2018 Fiscal Year Annual Research Report
Functional design of embankments containing natural contamination incorporating buffering capacity of the ground
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18H03797
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
勝見 武 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (60233764)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
遠藤 和人 国立研究開発法人国立環境研究所, 福島支部, 室長 (10353533)
保高 徹生 国立研究開発法人産業技術総合研究所, 地質調査総合センター, 主任研究員 (60610417)
肴倉 宏史 国立研究開発法人国立環境研究所, 資源循環・廃棄物研究センター, 室長 (70331973)
乾 徹 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (90324706)
高井 敦史 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (30598347)
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| Project Period (FY) |
2018-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 自然由来 / 重金属 / 吸着 / 地盤汚染 / 緩衝作用 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
3つのサブテーマのうち、平成30年度は以下に示すサブテーマ(1)と(2)について検討を行った。
サブテーマ(1)「土構造物中の重金属等の挙動に関する考察」では、土構造物中の重金属等の挙動について検討を進め、特に、土構造物に用いられる地盤材料の状態を考慮した室内試験を実施し、重金属等の溶出挙動を評価した。本年度は特に、試料の調整方法や、固液接触時間、溶媒温度、等に着目し、自然由来と人為由来の水溶性成分の吸脱着挙動を評価しうるステップバッチ試験を提案したことや、実環境での降雨を再現した散水型の不飽和カラム試験を長期間にわたり行ったことが主要な成果として挙げられる。散水型カラム試験と汎用的な小スケールの上向流カラム試験とを比較した結果、砒素溶出濃度は両試験で複雑な溶出挙動を示していたが、どちらの試験においても鉄濃度との緩やかな相関性がみられること、水没した還元状態では砒素溶出濃度が4倍程度高くなること、等を明らかにした。
サブテーマ(2)「環境化学と地盤力学・施工学に基づく原地盤や吸着層の緩衝能の評価」では、人工的に設けられる吸着層や原地盤の緩衝能を環境化学と地盤力学・施工学の観点から評価することにより、合理的な対策工法・設計手法に資する検討を行った。吸着層の性能に関しては、CaーMg系不溶化材を混合した地盤材料の透水性能及びヒ素吸着性能と不溶化材混合量や養生日数等の各パラメーターの関係を明らかにし、難溶性のヒ酸塩の生成が不溶化の主要なメカニズムであることを指摘した。また、覆土による降雨浸透抑制効果にも着目し、適切な材料選定を行えば現地発生土を覆土材に用いた場合でも約30%以上の降雨浸透抑制が期待できることを明らかにした。原地盤の緩衝能に関しては、pH、陽イオン交換容量、粒度分布の情報に基づく原地盤の分配係数予測モデルを構築した。
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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
建設工事などで発生する自然由来重金属等汚染土の合理的な対応を実現するため、(1) 重金属等の土構造物中での挙動に関する基礎データの蓄積、(2) 吸着層や原地盤の緩衝能の環境化学と地盤力学・施工学の観点からの評価による設計手法の確立、(3) 低濃度汚染土の活用を可能とする地盤環境基準の提示、を目的としている。平成30年度はこのうち(1)、(2)について実施する計画であり、各サブテーマの進捗は概ね計画どおりであり、順調に進展していると判断できる。盛土構造物としてのマクロな挙動と性能の評価は一部未着手であるが、原地盤の性能評価とモデル化を先行して実施できたことから、全体としての進捗は問題なく順調に進捗している。
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| Strategy for Future Research Activity |
2019年度も、上記の3つのサブテーマに分けて継続的に研究を進める。
サブテーマ(1)「土構造物中の重金属等の挙動に関する考察」では継続して室内実験を中心とした検討を行い、盛土材として用いられる状態を考慮した溶出試験試料調整方法の確立を図るとともに、土構造物の環境化学特性を考慮した溶出特性の評価を行う。
サブテーマ(2)「環境化学と地盤力学・施工学に基づく原地盤や吸着層の緩衝能の評価」で は、前年度の実施内容を補完すべく要素試験とモデル試験の結果を踏まえたモデル化を行い、吸着層材料の強度変形特性を明らかにする。ゼオライト、酸化マグネシウム・カルシウム系吸着材などを対象材料とし、粒度や土との混合割合、母材の種類による影響等を検討する。さらにその結果を受け、盛土層・吸着層・原地盤の水分保持特性を考慮した緩衝能の評価を行う。
サブテーマ(3)「Sustainable Soil Management (SSM)の概念に基づく地盤環境基準の提案」では、吸着層の不均質性や不確実性も考慮しつつ「有害物質を含む土を使ってもよい」とする制度の構築を目指す。低濃度汚染土の活用シナリオ（道路盛土、港湾埋立等）ごとに環境リスク評価法の確立し、評価結果に基づき地盤環境基準を設定する。ここでのリスクとは、環境リスクだけでなく、当該地で実施される各種工事に伴う外部環境負荷や交通リスクなど、事業に伴うリスクを包含する。
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[Journal Article] Hydraulic performance and chemical compatibility of a powdered Na-bentonite geosynthetic clay liner permeated with mine drainage2019
Author(s)
Naka, A., Flores, G., Inui, T., Sakanakura, H., and Katsumi, T.
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Journal Title
Soils and Foundations
Volume: Vol.59, Issue 5
Pages: 1128-1147
DOI
Peer Reviewed
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