ジオフロント環境に配慮した地下空間の創造・保全・維持管理

都 市空間や地表の環境保全・有効利用のため、3次元的な視点から新しい空間として地下空間（ジオフロント）の利用が注目されています。環境に配慮した地下空 間の創造・保全・維持管理のために、地表から地下深部に至るまでの地盤・岩盤および地下水の特性（力学的、水理学的）を解明する研究とそれに伴う先端計測 技術の開発、こうした特性の不確実性や社会的要求・コストなどを考慮して地下空間をマネジメントするジオリスクマネジメント研究、さらには両者を組み合わ せ複雑な地盤・岩盤・地下水を総合的に取り扱う複雑系の問題について教育・研究をおこなっています。

弾性波分散現象を利用した水理特性評価手法(弾性波透水トモグラフィー)の開発

地 下空間利用の際の安全性を評価するためには、対象領域の透水係数の空間分布を把握することが必要不可欠です。しかし、従来の物理探査技術には、計測情報か ら直接的に透水性を評価できるものはありません。本分野では直接的かつ広域的に岩盤の透水性を調査するための新しい物理探査手法（弾性波透水トモグラ フィー）の開発を行っています。

精密写真測量に関する研究

精密写真測量とは、「パソコン」と「デジカメ」という市販の汎用機器を用いておこなう、高精度な計測システムです。これらのハード機器が高性能化・低価格化に伴って、発展してきた研究分野です。今後、計測技術はますます重要になる研究です。

現 在、施工中のトンネル内空変位計測、岩盤斜面の変位計測、などの適用実績があり、近年の「情報化施工」や「斜面監視・防災」の問題を解決する手段として期 待されています。しかし、それには、高い精度で計測する必要があるのはもちろんのこと、その計測結果を如何に解釈するかということが必要になってきます。

したがって、計測システム自体の研究に留まらず、岩盤に関する解析手法とリンクさせながら、計測から解釈まで全体を見据えたシステムの開発を目指しています。

飽和・不飽和状態の地下水の移流・分散・拡散協働の解析

近年、環境に対する社会的な関心の高まり、およびエネルギー問題の多様化の中で、土壌汚染、地下水汚染問題が注目されています。

こ れらの問題においては、地盤内の物理化学的な挙動を評価することは工学的見地からも極めて重要ですが、従来の土と間隙水の関係だけで検討する事は不十分で あり、温度の影響、地下水の溶質の影響、土粒子成分の変遷による影響などを考慮した熱−水−応力−化学連成現象として包括的に議論しなくてはなりません。

本研究室では特に、高レベル放射性廃棄物の地層処分、CO2地中貯留における処分場付近の長期的挙動の評価、ならびに都市のヒートアイランド対策のための透水性舗装機能解明を目的とした研究をおこなっています。透 水性舗装は通常の密粒舗装と異なり、多孔質で高い透水性を有し、雨水を内部に浸透させることができます（図1）。そのため、豪雨の際には河川や下水道の雨 水処理量負担を軽減し、都市型洪水を抑制する効果を持つことが期待されています。また、浸透した雨水が蒸発することで舗装表面から潜熱（気化熱）を奪い、 密粒舗装と比べて表面温度が低減され、ヒートアイランド現象抑制効果が期待されています（図2）。我々は、このような透水性舗装による都市環境改善の効果 を、実験及び数値解析を用いて評価しています。

不連続変形法（ＤＤＡ）による岩盤解析と実務への適用

近年、斜面崩壊やトンネルでの岩盤崩落事故が、新聞の社会面をにぎわせています。
これらの問題に関連して、岩盤の不連続性を加味した岩盤挙動の解明をおこなうには、現場のデータを利用するとともに、高度な解析技術が不可欠です。

本研究室では、国や地方自治体の機関と協同して、実際の斜面やトンネルを用いて、新しい解析技術、不連続変形法（ＤＤＡ）の適用性を追求し、多くの成果を得ています。