不飽和ベントナイトの水分浸透モニタリングを目的とした光音響トモグラフィー

用于监测不饱和膨润土中水渗透的光声断层扫描

• 批准号: 22K04289
• 负责人: 木本 和志
• 金额: $ 2.16万
• 依托单位: Okayama University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 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/grant/KAKENHI-PROJECT-22K04289/
• 关键词: モンモリロナイト; 超音波; 位相速度; 不飽和粘土; ベントナイト; 不飽和; 光音響

本年度は，不飽和粘土試料を作成して超音波測定を行い，粘土試料の含水比および乾燥密度と縦波速度の関係を調べた．実験に用いた粘土試料は，ベントナイトの主成分であるモンモリロナイトと純水を混錬し，所定の含水比と乾燥密度になるよう試験セルに封入して締固めて作成した．超音波測定は，圧電超音波探触子を用いた透過法で行い，群遅延スペクトルを計算して縦波位相速度を求めた．試料の締固めに用いた試験セルは，締固め後に試料を取り出すことなく超音波測定ができるよう設計，製作した．これにより，摩耗や水分の蒸発などによる試料の劣化を避けることができ，効率的に再現性のある実験が可能となった．また，試験セル内の試料は，段階的に圧縮することで含水比を一定に保ったまま乾燥密度だけを変化させることができる．さらに，試験セル両端のプラグには，試料の流出を防ぐフィルタを介して給排水孔が設けられており，不飽和浸透試験を実施しながら超音波測定を行うことも可能な構造となっている．本年度は，上に述べた試験セルを使い，含水比15～25％，乾燥密度0.9～1.7g/cm3の試料を約90体作成し，試料の圧縮軸直角方向への透過波を測定した．測定結果は，別途計測した参照波形でデコンボリューションして群遅延スペクトルを求め，その勾配から位相速度を推定した．以上の結果，粘土試料を透過する縦波の位相速度は試料の乾燥密度と強い相関があり，水分量には影響を受けにくいことが分かった．これは，超音波測定に基づく乾燥密度のその場測定が実現可能であることを示唆し，粘土中の不飽和浸透挙動を理解するために有用となる非破壊計測技術の基礎となるデータが得られたことを意味する．

This year, the unsaturated clay sample was prepared and the ultrasonic measurement was carried out. The relationship between the moisture content ratio of the clay sample and the dry density and wave speed was adjusted. The main ingredient of the ベントナイトの is pure water. Mix it, set the moisture content ratio and the dry density, test it and seal it in, and make it solid. Ultrasonic measurement, high-pressure ultrasonic probe is carried out using the transmission method, and the phase velocity of the wave is calculated using the group extension method. When the sample is solidified, it is tested and tested. After the sample is solidified, the sample is taken out and the ultrasonic measurement is performed. The design and production are done.これにより, the moisture consumption of the steamed 発などによる sample deterioration をけることができ, the efficiency of the reproducibility のある実験がpossible となった.また, test 験セル内のSampleは, step-by-step pressure shrinkage することでmoisture content ratio The dry density is certain and the dry density is the same as the dry density.さらに, test 験セル両头のプラグには, sample の outflow を ぐフィルタを Introduction して water supply and drainage hole が けられており, unsaturated infiltration test験を実士しながらultrasonic measurementを行うこともpossible structureとなっている． This year, the above-mentioned test was carried out. The sample was made with a moisture content of 15 to 25% and a dry density of 0.9 to 1.7 g/cm3. About 90 samples were made. The sample was measured by transmitting waves in the right-angle direction of the compression axis. The measurement results are obtained by referring to the waveform for other measurements, and the phase velocity is estimated based on the combination. From the above results, the phase velocity of the clay sample passing through the wave is strongly related to the dry density of the sample, and the moisture content is affected by the moisture content.これは, ultrasonic measurement にbase づく dry density のそのfield measurement が実appears possible であることをshows し, unsaturation in clay Soak in the basics of non-destructive measurement technology and understand the usefulness of it.

项目成果

含水量と密度の異なるモンモリロナイトの超音波伝播速度測定

不同含水量和密度蒙脱石的超声波传播速度测量

• 发表时间: 2023
• 作者: T. Kurahashi;T. Koike;M. Kishida;Y.Murakami and F.Ikeda;小池 永遠，倉橋 貴彦，岸田 真幸，村上 祐貴，池田 富士雄;倉橋 貴彦，竹内 健悟，小池 永遠，村上 祐貴，池田 富士雄;橋本侑弥，木本和志
• 通讯作者: 橋本侑弥，木本和志