報告書番号

U98046

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２） -ー凝灰岩の風化速度と微生物の影響ー-

タイトル（英文）

Weathering rate of tuff in old unlined tunnel walls and the bacterial effect.

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52年経過した凝灰岩の素掘りトンネル(埼玉県中部，松山層群)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なった。坑壁では，黄鉄鉱の酸化による硫酸の生成，ガラスの溶解，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の値は，岩石の空気間隙率(不飽和度)の大きさと相関が認められた。泥岩トンネルでの事例を考慮すると，岩石の化学組成と透水係数と空気間隙率から，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。岩盤中からは微生物は培養法，遺伝子増幅法で，検出されなかった。岩石内部の間隙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 tuffaceous rocks of unlined tunnel walls that had been excavated 52 years ago at Matuyama Group (Miocene) of Saitama prefecture in Japan was investigated by mineralogical, chemical, physical and biological methods. Sulfuric acid was generated by pyrite oxidation, and glass was dissolved by sulfuric acid, and gypsum crystallized at the surface of wall. The weathering rates (rates of movement of oxidation fronts) were explained by diffusion of oxygen from the wall surface. The relationship between depth of oxidation front (l cm) and elapsed years since excavation (t year) was expressed by l=Rtexp(1/2) with considering the diffusion of oxygen into the rock. The R values at near entrance of tunnel and far from that were 3.2 and 1.3, respectively. The diffusion coefficients of oxygen (De) calculated by the chemical compositions were 3.1x10-6cm2/s and 4.2x10-7cm2/s, respectively. De may depend on coefficients of air permeability of rocks that correlate closely with coefficients of the water permeability (K) and air porosity (na). Bacteria were not found in the rocks. Size of rock pore may be hardly fitted for bacterial habitation.

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