟性によって凍上や融解沈下に対して追従しているかの評価をより明確にするため，平成29年の冬については，トータルステーションによる変位挙動観察が可能となるような測量点を設けた。この計測結果についても精査していきたいと考えている。
建設残土に新たに構築した試験ケースについては，特に緑化方法や中詰め材の落下防止を目的としたネットの評価から始めたいと考えている。中詰め材を砕石とした場合の緑化方法については，これまでの計測から既に先述の養生シートでは難しいと予想されるため，他の方法を検討するとともに，中詰め材を砂質土とした場合に，同程度の性能が得られるかどうかについて，模型試験なども用いて検討してきたいと考えている。また，最適なジオセルサイズや高さ，落下防止のネットについても，施工性や費用の面からの検討に加え，条件を変えたケース間を比較したり，模型試験を併用することで，選定していきたいと考えている。また，斜面を構成する土質の違いについて，両試験盛土の成果を比較することで概ね明らかになると考えられるが，切土斜面での適用性については不明であるので，検討を始めたいと考えている。
さらに，平成30年度については，排水パイプの最適な打設ピッチを決定するための手法について，浸透流解析を用いた検討に着手したいと考えている。
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| Causes of Carryover |
研究目的に応じて，各費目を使用していったが，若干の残額が生じた。これについては，次年度に繰り越し，消耗品費として使用した方が研究費を有効に使用できると考えている。
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Research Products
(4 results)
