Temperature effects on the geo-environment: Speciation of metals and soil structure

2023 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 21H01426
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: Takai Atsushi 京都大学, 地球環境学堂, 准教授 (30598347)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 勝見 武 京都大学, 地球環境学堂, 教授 (60233764) ; 加藤 智大 京都大学, 地球環境学堂, 助教 (80943612) ; Gathuka Lincoln.Waweru 京都大学, 地球環境学堂, 特定研究員 (70885582)
• Project Period (FY): 2021-04-01 – 2024-03-31
• Keywords: 建設発生土 / 地盤汚染 / 遮水壁 / 封じ込め / 重金属等 / 物質移行 / 室内試験

Outline of Final Research Achievements

Due to the rapid developmemnt of Energy Geotechnics, the changes in ground temperature is becoming a big concern to ensure geoenvironmental safety. The hydraulic conductivity tests using the soil-bentonite mixture and batch and column leaching tests using excavated soils with geogenic contamination was conducted in this study, to evaluate the effects of temperature on the performance of the vertical cutoff walls and the leaching behavior of arsenic. The results revealed that when the soil temperature rose to around 60 degree Celsius,the hydraulic conductivity of the soil-bentonite specimen did not increase drastically and maintained sufficient hydraulic performance. Also, column leaching tests showed that the concentration of geogenic arsenic leached from excavated soils increased several times.

Free Research Field

環境地盤工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

SBの透水係数は温度の上昇に伴って一定程度増加するが顕著な増加は確認されなかったことから，地盤温度の季節変動や日変動が生じやすい地表面付近でもSBの高い遮水性能を維持しうることが明らかとなった。一方で，SBの吸着量は温度上昇により小さくなったことは，温度の上昇が化学物質の移行特性に及ぼす影響を考慮した遮水工の設計が求められる可能性を指摘した。掘削岩石に含まれるヒ素の溶出特性が温度の影響を受けることを示したことは，自然由来で基準に不適合な岩石・土砂を再資源化する際に，より現実に即した合理的な試験法に基づき対策工を設計する必要があることを示唆している。