凍結・融解過程における不飽和土壌の熱・水分移動および変形モデルの構築

自然状態における凍上による土壌内部の変形過程を追跡するため，飽和および不飽和硅砂を上方より冷却して土壌全層を凍結させ，X線CTを用いて連続的に土壌内部の画像を撮影し，それらの画像にDVC解析を適用して，土壌内部の移動量および体積ひずみの三次元分布の経時変化を得た．また撮影と同時に土壌内部の温度の鉛直分布の経時変化を測定した．これらの実験により，土壌の凍結過程における内部の変形のプロセスのデータが得られ，上方から凍結する場合，表層付近の土壌で凍結による膨張が見られ，それより下方では収縮することが確認された．収縮の原因ははっきりしないため，DVC解析以外の方法での土壌の移動量の測定を行い，土壌の変形過程の詳細な追跡が必要となると判断された．また珪砂およびチャオソイルを詰めたカラムを低温槽に入れて凍結させ，所定の温度で放置し，土壌の不凍水量と温度の関係をTDRセンサーとサーミスタを用いて連続的に計測を行った．設定温度は0.3℃間隔で実施し，96時間測定して定常時の不凍水量と温度を求め，不凍水曲線を作成した．その結果，設定温度が低い場合は不凍水量と温度は安定して定常状態に至るが，ある程度上昇すると非常に遅い速度で不凍水量と温度が上昇を続け，定常状態に至らない場合があった．従って，不凍水曲線を描くに十分なデータを得ることができず，設定温度間隔を狭めて，より多くのデータを取得する必要があると判断された．さらに凍結土壌の吸引圧測定方法を検討するために，土壌内に従来型のテンシオメータを挿入し，上方から凍結させて土壌の温度と吸引圧を測定した．その結果．凍結に伴う吸引圧の低下が生じることが確認された．

自然状態における凍上による土壌内部の変形過程を追跡するため，飽和および不飽和硅砂を上方より冷却して土壌全層を凍結させ，X線CTを用いて連続的に土壌内部の画像を撮影し，それらの画像にDVC解析を適用して，土壌内部の移動量および体積ひずみの三次元分布の経時変化を得た．また撮影と同時に土壌内部の温度の鉛直分布の経時変化を測定した．これらの実験により，土壌の凍結過程における内部の変形のプロセスのデータが得られ，上方から凍結する場合，表層付近の土壌で凍結による膨張が見られ，それより下方では収縮することが確認された．収縮の原因ははっきりしないため，DVC解析以外の方法での土壌の移動量の測定を行い，土壌の変形過程の詳細な追跡が必要となると判断された．また珪砂およびチャオソイルを詰めたカラムを低温槽に入れて凍結させ，所定の温度で放置し，土壌の不凍水量と温度の関係をTDRセンサーとサーミスタを用いて連続的に計測を行った．設定温度は0.3℃間隔で実施し，96時間測定して定常時の不凍水量と温度を求め，不凍水曲線を作成した．その結果，設定温度が低い場合は不凍水量と温度は安定して定常状態に至るが，ある程度上昇すると非常に遅い速度で不凍水量と温度が上昇を続け，定常状態に至らない場合があった．従って，不凍水曲線を描くに十分なデータを得ることができず，設定温度間隔を狭めて，より多くのデータを取得する必要があると判断された．さらに凍結土壌の吸引圧測定方法を検討するために，土壌内に従来型のテンシオメータを挿入し，上方から凍結させて土壌の温度と吸引圧を測定した．その結果．凍結に伴う吸引圧の低下が生じることが確認された．