2021 Fiscal Year Annual Research Report
Ｘ線ＣＴ装置を用いた三次元土壌水分量計測手法の開発と応用
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19K04626
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| Research Institution | Kindai University |
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Principal Investigator |
高野 保英 近畿大学, 理工学部, 准教授 (80330231)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
麓 隆行 近畿大学, 理工学部, 教授 (30315981)
河井 克之 近畿大学, 理工学部, 教授 (30304132)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | X線CT / 凍上 / 体積含水率 / 水分計測 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本年度は，X線CT装置を用いて求めた体積含水率とCT値頻度分布の最頻値，最頻値の頻度，および標準偏差の関係をを用いて，室内実験による豊浦珪砂からの蒸発に伴う水分分布および蒸発量の計測を実施した．高さ6cmの分割可能なアクリル製カラムに水を加えた豊浦珪砂を詰め，1～3日間隔で定期的にX線CT装置によりCTの頻度分布を計測し，体積含水率の鉛直分布を求めて，佐宗からの蒸発量を推定した．カラムからの蒸発量も同時に定期的に計測し，推定値との比較を試みた．その結果，蒸発に進行に伴って体積含水率が低下することが確認されたが，推定された蒸発量は実測値とほとんど一致しなかった．
また凍結に伴う土壌の変形過程を追跡するため，様々な温度低下条件の下に，X線CT装置の内部に硅砂4号または珪砂5号試料を設置し，底面から冷却させながら透過画像の撮影を行った．得られた画像を用いて三次元画像解析を実施し，底面からの凍結の進行に伴う土壌内部の鉛直移動量と体積ひずみの三次元分布の時間的な変化を追跡した．
その結果，土壌内部の体積ひずみの発生過程を確認することができ，土壌の底面から13mmまで凍結が進行した時点では体積ひずみはほとんど発生せず，底面から23mmまで進行した時点で，体積ひずみが発生し始めるという結果が得られた．また，凍結が進行するにつれて体積ひずみも上方へと広がっていくことが確認できた．
さらに，土壌の条件によって発生する体積ひずみの大きさは変化し，硅砂4号と硅砂5号において，体積含水率が大きいほど発生する体積ひずみも大きいことが確認できた．しかし，土壌の凍結開始から凍結完了までに要する時間と膨張の大きさの関係を明確にすることはできなかった．
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Research Products
(2 results)
