地盤工学に基づく歴史的地盤構造物の修復と保存に関する研究

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古墳の損傷は，①墳丘の物理的な損傷，②墳丘内部の水分移動に関する損傷，③石室内の温湿度環境に起因する損傷，の三種類に分類される。本研究では，これらの損傷を抑制し，本質的価値をまもりながら古墳を保存することを目的に，地盤工学に基づいた修復・保存技術を研究している。以下に，本研究で取り組んだ３つの課題とその実績概要を示す。課題1　墳丘の強度・安定性の確保：特に降雨による墳丘の崩壊を対象に，墳丘に適用可能な実質非破壊の強度，密度の試験方法とこれを用いた安定性評価方法について検討した。昨年度までに一連の評価方法を検討しており，今年度は，実際の墳丘の浸透特性を実験で評価したものを適用して，より精度よく安定性を評価するよう改良した。課題2　墳丘内部の水分移動の制御：細粗粒土の二層地盤の層境界に発現する遮水層であるキャピラリーバリアに着目し，これを墳丘の雨水の浸透抑制に活用するため，遮水のメカニズムについて検討した。昨年度までに模型実験を実施しており，今年度は，これを数値解析で再現し，模型地盤内の雨水の浸透を詳細に分析した。その結果，遮水は不飽和状態で粗粒土の透水係数が細粒土に比べて大幅に小さいために，粗粒土層への浸透が抑制されることに起因していることがわかった。課題3　石室内部の温湿度環境の制御：石室石材や壁画の劣化の多くは，室温変化とそれに伴う結露の発生に起因する。そこで，石室を覆う墳丘の断熱性の向上によって室温変動を抑制することを目的に，墳丘の密度，飽和度，層厚が石室環境に与える影響を実験と解析により，定量的に評価した。その結果，墳丘の層厚は室温と結露量への影響が大きく，墳丘の損失が被害の一因になりうること，また増し厚により断熱性を効果的に高められることがわかった。一方，密度と飽和度に関しては，現実的な可変範囲においては，影響が小さいことがわかった。