Temperature effects on the geo-environment: Speciation of metals and soil structure

温度对地质环境的影响：金属形态和土壤结构

基本信息

批准号：
21H01426
负责人：
高井敦史
金额：
$ 11.32万
依托单位：
Kyoto University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
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

力学特性への影響に関連して，複数の工業粘土と自然粘土に対し，温度条件や間隙水を変化させてコンシステンシー試験，圧密試験を実施した結果，次のことを明らかにした。1) 粘性土の圧密係数は温度が高くなるほど増加し，その上昇の程度は間隙水の粘性の変化率が支配的である。間隙水の粘性に基づいた計算上の圧密係数は23℃の時と比較すると17℃，35℃，50℃，65℃ではそれぞれ0.87倍，1.27倍，1.65倍，2.12倍となり，加温による圧密促進効果が認められる。2) 粘性土の液性限界は温度の影響を受けて変化することが確認された一方，塑性限界には温度依存性が見られない。液性限界の温度依存性は，粘土毎に異なっており，それには膨潤性粘土の活性が寄与していることが考えられる。3) 本試験の温度範囲（23～50℃）では，粘土の活性度と圧密係数には相関がある。圧密係数は粘土の活性度が高くなるほど低下するが，活性度が1.0以上になると圧密係数はほぼ一定値に収束する。溶出特性への影響に関して，40℃と20℃の恒温条件で，自然由来の重金属等を含有するドレライトと泥岩を用いてカラム式とバッチ式の溶出試験を行い，次の結果を得た。1) 泥岩を用いたカラム試験の結果，40℃でのヒ素とフッ素の最大溶出濃度は，それぞれ20℃の約3.53倍，約0.73倍であった。フッ素は高温条件で濃度の低下が確認された。2) ドレライトを用いたカラム試験の結果、40℃条件でのホウ素最大溶出濃度は20℃の約1.75倍を示し，バッチ試験でも同様の傾向が見られた。3) 公定法で定められている6時間振とうのバッチ試験のみでは岩石の総溶出関与量を適切に評価できない可能性が示唆された。

关于对机械性能的影响，我们对多种工业粘土和天然粘土在不同温度条件和孔隙水条件下进行了稠度试验和固结试验，并澄清了以下发现。 1）粘性土的固结系数随着温度的升高而增大，增大的程度主要由孔隙水粘度的变化率决定。根据孔隙水粘度计算的固结系数在17℃、35℃、50℃、65℃时分别是23℃时的0.87倍、1.27倍、1.65倍、2.12倍，表明观察到由于加热引起的固结有促进作用。 2) 证实粘性土的液限在温度影响下发生变化，而塑限不表现出任何温度依赖性。每种粘土的液限的温度依赖性不同，并且认为膨胀粘土的活性对此有贡献。 3）在本试验温度范围内（23～50℃），粘土活性与固结系数存在相关性。随着粘土活性的增加，固结系数减小，但当活性超过1.0时，固结系数收敛到接近恒定值。针对对洗脱特性的影响，利用含有天然重金属的辉绿岩和泥岩，在40℃和20℃恒温条件下进行了柱式和间歇式洗脱试验，得到了以下结果。 1）泥岩柱试验结果表明，40℃时砷和氟的最大洗脱浓度分别约为20℃时的3.53倍和0.73倍。证实在高温条件下氟浓度降低。 2) 使用辉绿岩进行的柱测试结果表明，40℃时硼的最大洗脱浓度约为20℃时的1.75倍，并且在批量测试中也观察到类似的趋势。 3）有人提出，仅使用官方方法中规定的6小时摇动批量试验可能无法正确评估参与洗脱的岩石总量。