資源戦略学講座

Resources Strategies

地球開発環境学分野

Earth Exploitation Environmental Studies

Studies on environment-friendly development systems

助教 里見 知昭

Professor

Assistant Professor

Hiroshi Takahashi

metallic material, the test device to control wettability of solid
surface were developed.
4) To estimate ground strength property at disaster site, a newmeasurement device by dropping the weight with acceleration
sensor was developed.
5) To recycle a large amount of dehydrated cake from crushed stone
quarry, the melted spherical aggregate for concrete was produced.
6) To create Fiber-cement-stabilized soil of placing type, flow test
and bleeding test with different additive amount of paper debris andcement, and different water content were conducted.

In front of Ecollab, Tohoku University

4. 災害現場における地盤強度の無人自動計測に関する基礎的研究
土砂災害現場などにおいて、被災の様子や被災地の 3 次元形 状を迅 速に計測する技術としてドローンなどの UAV(Unmanned AirVehicle) の有効性が確認されている。これまでの UAV では、地盤形状は計測できるが、地盤強度までは計測できない。形状計測と同時に被災地の地盤強度まで計測できれば、その後の迅速な復旧作業に大きく貢献できる。そこで、被災地の地盤強度を無人で計測できるシステムの開発を目指し、基礎研究を開始した。本年は、球形体の中1. 繊維質固化処理土工法による災害復旧対応型泥土処理システムの開発と環境修復への適用 ( 科研費補助金：基盤 B)

より適切に模擬するため、バケット角を変化させ、昨年度同様に強度を調整した地盤を掘削し、抵抗力を比較した。本研究の成果は、テラメ

Yearend party at Togatta Onsen

Tomoaki Satomiに加速度計を組み込み、空中から地盤表面に落下させて、衝突時の6. 打設型繊維質固化処理土工法に関する研究
流動化処理土工法は、軟弱泥土にセメント系固化材を添加し、固まらない状態の泥土を型枠などに流し込んで裏込めや盛土などを行う工法であり、その簡便さから広く用いられているが、乾湿繰返しに対する耐久性が低いことなどの欠点も指摘されている。そこで、本分野では、流動化処理土工法の持つ長所を維持しつつ、従来の欠点を補う打設型繊維質固化処理土工法に関する研究を本年より開始した。どのような粒度を有する泥土に対してもフロー値およびブリーディング率の目標値を満足する古紙およびセメント系固化材の最適配合率、最適含水比などについて研究を継続中である。

加速度波形から地盤強度を推定するための研究を実施した。

カニックス研究会で発表した。

近年、東日本大震災や度重なる大型台風の襲来など大規模自然災害

Department of Environmental Studies for Advanced Society

In 2015, the research activities of this laboratory are as follows:
1) A study to develop the continuous recycling machine for highwater content mud generated from disaster sites was conducted.
This research was financially supported by JSPS KAKENHI Grant
Number 25289330.
2) To develop the intelligent power shovel, soil excavation tests withdifferent soil strength characteristics and different bucket angle
were carried out by using an actual power shovel with severalsensors.
3) To elucidate adhesion mechanism between clay-rich soil and教授 高橋 弘

先進社会環境学専攻

環境調和型開発システムに関する研究

Fig.3 Soil excavation test by
hydraulic power shovel withdifferent soil strength characteristics
and different bucket angleが多発している。自然災害では大量の軟弱泥土が発生することが多く、この軟弱泥土が迅速な災害復旧の障害になっているのが現状である。
そこで、一昨年より『災害復旧対応型泥土処理システム』の開発を目指

Fig.8 Flow test

した基礎研究を開始した。本年は、連続式繊維質固化処理土工法施工機械の模型を作製し、その基礎性能を検証した。さらに、国土強靭化政策に寄与するため、津波堆積物の再資源化による築堤材の開発を行った。津波堆積物を繊維質固化処理土工法で改良した結果、改良土は築堤材としての十分な強度および耐久性を有することが確認された。
本成果は、松江市で開催された実験力学国際シンポジウムで発表した。

3. 地中環形生物に学ぶ土粒子非付着性掘削バケットの開発に関する研究（萌芽研究）
建設機械の作業ツールに土が付着すると作業効率が大幅に低下することから、土の付着は建設機械にとって大きな課題であるが、未だ有効な解決手段は見つかっていない。これまでの研究で、同一の土質であっても含水比が異なると付着特性は大きく変化し、液性限界を超えると付着量は大きく低下することが確認されている。これは、ミミズのような地中環形生物の特性と同様であることから、作業ツールの表面のみを濡らして局所的に液性限界を超える含水比状態を作成すれば、土Fig.1 Developed apparatus to continuously
recycle high-water content mud generated
from disaster sites

Fig.2 Drying and wetting test
using Fiber-cement stabilizedsoilが付着しない作業ツールを開発できる可能性がある。そこで本年度は、内側に多孔質材料をセットし、作業ツールの表面の小孔から水が染み出る構造を提案し、装置を作製した。本研究の成果は、テラメカニック

2. 油圧ショベルの掘削動作による土の性状のセンシングに関する研究 ( 共同研究 )ス研究会で発表した。なお、2016 年は本装置の有効性を定量評価す

Fig.5 In situ test to measureground strength property usingdeveloped test device

Fig.6 Developed test device toestimate ground strength property

5. 脱水ケーキを用いた球形骨材の作製に関する研究
本分野では、様々な廃棄物の再資源化に関する研究を行っているが、その一環として、砕石場から発生する産業廃棄物である脱水ケーキの再資源化にも取り組んでいる。近年では、環境問題から海砂や川砂① 第 6 回ものづくり日本大賞・経済産業大臣賞 ( 高橋教授 )「泥状津波堆積物 ( ヘ械シンポジウム優秀論文賞 ( 高橋教授 )「大水深対応型水中ロボットの開発」、③ Best Paper Award, International Symposium on Earth Science and Technology
2015（Milkos Borges Cabrera, 里見助教, 高橋教授）「Study on Recycling of Waste
Asphalt Blocks Containing Roadbed Materials Using a New Screenless Separation
Equipment with a Vibrating Device Dealing with Grizzly under Materials Containing
3% and 5% Water Content」の採取が規制されているため、コンクリート骨材としての砕石の需要が増大しているが、それに伴い、大量に発生する脱水ケーキの処理が問題になっている。そこで、脱水ケーキを球形に造粒し、適切な時間・温度で溶融させることにより、球形骨材を作成し、種々の物理特性を計測している。岩質により最適溶融時間・温度が変化するため、岩石成分が最適溶融時間・温度に及ぼす影響を検討中である。

る予定である。

展示会
国土交通省東北地方整備局主催の展示会「EE 東北」(6 月 3 日～ 4 日 ) にて、高橋教授が日本建設機械施工協会東北支部長としてテープカットを行うとともに、展示会にも参加し、本分野の研究内容の展示を行った。さらに東北大学イノベーショ
ンフェア (12 月 9 日 ) に参加し、本分野の研究内容の展示を行った。

ためには、油圧ショベル自らが掘削時の土質の状態を自動的に把握す学外ゼミる必要がある。昨年は、真砂土および粘土を用いて様々な強度を有する地盤を作製し、掘削実験を行うとともに、シリンダからの信号を基

16 Coexistence Activity Report 2015

Fig.9 Bleeding testドロ ) を原料とした高機能性地盤材料の開発」② 平成 27 年度建設施工と建設機自動制御機能を有する油圧ショベルのパラメータ調整を自動化するに地盤強度を推定する方法について検討した。本年は、実際の掘削を受賞

Fig.4 A new device to control wettability of solid surface

Fig.7 Melted spherical aggregate using
dehydrated cake from crushed stone quarry

研究室恒例の学外ゼミを 10 月 6 日に実施した。本年度は名取市の地盤嵩上げ造成現場を視察し、その後、秋保にて研修を行った。

Coexistence Activity Report 201517