沿岸部軟弱地盤地帯におけるセメント混合処理地盤の健全度評価手法の開発

沿海软土地基地区水泥拌合地基健全性评价方法的开发

• 批准号: 21K04258
• 负责人: 末次 大輔
• 金额: $ 2.66万
• 依托单位: University of Miyazaki
• 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-21K04258/
• 关键词: セメント改良土; 健全度評価; 非破壊; 弾性波

沿岸部の軟弱地盤地帯で使用されるセメントや石灰混合処理粘土は，海水によるカルシウム溶脱作用を受け，せん断強さや剛性が低下し軟弱化する。長期間使用されるセメント固化処理土の健全度を調査しそれを評価する方法は無く，原位置における固化処理土の状態を把握する手法が求められる。本研究では弾性波を用いて粘土地盤中の固化処理土の劣化進行状況の定量的に把握する方法について検討する。令和4年度はセメント処理粘土中の粗密波の伝達特性に及ぼすセメント添加量，養生時間ならびに送信波周波数の影響を調べた。本研究ではせん断波と粗密波を送受信可能なディスクトランスデューサーを用いて，円柱供試体（直径50mm，高さ100mm）の上下端面で粗密波を送受信する方法とした。セメント処理土供試体の作製条件は，セメント添加量は100～400kg/m3の4ケース，養生時間はそれぞれ7日～28日の4ケースとした。入力信号の周波数は10～100kHzと設定した。セメント処理土中を伝わる粗密波の伝達速度は，入力波の周波数の増加に伴って速くなる結果となった．今回の実験条件では，粗密波は間隙水と土粒子骨格を伝播し，それぞれを伝わる波が相互に影響を及ぼした結果と考えられる。受信波形から減衰定数を求めると0.05から0.15の範囲で変化する結果となった。入力波の周波数が小さい場合セメント添加量が多い供試体ほど減衰が小さくなる。周波数が大きい場合には減衰とセメント添加量の相関性が低くなる。これより，セメント処理土の物性の違いを粗密波で把握する場合には適切な入力周波数が存在することが示唆された。

沿海地区软土地基使用的水泥和石灰混合粘土，受海水中钙浸出的影响，导致其抗剪强度和刚度降低而变软。目前还没有办法对长期使用的水泥固化土的健康状况进行调查和评价，需要一种方法来了解水泥固化土的原位状况。在本研究中，我们将研究一种利用弹性波定量了解粘土地基固化土劣化进展的方法。 2020年，我们研究了水泥添加量、养护时间和传输波频率对水泥处理粘土压缩波传输特性的影响。本研究采用能够发射和接收剪切波和压缩波的盘式换能器，在圆柱形试件（直径50 mm，高100 mm）的上下端面发射和接收压缩波。制备水泥处理土样的条件为四种情况，其中水泥添加量为100至400kg/m3，每种情况的养护时间为7至28天。输入信号的频率设置为10至100kHz。随着输入波频率的增加，压缩波通过水泥处理土壤的传播速度变得更快。在目前的实验条件下，压缩波通过孔隙水和土壤颗粒骨架传播，并且通过各自传播的波被认为会相互影响。当根据接收波形计算衰减常数时，结果是它在0.05至0.15的范围内变化。当输入波的频率较小时，随着试件中水泥添加量的增加，衰减变小。当频率较大时，衰减与水泥添加量之间的相关性变低。这表明，当使用压缩波了解水泥处理土壤的物理特性差异时，存在适当的输入频率。