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Multisite investigation of stone weathering in underground built heritage

地下建筑遗产中石材风化的多点调查

基本信息

批准号：
18F18122
负责人：
小口千明
金额：
$ 1.34万
依托单位：
Saitama University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-10-12 至 2021-03-31
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18F18122/
关键词：
地下文化遺産田谷の洞窟吉見百穴大谷石地下採掘場跡硫酸塩石膏（CaSO4・2H2O）テナルダイト（Na2SO4）アルノーゲン (Al2(SO4)3)大谷石地下採掘場跡地水－岩石反応二次析出物環境モニタリング温度湿度風化凝灰岩

项目摘要

地下文化遺産を構成する岩石や岩盤は、多くの場合、亀裂、剥離、材料の損失、表面の変化など、何らかの劣化の兆候を示している。本研究課題「歴史的価値のある地下空間の風化調査」で対象とした関東地方の3つの地下文化遺産（田谷の洞窟、吉見百穴、大谷石地下採掘場跡）においても例にもれず、劣化のリスクとその要因を、水―岩石相互作用の観点から明らかにした。地下文化遺産を構成している岩石や岩盤あるいは土層中には、雨水や地表水が浸透にともない、構成鉱物から成分が溶解する。溶出した成分（可溶性イオン）は、地下水等の移動や毛細管上昇、もしくは蒸発の間に結合し、塩として析出する。この溶解と結晶化は、周期的なプロセスとして相転移サイクルに発展する。このような繰り返しの現象が岩盤表面ないし表層付近の岩石内部における間隙内で発生することで、相変化にともなう体積変化とその結果として生じる歪みにより剥離や崩壊をもたらすことがわかった。検出された塩のほとんどは硫酸塩であり、石膏（CaSO4・2H2O）が全調査サイトで最も広く析出していた。また、テナルダイト（Na2SO4）などの硫酸ナトリウム類、アルノーゲン(Al2(SO4)3)などの硫酸アルミニウム類、エプソマイト（MgSO4・6H2O）などの硫酸マグネシウム類、およびこれらの複合塩も検出された。このような二次的に生成した塩類鉱物の析出には、温度や湿度などの析出環境の因子と地下地盤の岩質が影響を与えていることも確認された。いずれの地下文化遺産も、坑道の岩盤表面の剥離などの劣化要因は、水－岩石反応に起因する物理化学的作用に伴う塩類風化であることが示された。劣化した地下文化遺産を保存修復する際には、地質条件と環境条件の観点から地下文化遺産がおかれている立地環境を精査し、個別の事情に即した対策をとるべきである。

The composition of underground cultural heritage, rock plate, multiple occasions, cracking, peeling, loss of materials, surface degradation, and signs of deterioration are indicated. This research topic,"Weathering Survey of Underground Space in the History of the Earth", focuses on three underground cultural heritages in Kanto region (Tagani Cave, Yoshimi Hundred Cave, and Otani Rock Underground Mining Site), including examples, main causes of degradation, and points of water-rock interaction. The composition of the underground cultural heritage is composed of rocks and rocks, and the elements are dissolved in the soil layer, rainwater and surface water. Dissolved components (soluble components), groundwater, etc. move up, evaporate, and precipitate The dissolution, crystallization, and periodic evolution of the phase shift are discussed. This phenomenon occurs in the surface of the rock and in the gaps near the surface of the rock. The most important part of the investigation is the presence of sulfuric acid and magnetic stripe (CaSO4·2H2O). (Na2SO4),(Al2(SO4)3),(MgSO4·6H2O),(MgSO4),(MgSO4·6H2O),(MgSO4·6H The second generation of this kind of precipitation, temperature, humidity, precipitation environment factors and underground rock quality are confirmed. The degradation of the surface of the underground cultural heritage is due to the physical and chemical effects of water-rock interaction, accompanied by weathering. The preservation and restoration of degraded underground cultural heritage should be based on geological conditions and environmental conditions. The underground cultural heritage should be carefully investigated and individual measures should be taken.