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

PVD晶胞在真空固结下的行为及增强其效果的方法

基本信息

批准号：
21K04256
负责人：
柴錦春
金额：
$ 2.58万
依托单位：
Saga University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

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年的研究取得了两个主要结果：（1）在PVD单元细胞压实过程中对明显堵塞机理的微观检查。在重压直径为60 mm且高度为20毫米的微型PVD晶胞后，从样品中制备电子显微照片（SEM）观测试样，并检查了其显微镜结构。为了进行观察，使用了迷你PVD单位细胞中的标本，在迷你PVD附近和校准周围。拍摄并进行了比较和检查每个样品的水平和垂直表面的SEM图像。此外，为了研究化学添加剂NaCl或CaCl2的作用，在粘土样品孔隙水中的浓度为0.1 m-1.0 m，或者添加了干重为1-2％和2-4％水泥的石灰。根据SEM图像，在没有添加剂的标本中，由于明显的局部变形而存在各向异性微观结构。对于具有CaCl2或水泥/石灰添加剂的样品，土壤微观结构的各向异性倾向于减少，并且结构更可能具有凝聚力。明显的堵塞也减少了。（2）模型测试对翼-PVD的行为以及如何计算压力密度。为了减少真空压缩项目中PVD围绕PVD的明显堵塞的效果，开发了一种新型的PVD PVD（WPVD），并通过实验研究了其促进压实的效果。实验中使用的模型的直径为0.45 m，高度为1.0 m。该模型上安装了四个WPVD。此外，使用有限元数值分析（FEA）对WPVD的影响进行数值分析。测试和分析结果表明，与常规PVD相比，WPVD可以减少明显堵塞的效果，并具有更高的真空压缩速度的能力。最后，使用等效漏极直径的概念来确定通过WPVD计算压力密度（方程）的方法。