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岩石の風化速度に及ぼす気候環境の影響

气候环境对岩石风化速率的影响

基本信息

批准号：
03F03741
负责人：
松岡憲和
金额：
$ 0.32万
依托单位：
University of Tsukuba
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2003
资助国家：
日本
起止时间：
2003 至 2004
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-03F03741/
关键词：
風化速度凍結破砕塩類析出石造文化財地温野外観測室内実験

项目摘要

気候環境が文化財に利用されている岩石の風化速度に及ぼす影響について,野外観測と環境試験室内でのシミュレーションによって調べた.研究対象試料として,文化財に顕著な風化による劣化が報告されているアルザス地方(大聖堂)の砂岩,群馬県碓氷峠(鉄道施設)のレンガ材,栃木県宇都宮(磨崖仏)の凝灰岩を選定した.碓氷峠では詳しい現地調査・観測を行なった.具体的な研究内容と成果を以下に示す.1.野外調査:碓氷トンネル・鉄橋を構成するレンガでは,南向きでは蜂の巣状破砕,北向きではブロック状破砕が卓越する.それぞれ,塩類風化,凍結風化が原因として推定された.壁面の破砕の分布と形状について,詳細なマッピングを行い,壁面の強度分布・水分分布を定量化した.また,冬期には,壁面の凍結状態と氷の分布を調べた.2.野外観測:レンガ壁の膨張と破砕,温度,水分を小型データロガーを用いて記録し,破砕が進行するさいの環境条件を調べた.北向き壁面では,冬期(1-2月)で凍結が頻繁に起こる時期に膨張の発生が観測された.3.室内実験:温度・湿度を制御できる環境試験装置内に,野外で採取した試料を置き,現場の気候条件を再現し,凍結に伴う風化過程を詳細に調べた.初期飽和度が高く,凍結中に十分な水分が供給される試料では,凍上とその結果としての破壊が発生した.凍結の進行とともに各深度での凍上量が変化した.3つの試験材料を比較したところ,細かい空隙の多い砂岩や凝灰岩では,水分移動が遅いため長期の継続的な凍結で凍上良が増加するが,空隙が大きく,しかも大きさのそろっているレンガ材では水分の移動が急速に起こるため,短期間の凍結・融解の繰り返しが破壊発生に効果があることがわかった.以上の研究成果に基づいて,トンネル壁面の温度変化を抑制することが,文化財の劣化を防ぐために効果があると判断し,提言した.

The weathering rate of rocks and their impacts on the utilization of environmental resources are studied in the field and in the laboratory. The research object is to study the deterioration of the sample, the cultural property, the weathering, the sandstone, the tuff and the tuff of the local area (Great Shrine), the Gunma area (Railway Construction), the Tochigi area (Utsunomiya). The investigation was conducted in detail. 1. Field investigation: the structure of iron bridge is very important, the south direction is very important, the north direction is very important. It is assumed that the weather is frozen. The distribution and shape of the wall surface crack are detailed, and the strength distribution and moisture distribution of the wall surface are quantified. 2. Field measurements: wall expansion, temperature, moisture content, and environmental conditions were recorded and adjusted. 3. Indoor conditions: Temperature and humidity control; environmental test equipment; field samples; site weather conditions; detailed adjustment of freezing and weathering process. The initial saturation is high, the freezing temperature is high, the moisture content is high, the sample is high, the freezing temperature is high, the result is high, and the sample is high. Freezing progress and depth of the frozen amount change. 3. The test material comparison, fine voids and many medium sandstone and tuff, water movement and long term frozen on the good increase, void and large, large and medium material, water movement and rapid start. Short term freezing and thawing and recovery. Based on the above research results, the temperature variation of the wall surface of the plant is suppressed, and the deterioration of cultural property is prevented.