(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
止水材料の変形追随性を考慮した透水試験方法であって、
モールドの内部に、溶解または融解可能な素材からなる間隔保持材を配置した状態で止水材料を充填してなる試験体を用意し、
前記試験体から前記間隔保持材を除去してから、透水試験を行うことを特徴とする、
止水材料の透水試験方法。
【請求項２】
止水材料の透水試験に用いる試験体を形成するための、試験体提供装置であって、
止水材料の充填空間を有するモールドと、
溶解または融解可能な素材からなり、前記充填空間内に配置して、該充填空間内の一部に止水材料が充填されない空間を形成するための、間隔保持材と、を少なくとも具備したことを特徴とする、
透水試験用の試験体提供装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、止水壁などに用いる止水材料の変形追随性を考慮した透水試験方法および透水試験用の試験体提供装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射性廃棄物処分施設や廃棄物処分場の遮水材として用いられる高密度のベントナイト混合土における変形追随性は、せん断透水試験で確認されてきた。
その一例を、以下の非特許文献１、２に示す。
非特許文献１，２に記載するように、従来の研究ではベントナイト混合土を不飽和状態で締固め、その後の冠水によってベントナイト混合土に高い膨潤圧が発生している状態で、変形追随性を求めている。
【０００３】
ところが、鉛直遮水材として用いる止水材料は、水と混合した状態で圧送して打設するため、打設後の冠水による膨潤圧は期待できず、自重による圧密で圧縮されているだけである。
したがって、鉛直遮水材として用いる止水材料の透水性を把握するには、膨潤圧を考慮せず、かつ自重によって圧密された状況下において、止水材料が矢板やＰＣ壁体などの壁の変形に追随して、遮水性が確保されるか否かを考慮する必要がある。
【０００４】
しかし、上記の通り、従来のせん断透水試験法では、変形によって生じる空間の再充填を考慮することができない、という問題があった。
同様に、ベントナイト系の鉛直遮水材を用いるＥＣウォール工法の場合、一軸圧縮試験結果に基づいてせん断破壊が生じないことを確認することで、高い耐久性（変形追随性）を有していると結論づけているものであり、やはり変形による充填空間の目開きに対する変形追随性を評価するには至っていない。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
【非特許文献１】工藤他、Ｃａ型ベントナイトせん断透水試験及び伸びひずみ追随試験その１  土木学会第６７回年次学術講演会、２０１２
【非特許文献２】元山他、一面せん断試験と透水性試験による飽和圧縮ベントナイトの性能評価、土木学会第６４回年次学術講演会、２００９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、上記した従来技術では、以下に記載する問題点が存在する。
（１）目開きへの追随性を考慮した透水係数の定量評価ができない。
（２）目開きが発生してから遮水性が回復するまでの期間を把握できない。
【０００７】
本願発明は、鉛直遮水材等の止水材料に対し、目開きへの追随性を考慮した透水係数の定量評価を可能とする手段の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決すべくなされた本願の第１発明は、止水材料の変形追随性を考慮した透水試験方法であって、モールドの内部に、溶解または融解可能な素材からなる間隔保持材を配置した状態で止水材料を充填してなる試験体を用意し、前記試験体から前記間隔保持材を除去してから、透水試験を行うことを特徴とする。
また、本願の第２発明は、止水材料の透水試験に用いる試験体を形成するための、試験体提供装置であって、止水材料の充填空間を有するモールドと、溶解または融解可能な素材からなり、前記充填空間内に配置して、該充填空間内の一部に止水材料が充填されない空間を形成するための、間隔保持材と、を少なくとも具備したことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、以下に記載する効果を奏する。
（１）鉛直遮水材に生ずる目開きへの追随性を考慮した透水係数の定量評価が可能となる。
（２）目開きが発生してから経時的な透水係数の変化を追うことで、変形追随性による遮水性の回復期間を把握できる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明に係る試験体提供装置の全体構成を示す概略図。
【図２】間隔保持材の例を示す概略断面図。
【図３】圧密装置および土圧装置の例を示す概略図。
【図４】透水試験の実験結果を示す概略図。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施例について説明する。
【実施例】
【００１２】
＜１＞全体構成
本発明に係る透水試験方法で使用する、試験体提供装置について説明する。
本発明に係る試験体提供装置Ａは、少なくとも、止水材料を内部に充填可能なモールド１０と、前記モールド１０内に配置する間隔保持材２０と、を少なくとも含む。
この試験体提供装置Ａと、該試験体提供装置Ａと接続して、試験体への水の流出入を制御する透水装置（図示せず）を組み合わせて、透水試験を実施する。
【００１３】
＜２＞モールド
モールド１０は、内部へと止水材料を充填するための部材である。
モールド１０の寸法や形状は、実施する透水試験の規格に併せて適宜決定すればよい。
本実施例では、モールド１０は、上下端を開放した円筒状の部材の上下に鍔部を有する形状とし、その内部を止水材料の充填空間１１としている
モールド１０に透明部材を用いると、後述する間隔保持材２０の撤去後の空隙に対する止水材料の追随性を視認できる点で好ましい。
【００１４】
＜２．１＞止水材料
モールド内に充填する止水材料は、一般的に止水目的で使用される材料全てを含む。
本実施例では、止水材料にベントナイトを主材とした、ベントナイト混合土を想定している。
【００１５】
＜３＞間隔保持材
間隔保持材２０は、モールド１０内に配置しておくことで、止水材料が充填されない空間を形成するための部材である。
間隔保持材２０は、透水試験の開始前に、モールド１０から取り除くことで、充填空間１１に、空隙（止水材料が充填されていない空間）を設けることができる。
この空隙を、止水壁の変形等によって生じるクラックなどからなる目開き部分に見立てることで、目開きが生じた際の遮水性や、該目開きに対する止水材料の追従性と、止水性の回復期間などを把握することができる。
よって、間隔保持材２０の寸法や形状は、実施する透水試験での目開き量の条件に併せて決定するものとする。
【００１６】
＜３．１＞間隔保持材の素材
図２に、間隔保持材の構成例を示す。
間隔保持材２０は、木材やプラスチック、鋼材など、定形性を備えた素材で構成しても良いし、モールド１０に配置した状態でやがて消失する部材で構成しても良い。この消失部材には、常温で溶ける氷や、水溶性を呈する塩、砂糖、ミョウバンなどを用いることができる。
例えば、図２（ａ）では、充填空間１１の略中央に、定形材２０ａを配置している。
また、図２（ｂ）では、モールド１０の内周面に、塩に水分を加えてペースト状にしたもの（塩ペースト１０ｂ）を所定の厚さ塗布している。
また、図２（ｃ）では、充填空間の一部に氷２０ｃを形成している。
氷２０ｃからなる間隔保持材２０を構成する方法としては、モールド１０の充填空間１１の一部に、水を張った状態で冷却する方法が考えられる。
【００１７】
＜４＞その他の試験装置
その他の試験装置の一例を、図３に示す。
これらの装置は、実施する透水試験の条件を設定するために適宜使用することができる。
【００１８】
＜４．１＞圧密装置
圧密装置は、モールドに充填した止水材料を圧密するための装置である。
図３（ａ）に示すように、圧密装置０は、モールド１０の上部に接続して、モールドの充填空間１１と連通するガイド管３１と、該ガイド管３１内を上下方向に摺動可能で、充填空間１１内の止水材料Ｂを押圧可能な押圧板３２とで、構成することができる。
【００１９】
＜４．２＞土圧装置
土圧装置４０は、透水試験時に地盤の深さに起因する土圧を試験体で再現するための装置である。
図３（ｂ）に示すように、土圧装置は、モールド１０内の止水材料Ｂを情報から押圧可能な錘４１などで構成することができる。
【００２０】
＜５＞使用例
試験体提供装置Ａを用いた透水試験の手順例は次の通りである。
（１）間隔保持材の設置（図１，２）
モールド１０内に、間隔保持材２０を配置した試験体提供装置Ａを用意する。
（２）試料の充填
モールド１０内の充填空間１１に、止水材料Ｂを配置する。
（３）条件設定（図３）
透水試験の実験条件に合わせるように、必要に応じて、止水材料Ｂの圧密作業や、土圧の負荷作業を行う。
（４）透水試験・間隔保持材の撤去
試験体が完成したら、透水試験を開始し、適宜間隔保持材２０を撤去して、透水係数の変化を測定する。
なお、透水試験は、間隔保持材２０の撤去後から開始してもよい。
【００２１】
＜６＞試験結果
本発明に係る試験体提供装置Ａを用いた透水試験の実験結果について説明する。
ＰＣ壁体の目開き現象としては，片側の壁体のみが変形する現象と、両側のＰＣ壁体が変形する現象の二種類が考えられることから、本実験では、試験体提供装置Ａとして間隔保持材２０の厚みを変えた二種類のパターンを作成した。
また、実際のＰＣ壁体の目開きにより生じる体積ひずみは，解析によりεｖ＝３％程度であることがわかっているため、本試験では余裕分を考慮して体積ひずみεｖ＝５％が生じるよう、モールド１０の内周面に、間隔保持材２０として塩ペーストを塗布した。
モールド１０は内径１０ｃｍ、高さ２ｃｍのものと、両側変形のみ内径１０ｃｍ、高さ５ｃｍのものを作成した。
両側変形の高さ５ｃｍモールドで行う試験では，上載圧による透水係数の変化も併せて計測した。
【００２２】
図４は、透水試験の試行回数と透水係数との関係を示す図であり、（ａ）はモールドの高さ２ｃｍでの片側変形時、（ｂ）はモールドの高さ２ｃｍでの両側変形時、（ｃ）は、モールドの高さ５ｃｍでの両側変形時の状態を示す。
図４（ａ）に示す片側変形の場合、試験開始時には塩ペースト中を水が通るため、透水係数は非常に大きい値となっているが、徐々に透水係数が低下しており、一定の空間充填効果を発揮することが分かった。
一方、図４（ｂ）に示す両側変形の場合には、塩ペーストが１．２ｍｍと薄いため、片側変形と比較すると試験開始時の透水係数が小さいが、徐々に透水係数が低下している。しかし、試行回数を増加させていくとともに、透水係数が増加傾向にあることが分かった。通水によって止水材料Ｂであるスラリーの細粒分が徐々に洗掘されたものと思われる。
また、図４（ｃ）では、試験開始時から徐々に透水係数が低下し、その後上昇に転ずる傾向は４（ｂ）と同様である。その後、上載荷重を載荷することにより、透水係数は低下した。これは、上載荷重の載荷により、止水材料Ｂであるスラリーが側方に体積膨張して空間を充填したと考えられる。
【００２３】
＜７＞作用・効果
このように、本発明によれば、モールド１０内に設けた間隔保持材２０の撤去によって、止水壁の変形によるクラックなどの目開きを再現することができ、この目開きに対して止水材料が以下に追随して遮水性を回復していくかを、測定した透水係数の変化や、モールド内部の視認によって、定量的に評価することができる。
【符号の説明】
【００２４】
Ａ      試験体提供装置
Ｂ      止水材料
１０    モールド
１１    充填空間
２０    間隔保持材
２０ａ  定形材
２０ｂ  塩ペースト
２０ｃ  氷
３０    圧密装置
３１    ガイド管
３２    押圧板
４０    土圧装置
４０ａ  重錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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