Behavior of PVD unit cell under vacuum consolidation and methods for enhancing its effect

2022年度の研究は主に以下の二つの成果を得た。（１）PVDユニットセルの圧密における見かけ目詰まりのメカニズムに関する微視的検討。直径60 mm、高さ20 mm のミニPVDユニットセル圧密後の試料から電子顕微鏡写真（SEM）観察用供試体を作成し、その微視的構造を検討した。観察にミニPVDユニットセル中、ミニPVD傍、ユニットセルの周辺の供試体を用いた。各供試体の水平面と垂直面それぞれのSEMイメージを取って、比較検討を行った。また、化学添加物の影響を検討するために、粘土試料間隙水中の濃度が0.1 M - 1.0 MになるNaCl、或いはCaCl2、或いは乾燥重量1-2%の石灰、2-4%のセメントをそれぞれ添加した。SEM イメージにより、添加物がない供試体の場合、明らかな局部的な変形による異方的な微視的構造がある。CaCl2 或いはセメント/石灰添加物がある試料の場合、土の微視的構造の異方性が低減し、凝集状構造になる傾向がある。そして、見かけ目詰まりの程度が低減した。（２）羽付けPVDの挙動に関するモデル試験及びその圧密度の計算法。真空圧密プロジェクトにおけるPVD 周りの見掛け目詰まりの影響を減らすために、新しいタイプの PVD である羽付け PVD (WPVD)を開発し、その圧密促進効果を実験的検討した。実験に用いたモデルの直径は0.45 m、高さは1.0 mであった。モデルに４本のWPVDを設置した。また、有限要素数値解析 (FEA) を利用して、WPVDの効果に関する数値的な解析検討を行った。試験と解析結果により、WPVD は見かけ目詰まりの影響を軽減でき、通常の PVD より真空圧密の速度を加速する能力が高いことを明らかにした。最後に、等価ドレーン直径の概念を用いて、WPVD による圧密度の計算法 (式) が確立されました。

2022年度の研究は主に以下の二つの成果を得た。（１）PVDユニットセルの圧密における見かけ目詰まりのメカニズムに関する微視的検討。直径60 mm、高さ20 mm のミニPVDユニットセル圧密後の試料から電子顕微鏡写真（SEM）観察用供試体を作成し、その微視的構造を検討した。観察にミニPVDユニットセル中、ミニPVD傍、ユニットセルの周辺の供試体を用いた。各供試体の水平面と垂直面それぞれのSEMイメージを取って、比較検討を行った。また、化学添加物の影響を検討するために、粘土試料間隙水中の濃度が0.1 M - 1.0 MになるNaCl、或いはCaCl2、或いは乾燥重量1-2%の石灰、2-4%のセメントをそれぞれ添加した。SEM イメージにより、添加物がない供試体の場合、明らかな局部的な変形による異方的な微視的構造がある。CaCl2 或いはセメント/石灰添加物がある試料の場合、土の微視的構造の異方性が低減し、凝集状構造になる傾向がある。そして、見かけ目詰まりの程度が低減した。（２）羽付けPVDの挙動に関するモデル試験及びその圧密度の計算法。真空圧密プロジェクトにおけるPVD 周りの見掛け目詰まりの影響を減らすために、新しいタイプの PVD である羽付け PVD (WPVD)を開発し、その圧密促進効果を実験的検討した。実験に用いたモデルの直径は0.45 m、高さは1.0 mであった。モデルに４本のWPVDを設置した。また、有限要素数値解析 (FEA) を利用して、WPVDの効果に関する数値的な解析検討を行った。試験と解析結果により、WPVD は見かけ目詰まりの影響を軽減でき、通常の PVD より真空圧密の速度を加速する能力が高いことを明らかにした。最後に、等価ドレーン直径の概念を用いて、WPVD による圧密度の計算法 (式) が確立されました。