ガス滞留層上の凍結融解地盤の温度依存型透気性評価・試験方法に関する研究

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1.凍結時および融解時の不飽和地盤の透気係数を計測・評価するため、凍上性・非凍上性地盤材料(火山灰質土と豊浦砂)の凍結融解不飽和透気試験を室内及び屋外で実施した。その結果、以下のような知見が得られた。(1)試験時の含水比が透気係数に及ぼす影響は土質によって異なり、火山灰質土では、飽和度60%以下では飽和度の上昇に伴い透気係数が高くなるというという豊浦砂と逆の傾向が得られた。これは、締固め時の含水比変化に伴う土の骨格構造の変化に起因すると考えられ、締固め含水比を土質に応じて変えることで、地盤材料の透気性を制御できる可能性がある。(2)凍上性火山灰質土においても、非凍上性の豊浦砂と同様、地温0℃付近で透気係数は大きく変化した。しかしながら、同一飽和度(空気間隙比)で透気係数を比較した場合、豊浦砂では凍土の透気係数は未凍土よりも若干低くなったが、火山灰質土では、地温の低下に伴い透気係数は上昇した。また、凍上時の火山灰質土の透気係数は非凍上時よりも高くなった。これらは、両者の含水比の違いによる未凍結時の土壌水分挙動、土の骨格構造及び間隙水の氷結様式の違いに起因すると考えられる。(3)凍上性火山灰質土では、凍結融解が繰り返され飽和度が一定値以上に増加すると間隙水の増加により空気は透り難くなり、加えた水分の凍結・凍上によりさらに透気係数は低下する傾向が確認された。2.開発した透気試験方法によれば、不飽和状態で繰返し凍結融解作用を受ける凍上・非凍上性地盤材料の温度依存型透気係数の評価が可能であること、および不飽和地盤の透気係数は、温度依存性を示すとともに、地盤材料の凍上性、保水性・透水性、締固め特性の影響を多大に受けることが明らかになった。積雪寒冷地で地盤の透気性を検討する場合、これらの要因を考慮することが精確な挙動予測に重要となる。