永久凍土環境における熱収縮クラック伝播プロセスの解明

多年冻土环境中热收缩裂纹扩展过程的阐明

• 批准号: 22K01028
• 负责人: 渡邊 達也
• 金额: $ 2.5万
• 依托单位: Kitami Institute of Technology
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K01028/
• 关键词: 熱収縮クラック; 永久凍土; 多角形土; 大雪山; 周氷河地形; 周氷河プロセス; 地形

近年温暖化の影響を顕著に受けている永久凍土地帯では，永久凍土中のアイスウェッジの融解が地盤環境や生態系に大きな影響を及ぼしている．アイスウェッジの形成プロセスである熱収縮クラックは，その発生地温条件の解明が行われてきたが，地盤構成物質の影響やクラックの伝播プロセスについては未解明な点が残されている．熱収縮クラックの発生条件やその規模を知ることは，寒冷地域の表層地盤環境の過去から現在の変遷，そして将来変化を予測する上で重要である．そのため，熱収縮クラックの発生は，埋設ケーブルの断線，ひずみ変位計，加速度計などで検出が試みられ，発生する地温条件について提示・議論がされてきた．しかし，従来の計測手法は熱収縮クラック発生による地表面付近での変位や振動を捉えたものであり，鉛直方向への伝搬プロセスや，クラック到達深度と地温の関係性などについては十分に理解されていない．そこで本研究では，熱収縮クラックの伝播と到達深度の計測が可能な測器を作製し，それと合わせて地温や加速度イベントを計測することでクラックの最大到達深度や伝搬プロセスを明らかにすることを目的とする．現地観測は，日本国内で唯一，熱収縮クラックが活動的な北海道大雪山系の多角形土で実施している．大雪山系は永久凍土の分布限界域であるとともに，粗粒土地盤に多角形土が発達することから，従来の北極域の細粒土地盤の多角形土を対象とした観測事例とは異なる知見の獲得が期待される．

在近年来受全球变暖影响较大的多年冻土区，多年冻土中冰楔的融化正在对地面环境和生态系统产生重大影响。热收缩裂缝发生的地热条件，即冰楔的形成过程，已被阐明，但土壤组成材料和裂缝扩展过程的影响仍不清楚。了解热收缩裂缝发生的条件及其规模对于预测寒冷地区地表地面环境过去和现在的变化以及未来的变化具有重要意义。因此，人们尝试利用埋地电缆断裂、应变位移计、加速度计等来检测热收缩裂缝的发生，并对热收缩裂缝发生的土壤温度条件进行了介绍和讨论。然而，传统的测量方法捕获了由于热收缩裂缝的发生而导致的地表附近的位移和振动，并且在垂直方向上的扩展过程以及裂缝深度与地温之间的关系尚未完全了解。因此，在本研究中，我们创建了一种测量仪器，可以测量热收缩裂缝的扩展和深度，还可以测量土壤温度和加速度事件，以明确裂缝的最大深度和扩展过程。此次现场观测是在日本唯一热收缩裂缝活跃的多边形土壤——北海道大雪山进行的。大雪山山脉是多年冻土分布的极限区域，多边形土壤在粗粒土地上发育，这与北极地区以细粒土地上的多边形土壤为目标的常规观测情况不同，预计将有更多知识。获得了。

项目成果

北海道，大雪山における最近の永久凍土・周氷河地形調査

最近北海道大雪山的多年冻土和冰缘地形调查

• 发表时间: 2023
• 作者: 曽根敏雄・岩花剛・森淳子・渡邊達也