Study on Remediation of Oil Contaminated Ground by Ultrasonic Vibration and Its Mechanical Properties

超声波振动修复油污地基及其力学性能研究

• 批准号: 21K04257
• 负责人: 椋木 俊文
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kumamoto University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2021
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2021-04-01 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04257/
• 关键词: 超音波; 振動; 熱伝搬; X線CT; 乳化; 地盤汚染; 画像解析; 油汚染; Ｘ線ＣＴ画像解析

本研究では，2021年度は油で汚染した粒状材料を超音波で乳化させ，除去する実験を行い，その浄化量を定量化する検討を行ってきた．浄化量の変化は超音波振動に伴う地盤材料の構造変化が影響する．2022年度では，超音波振動に伴う地盤材料の構造変化，温度変化に着目し，これらを評価する実験を実施した．実験においては，飽和地盤に直接超音波を照射可能な装置を導入し，実験装置を試作した．ここでは，超音波振動のエネルギーを変化させ，X線CT画像の構造変化から伝搬距離を評価し，またサーモグラフィーを用いて熱伝搬距離を評価した．また，地盤材料を砂質系材料だけでなく，粘土系材料も用いて，超音波による影響を観察した．以下にその結論を列挙する．(1)超音波発生装置の出力電力280.4Wでは66.7Wの時と比較して温度上昇範囲が8cmから14cmへと大きくな っており，超音波のエネルギーを上げると超音波の温度上昇能力が届く範囲が大きくなる．(2)出力電力280.4Wで超音波を照射した時，65.2℃から温度上昇が見られなかったことから，超音波を照射した時の温度上昇には上限がある．(3)珪砂表面からの距離が大きくなるとガラスビーズの移動距離が短くなることから，超音波照射距離の増加に伴い超音波照射時の土の構造変化は小さくなる．(4)超音波照射方向の砂地盤の密度状態は，ホーン先端に近いところほど密な状態になる．(5)珪砂表面から2cmから4cmの所で珪砂が締固められており，この層が蓋となって気泡が排出されない状態となることで珪砂表面から6cm以下の部分に気泡が増え密度が低下している．

In this study, we will discuss the ultrasonic emulsification of contaminated granular materials in 2021, the removal of pollutants and the quantification of pollutants. In 2022, ultrasonic vibration accompanied by structural change of the site material, temperature change, and so on. The device for direct ultrasonic irradiation of saturated soil was tested. In this paper, the ultrasonic vibration is changed, the X-ray CT image structure is changed, the transfer distance is evaluated, and the ultrasonic vibration is used. The influence of ultrasonic waves on the properties of sand and clay based materials can be observed. The conclusions are listed below. (1)The output power of ultrasonic generator is 280.4W, while the time comparison is 66.7W. The temperature rise range is 8cm, 14cm and 14cm. The temperature rise ability of ultrasonic generator is 8 cm, 14cm and 14 cm. (2)Output power 280.4W When ultrasonic wave is irradiated, the temperature rise is 65.2℃, and the upper limit of temperature rise when ultrasonic wave is irradiated is 65.2℃. (3)The distance between the surface of the sand and the moving distance of the sand surface is larger than that of the sand surface. The distance of ultrasonic irradiation increases with the structural transformation of the soil under ultrasonic irradiation. (4)The direction of ultrasonic irradiation and the density state of the sand site are different, and the tip is close to the middle. (5)The surface of the sand is from 2 cm to 4 cm, and the sand is consolidated. The layer is covered with bubbles. The bubbles are discharged. The density of the bubbles is increased in the part below 6 cm.

项目成果

超音波照射に伴う地盤材料内部の温度変化及び物性変化の評価に関する基礎的研究

超声波照射引起的地面材料内部温度变化和物性变化评价的基础研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文;清野久美子，タイウィサル，中村一史，堀井久一;荻野將樹，山中 稔;タイウィサル，清野久美子，中村一史，堀井久一;利光 信之介
• 通讯作者: 利光 信之介

超音波作用による粒状体間隙構造中の 残留油除去量の定量評価に関する基礎的研究

超声作用定量评价颗粒材料孔隙结构中残油去除量的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文;清野久美子，タイウィサル，中村一史，堀井久一;荻野將樹，山中 稔;タイウィサル，清野久美子，中村一史，堀井久一;利光 信之介;山口晃佑，杉本知史，山中 稔，山口真歩;出口 功武
• 通讯作者: 出口 功武

超音波作用による間隙内残留油の浄化の定量評価に関する研究

超声波作用净化缝隙中残油的定量评价研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文
• 通讯作者: 椋木 俊文