土質研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
| ＜材料施工部＞ |
土質研究室
●平成11年度に実施した調査・試験・研究の成果概要
研究期間：平９〜平11
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊、古本一司、森啓年、小畑敏子
現在、建設発生土の有効利用を図るため、ジオテキスタイル、ハイグレードソイル、流動化処理土等の新材料を用いた利用技術が提案され、現場への普及が図られている。しかしながら、これらの技術を用いた土工構造物の長期的な安定性については、十分に解明されているとはいえない。本研究では新材料を土構造物に適用した場合の、長期的な安定性を評価するための促進試験の実施や、現場データに基づく検証を行う。11年度は地下水位以下に施工した気泡混合軽量土の6ヶ月後サンプリングから、地下水の浸透による湿潤密度や含水比等を確認し、浸透による両者の増加傾向はみられていないことがわかった。また、本課題の最終年度であるのでこれまでの成果についても簡単に総括した。
研究期間：平10〜平14
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊、中野穣治、古本一司、大野真希
10年度に調印した協定書にもとづいて、日本，タイ，インドネシア，フランス，スウェーデンの５カ国で「軟弱地盤改良に関する共同研究プロジェクト」を実施している。11年度は国際建設技術協会がインドネシアで進めている、軟弱地盤の浅層固化技術の移転事業と連携し、Prof.Sediatmo Highway（ジャカルタ市内とスカルノハッタ空港を結ぶ国道）のPanjaringan Junctionの敷地内で、浅層固化版と木杭群を組み合わせたフローティング式軟弱地盤対策工法等の試験盛土を施工し、動態観測を行った。また、日本国内においても同様な工法の模型実験を実施した。その結果、沈下量、地盤強度、間隙水圧の状況から同対策工法による荷重分散の効果が確認できた。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊、森啓年
本研究の目的は河川等における汚染土壌の二次拡散防止対策となる暫定的な封じ込め工法の開発である。11年度は汚染土壌封じ込め工法の候補として袋詰脱水処理工法の有効性を検証する実験を行った。
実験においては、実サイトから採取したダイオキシン類汚染土壌および重金属類・PCB汚染土壌をジオテキスタイル製袋に充填し、袋材からの排出水中に含まれる汚染物質含有量を測定した。その結果、重金属類（Pb・As）・PCBなどの比較的毒性の弱い物質を含む汚染土壌に対して袋詰脱水処理工法は封じ込め工法としては有望であるが、ダイオキシン類などの微量でも毒性の強い物質を含む汚染土壌に対して袋詰脱水処理工法を封じ込め工法として使用するためには、袋材のフィルター効果を高める工夫が必要であることが明らかになった。
研究期間：平９〜平11
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊、古田光弘、古本一司、小畑敏子
今後、建設工事の際に土壌汚染や地下水汚染の対応に苦慮するケースが増加すると予想される。現在のところ環境庁の指針では、浄化や封じ込め等の恒久対策によって影響防止を図ることとされているが、地盤条件・対策技術のレベル・工期や工費の観点から容易に実行出来ない場合が多い。そのため、本研究では影響予測解析やモニタリングで対策効果を確認しつつ、暫定的に汚染経路を遮断したり、拡散を防止する対策技術の開発を行う。11年度はマニュアルの方向性、解析プログラムの適用性と課題、入力条件である分散・吸着・溶出特性の試験法や決定法、電機探査技術の適用性評価、各工法の設計法の検討成果を総括した。また、大都市圏では大規模な地下構造物が計画される場合も増えており、広域的な地下水脈の遮断や流動阻害が懸念される。そのため、建設工事に伴う流動阻害の影響や対策効果の評価法についても研究開発を行う。１１年度はおぼれ谷のように透水層厚が変化する箇所において、地下構造物が建設された場合に地下水の流動状況に与える影響を明らかにするため三次元浸透流解析を実施し、さらに遮断率の影響について検討を行った。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊
本交流育成では、国際建設技術協会がインドネシアで進めている、軟弱地盤の浅層固化技術の移転事業と連携して、「軟弱地盤対策の選定とその効果に関する共同研究」(タイ，インドネシア，フランス，スウェーデンとの間で実施)の進捗状況と今後の進め方について、インドネシア公共事業省研究開発庁道路研究所の研究メンバーとの間で、現地調査とセミナーを行った。セミナーではインドネシアが試験施工している、浅層固化版と木杭とを連結させた浮き型軟弱地盤対策工法のモニタリング経過の評価や、共同研究全体のなかでの設計法等のとりまとめ方法の報告と討議を実施した。
研究期間：平10〜平12
担当者 ： 三木、古本、大野
本研究では、可撓性管を埋設する際に発生するたわみの算定手法の見直しや、流動化処理土等の利用により、埋設コスト縮減を図ることを目的としている。
11年度は、前年度の研究の結果、地中管敷設に適用性の高いことが明らかとなった小規模工事対応型流動化処理土について、土塊を混入した原料土を用いた場合の耐久性の検討を行った。また試験施工を行い、石灰による事前処理を行う場合の施工性について調査した。その結果、一軸圧縮強度が200(kN/m2)程度であれば、原料土中に含まれる土塊の割合の影響は小さく、繰返し荷重に対する沈下量も小さいことが確認された。また、試験施工の結果、石灰処理による施工性の向上が確認された。
研究期間：平９〜平12
担当者 ： 三木博史、中野穣治、森啓年
急峻な斜面上の道路建設において、道路中心線を谷側にシフトし、軽量材料等を用いた盛土主体工法とすることにより、大規模切土等による自然環境の改変を最小限にとどめ、かつ建設コスト抑制することが可能となる。このような軽量盛土を活用した山岳道路工法の確立のため、11年度は、前年度に引き続き、気泡混合軽量土の傾斜斜面上盛土への適用について、動的遠心力載荷実験及び数値解析に基づく耐震性の検討等を行った。その結果、急傾斜斜面上に高盛土を構築する場合も、鉛直方向応答による影響を考慮した適切な配合強度設定や必要に応じて地山と盛土体の定着対策工等を実施することにより、十分な耐震性が確保されることがわかった。
研究期間：平10〜平14
担当者 ： 三木博史、古田光弘、中野穣治
本研究は、膨大な数にのぼる道路周辺の崩壊危険斜面を適切に管理するため、のり面・斜面内部構造調査の簡素化・効率化、斜面モニタリングによる崩壊前兆現象の検知システムの実用化や合理的な雨量基準の設定などを目的とするものである。11年度は、降雨が斜面に与える影響を予測するため、表土層の透水係数を簡便に調べる手法の開発を試みた。その結果、今回考案した現場簡易透水試験から得られる透水係数は従来の基準化された透水係数試験から得られる透水係数よりも若干大きめの値を示すものの、浸透流解析への適用が可能であるとの見通しが得られた。
研究期間：平10〜平14
担当者 ： 三木博史、中野穣治、森啓年
本研究は、岩盤・斜面の崩壊に対して、これに近接する道路が有するハザード(災害の発生率や想定災害規模)、リスク(想定被害)を適切に評価・予測する手法の開発、GIS技術を活用した道路斜面の面的なハザード・リスク評価システムの構築を図るものである。11年度は、(1)既往災害・降雨履歴に基づく斜面崩壊ハザードの簡易予測手法、(2)直接的損失のほか経済的損失を含めて崩壊リスクを算出する手法の検討、これら手法に関するモデル区間でのケーススタディを実施した。その結果、既往災害履歴が整理されている区間では、統計的処理により斜面災害の発生頻度及び規模を簡易に評価・予測する事ができること、また、対象区間における交通の状況等に関する諸条件を設定することにより、崩壊に伴い生じる社会的損失について算出可能であることがわかった。
研究期間：平10〜平12
担当者 ： 三木博史、古本一司、大野真希、井戸俊
本研究では、軟弱地盤上の構造物と取付盛土との間に生じる段差を解消するための対策(すりつけ対策)について、合理的な設計法を提案することを目的としている。
11年度は、すりつけ対策の一つである表層安定処理を併用したフローティング式低改良率深層混合処理工法に関して、沈下抑制効果の検討を行うために模型実験を行った。
実験の結果、改良率10％という低改良率の場合でも、改良部の一体化効果が発揮され、沈下量を低減し、側方流動の影響を抑制する効果があることが明らかになった。
研究期間：平９〜平11
担当者 ： 三木博史、小畑敏子、森啓年
本研究では、軟弱地盤上にカルバートを設置する場合、カルバートに作用する土圧増加のメカニズムや土圧軽減対策方法を明らかにし、合理的で経済的な作用土圧の対策方法を提案することを目的としている。
11年度は、実大規模のカルバートを想定し、スケール効果の有無や側方安定処理工法の土圧軽減効果についてFEM解析を用いて検討した。また、土圧増加に対する対策として従来工法も含めた4工法の試設計を行った。解析の結果、(1)スケール効果があること、(2)割増係数は、相対沈下量が10cm以上になると、道路土工指針値以上になる場合があること(3)実大規模においても、側方安定処理による土圧軽減効果があることが分かった。また、試設計の結果、(3)工期に余裕がある場合、プレロード工法の適用性が高いことが明らかとなった。しかし、工期が限られているような場合は、側方安定処理工法の適用性が高いが、残留沈下量などに留意することが必要であることが明らかになった。
研究期間：平10〜平13
担当者 ： 三木、古田、古本、佐々木
全国の河川堤防を対象として実施された堤防総点検において抽出された被災危険個所について、効果的かつ経済的な対策工法を早急に検討する必要がある。本研究では、各種対策の比較検討や新技術を用いた対策工法に関する実験的検討を行い、合理的な堤防強化対策工法を提案することを目的とする。11年度は、危険個所に対するパイピング判定基準の妥当性について検討した。その結果、局所動水勾配による評価は約2倍の安全率を有していることがわかった。また限界釣合法で想定しているメカニズム以外にもパイピングに関わる要因があることが明らかになった。さらに、実験模型の基礎地盤長が実験結果に与える影響は小さいことも確認された。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊
平成11年6月から環境影響評価法が施行され、法アセスが行われることとなった。これを受け、平成10年建設省令第10号では、地下構造物を設置する場合に、「地盤（地下水位変動、沈下）」が標準外項目として加わった。建設省の「道路環境アセスメント技術マニュアル検討委員会」の地盤ＷＧでは、道路事業について本項目の一連の評価手順を検討してきた。そのなかで、本調査ではＷＧ検討案の地下水位変動や地盤沈下の予測法を用いて、既存文献資料や最小限の現地調査結果から、事前評価が無理なくできるかどうかをケーススタディーにより検証した。その結果、沼地周辺を山岳トンネルが通過する場合の水涸れの事例と、居住区域周辺の掘割道路による地下水位変動及び地盤沈下の事例で、検討案の適用性が確認された。
研究期間：平10〜平11
担当者 ： 三木、古田、小畑、佐々木
平成8年度から全国の河川堤防において実施された堤防総点検の結果、抽出された相対的な弱点箇所については、効果的かつ経済的な堤防強化対策工法を早急に検討する必要がある。そこで、本研究では、有効と思われる既存の対策工法や新技術を用いた対策工法などの効果を把握することを目的とする。11年度は、これらの対策工法を用いた大型模型実験を実施した。
その結果、堤防強化対策工として短繊維混合補強土を用いた覆土工法および、覆土工法に敷込みを併用したケースは、無対策のケースに比べると、降雨によるのり面浸食はほとんどなく、崩壊にいたる時間が遅延され、強化対策として効果があることが確認された。
研究期間：平11〜平12
担当者 ： 三木博史、小橋秀俊
セメント及びセメント系固化材を使用した改良土等から、条件によっては六価クロムが土壌環境基準を超える濃度で溶出するおそれがあることから、建設省は平成12年3月24日付けで、建設省技調発第48号「セメント及びセメント系固化材の地盤改良への使用及び改良土の再利用に関する当面の措置について」及び建設省技調発第49号「同 運用について」を発出した。本調査は今後施工される改良土等への対応策を検討するためのものであり、11年度は配合設計の段階で土壌環境基準を上回る溶出量が確認された場合に、高炉セメントＢ種が代替え材として有効であるかを検討した。その結果、強度発現が十分あれば高炉セメントＢ種による六価クロムの溶出抑制効果が期待できるとの見通しを得た。
研究期間：平11〜平11〜
担当者 ： 三木、古田、古本、佐々木
杭基礎を用いて造られた樋門・樋管は、周辺の堤体土との重量・剛性などの相違から、特に軟弱地盤上に築造されている場合、周辺地盤との間に空洞が生じる事例が多く、洪水時の堤防の安全性に重要な影響を及ぼすため、早急で効果的な対策工法の確立が望まれている。本研究では、そのような場合の対策工法の提案を行うことを目的としている。11年度は、遮水工の設計法、および月の輪工の効果を検証するための模型実験を行った。その結果、遮水工の設計においてレーンの式による評価手法を準用することにより、水平方向の流れについても安全側に評価できることが明らかになった。また月の輪工の高いパイピング防止効果が認められた。
研究期間：平10〜平12
担当者 ： 三木博史、中野穣治、森啓年
本研究は、現在開発中である岩盤・斜面崩壊のハザード(災害発生確率及び規模)・リスク(想定被害)の評価手法について、既存路線のモデル区間の道路斜面への適用や過去の災害事例への適用を通じてケーススタディを実施することにより、手法のブラッシュアップを行うとともに、各種防災対策の実施によるリスクの低減効果の把握、各種防災対策の合理的な選定に関する手法の提案を行うものである。11年度は、既往災害履歴のみに基づく斜面崩壊ハザードの簡易予測手法及びリスク数量化手法について、国道49号いわき好間地区及び同17号綾戸地区への適用によるケーススタディを実施した。