Study on Remediation of Oil Contaminated Ground by Ultrasonic Vibration and Its Mechanical Properties

超声波振动修复油污地基及其力学性能研究

• 批准号: 21K04257
• 负责人: 椋木 俊文
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kumamoto 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
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-21K04257/
• 关键词: 超音波; 振動; 熱伝搬; X線CT; 乳化; 地盤汚染; 画像解析; 油汚染; Ｘ線ＣＴ画像解析

本研究では，2021年度は油で汚染した粒状材料を超音波で乳化させ，除去する実験を行い，その浄化量を定量化する検討を行ってきた．浄化量の変化は超音波振動に伴う地盤材料の構造変化が影響する．2022年度では，超音波振動に伴う地盤材料の構造変化，温度変化に着目し，これらを評価する実験を実施した．実験においては，飽和地盤に直接超音波を照射可能な装置を導入し，実験装置を試作した．ここでは，超音波振動のエネルギーを変化させ，X線CT画像の構造変化から伝搬距離を評価し，またサーモグラフィーを用いて熱伝搬距離を評価した．また，地盤材料を砂質系材料だけでなく，粘土系材料も用いて，超音波による影響を観察した．以下にその結論を列挙する．(1)超音波発生装置の出力電力280.4Wでは66.7Wの時と比較して温度上昇範囲が8cmから14cmへと大きくな っており，超音波のエネルギーを上げると超音波の温度上昇能力が届く範囲が大きくなる．(2)出力電力280.4Wで超音波を照射した時，65.2℃から温度上昇が見られなかったことから，超音波を照射した時の温度上昇には上限がある．(3)珪砂表面からの距離が大きくなるとガラスビーズの移動距離が短くなることから，超音波照射距離の増加に伴い超音波照射時の土の構造変化は小さくなる．(4)超音波照射方向の砂地盤の密度状態は，ホーン先端に近いところほど密な状態になる．(5)珪砂表面から2cmから4cmの所で珪砂が締固められており，この層が蓋となって気泡が排出されない状態となることで珪砂表面から6cm以下の部分に気泡が増え密度が低下している．

在这项研究中，在2021年，我们进行了一个实验，其中通过超声乳化它乳化并去除了污染油的颗粒材料，并检查了其纯化的量。由于超声振动，纯化量的变化受地面材料的结构变化的影响。在2022财年，我们进行了一项实验，以评估由于超声振动而导致的地面材料的结构和温度变化。在实验中，引入了能够直接超声辐射到饱和地面的设备，并构建了实验装置。在这里，更改了超声波振动的能量，根据X射线CT图像的结构变化评估了传播距离，并使用热力计来评估热传播距离。此外，我们不仅使用了沙质材料，还使用粘土材料来观察超声波的影响。结论如下列出。 （1）在280.4W时，在超声波发电机的输出功率上，温度上升范围大于8厘米至14厘米，而66.7W的温度上升范围则大于280.4W，并且增加超声波波的能量增加了超声波范围的温度上升能力的范围。 （2）当超声波的输出功率为280.4W时，超声波从65.2°C升高，因此当超声波被照射时，温度上升的上限。 （3）随着距离二氧化硅砂表面的距离增加，玻璃珠的移动距离减小，并且随着超声辐射距离的增加，超声辐射期间土壤的结构变化减少。 （4）在超声辐射方向上沙质地面的密度变得更接近喇叭的尖端。 （5）在距离二氧化硅砂表面2到4厘米的距离处将二氧化硅砂压实，并且该层形成盖子并防止气泡弹出，从而导致气泡增加到距二氧化硅砂表面低于6 cm的一部分，并降低了密度。

项目成果

超音波照射に伴う地盤材料内部の温度変化及び物性変化の評価に関する基礎的研究

超声波照射引起的地面材料内部温度变化和物性变化评价的基础研究

• 发表时间: 2023
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文;清野久美子，タイウィサル，中村一史，堀井久一;荻野將樹，山中 稔;タイウィサル，清野久美子，中村一史，堀井久一;利光 信之介
• 通讯作者: 利光 信之介

超音波作用による粒状体間隙構造中の 残留油除去量の定量評価に関する基礎的研究

超声作用定量评价颗粒材料孔隙结构中残油去除量的基础研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文;清野久美子，タイウィサル，中村一史，堀井久一;荻野將樹，山中 稔;タイウィサル，清野久美子，中村一史，堀井久一;利光 信之介;山口晃佑，杉本知史，山中 稔，山口真歩;出口 功武
• 通讯作者: 出口 功武

超音波作用による間隙内残留油の浄化の定量評価に関する研究

超声波作用净化缝隙中残油的定量评价研究

• 发表时间: 2022
• 作者: 出口 功武;椋木 俊文
• 通讯作者: 椋木 俊文