2020 Fiscal Year Research-status Report

乾燥過程における不飽和土質特性の解明と乾燥に伴う遺構の損傷抑制法の研究

Research Project

Project/Area Number	18K13827
Research Institution	Kyoto University
Principal Investigator	澤田茉伊京都大学, 工学研究科, 助教 (50781077)
Project Period (FY)	2018-04-01 – 2022-03-31
Keywords	不飽和土 / 乾燥亀裂 / 引張応力 / 室内試験 / 蒸発 / 文化財の保存と活用 / 高ポテンシャル / 引張試験
Outline of Annual Research Achievements	土構造物の損傷は，湿潤過程と乾燥過程の両方で生じるが，地表面近くの遺構では乾燥亀裂が重大な損傷要因のひとつになっている。本研究は，墳丘土（細粒分の多い砂質土）を中心に，乾燥過程における水分移動と，それに伴う間隙比変化，引張応力の発現を評価する手法を構築することを目的にしている。そしてこの手法を用いて，乾燥による遺構への力学的影響を考慮した保存手法を提案する。具体的には，（研究１）乾燥過程にある地盤の水分移動の評価，（研究２）土の乾燥に伴う間隙比変化・引張応力の測定と解析法の開発，（研究３）水分移動と応力・変形評価に基づく乾燥抑制手法の提案，に取り組む。本年度は，研究２の成果をまとめて，英文ジャーナルで発表するととともに，研究１に関して，地盤の乾燥過程の水分・熱の同時移動を評価する解析法について研究した。研究２では，実験結果との比較により，乾燥過程で生じる引張応力は，非線形弾性モデルを用いて，適切に評価できることを確認した。研究１と２の解析を連成し，外気の温湿度環境を入力として，地盤の水分・熱移動と引張応力の発現を予測する解析法に発展させる予定である。また，研究３については，一次元の土柱実験により，礫材を用いたマルチングが蒸発抑制に有効であることを実際に確認した。土柱の水分と温度を計測したが，改善点が残されているため，今後再実験と前述の解析法による再現解析を行い，乾燥亀裂の抑制の観点から，適切なマルチングの材料・層厚について調査する予定である。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned. Reason 本研究で開発した，乾燥亀裂が発生する過程で生じる引張応力を測定する新しい試験法に関する成果を英文ジャーナルに投稿した。査読意見を得ることで，確度を高めることができ，修正後に受理される段階まで到達した。ただし，予定していた研究期間内に出版・掲載料の支払いが間に合わないため，研究期間を延長した。
Strategy for Future Research Activity	研究開始時点で予定していた項目の核になる部分は，概ね完了している。延長期間では成果発表と，開発した試験法の結果を用いた乾燥亀裂の予測解析の発展を予定している。
Causes of Carryover	本研究課題の成果として発表した論文の掲載料（1000ドル）に当てる予定である。論文は2021/3にアクセプトとなったが，現在校正中であり，掲載料の支払いが次年度になるため繰り越した。