報告書番号

U98001

タイトル（和文）

素掘りトンネル坑壁の堆積性軟岩の風化（その１）－泥岩の風化速度と微生物の影響－

タイトル（英文）

WEATHERING RATE OF MUDSTONE ON OLD UNLINED TUNNEL WALLS AND TH E BACTERIAL EFFECT ON IT. (1)

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

堆積性軟岩の風化速度と微生物の影響を明らかにするために，掘削後４５～８５年経過した素掘りトンネル（千葉県南部，上総層群）の坑壁のボーリング調査を行い，鉱物・化学分析，物理試験および微生物の培養試験を行った。坑壁では，黄鉄鉱の酸化による硫酸の生成，炭酸塩の溶解，石膏の生成などの化学的風化が生じていた。坑壁の酸化速度から，酸素の拡散反応を考慮して，岩石中の酸素の有効拡散係数Ｄｅを得た。Ｄｅは各岩石の透水係数Ｋと相関が認められ（ｌｏｇＤｅ＝０．９１ｌｏｇＫ－０．７１，単位は，Ｄｅ：ｃｍ２／ｓ，Ｋ：ｃｍ／ｓ），岩石の化学組成と透水係数から，不飽和領域での岩石の酸化速度を推定できることが明らかになった。岩盤中から遺伝子増幅法で，微生物に特異的な遺伝子を検出したが，培養法では微生物の存在は確認できなかった。岩石内部の間■が微生物より小さいため，微生物が内部に侵入できないためと考えられた。

概要 （英文）

WEATHERING OF SOFT MUDSTONE WA LLS OF UNLINED TUNNELS THAT HAD BEEN EXCAVATED SEVERAL DECADES AGO AT THE KAKINOKIDAI FORMATI ON (MIDDLE PLEISTOCENE) AND KIW ADA FORMATION (LOWER PLEISTOCEN E) OF THE KAZUSA GROUP IN CHIBA PREFECTURE IN JAPAN WAS INVEST IGATED BY MINERALOGICAL, CHEMIC AL, PHYSICAL AND BIOLOGICAL MET HODS. SULFURIC ACID WAS GENERAT ED BY PYRITE OXIDATION, AND CAL CITE WAS DISSOLVED BY SULFURIC ACID, AND GYPSUM CRYSTALLIZED A T THE SURFACE OF WALL. THE WEAT HERING RATES (RATES OF MOVEMENT OF OXIDATION FRONTS) WERE EXPL AINED BY THE DIFFUSION OF OXYGE N FROM THE WALL SURFACE. THE RE LATIONSHIPBETWEEN THE DEPTH OF THE OXIDATION FRONT (1CM) AND ELAPSED YEARS SINCEEXCAVATION (T YEAR) WAS SHOWN BY L=RTE(1/2 ), CONSIDERING THE DIFFUSION OF OXYGEN INTO THE ROCK. THE R VA LUES WERE 5 ON THE SANDY MUDSTO NE OF MIDDLE PLEISTOCENE, 2-4 O N MUDSTONE OF THE MIDDLE PLEIST OCENE AND 0.3 ON MUDSTONE OF TH E LOWER PLEISTOCENE. THE DIFFUS ION COEFFICIENTS OF OXYGEN (DE) CALCULATED BY THE CHEMICAL COM POSITIONS CORRESPONDING TO THE ABOVE THREE KINDS OF ROCKS WERE 10E-5CM2/S, 10E-7-10E-5CM2/S A ND5X10E-8CM2/S, RESPECTIVELY. DE MAY DEPEND ON COEFFICIENTS O F THE AIR PERMEABILITY OF ROCKS THAT CORRELATE CLOSELY WITH TH E COEFFICIENTS OF WATER PERMEAB ILITY (K). THE RELATIONSHIP IS SHOWN AS LOG DE CM2/S=0.91LOG K CM/S-0.71. BACTERIA WERE SLIH GTLY FOUND IN PART OF THE OXIDI ZED ZONE. THE SIZE OF THE ROCK PORE AND ITS WATER QUALITY MAY BE HARDLY FIT FOR BACTERIAL HAB ITATION.

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