乾湿サイクル下での有機シリコン改質炭質泥岩の崩壊および強度劣化を抑制するために、乾湿サイクル作用下における有機シリコン改質炭質泥岩の無側限圧縮強度および崩壊試験を実施し、乾湿サイクル回数および有機シリコン添加量が改質炭質泥岩の無側限圧縮強度、粒度分布、不均一係数および曲率係数などのパラメータに与える影響を調査した。有機シリコンが炭質泥岩の強度劣化および崩壊特性に及ぼす抑制効果を明らかにし、走査型電子顕微鏡分析により乾湿サイクル作用下での有機シリコン改質炭質泥岩の微細構造変化の規則性を解析し、その崩壊抑制機構を解明した。結果は、改質炭質泥岩の無側限圧縮強度が有機シリコン添加量と正の相関を示し、乾湿サイクル回数とは負の相関を示すことを示した。有機シリコンの凝集作用により炭質泥岩の粒径が効果的に増大し、有機シリコン添加後、改質炭質泥岩の2 mm以上の粗粒子含有量、最大粒径D_maxおよび最小粒径D_minはいずれも著しく増加した。崩壊過程では[10 mm, 20 mm)、[5 mm, 10 mm)、[2 mm, 5 mm)粒子群の改質炭質泥岩粒子含有量の変化が最も激しかったが、有機シリコン添加量が多いほど粒径変化の幅が小さかった。改質炭質泥岩の中央値粒径d₅₀、Weibull分布パラメータ(λ, k)、フラクタル次元D、崩壊耐性指数I_dnおよび崩壊比D_rなどのパラメータは有機シリコン添加量と正の相関を示し、乾湿サイクル回数とは負の相関を示し、不均一係数C_uの変化規則はこれと逆であった。有機シリコンは主に網状構造により炭質泥岩粒子を架橋結合し、その表層に疏水膜を形成するなどの作用を通じて強度劣化および崩壊を抑制する。

路堤工学; 炭質泥岩; 有機シリコン; 疏水改質; 崩壊抑制