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
【研究キーワード】
不飽和土 / 乾燥亀裂 / 引張応力 / 内部応力 / 水分熱移動 / 蒸発 / 潜熱 / 文化財 / 室内試験 / 文化財の保存と活用 / 高ポテンシャル / 引張試験 / 乾燥収縮 / ひび割れ / 不飽和透水係数
【研究成果の概要】
本研究では，1) 乾燥過程にある地盤の水分移動の評価，2) 乾燥に伴う体積変化と引張応力の測定方法の開発，3) 水分移動と変形・応力評価に基づく乾燥抑制手法の提案，に取り組んだ。1)では，地盤の蒸発過程の水分熱移動を評価する数値解析プログラムを作成し，実測値との比較を通じて，モデル化の課題を明らかにした。2)では，土の乾燥亀裂発生過程の内部応力を実測する手法を開発し，実測値の妥当性を確認した。3)では，骨格応力を応力変数とする非線形弾性モデルを用いて，2)の内部応力の発現を再現できることを確認した。
【研究の社会的意義】
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，乾燥過程の研究事例は希少である。今後の気候変動下に備え，乾燥過程での土の体積変化および引張挙動に関する深い理解が必要である。また，屋内に保存されている古墳等の歴史的遺構や，断層等の災害遺構においては，乾燥による損傷が顕在化しており，良好な保全環境の整備が喫緊の課題になっている。本研究で取り組んだ，地盤の水分熱移動の定量的評価および乾燥亀裂発生過程での引張応力の実測とモデル化，はこれらの課題解決に役立つ成果である。
【研究代表者】
【研究種目】若手研究
【研究期間】2018-04-01 - 2022-03-31
【配分額】4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)