Geotechnical evaluation of deep ground behaviour during artificial freezing and thawing

人工冻融过程中深层地层行为的岩土工程评估

• 批准号: 22H01582
• 负责人: 西村 聡
• 金额: $ 8.15万
• 依托单位: Hokkaido University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H01582/
• 关键词: 地盤工学; 地盤凍結; 地盤材料; 力学特性; 凍土; 人工凍結; 地盤改良; 土質力学

本研究の目的は、高圧環境下での凍結・掘削（応力解放）・シールド構築（応力回復）・融解といった一連のプロセスに伴う地盤変形と安定性を一貫して評価する技術体系を構築することである。このため、凍土挙動の真の拘束圧依存性など、理解が未だ統一されていない古来の問題に対し、不凍水分量計測と応力・温度経路制御を合わせた室内力学試験でアプローチするとともに、熱・水・土骨格（THM）連成理論に基づくモデル化を発展させ、その運用のための物性評価法と合わせたパッケージ創出に向けて研究を進めてきた。初年度の成果としては、凍結時の強度特性の基礎研究とその実務的な定量化法について大きな進展が見られ、過圧密粘土の凍結時強度特性の解明に加え、引張強度に関する新しい独創的な試験法・理論を提案し、後者については地盤工学の最高権威ジャーナルであるGeotechniqueに公表するに至った。また、凍結・融解による土の構造変化・塑性変形に関して自身が提案したモデルを、同じく自身で構築した熱・水・土連成有限要素コードに実装し、凍結・融解試験を良好に再現することに成功した。それに必要なモデルパラメタを、塑性指数などの簡易指標から推定するためのデータベース構築も進めた。同時に、北海道大学内の施設を利用し、凍結・融解に伴う微視構造の変化を水銀圧入ポロシメトリや電子走査顕微鏡で分析し、新規の知見を得た。これらは地盤工学会やその北海道支部での国内発表に加え、さらに内容を拡充させたものを今年（2023年）の2つの国際会議で発表予定である。その他、研究計画に従い、核磁気共鳴（NMR）装置による不透水分量推定試験も準備を整えた。

这项研究的目的是建立一个技术系统，该系统在一系列过程中始终如一地评估地面的变形和稳定性，例如冻结，挖掘（压力释放），盾牌构造（压力恢复）以及在高压环境中熔化。因此，我们已经解决了尚未统一的古老问题，例如，使用室内动态测试，将冷冻污垢行为对约束压力的真实依赖性的真正依赖性结合在一起，这些动态测试结合了防冻水分含量的测量以及压力和温度路径的控制，并根据热，水和土壤和土壤框架（THM）进行了构成的操作，从而制定了一种模型，该模型构成了构成的操作，并将其构建为构建的操作，并创建了一种构建的操作。第一年的结果是在冰点和实践定量方法中的强度特征基础研究方面取得了重大进展，除了阐明过度固结过化的粘土冻结期间的强度特征外，我们提出了一种新的，原始的测试方法和抗拉力强度的理论，后者还发表了Geotechnique，Geotechnique，Geotechnique，Geotechnique of Geotechnital Enginerering of Geotechnical Enginerering of Geotechnical Engressering of Geotechnical Engernering of Geotechnical Engernering emernering of Geotechnical杂志。此外，公司提出的关于冻结和融化引起的土壤的结构变化和塑性变形的模型在热，水和土壤耦合有限元代码中也实现了，它也构建了自己，成功地成功地重现了冷冻和融化测试。我们还开始构建一个数据库，以估算简单指标（例如可塑性索引）的必要模型参数。同时，我们使用北海道大学中的设施来分析与冻结和使用汞注入孔隙纤维纤维化和电子扫描显微镜相关的微观结构的变化，以获取新知识。除了在岩土学协会及其北海道分公司举行的国内演讲外，这些还将在今年的两次国际会议上（2023年）举行。此外，根据研究计划，进行了准备，以使用核磁共振（NMR）仪器估算水分含量。