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まさ土の風化度判定に関する基礎的研究

氏名 鈴鹿 和央
学位の種類 博士(工学)
学位記番号 博乙第71号
学位授与の日付 平成8年3月25日
学位論文の題目 まさ土の風化度判定に関する基礎的研究
論文審査委員
 主査 教授 小川 正二
 副査 教授 早川 典生
 副査 教授 丸山 暉彦
 副査 教授 丸山 久一
 副査 新潟大学 教授 青木 滋

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目次
第1章 序論 p.1
1.1 まえがき p.1
1.2 まさ土の風化度に関する既往の研究 p.3
1.2.1 鉱物・岩石学的指標による風化度判定 p.5
1.2.2 工学的物性を指標とする風化度判定 p.6
1.3 研究の目的 p.10
1.4 論文の構成 p.12
1.5 参考文献 p.14
第2章 まさ土の風化度と含有鉱物 p.17
2.1 まえがき p.17
2.2 まさ土中含有鉱物の変質と風化度 p.17
2.3 まさ土の含有鉱物と風化度 p.19
2.3.1 実験、および、試料土 p.19
2.3.2 まさ土に含有される一次鉱物 p.21
2.3.3 まさ土の風化度と含有粘土鉱物 p.23
2.4 斜長石と石英の反射高さ比を用いた風化度判定 p.29
2.4.1 反射高さ比の求め方 p.29
2.4.2 反射高さ比によるまさ土の風化度判定 p.31
2.5 まとめ p.33
2.6 参考文献 p.34
第3章 まさ土の風化度と微細間隙 p.35
3.1 まえがき p.35
3.2 まさ土中の微細間隙の発達と風化度 p.36
3.2.1 実験、および、試料土 p.36
3.2.2 比表面積の斜面内分布と風化度 p.39
3.2.3 微細間隙の斜面内分布 p.40
3.2.4 微細間隙の直径別分布 p.41
3.3 まさ土の風化度と土質変化 p.44
3.4 まさ土の風化度と土構造変化 p.46
3.5 まとめ p.48
3.6 参考文献 p.49
第4章 まさ土の風化度と保水性 p.51
4.1 まえがき p.51
4.2 まさ土の風化度とpF含水比 p.52
4.2.1 実験、および、試料士 p.52
4.2.2 土中における水分保持形態 p.54
4.2.3 pF含水比と比表面積 p.56
4.2.4 pF含水比と微細間隙量 p.58
4.3 まさ土の風化度とコンシステンシー p.60
4.3.1 換算塑性指数とまさ土の風化度 p.60
4.3.2 換算塑性指数の斜面内分布と風化度 p.61
4.4 まさ土の風化に伴うコンシステン-変化と締固め特性 p.63
4.4.1 実験、および、試料土 p.63
4.4.2 締固め特性と比表面積、換算塑性指数 p.63
4.5 まとめ p.67
4.6 参考文献 p.68
第5章 まさ土の風化度判定手法 p.70
5.1 まえがき p.70
5.2 締固めと上昇温度 p.71
5.3 上昇温度曲線と単位上昇温度 p.74
5.3.1 実験、および、試料土 p.74
5.3.2 上昇温度曲線 p.77
5.3.3 単位上昇温度 p.77
5.3.4 締固めに伴う土質変化 p.81
5.3.5 風化度と単位上昇温度 p.90
5.4 表面単位上昇温度 p.92
5.4.1 実験および試料土 p.92
5.4.2 単位上昇温度の深さ方向分布 p.94
5.4.3 表面単位上昇温度と試行回数の関係 p.100
5.4.4 まさ土の風化度と表面単位上昇温度 p.101
5.5 風化指数によるまさ土の風化度判定 p.103
5.5.1 破砕指数の定義 p.103
5.5.2 風化指数の定義 p.105
5.5.3 風化指数の風化度判定指標としての検証 p.108
5.6 まとめ p.110
5.7 参考文献 p.111
第6章 結論 p.113
謝辞 p.115

 本論文は、花崗岩質岩石の風化残積土である、まさ土の風化度を、土を締固めたときに発生する上昇温度を用いることで判定する手法について、実験的に検証した結果をまとめている。
 第1章では、研究の目的、従来の目的、および、論文の構成について述べている。
 第2章では、X線回折に基づいて、含有される一次鉱物および二次鉱物を同定し、まさ土の構成一次鉱物は風化によって、バーミキュライト、スメクタイトなどの粘土鉱物に変質すること、風化による最終生成鉱物が、ハロイサイトであること等を明らかとし、この鉱物の変質過程で風化度が判定できることについて述べている。また、構成一次鉱物である、斜長石と石英の反射高さを回折図上で求め、その比を求めると、この比で1斜面内でのまさ土の風化度判定が出来ることについて述べている。
 第3章では、まさ土中の微細間隙量、および、微細間隙直径を測定し、まさ土の風化度と微細間隙との関係について述べている。また、風化の進行と共に、極微細な間隙が発達し、まさ土の土構造が粗粒土構造から細粒土構造に変化することについて述べている。
 第4章では、まさ土のpF水分量試験結果に基づき、風化度によりまさ土の保水形態が異なことについて述べている。また、まさ土のコンシステンシ-限界、塑性指数は風化度に応じて変化することについて述べている。さらに、締固め試験で得られる最大乾燥密度は風化の進行で低下し、最適含水比は風化の進行と共に増加することと、上記の結果とから、まさ土は風化度が高くなるにつれて、砂質土から粘土質土に土質変化することについて述べている。
 第5章では、乾燥したまさ土を用いて締固め試験を行い、締固めにより土中に生ずる、1回締固め当たり上昇温度(単位上昇温度)を測定すると、この単位上昇温度がまさ土の風化度と関係することについて実証した結果を述べている。
 また、締固め供試土表面での単位上昇温度(表面単位上昇温度)を求め、次に示す風化指
数WIを定義すると、
WI=R1/R5-1 ここに、R1.R5:破砕指数 WI:風化指数
このWIが、比表面積、反射高さ比、強熱減量、全微細間隙量など、他の風化指数と良く相関することから、定義した風化指数でまさ土の風化度判定が出来ることを述べている。
 第6章では、得られた結果を総括し、結論を述べている。

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