研究発表会 1997年
出版

第32回地盤工学研究発表会発表講演集

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タイトル 逆解析への招待
著者 逆解析の地盤工学への適用に関する委員会
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 1〜4 発行 1997/05/26 文書ID 37642
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タイトル 逆解析のための観測配置に関する数値計算
著者 村上章・長谷川高士・坂元貴仁
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 5〜6 発行 1997/05/26 文書ID 37643
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タイトル 非線形モデルを用いた逆解析への考察
著者 鈴木誠・奥野哲夫
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 7〜8 発行 1997/05/26 文書ID 37644
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タイトル 逆解析を用いた杭基礎の水平地盤反力係数分布の同定
著者 東山文雄・大谷順・椋木俊文
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 9〜10 発行 1997/05/26 文書ID 37645
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タイトル Statistical Analysis Factors controlling a Dynamic Evaluation Formula for Bearing Capacity of Driven Piles
著者 岡崎基史・本城勇介・サムエル バイコフスキー
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 11〜12 発行 1997/05/26 文書ID 37646
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タイトル Bootstrap法を用いた盛土載荷時の軟弱地盤変形弱解析結果の信頼性評価
著者 工藤暢章・本城勇介・交田晃基
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 13〜14 発行 1997/05/26 文書ID 37647
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タイトル 圧密地盤の原位置試験からの変形・強度定数の推定
著者 東本明子・荒井克彦
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 15〜16 発行 1997/05/26 文書ID 37648
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タイトル 非線形計画法を用いた一次元圧密定数の逆解析
著者 井手勇慈
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 17〜18 発行 1997/05/26 文書ID 37649
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タイトル 限定境界の不確定性を有した地下水盆モデルに関する逆解析解の安定性
著者 浜口俊雄・長谷川高士・村上章
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 19〜20 発行 1997/05/26 文書ID 37650
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タイトル ABICと拡張カルマンフィルタに基づく逆解析へのクリッギング推定結果の利用
著者 奥野哲夫
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 21〜22 発行 1997/05/26 文書ID 37651
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タイトル 岩盤不連続面のすべりを考慮した逆解析の適用例
著者 柿原満・武山真樹・芥川真一・桜井春輔
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 23〜24 発行 1997/05/26 文書ID 37652
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タイトル 破砕性地盤の工学的研究
著者 破砕性地盤の工学的諸問題に関する研究委員会
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 25〜26 発行 1997/05/26 文書ID 37653
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タイトル 砂粒子の破砕特性とせん断中の粒子破砕との関連性について
著者 児玉信・中田幸男・兵動正幸・村田秀一・足立剛・加登文学
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 27〜28 発行 1997/05/26 文書ID 37654
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タイトル 砂粒子の破砕特性と供試体内における粒子形状の変化
著者 足立剛・中田幸男・兵動正幸・村田秀一・児玉信・加登文学
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 29〜30 発行 1997/05/26 文書ID 37655
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タイトル 密な砂の非排水繰返しせん断過程における粒子破砕
著者 荒牧憲隆・兵動正幸・村田秀一・中田幸男
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 31〜32 発行 1997/05/26 文書ID 37656
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タイトル 粒子破砕を併う拘束圧における砂質土の非排水せん断挙動
著者 中田幸男・兵動正幸・村田秀一
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 33〜34 発行 1997/05/26 文書ID 37657
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タイトル 破砕性に着目した砂のせん断剛性について
著者 高原良太・落合英俊・安福規之・大野司郎
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 35〜36 発行 1997/05/26 文書ID 37658
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タイトル ひずみレベルを考慮した地盤反力係数の寸法効果
著者 大内正敏・湯川保之・前田良刀・倉知禎直・古関潤一
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 37〜38 発行 1997/05/26 文書ID 37659
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タイトル 圧縮性を考慮した砂中の杭の先端支持力と破壊メカニズム
著者 安福規之・落合英俊・大野司郎
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 39〜40 発行 1997/05/26 文書ID 37660
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タイトル 砂の強度パラメーターと破砕性についての一考察
著者 郭じょん敏・落合英俊・安福規之・大嶺聖・大野司郎
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 41〜42 発行 1997/05/26 文書ID 37661
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タイトル 破砕性地盤中の杭の支持力特性に関する実験的研究
著者 片上典久・斎藤邦夫・片桐雅明
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 43〜44 発行 1997/05/26 文書ID 37662
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タイトル 建築・基礎・防災に関する基本的問題
著者 川崎浩司
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 45〜46 発行 1997/05/26 文書ID 37663
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タイトル 天地創水環境-利根川源流とその流域-
著者 福田誠・山口晴幸・宮川均・黒島一郎
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 47〜48 発行 1997/05/26 文書ID 37664
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タイトル GISによる統合地盤モデルの記述に関する基礎的考察
著者 伊藤一哉
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 49〜50 発行 1997/05/26 文書ID 37665
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タイトル 佐賀平野における地盤情報データベースの構築と地盤特性
著者 南知浩・林重徳・秋田賢一・林真也
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 51〜52 発行 1997/05/26 文書ID 37666
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タイトル 地盤調査資料の有効活用を目的とした総合地盤情報データベースシステムの開発と実用化
著者 後藤晃治・石川浩次・西江俊作
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 53〜54 発行 1997/05/26 文書ID 37667
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タイトル 地盤情報データベースの高度利用化の研究
著者 西川剛一・岩尾雄四郎・斉藤昭則
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 55〜56 発行 1997/05/26 文書ID 37668
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タイトル 神戸市兵庫付近の深層ボーリング結果について
著者 辻本勝彦・二木幹夫・鹿島俊英・荒川総一郎・阿部秋男
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 57〜58 発行 1997/05/26 文書ID 37669
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タイトル 土質柱状図による堆積速度の評価
著者 金田正孝・船木秀策・板橋一雄
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 59〜60 発行 1997/05/26 文書ID 37670
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タイトル 二次しらすにおけるSPT時の過剰間隙水圧がN値におよぼす影響(その1)
著者 山本芳裕・前田良刀・今泉安雄・福田伸郎・田上裕
出版 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
ページ 61〜62 発行 1997/05/26 文書ID 37671
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  • タイトル
  • 逆解析への招待
  • 著者
  • 逆解析の地盤工学への適用に関する委員会
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 1〜4
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37642
  • 内容
  • 第32桓け也盤工学研究発表会調査部委員会報糞E−0(舞旨 唾く) 三詳1茂9歪F7月1逆解析への招待逆解析の地盤工、学への適用に関する委員会1, はじめに 地盤工学における逆解析手法は,有限要素法や境界要素法などの数値解析法の発達に伴い,施工計測を基に解析パラメータを同定し,将来の挙動予測に用いるなど,さまざまな問題に適胴されている.従来から,調査・試験僑†測データと,設計に供する数値解析を行う際の入力パラメータとの問には,ギャノプが存在してきた.ことに弾塑性パラメータや境界条件の決定,浸透問題における透水性の評価,および不均質地盤の表現やマクロに現われる異方性の評価には不確実性がつきまとう.そのため同じデータを用いても,技術者ごとに解析結果が異なることがあり,現場計測結果の合理的解釈が不可欠である. 本研究委員会では,逆解析で重要な解の非適切性などに焦点を当て,適胴上の問題点を整理し,地盤工学に紺する適爾について研究を進めてきた.平成6隼4月∼平成9年3月にわたる活動は,基礎的な問題から研究を行うとともに,士質調査から数値解析・設計計算を通じて合理的なSollprofile評価の確立を目指している.ここでは,簡単に活動内容を紹介する.まず,インターネットの積極的な活用により,連絡事項の事務的負挺や打ち合わせの軽減をはかった.特に,基礎的な問題を討議するワーキンググループでは,「材料力学における逆問題」の付録Aやr土と基礎」の講座「地盤工学における逆解析葺を題材に,電子メールを用いたQ&Aを行               表1 逆解析コqキウムい,会議を開催することなく逆問題の非適切性や地盤工学特有の問題について活発に議論してきた.また,公開できる言士測データなどはインターネノトを通じて誰でもファイル転送できるようにし,委員第1園(1994年8月3日〉第2回(ig94隼1絹14日)第3回(1995年1月25日)が砺究に使用しやすくしている.さらに逆解析コロキウムと称して,話題提供を餅究委「土と基礎」の会告に載せ,外部からの参加・聴講を自由にした.表1に話題および講師を示すように,通算10回を数えている.また,勉強会は表(ig95年5月23霞)た,これらの活動の成果は,地盤工学研究発表会におけるポスターセッションやディス第5回(1995年8月21日)第6回(1995年U月6日)第7回(1996年1月24日)学における逆解析の適周と施・昼奮率特一1生を考慮した遵薄琴ホ斤 (山口栄輝)逆解析の基礎理論と地下空洞掘削への適罵(吉田郁政〉干拓地軟弱地盤における沈下予測への逆解析の適屠例について(西村伸一・(奥野哲央〉カルマンフでルタを用いた購造動特性および入力地震動の逆推定・AB【Cの背景とその応馬(柏木蜜久:統計数理礒究所・数学1実構造物の施工管理(森川誠司)・弾性支持された建築構造物の設計力学(竹脇 繊:禁都大学’建築)・切土斜面と地下空洞における逆解栃の適幣〈壷内達也〉・非等方弾性方程式に対する境界値逆閾題について佃沼一実:大阪教育大学・数学〉・士留め誹測管理における逆解析 (酒井邦登〉第8回(1996年4月19田)第9回(1996年12月9R)・原位置透水試験による地盤の浸透特度値の算定方法(竹下祐7−1岡出大学砿と木〉±被りの薄い土砂地山におけるトンネル並設の影響予測1寺本 哲〉蒸発量とvan Genuch重en式を屠いた岩石の不飽和特姓の同定∫今・井 久:ハそト・マ、トンネル内窓変位を爾いた解析パラメータの同定法(吉田秀典1干葉工業大学・土木〉カッションセノションによる中間発表,さらにはr地盤工なぜ地盤工学では逆解折が難しいか? (本城勇介〉山留め掘削工、事の情報化施工、における逆解析の適爾性と問題.点(斉藤悦郎)(清野純史:山口大学・土木〉2に示すように2回実施し,深夜まで白熱する討議を行っ一騎報化施工のための逆解析の利屠(進士正人〉・拡張カルマンフィルタによる透水係数の空間分布推定と地下水流動の将来予測第4回員会内外の講師により行うミニシンホジウムを開催し,話題および講師闘崔田第10回(1997年3月28日)先験情報を用いた杭基礎の水平地盤反力係数分布の同定1大谷 順)・境界要素2去を硝いた腐食闘題に対する逆問題解析(天谷賢治:東東工業大学・機械)工、管理に関するシンポジゥム」で最終報告を行った。表2 勉強会 本報告では,逆解析とは何話題および講師開崔日かということから,地盤工、学における逆解析の現状紹介,第個逆解析の成功捌と失敗例(荒井鬼彦)さらに残された問題について G995年4月2Hl逆解析における非線彫問題の取扱について(芥贋真  神戸     ∼22il)等關介在物を用いた物性の逆解嫉法1堀 宗fl1』)まとめたものである.第2圃 (1996イド9川gロ     ー20目)財く)線形逆散醜解析  一理論と’笈験一 リム瀬墨  岡山人学・i  i木)繁東【}8上業大学・機械、あいまいな先験情轍を利紺した逆娼1題解析 (ll材く 繁1東京W勧at’s New on lnverse Analysls i“Geolechnic議田nginee船g9∼1一 2.順問題から逆問題へ 逆問題とは何かということを理解をする場合には,まず順問題について考えてみるとよい。今,順問題を原因(または入力)から結果(または出力〉を求めることと定義すれば,逆問題はそれとは反紺に,結果(出力)から原因(入力)を求める問題である。一般に讐われる「逆解析」という書葉は,この逆問題を解析するということになる.では,逆解析はなぜ順解析に比べて難しいのであろうか。これを説明した《)のが図1である.一般に,数理モデルの挙動(出力)を示すためには,入力は!つではなく,いくつかの入力がわかっていることが必要となる.これらの入力を数理モデルに導入して結果を得る解析が順解析である.これに対して,その逆つまり,出力としての挙動を謝測し,この計測結果より,漂因の中の未知である三つの入力(たとえば地盤物性)を求める問題が逆間題である.しかしこの場合に,計測データに誤差を含んでいるとしたら得られる推定値の信頼性は期待できない。また,地盤工学の問題では,出力(ここでは,観測する変位〉の数と推定する入力パラメータの数が等しい場合は稀であり,これらの数が異なる問題がほとんどである,このような状況が逆解析を難しくしていると言える. 次に,どのような逆間題があるのかということであるが,地盤工学で震施されている逆解析は,図!の例のように地盤物姓を推定する問題が多い,しかし,工学で扱われている逆問題としては,図1で示した入力の中の境界条件あるいは初期条件を求める問題や場に作胴している外力を求める問題,その他,領域や境界の形状を求める問題や場の支配方程式を求める問題もある.また,逆解析は用いた数理モデルに依存しているため,広く数理モデルの最適化ということも含めた逆解析が考えられる,最終的には,逆解析を実施す入力1.荷  重2.初期条件薩物性i  一 舞痩角翠ン析 (一一需””逆解析4,境界条件るのに一般的な方法はなく,問題やその数理モデル,さらに計測データ図1 順解析と逆解析にあわせて,見通しのよい方法を使って行くことになる.3,解ける問題,解けない間題 今,原因である来知パラメータx(’1×1〉があり,結果の観測データy(η∼×i)との関係が,y聯Axの観測方程式で表されるものとする.ここに,A:観測行列(〃!×めである.観測方程式について,未知パラメータ数nと観測データ数’ηの大小関係から次の3つの場合に分けて考える,Case1(’2’>n〉のように観測データ数〃∼が未知パラメータ数’2より多くなると,観測方程式のすべての条件を満たす解を求めることができない。〃膣3,’笹2の場合を例にとると,図2に示すように観測方程式は3本の直線で表現できる.また,Case2(〃!鴬n)のように観測データ数’ηが来知パラメータ数’2が等しい,すなわち観測行列が正則で逆行列が存荘すると,x置んlyのように求められる.’排2の場合には,図2にボすように観測方程式は2本の直線となる.解である未知パラメ…タはこれらの交点であり,x凱(τ1,ぎ2)7となる.さらに,Case3(〃1<’3)の場合は,解が不定になる。,岸2の場合は,図2に示すように観測方程式は1本の直線となり,その線士ではすべて観測データを満たすことになる, このように,観測行列Aが正則でなければ,yが得られたとしても簡単にはxが求められないことがわかる.逆角皐季斤力{うまくV・カ・な)・場合Oこは,イ吏用しようとする数理モデルと観測X2データでは,1)Case1のように糸吉果から推定される原因がない場合(解の存在’i生),2)Case3のように結果から推定される原因が多数ある場合(解の一意性),3)たとえばCase2の2つの直線が同じ様な勾配をもち,結果が少し変化したとき,推定される原因が大きく変わる場合(解の連続性),などXCasel(m>n)がある。このような場合は,逆問題がxCase2(m㍑n)図2 未知パラメータと観測数学的に非適切(ill−posed)な問題と呼ばれている.一2一κCase3(m<B) 4、非適切性とその苅処 一度数理モデルを選建すると,非適切性は逆問題に特有なものになる.したがって,逆問題自体,すなわち数理モデルを変更しない限り,非適切性を除くことはできない.このような逆問題を解くために,さまざまな工夫がこらされている、ここでも線形モデルの観測方程式y躍Axを考えてみる.適切化の方法は,大きく分けて以下に示す2つの方法があると考えられる。  a.観測方程式での観測行列について,逆行列が存在するように数学的な操作をする、  b.未知パラメータである解空問の範囲を小さくさせる. aについては,逆行第が存在するように行列を変えることである.これには大きく分けて2つの方法がある,ひとつは,観測行列を正則化させる方法であり,もうひとつは直接的に逆行列を求める方法である.前者は特異値分解に代表され,後者は逆行列に類似性をもった一般化逆行列を求めて解を得る方法である(代表的な一般化逆行列としては,反復型一般化逆行列・ノルム最小型一般化逆行列・最小二乗型一般化逆行列がある)。これで,逆解析と線形代数学が深い関わりがあることが理解いただけたのではないだろうか.bについては,たとえば,図2のCase3では,直線上が解空問になることを説明したが,この問題にある先験情報(事前情報)の直線を1本加えると,Case2のように解が得られることになる.また,来知パラメータの確信度を先験購報として,緩い拘束条件を目的関数に加える方法もある.これが,今日逆解析で広く用いられているベイズ理論やこれに時間更新アルゴリズムを加えたカルマンフィルタ理論の適用につながるのである,また,これらはbの場合だけかというとそうではなく,aの場合においても,先験惰報に相当する新たな行列を加えることで,その適切化が行われる場合(たとえばテイホノフの適切化)があり,そういう意味で非適切性の適切化には先験情報鷲1薫繋1蕪 一鰹欝灘1  i齢解析では普遍的に成功する手法というのは存在せず,問題ごとに,また用いた数理モデルごとに対処が異なることを特に強調したい,よって,非適切性が起こらないような数理モデルを選定することは,逆解析の理想と言える.                図3 逆解析手法5. 地盤ユニ学における展開{列 地盤工学における逆問題に関する研究は,粘弾性地山のトンネル周辺に生じるクリープ変位の測定結果から,地山の初期応力および粘弾性パラメータを求めるところから始まった,この後,コンピュータの発達を背景に有限要素法に基づいて,地盤や岩盤の計測データから物性値を推定しようとする研究が行われるようになってきた.本研究委員会では中問報告にもまとめたように,山留め・根切り,トンネル・地下空洞,斜面,盛土,基礎,地下水,地震動などにわかれ,.以下のような目的で研究が進められてきた.   一定となるパラメータを推定し,将来的な地盤挙動を予測する.   数理モデルとそのパラメータの推定を通し,現象を解明する. 地盤工,学の逆解析が難しい理膨は,構造物のスケール,地盤の不均質性,モデルの複雑さに比べて,計測データが少なかったり,隈定された位置でしか計測できなかったり,条件が類似している計測データしか得られていないなどの点が挙げられる.各問題についてすべて紹介することはできないので,ここでは盛土,地下水とトンネルについてまとめる. 盛土の逆問題は,地盤の変形や間隙水瑳、を計測して,弾性係数や透水係数などを推定することに編購麗誌崖熱姦畜li    l錘鋼誤差に加え,Taylor展開など線形化によるモデル誤差も無視できない、一般に,土は弾塑性構成式で記述されることが現実に即しているが,地盤変形から弾塑性パラメータを推定する喪い手段はほ⊥』  ⊥・  ⊥   ,⊥} 』⊥・蓋1翻鑓とんどない,この理由は,弾塑性挙動が載荷経跨ilに依存するため,ある時点と場所での変形を表わ髭畦す初期応力状態と弾塑性パラメータを唯一に特定できないことによる.そのため,非線形弾性モデlillll睦llルのパラメータを推定する方が容易である.もう少し単純に線形弾性モデルを用い,地盤の安定性図4 盛±基礎の計測を評価することにより,施工管理を行う研究もあ一3一 る.また,このような圧密沈下の時系列データを,1次元放物線型偏微分方程式の解により構築される農己國帰(AR)モデルで記述し.そのパラメータを推定することにより最終沈下量を予測することも行われた. 地下水の問題では非常に広い解析領域の中で不均質な材料が分布しているため,求めるべきパラメータが多くなる一方,水位を計測する井筒の数や場所に制約を受けている.他の分野に比べて早い時期に逆解析の困難に対し種々の工.夫が試みられており,これらは論文や書物にまとめられている.計測データが多く取られ,解の存在性が間題となる場合には,謝測データと解析結果の誤差二乗を最小とするようにパラメータを推定する最小二乗法が多く用いられている.さらに,誤差の正規性の粂件をはずした最尤法(MaximumLike勲ood)も用いられてきた.しかしながら,上記に述べた園難さである解の一慧性や安定性が解消されないことから,パラメータ自身にも条件を付加し,観測行列を正則化することが考えられた.この方法は,ベイズ推定やカルマンフィルタは先験情報により,統計的にパラメータに拘東.条件を与え,適切化をはかろうとするものである.その後,領域分割のモデル選択に対して尤度を駕いた赤池情報量基灘(AIC)により最適化が行われた.近年では,ベイズ推定などの先馬剣蒋報が客観的ではないという批判に対し,計測デ…タのトレードオフするような赤池ベイズ情報量基準(ABIC)に基づく拡張ベイズ法が提案され,パラメ…タ推定と同時に最適モデル選択も解決された, トンネルについては,古くから逆解析の必要性が主張され,実用化がもっとも進んだ分野かもしれない.盛土と同じ様な罪線形な問題を引きずり,ゆるみ領域の推定をはじめ,変形予測や安全性評価などへの適用が研究されてきた、近隼では,各有限要素の非弾性ひずみを未知パラメータとするような解の一意性のない非適切な問題に対して,ノルム最小化規範を導入する研究もなされている. このほか,ここでは紹介できないが地盤工学ではいろいろな構造物に逆解析が適用されており,有胴性が認められてきた。逆解析で重要なことは,なんども述べているが数理モデルを選択した後のパラメータ推定であるから,複雑なモデルから単純なモデルのどれを選択するかは討測データの量や条件から検討することである.すなわち,良質なデータが十分に与えられたら複雑なモデルを用いてもよいが,そうでないときは無理に使わない方がいいということである.6.今後の展望 地盤工、学における数燈解析技術の近年の発展には屋覚ましいものがある,数値解析が対象とする問題は,地盤や岩盤の変形問題や地下水の浸透間題,そしてその連成問題等多岐にわたっている.複雑な現象に関わる闘題に応じて,解析手法も積極的に提案・整備されており,いろいろなレベルにおいて実用化が図られている.数値解析が道具としてのより広く用いられるためには,数値解析に入力する地盤物性や地盤・岩盤の状態のパラメータをいかに正確に推定するかが決定的な鍵を握る。逆解析手法が現場での入力パラメータを得るための切り札となりうることは疑いのないことである。しかし,これには解析手怯の開発・整備のみでは限界があり,計測手法もこれに合わせて改良・開発を図るべきことを強調したい. 現在まで,逆解析手法の研究は「非適切な逆問題をいかにうまく解くか」ということに関心が払われてきた,結果に関する不十分なデータから相当の精度で原因を推定できる場合があるため,計測の重要性がやや軽視されてきたきらいも否めない.その一方で,地盤工学においては謬測と解析とのバランスをとることの重要性が議論されつつあり,先駆的な研究も行われている.諸般の理由からデータの質と量が限られてしまう地盤工学の逆間題では,他の分野に比べて誹測と解析のバランスをとることがより切実に要求されることは確かである。 葬適切な逆問題を解く逆解析乎法がある程度の兜成をみつつある,この成果を活かして,逆解析の大きな適用先である数値解析の入力パラメータの同定という目標を達成するためには,もう一つ上の逆解析を行う必要が感じられる.この逆解析は,逆問題自体を変えてより適切な問題に設定し直してしまうことである。具体的には「入カパラメータを得るためにはどのような計測をすべきか」という問いに答えを与えるものである.これには計測手法のみならず数値解析手法との連携も必要であり,決して容易な問題ではない。しかし,計測が眼られてしまう地盤工学において,数値解析の実務での重要性が今も増大するのであれば,この問いにきちんと答えることは不可欠であろう.7.おわりに 本報告は逆解析の地盤工学への適用に関する研究委員会の活動についてまとめたものである.詳細な内容は6月に行ったシンポジウム論文集に掲載してあるので,参照されたい.なお,本碕究委員会は太賑委員長,村上幹事長をはじめとする表3に示すように総勢30名の委興で構成された.最後に,地盤工学会調査部の方々や本研究委翼会に協力していただいた方々に感謝する次第である,                         表3 委員一欄メンバーおよび所薦(敬称略,順不同〉太田秀樹(金沢大学),村上 章(京都大学),鈴木 誠(清水建設),荒井克彦(福井大学),大谷 順(熊本大学〉,酒井邦登(東急建設〉,清水則一(山臼大学〉,進±正人(応爾地質),本城勇介(岐阜大学),諸戸靖史(八買工業大学〉,吉磁郁政(東電設雷十),石原克治(礒建設計),伊藤政人(大林組〉,大谷義則(ヒ蟹セ),斎藤悦郎(フジタ),阪上最…(基礎地盤),滝 昌和(復建調査設計),壷内達也(東急建設),寺本 哲(大成建設),中村 晋(佐藤工業),平井芳雄(竹中工務店),山簾栄輝(九州工業大学),大石雅彦(露石),奥野哲夫(清水建設),小島謙一(鉄道総研),西村伸一(岡山大学〉,長谷川 明(八戸工業大学),古廻 毅(欝本構造橋梁),堀 宗朗(東京大学),森属誠司(鹿島建設)一4一
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  • タイトル
  • 逆解析のための観測配置に関する数値計算
  • 著者
  • 村上章・長谷川高士・坂元貴仁
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 5〜6
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37643
  • 内容
  • ε一2舞電321塁1圭也董盤二£学石汗究発蓑会(熊本) 平成9{1三7月2逆解析のための観測配置に関する数値計算京都大学農学研究科 正会員 ○村上  章   同 上    正会員   長谷川高士   同 上    学生会員  坂元貴仁1.はじめに 逆解析や施工管理を行うためには、適切に観測計雛を配置することが必要である。そのための数値指標が従来から、いくつか提案されているま)㎜6)。本文では従来の指標を列挙するとともに、基礎地盤上に盛土載荷がある場合の数値計算を行って、それらの適胴姓を検討する。2.観測醒置のための指標 観測配置の適・不適をはかるための数値指標として、従来から図1のような提案がなされている。ここで、観測方程式がμ=ん(ap)+ε従来の指標㊥感度係数三)と表わされる時、観測値に対する未知数の感度は∂μ(1)蕊                           @推定パラメータの信頼性に関する指標            ∂ん                            2)一4)          H二一            ∂T                                (がR㎜三H)一1 (2)である。数値指標としては、図1にある行列((2)および(3))の条件数、あるいは行列式、最大固有値、traceの最小化といった                           a事後共分散行列に関する指標5)16〉スカラ指標が挙げられる3),4)。(1)の感度係数は観測行列Hの成                               (M−1+HTR一王H)㎜1 (3)分として(2)や(3)の行列に含まれているため、ここでは独立に取上げることはしない。行列(2)は推定パラメータの信頼性に関                            ただし、1∼:観測誤差の共分散行列する指標であると属時に、その逆行列が最尤法や非線形最小2乗                              ハ4’:未知数の事前共分散行列法に現われる。また、行列(3)は事後共分散行列であり、カルマンフィルタの計算過程で毎回更新される。両者の行列指標はそれぞれ異なる意味を持つが、逆解析結果における誤差の拡大を     図L観測配置の数値指標できるだけ防ぐために、こうした行列の条件数などがともに大きくなりすぎないような観測配置が望ましい。この検討を行うには、具体的な事例について数値計算を実行する必要がある。 工藤・本城3),4)は盛土下の基礎地盤や杭の事例について、上の数値指標を整理し、それらを適用した数値計算を行っている。本文では、日本道路公団山形自動車道試験盛土7)の観測配置について考察する。3.数値計算 図2は山形自動車道試験盛土のモデル7)を示す。排水境界は地表面である。観測配羅の候補として、図3にある標準的な計器配置を参考にしながら、例えば図4にあるような4ケースの計器配置を対象とする。併せて麟序については、均質、二麟、三顧とした場合を考えるが、以下の図では三層とした時の計算結果を示す。行列(2)や(3)の条件数をそれぞれのケースについて逆解析過程で計算し、両者の推移を考察する。蛇△「                 zxOm20猟図2 山形自動車道試験盛土のモデルOpむim&l locatlon of measurement devices for invelse analysis:Akh題MURAKAMI,T&kashi騒ASEGAWA and Yoshi臨oSAKAMO〕臼O(σ照4豊α読e5c1とool oノ・497』蜘1加7η15c蛋επcε」ζyoオo Uπ漉γ5吻)                   一5一 冨囲甲囲函薗▲  A  Aム」Case2CaseiCasc4Case3図4 解析の比較対象 Case1,2, 4:沈下謙測、Case3:側方変形計測塩 (H「R−IH)PI20⇔O  (M顧㌧H[R弓H)皿1・⊥0. ⊥・ ⊥.、⊥堕・.1」』蝋電ll駅loo○⇔314Casヒ図3 標準的な計器配置図5 行列(2)および(3)の条件数(実観測値)× G毫sc1團 Case3《Casc20 casc4翻 Case3倉  Q  血l ooi2○O o O O O σ圏×弩ぺ  5D00il)2o×   圏  圏  翻  麗E…《Casc20 Case4× (〕asel× 翼        ×     ×           ×  ×  ×P圏×   ×     .      ×         ×一8麗一」_は_」 一一鳳.譜_一一一                          〔}  鰯一翻_一一團“渦_雌   lo  。   観測ステッデ{}  3。  。  1。  3・  3・                                  観泌1ステソフガR触  邸行列(2)および(3)の駄肺樹仮想鵬観測値) M一三+ガπ・H 基盤が三層から成る場合(図2の要素で上から3層;次の3鰯1次の4層とで物性が異なるという層構成)、図4の4ケースについて事前情報と変形に関する実観測値(表面沈下あるいは側方変形)とを糟いて計算した条件数を図5に示す。観測期間が更新されるごとに条件数も変化していくが、この図は第王ステップの値によっている。図5によれば、Case1とCase3では行列(2)と(3)の条件数はほとんど等しく、ともにその値は小さい。指標計算に実測値をそのまま屠いると、未知数が収東していない2ステップ以降で好ましくない結果を得る。そこで、通常の有限要素解析で得られる変形を仮想的な観測値として、2ステップ以降の指標計算を行うと図6を得る。この図もCase1と3とが観測期間を通じて、逆解析には好都合な配置であることを主張している。Case3のような法尻下側方変形はしばしば過小評価となり、逆解析には有用でないデータを提供することもあるが、本文の設算はそのことと独立である。また上でとりあげたケースは一例であり、他の様々なパターンで検討する必要がある。結果は当β発表する。なお数値計算にあたっては、元本学学生野呂真嗣氏(現鹿島)の助力を得た。記して謝意を表します。参考文献1)村上 章・長谷月1嵩士:Kalmapフィルター有鰻要素法による逆解折と観測節点配置,土木学会論文集,第388号,pp227−235,1987 2〉桜井春輔・芥月1真一・山田美紀・進士圧人:逆解析のための変位計測パターン選定に閲する一考察,トンネル工学研究発表会論文・報告集,土木学金,VQ14,pp34ヱー346,王9943)工藤暢章・本誠勇介:逆解析を前堤とした観測計翻の評価指標に関する考察、第31睡地盤工学砥究発表会,p浄1−2、1996 4)■藤鮨章・本城勇介:逆解栃を嘩1提としノこ最適観測計画決定α)ための評価指標α)一考察,」ヒ本学会第51回年次学徳『講演会,CS−18,pp36−37,1996 5)吉瞬郁政・豊田耕一。星谷  勝:時1斑更新を考慮した逆解析と観測点配置の評価指数,土木学会論文集,第543号,pや2牲一280,19966)衛川 梧・星谷 勝1ペイズ推定と翔体ぱねモデルを耀いた逆解析における観測点配置,土木学金第51回奪次学術譜演会,1−A136,pp272−273,19967)太霞秀樹・石川 勇・菅井一嘉・飯塚 敦:軟弱地盤上に施ユされた商速道路試験盛土による変形とその数値シミュレーション,地盤工学における逆解折の適期と施工管理に関するシンポジウム論文集,地盤工学会,1997一6一
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  • タイトル
  • 非線形モデルを用いた逆解析への考察
  • 著者
  • 鈴木誠・奥野哲夫
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 7〜8
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37644
  • 内容
  • 第32回地盤:瑞妬屑ほ発表会E−0く熊本) 平成9年7月3非線形モデルを用いた逆解析への考察清水建設(株)和泉研究室 正会員 ○鈴木 誠・奥野哲夫1. はじめに 地盤工学では,限られた土質試験結果から地盤挙動の予測や安全性評価をしなければならない.このとき,解析モデルのパラメータを土質試験だけでなく地盤挙動などの観測値を硝いて設定する逆解析は,情報を最大隈に利用するという観点から有効な手法となる.しかし,逆解析に用いるモデルが線形であっても,解の存在性,解の一意性,そして解の安定性のどれかが欠けた非適切問題となることが多い.これらの葬適切性に対麺するため,ティホノフの適切化が提案されている1)。この手法は,観測誤差の園的関数に未知パラメータの拘束条件を加え,逆マトリクスを解き易くする正則化技法である、類似の手法として,先験情報として未知パラメータの統計的性質に基づく,ベイズ推定とカルマンフィルタが知られている.カルマンフィルタは,状態空間モデルの観測更新(フィルタ)にベイズ推定を用いたものであると考えることができる21、その他,時問更新(一期先予測)が加えられており,基本的には線形モデルにガウス性ノイズを仮定したアルゴリズムである3}.本研究は,地盤工学ではよく薦いられる非線形モデルを対象として,ベイズ推定と線形化手法を取り入れた拡張カルマンフィルタとの差異を検討し,ノイズなども含めたモデル化について考察する、特にここでは,最小二乗解が粥いられるような解の存在性がない葬適切な例題を対象とする.2. ベイズ推定と拡張カルマンフィルタ ベイズ推定とはベイズ統討学の1つの統誹的推定であり,基本的には条件付き確率で説明される.xが原因でzが結果となるようなモデルを用いることから,Zが生じたときXが生じる条件付き確率密度関数ρ(xIZ)は,ρ(xIZ)躍ρ(zIX)ρ(X)!ρ(Z)のように表される.これがベイズの定理である41.ベイズ推定とはρ(xlz)を最大にするようなxを求めることとする.重要なことは,ベイズ推定はモデルの線形・非線形に関係なく成り立ち,非線形の場合はρ(x)がガウス分布でもρ(xlz)はガウス分布にならないことである,この点をできるだけ忠実に再現するため,非ガウス分布は確率密度関数を離散化した近似法をベイズ推定に利用する. 拡張カルマンフィルタは,システム状態方程式と観測方程式からなる状態空問モデルである.ただし,ここでは研究の目的に必要な説明に留める. システム状態方程式:x,誕x,、、;  観測方程式:z,篇h(x,)牽w, 本研究では文献6)に示されている例題を取り上げ,非線形モデルを用いたときのベイズ推定と拡張カルマンフィルタの差異について検討する.解析条件については文献6)を参照されたい.また,観測値が一括で得られた場合と逐次得られた場合,および拡張カルマンフィルタでは局所繰返いの有無についても検討する.これらの6ケースを表1に示す.3.解析結果 各ケースの解析結果として,推定されたxとρ(xIz)を表2に示す.図1に事前分布の確率密度分布をコンターで示す、また,観測値を一括処理したcase4∼case−3を図2から図4に,観測値を逐次処理したcase−4∼case−6を図5から図7に示す。これらの図は,横軸がκ1を縦軸がx2を示している、また,感覚的に理解しやすくするために等高線の問隔が異なっており,最大点などの正確な値は表2に示す.case−1とcase4はベイズ推定の一括処理と逐次処理の結果である.どちらも同じ事後分布となっていることがわかる.一括処理では拡張カルマンフィルタ(以後EKF)の局所繰返しをしたcase−2の推定結果は同じとなるが,EKFはガウス分布近似をしていることから,事後分布の形状は異なったものとなっている,また,EKFの局所繰返しをしないcase−3は,推定結果も差がある.狂KFの逐次妃理は,観測値の順序により推定結果が異なることが知られており,局所繰返しをしたcase−5でも一括処遅のcase−2と異なっている.これは観測更新ごとにガウス分布近似しているためである.もちろん,局所繰返しをしないcase−6でも大きく異なる.どの手法も逐次処理では,観測蔓新されるたびにp(xlz)は大きくなってきている.ここでは載せていないが,ベイズ推定では観測値の順序を変えても,最終結果は同じになる,4。おわりに 葬線形モデルを対象とし,先験情報を胴いた逆解析が適絹する解析手法により異なる推定結果となることを示した.ベイス推定ではρ(xiz)を最大にするようなxとしたが,拡張カルマンフィルタではB[x]を求めているわけであるから,推定値の意味が多少異なる.これらを考慮すると,精度的にはベイズ推定はEKFより優れていることがわかる.また,解析手法の容易さや適薦性といった尺度からはEKFは実胴的なものである,逆解析は設定したモデル(観測ノイズも含む)に依存し,どれが正しい結果ということは限定できないことから,実務での目的に適した解析手法を選定する必要がある.参考文献: 1)B纏i,H.D.:材料力学における逆間題,裳藁房,1983、; 2〉村上 章・長谷川高士:確率論的逆解析法の相違一拡張K&lmanフィルタ有限要素法とBayesアプローチー,農業土木学会講演要旨集,pp.470−471,至989.; 3)片由 徹:応常カルマンフィルタ,朝倉書店,1983.;4)Aag,A、猛S・a翻馳ngW・R、:土木・建築のための確率統計の基礎,丸善,1977、; 5)Jazwinski,A.H、:Stochastic process and filtering theory,Academic Press Iac,,1970.;6)佐藤忠僑:地盤工学における逆解析,3.逆解析手法,土と基礎,Vol,43,No.5,pp.67−72,lgg5、Study oq由e I紅verse Analysis usiag the Noa−li熟ea罫Model Makoto SUZUKI and Tetsuo OKUNO(Shim玉za Co、)一7一 ,-1i:- 2ir ;t-2 '1 o 1 2 3l If }7{(47 ),t,)o(:,2 -1 o-2 - i o 1 2 32 32 *i ol- 3 case-2l- 2 case-12 3]- 4 case-3tto-2 - I o 1 2 3-2 -i o2 3l- 5 case-4・2 - o 1 2 3c,,Q{oo*2 *o2 -i o 1 2 3-2 .i o 1 2 32 3]- 6 caSe-5Fttoo-2 * I o 1 2-2 -1 o2 3l- 7 case-6-8-*2 - I o 1 2 3
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  • タイトル
  • 逆解析を用いた杭基礎の水平地盤反力係数分布の同定
  • 著者
  • 東山文雄・大谷順・椋木俊文
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 9〜10
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37645
  • 内容
  • E−4第321匹1地盤工学倒院発表会(熊本) 平成9年71二】4逆解析を胴いた杭基礎の水平地盤反力係数分布の同定     熊本大学工学部 正会員  大谷 順五洋建設(前熊本大学大学院)正会員 ○東山文雄     熊本大学大学院 学生員  椋木俊文はじめに 水平荷重を受ける杭基礎に対して、その水平地盤反力係数を求める方法は、CLangの式三)や運輸省港湾技術研究所で提案されている算定式(以下港研式と呼ぶ)2)等がある。一般に広く用いられるChangの式は、杭一地盤系を連続体の片持ちばりと仮定した4階の常微分方程式であるが、実務においては、これを用いてある変位に対する逆算値として単∼の地盤反力係数を求めている。しかし、実際の反力係数は、地盤物性変化に影響されるべきであり、杭の荷重レベルにおいてもその非線形性が存在すると考えられる。現在、杭の設計法は許容応力度設計法から限界状態設計法に移行しつっあり、設計自身の考え方もより定量的に評価されるようになることを考えると、このような真の値を追求することは大変意味があると考えられる。 一方、今田では、実測データの蓄積量とその質の膚上から、これらの計測結果を罵いて、いわゆる逆解析を実施し、地盤物性を同定することが地盤工学においても広く実施されている3)。一般にr原因」からr結果」を求める問題を順問題(順解析)と呼ぶが、その逆である逆解析では、通常r非適切性」が存在するため、これをうまく適切化しなくては逆解析を成功させることはできない。特に、地盤工学のように求めようとするものの数が観測データの数を上圓る場合が多く、この適切化は必須である。 本研究は、実際の水平載荷実験結果の変位計測データを胴いて、実際の杭の水平地盤反力係数分布を同定することを目的としている。ここでは、有限要素法を用い、非適切性の解決策として地盤物性(例えば、N一値や土被り圧等)を先験情報として用いるベイズアプローチを適用している。今圓対象とした実験は、運輸省技術研究所で実施された模型実験2)であり、港研式を罵いた予測値との比較検討を行った。また、最終的に計測データの量とモデルの選定の関係についても検討を加えた。実験概要および港研の式 港湾技術研究所で実施された模型実験の諸条件を以下に示す。        (a)杭の曲げ剛性300x106(kg£cm2〉;(b)載荷高さ0、25(m);(c)根入れ深さ2、1(m)なお、本解析では、載荷重がp魂50、4(kg)での実測値を用いて解析を実施                                     表4 検討ケースしている。また港研の式は以下の通りである。一般の地盤反力係数は式(2)により求められる。ケース  皓P。5(疇/c/5)(・〉κ凱讐(鰯/‘醒3)(2)CASε一A    Bη                』yCASE−B3ここで、P:地盤反力、β:杭径、x:深さ(地上より〉、y:変位レベルCASE−C4である。CASE−D”観測節点数2解析方法および解析モデル 解析方法として、有限要素法を胴いて、要素毎に地盤 ,、25。、k9基準 CASE l CASE2CASE3CASE4CASES 澱(・m)                                              ドおロ111反力係数鳶を離散化し、これを杭径で除した値θをベイ                       ・。22222ズアプローチを用いて同定する。本概究では、未知パラ                       8。3333344444                                               えのむメータベクトルとその先験情報として網いる地盤憶報と                       3。・5555                                               450666の関係を、パラメータCを介して、θ篇‘Nとおいている。                                               600777ここで、cの初期値は、最小二乗法により決定する。杭                                               90056の諸条件は、模型実験で用いたものと同様のものを胴い848                                              T20095る。また、模型実験により得られた観測データを用いて                                              まさむの109地盤反力係数を同定する上で、観測節点数および要素分                       18。。馨マτβ.3一β.石・”割モデルに注目し、逆解析を行った。これは、r解の                       2髄一意樵がない」という非適切性の解決と醐時に・モデル          図。1要素分割モデルの検証をすることにより、より精度の良い解を得るためである。それぞれの検討ケースについて、表4および図一玉に示す。Ide亥1ti£ication of horizontal subgrade reaction using back an訓ysis    Kumamoto Universiもy,JDtani,F、Touyama,T,Mukunoki∼9一 解析結果および考察 displacement(cm) まず、図一1の基準モデルを罵いて、観測節点数の変化に対する逆解50析の精度について検討する。港湾技術研究所で行われた模型実験により褥られた荷重一変位分布および逆解析により得られた荷垂変位分布150     5    10匠5Qを図一2に示す。どのケースに関しても推定変位は実測値にうまく収東していることが言える。また、港磧式を用いて算定された地盤反力係一                              ∈数と逆解析により同定された地盤反力係数の分布を図一3に示す。上層ε                              5については、藺方の値は、よい一致を示しているが、下層(80cm以下〉3                              ℃では・逆解析により同定された値の方が小さくなっている。一般に、、薩」一50一達00一150港研式は、杭の最大曲げモーメントが現われる深さまでは比較的よい・200予測値を示すとされている。本実験のモーメント最大値の深さは、約50cmであり、その範囲においては、逆解析結果は港研の式の予測値と一250比較的よい一致を示しており、本解析手法が有効であることを示して図一2 荷重一変位分布いる。次に、要素分割モデルの変化について、表2は、地盤反力係数の嗣定結果および同定された地盤反力係数を屠いて推定した変位の2coeffldent of sζ’bgrade reactめn乗誤差である。この表からわかるように・要素モデルの違いが同定精 0.00度に影響を与えることは明らかである。また・表より・CASE2の要0.00素モデルが今回の逆解析に最も適したモデルであることが書える。O,50  1.00  1。50  2.00  2.50  3.00一20、00吻一real vaIue図一4は、各ケースについての荷重一変位分布である。この図からも、一40.00CASE2の要素モデルが、杭の挙動を適切に表していることは明らかである。このように、要素モデルの違いが、逆解析による同定精度に影§ 一60.00                             _三響を与えることは明らかであり、求めるものや状況に搭じた要素モァ孟一80。00                              のルの選択が必要であると考えられる。              で一肝・CASE−A一120、 本論文では、杭の水平載荷実験結果を用いて逆解析を実施することにより、地盤の水平地盤反力係数の岡定を試みた。解析結果は、港研}▼一一一 一  剛向 ㎜一幽一CASE−C一一一・ヤトー『一自   一   一帝一CASE−D_一_再㎜    _¥海、、、策、OO釈阪賄一肇40、00式での予測値と良く対応しており、常いた解析手法が有効であること ◆・・CASE−B  v一100,00おわりに『 ユ }図一3 地盤反力係数の深度分布を示した。また、モデルの選定と計測結果の関係についても議論し、得られた実験データの質・量に適合したモデルが存在することを示し     displacement(cm)4  6   8  ∫0  12  τ450た。今後はもっと多くの実験結果に対してこの逆解析を実施すること一2  0   ∼  は言うまでもないが・モデルの選定と計測結果の質・量の関係について検討していきたい。最後に、実験データを提供いただいた運輸省港 Ol湾技術砺究駈の菊池喜昭氏に深く感謝します。Il轄イ∈表一2 地盤反力係数同定値ε潔さCπ簸研算足基攣CASE1CASε2CASE3CASε440002Z∼OO267OO2660026Z00…63OOO89褥o00835009330093300918OO569OO31025002050016670166501639Q1O.6o(》55437503τ27025330253τ0249201545525σ38σ4G3533035300347675Q0655505000049960 4918Io502T2肇9070000699413502「5a8309000CASE5007625℃1薮σ2288図一4 荷重一変位分布一 一  一 }   } 脂τ650 189895聴1000195013000…807420431907923129901279003204 闇 一 ㎜04119r参考文献」 1)土質工学会:杭基礎の設計法と 一  一 }05950その解説、406−420;1985。12、102)菊池喜昭、高橋邦夫、鈴木操:繰返し水平荷重下で大変形する砂地盤中の杭の挙動、港湾技術研究所報告・第推定変位の二乗誤差02440  02398  0∼360   16290   39屡…O  O702031巻、第4号;1992,123)木下慎逸:拡張ベイズ理論に基づく杭基礎の逆解析に関する研究;平成6年度熊本大学修士論文一10一
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  • タイトル
  • Statistical Analysis Factors controlling a Dynamic Evaluation Formula for Bearing Capacity of Driven Piles
  • 著者
  • 岡崎基史・本城勇介・サムエル バイコフスキー
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 11〜12
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37646
  • 内容
  • E−4第32圏地盤■、学研究発表会(熊本) 平成9年7戸15Sta垂垂s建貢餓嚢A舩蚕ys蓋s o聡賑c重ors co鵬甜o闘嚢照9譲》y販我㎜煮c Ev麗且盟麺o皿廻oガ職腿藝盆           foガ琵3e題r藍lmg C盆藝}我《:嚢ty of亘)r長ve皿P嚢且£SG漁Unlverslty           Dop重、ofCMI Eng.      Yusuko Ho再oUaiversi重y ofMassac勤鷲se重ts Lowell Dep重ofCivil Eng、    Samuel PalkowskyNagoya U熱iversity  Dept.ofGeotech、and E熱viro職mental E織g、Motof勧mi Okazaki1.L賦翻odUC謡0難measurement by double integration oft簸e acceleration measu「ement Paikowsky,Rega籠and Mc60nne11(1994)have build up a da重abaseat{hepiletoP、Ihepileset,{hepe㎜a識entdisplacement,however,toeval秘atevarlousdynamicanalyslsfbrbeadngcapaciIyofddve聡pilcs.丁鉦e main pa抗ofthis da重abase is ca蕪ed PD几丁,and co織tainsisnotobta1ned ffom thc mcasuremen重,bu重estima重ed ffom cmplr量calrelatlon as set=1/BPI,wherc BPI lsわ10w cou熱重s per玉lnc勤of208dynamlc mcas斑emen重cases o熱120plles monitored durlngpe煎e重r&tlon ofthe pile、丁難us Eq、(1)is replaced asld麺vlng,fbllowedわy a s重atic load test to fail慧re              E       κ篇    ∬ In亡his study,重he energy approach me癒od,wh三曲is a simpledy簸amlcpilebea由gcapacltyevaluatiodb罫m鷲laproposedby        μ  (%5εオ〉  (4)          5θオ+                2Paikowsky(1982)ls st縫died by regression a織alysis on重his da重abase.Only EOD(e臓d ofd娠v隻ng)data is呈n重roduced iれ重he aaalysis in t振sstudy Physical into甲reねtlo口of t勤e statistical analysis results areP罫eseRte己FlnaUy,a fヒw recommendatlo熟s are made to improve the猟isdy盤amicresistance,R越,ncedtobecorrectedtot歎estaticreslsta熱ce.Pu,byaco汀ectioa鉛ctor晦as:          年尾,・π、    (5)e罰ergyapProachmethod、K甲徽ybecorrectedfbrsoiltypesaswellaspilotypes, Inthlsstudy,t紅iscorrelatiodactorlscalibratedbasedo熟t歎e2.Tbe冠nergy APPro織cbTheenergyapProachisbasedoneaergybalancebe㈱ee漁e重o重alPD危T database me臓tio職ed earlier、enelgydelive副tothep達eand廿}eworkdonebyt熱epile/soilsys重e狐齎etotal work60跨eわy each hammer blow ls calcula重ed as fbllows:3。D8ta and Met熱od ofAnalys韮s Many factors o口each observation case are presented l農the匹κσ(5+望)daねbasc.By carrying ou重some p影e蕪minary analysls,howcver,lt ls(1)      2determlnedtolimi重t勤efactoronlytosldeaadtipsoi1敬pesandpiletypein重hepresentanalysls n縫mberofdatafbreachcaselsW紅ere凡:yleldreSiStanCep罫esented in T紐b蓋e1,ム..,a㎜    Rg偽㎞    S:pllosot,6enotiagPermaaen重dlsplaceme織tofpile_  Q甲quake,denoting elastic de薪o罫mation ofplle/soil system The pfoblems relating t短s eva1鷲a重ion ofR騰わase(圭on Eq。(至)a!・e(1)thee㈹gyt罫ans驚署’e面omahammertoapileisdlmc鷲1ttoev心ate,and(2〉t紅ereisdi重fヒronccbetweo“thcstatica“ddy織amlcsoilresistance.頚the energy approaGh met}10d proposed by Palkowsky(ま982)has                5overcome these pfoわlems by following means:(1)Thee総ergyderlvedtothepileiscalculateddirectoIyffomthe  Tab且e1Number ofdat&fbr eac難Tip Soil Ty萎)e categorymeas鷲rements ofaccelera重ioP aΩd force d面ng dflving:Eド∫ア(解(f)雄            S引    ’quaRg  罫ig・1Resls重ancovs.dlsplaceme臓tat重hetopof重hepile(2)宏ip SollL亙)PSDPTypewhcre F(t)l fbrce sig照l at the pile top歪br Ihc analyzedわlow、   V(t〉:velo吻sゆala童theplletopfb曲ea簸alyzcdb玉owv(の=∫a一(む)詑(3)whereac。(t)・accelerationmeasurementattheplletoP薮o曲eαaySlltSDPClay254Slしt6慧Sand3111Gmvel43Type55Sand37Gravel1Rock&Ti賎2王Total69anal移ed blow.LDPSide Soil7194829Roc裟&掌i蕪1−otal                              notαLDP=large dlsp pile,SDP=small dlsp pileThe maximum displace組en重ofplle,Dm眠,is also oわtai熱ed{}om t紅e                          −11一691229 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  • タイトル
  • Bootstrap法を用いた盛土載荷時の軟弱地盤変形弱解析結果の信頼性評価
  • 著者
  • 工藤暢章・本城勇介・交田晃基
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 13〜14
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37647
  • 内容
  • 旺一2第32圃地盤工学研究発表会(熊本) 平成9年7雇6800tstrap法を用いた盛土載荷時の軟弱地盤変形逆解析結果の信頼性評価岐阜大学 工学部 学生員 工藤岐阜大学 工学部 正員  本城建設省 中部地方建設局  交霞暢章勇介晃基の個数mを列数、パラメータの個数nを行数とするnx環行列である。この論文では、(3)式による信頼性評価法を、1.はじめに 地盤工学をはじめ多くの分野で、逆解析の研究が盛んに行われている。逆解析でモデルのパラメータ値を推定することは大切でありるが、それと問時にその推定され線形イヒ法による信頼{生評価と呼ぶ。(2)Bootstorap法による循頼性評価 Bootstrap法とは、統計的推定値の確からしさを評価する方法であり、手に入った一つのサンプルから、手には入る可能性のある多くのサンプルをモンテカルロシミュレーションにより発生させ、評価を行うことを基本としている(蟹ron,1982)。Bootst職pと書う言葉は、鞍紐を締め直して自分のカで再生すると言う古い成句からきてた値がどの程度の儒頼性を持つのかを確かめることも重要な課題である。それは強いては推定されたパラメータ値に基づく予測の精度に影響してくる。そして、さらには限られた計測費用の中で、推定されるパラメータ値の精度を最大隈度にするための観測計画の立案にも役立つ情報を提供する。 本研究では、骨格が線形弾性体で、その間隙を満たす水がダルシーの法則に従って流れるという、いわゆるBi償の圧密方程式に従う地盤上に、盛土の様な載荷をしたときの地盤の変位値と間隙水圧の観測値から、地盤の力学パラメータ、すなわちヤング率、ポァソン比、浸透係数を推定する問題を取り上げ、この信頼性評価をBOQtstrap法を用いて行い、この結果を従来から行われてきた線形重回帰分析の手法を汎用した誤差評緬手法と比較し、後者の評価精度を調べることも目的としている。あわせて、観測計画の立案へのBootstrap法の利胴についいる。 Parameセoric Bo破strap法を、逆解析のパラメータ推定の信頼憔評価に用いる手順は、次の通りである。 ステップ11観測値のノイズの分布形を仮定し、得られた観測値からその分布形のパラメータ値を推定する。 ステップ2:得られたパラメータ値に基づき、モンテカルロシミュレーションにより多くの観測値を生成する。 ステップ3:ステップ2で得た多くの観測値の組それぞれから、逆解析でモデルパラメータ値を推定する。 ステップ4:逆解析により得られた多くのモデルパラメータ推定値から、その推定信頼性を評価する。ても触れる。3。計算例2.Bootstrap法による逆解析結果の俗頼牲評価(玉)モデル地盤と載荷条件(1)線形化法による信頼性評価 設定モデル地盤を図一1に示す。麟厚躯の均質地盤でヤ 逆解析を非線形重み付き最小二乗法として定式化した場合の観測方程式は、次のように与えられる: ング率Eは100t∫/m2、ポアソン比ン・0.3、鉛直方向透水係数ky・0.0086m/day、水平方陶透水係数kx・0.008舳/dayでア=f(o)粍ある。変位に関する境界条件は、底薗國定、側面水平変位拘束、浸透に関する境界条件は、上面のみ排水で、他は非排水である。なお、全計算時問は時間係数で2に近く、十分に圧密を終了する時關までを対象としている。ここに、yは観測値ベクトル、θはパラメータベクトル、f()はモデルを表すベクトル関数・εは誤差ベクトルで(2)観測値ある。 観測値の不確実性、また観測項目(鉛直と水平変位、間隙水圧)、観測間隔については表一璽に示すように設定 パラメータの推定値は、次の評価関数Jを最小にするθとして、推定される: した。すなわち、ケースAでは観測項関は3種類すべて■(0)算(アーf(0〉ゾ髪帽1(7ぜ(0〉)で、A−2はA−1に比べ、観測間隔は変わらないが、観測値ここに、Vεは、誤差の分散共分散行列である。の不確実性が増し、またA−3はA−1に比べ、観測値の不確 この方法により推定されたθの信頼性は、線形重み付き簸小二乗法の理論を汎用して、その分散共分散行列表ヨVθを次のように推定する:実性は同∼であるが、観測間編が2倍となっている。水平方向   %漏(x「死一三め”1ここに行列Xの各要素は、       ∂f   {馬ゴ}器{雌}。冶 (m)ケース設定(標準編差・観測回数・観測項目〉鉛直方向 闇隙水圧 金期闘での(t/1Yl〉 (置蓋ヒ)観測回数20水平変位・鉛直変位・闘蔭裳水圧050020水平変位・錨藪変位・間隙水圧0・1〔)〔)隻0水平変位・鉛1姦変位・間1験水圧ケースA−1(10iO0005O lOOケースA−20〔)100,025ケースA−300玉00005観測項目       ∂0ノケースB−10,0玉000050,10020すなわち、行列Xは観測値ケースC−1O〔)100,OO50,10020水平変位・鉛直変位鉛直変位・間隙水圧 (ポアソン比瓢0、30)繭abま1ityassess爾ent・fresu王tsofi員versearlalysis・ae組bank船ent・as・ftgr・uρdbyb・・‡sをrap旧ethodN。buakiK。d。(Gi£uU自iversity),Yusukell・nl・(ditt・)alldAkim・t・隔alita(湿i{listry・fC・nstructi・n)                       一13一 裏一2 弾性係数・ポアソン比・水平方陶、鉛直方向の透水係数“)推定雌とその分散および榿関行列0「30王OOO70 00089②一〇85i1000212E−8③一〇〔)47一〇1711〔)000真値ヱ526loooo線形化法による分散 194真値BS法による分散!B⋮i5 BS法による推定最﹁ ︸11︸ス︷。 ︵BS法による推定母BS法による分散線形化法による分散一〇8611〔)00一〇9031「000()io7一〇2764,39E−6 212E−7(3)0107 1000一〇376一〇〇340,1071000一〇882一〇276一〇8821000一〇897一〇〇〇300870055一〇.089487E−5『 『i31E,一600086 00086lP匠 』00088300E−56、70籍,一8492E−5637露一7 ④)86540,1360000012)861目3E−50.〔)0330.00E−0 871E−9③不能④lo(1(IQG300()、00861(ll)(14所与00070’ 一0.0086q、112)0.0089げ2,39E−8 ③25,∼所与i35E−61)18所与玉57£一6 245E−8一〇861一〇87400750,130 一〇443ioOO一〇376一〇、882 0,003一〇〇(51一〇,903 一〇〇3401620056 10000001、〇三62}OOO86 00086謝算一〇861一〇4430300looo(}10(}o0,107(ll線形化法による分散真値298E−5一〇、171 一〇〇610,075030三 00071289E−51000一〇171一〇〇〔)500911「000僧︵β165一〇86玉一〇、005一〇874一〇〇6玉 一〇〇61㌔︶一、監﹃ヌBS法による分散豆000一〇,171 一〇〇6王 一〇9021000ゆ、’一〇902②0.0068(41一︵21団BS法による推定環 lool(}一〇〇61① 1,000oOO86 000860301)一〇〇4713})賦00089030〔)410E−4一〇851④([D玉000 00910,130 10001、94E−5 249E−8451E−4‘)藺︸〆i2BS法による分散 1774164E−5i51E−5BS法による推定量 田120 0293線形化法による分散ー00086 00086③一︵璽則直}1000)0300(182 i43E−5線形化法による分散 118A︵3BS法による分散①④、︵1BS法による推定羅 Il)ol)4)︶3、㎡︹1ー   ’ー−真値lo(1〔x)︷︵alD線形化法による相閲行列ブートスト ラツブ法による相関行列推定儀と分散(璽、)1000一〇8820「0820,0030056 一〇U305151,000IOOO0「5玉5一『0,306一〇.1611,OQO}  }一一一一一〇334一〇5530,082玉、000一〇11,3 一〇8971,000一・0「871一〇.0030055i「000一〇9玉8一〇、871ioOO0087一〇.089一〇、9蓋81000皿一一一0「,306不能㎜1000一〇、334 一〇553一譲糞一〇1611〔)oo一㎝1001)一〇522一〇i19一・052210000,017}一}一・一〇1裏90017一皿1000一()924一{)、924ioOl)        (卸弾11係数(し’隻聾1) (功ポアソン比 ③水平方向の透水係数(m、/(.la y)④鉛漁方向の透水係数(m〆day〉6tf〆m2 一方、B−1はA−1に比べ、観測項蜀が変位のみとなり、間隙水圧の観測は行わない場合である。最後にC−1は、oA−1に比べ水平変位の測定を行わなかった場含である。韻.藍覧占3B−1とC−iの観測値の不確実性の程度と観測間隔は、A−1とd(i範  31ぐ1○ぐ1同様である。 Boots粧ap法では、表一1に示すような統計量を持つ観測vZZZ〃Z〃ZケZ〃Z〃シL5   L5m値を40個発生させ、これに基づいて重みつき最小二乗法によりパラメータを推定し、その結果を集計して統計量     睡遷を求め評価した。 ケースB−1では、推定値はかなりの偏差を持ったが、モデル地盤と計算条件(3)計算結果と考察BS法で評価された分散は、それほど大きくなかった。 表[2に説算結果を示した。表にはまず各パラメータのkxの推定値が0に近づく傾向があり、線形化法では先に定真値、Bootstrap法(以下BS法)による推定値と分散、線義した行列Xがランク落ちとなるため安定せず・共分散形化法による分散を比較している。さらに、BS法と線形行列を算定できなかった。化法による相関行列を比較している。 ケースC−1では、4つのパラメーターを同時に推定しよ まずケースA畷では、4個のパラメータすべてについて、うとすると逆解析の解が金く収束しないため、ン・0.3は偏差のない値が推定されており、各推定分散値はBS法に既知として解析を進めた。この場合他の3つのパラメーよるものが線形化法によるものより、等しいかやや小さタはほとんど偏差無く推定され、推定分散もキ1と比較しい値となっている。また、二つの相関行列は驚くほど等ても小さかった。また相関行列は、BS法と線形化法で非しく、Eとン、kxとkyの閻に強い負の相関がある他は、ほ常に類似した結果を与えている。とんど相関はない。4.結諭 ケースA−2では、推定値の偏差はやや大きくなり、また 今回の計算範囲で得られた結論は、以下の通りである。推定分散値もかなり大きくなっている。相関行列を.艶る(1)線形化法で得られる推定分散{直は、BS法で得られるそと線形化法による相関行列はA−1と大差無いが、BS法の相れらよりも大きめの値を与えることが多かった。関は特に透水係数に関係する部分で小さくなっている。(2)測定項霞は、観測聞隔や観測の不確実性の程度よりも ケースA講の結果は、ほとんどA−1の結果に近く、今園本質的な影響を逆解析に与える。設定した測定間隔では、その影響は小さいと、思われる。(3)測定項霞が十分であれば、推定値の偏りは少なかった。一一14一一一
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  • タイトル
  • 圧密地盤の原位置試験からの変形・強度定数の推定
  • 著者
  • 東本明子・荒井克彦
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 15〜16
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37648
  • 内容
  • 舞尊321縫け色衆建コニ聯:雁汗究発表会E−2(熊 本) 平成9年7鍔7圧密地盤の原位置試験からの変形・強度定数の推定正会員荒井克彦  福井大学工学部O(株)エムズシステム 正会員東本明子荷重においては軸方向変位を計測したとする。1.はしめに1塊盤の翫密トの非線形挙動から、宿効、芭・力表示でのMoh1−CoulQllib強度定数(1’、φ’を推定すること表一i物性定数を試みる。ここでは、地盤の原位置試験から上述の強度定数を推定する手法を提案し、実際地盤への適用方法を検詞弾性係数E笛100t銃漁2する。地盤調査においてよく行われ、解析にも用いやすいポアソン比ン=0.33ボーリング孔内水平載荷試験(半径方向荷重)、深届載荷試透水係数k篇0、000864m/day験(軸方向荷重)を対象とし、軸対称問題として扱う。糖着力c’鎧1,0t位m22.周題の定式化:圧密解析のために、赤井と田村の手法せん断抵抗角φノ篇30。を糟いる。応カーひずみ関係をD駄nc扱n−Ch&ngモデルによ『6ご’5    5ず冨’7解析結果を、仮想、的に二つの荷重一変位計測データとする。’3’1’ひ’まず、載荷の初期段階で弾性状態と考えられる計測変位か∼5ら初期接線係数と透水係数を求める,、次に、これらの物性定数と全段階の計測変位を用い鐸lohr−Coulo“lb強度定数を卿oσ図一2を求めたときの地盤の物性定数を表一1に示す。計σ’53餌”∼4.計算結粟:図一1にモデル、図一一2に計測結果を示す。イモデル1(半径方向荷璽)選択し、半径方肉荷璽においては半径方向変位を、軸方向         図一王 0005  03 0、004Q制0003へ0.25軍ご 0,2℃o00、15も2㎝00020−  01 005  0time(step)0123456789 0.012 0001   0ノti est0123456789   Oε α01ε》008∬0の》iii1 2 3 4 5 6   8      time(stp)器・,・・6E−000180五』℃る000、004.望0002   0αの0123456789 一〇〇〇2        time(step) 半径方同荷重軸方向荷重図一2 計測変位Back  An&1ysis of defbr星11臓tion and s宅rength【)凛rameters from i11−situ tesしs coasidering consoKdation;Arai,K(Fukuiuaiv’)andHigashil1}oto,A(m’$sysむe111)                  一15一』372モデル2(軸方向荷重)測点として、実際の原位置試験において計測可能な位置を        O,35∼  55脳’ 5求める.⋮⋮﹄72β鰹6’’8述の二つの原位置試験を行ったとしたときの、非線形圧密δ 76⋮﹃﹃13.実際農爾への適朋方法:ある仮想地盤を対象とし、上9  8いる、,この問題を初期ひずみ法によって解決する,,24   4’F3  ﹂ゆイr ’ほとんど影響を受けないという性質が逆解析を困難にして剛37    7蝋変化させる変数として応力を用いるが、応力は変形係数に∫5り近似する。非線形解析における増分法では、変形係数を 鳳0.001図一3は、図一2の載荷第四段階までの観測値を用いて行った、線形弾性を仮定した逆解析結果を示す、,軸方向荷重では、弾性係数、透水係数O性を仮定した逆解析結果を示す。軸012345678910012345678910iteratiQnnumber方向荷重では、弾性係数、透水係数について、8∼9割の精度で正鱗1が得iteration number半径方向荷重‘ 012345678910iterationnumber0001られた。次に、上述のようにして得られた弾姓係数を初期接線係数とし、初期接線係数と透水係数が既知として、Mohr−Coulomb強度定数の逆解O析を行った結果を図一4に示す。0123456789100123456789τ0iteration number軸方向荷重託eration number0123456789雀0耗eratioηnumber図一4では妥当な結果力賜られているが、収束計算の初期値を変更する図一3 線形弾姓を仮定した逆解析と、十分な結果力將られない場合もあり、c1、φ’の逆算は必ずしも安c 100定した方法ではない。この理由としては、c’、φ’の複数の組み合わせによって計測変位に近い計算変{立が得られることが考えられる。実用的oに、cノ、φ’を推定するために、0  5  10 15iteration number半径方向荷重0  5  10 15iteratlQnnumberφ’の値を固定し、c’を逆算したc’ ・φ’関係を図・5に示す。0  5  10  15iteration numberG二つのc’一φ’関孫の交点は正解を与えている。この方法により、安定したc’、φ’を得られると考えられる。5.あとがき1以上の結果より、Qヶ所で二種類の漂位置試験を行い、0  5  10 150  5  10 15iterationnumber託eratbn number0  5  10  15iteratiQnnumber輌封プヲ向霧r重二つのc’一φ1関係が得られれは、図一4(〆、φ’を正確に推定できる可能性非線形逆解析結果がある。                6                5                             d4              ∈              \3              い              一              )2              0                重                001020  30  4050Φ(。)図一一5参考、文献1c’  φ’関係b∫へ1・、遺IK(・)111亭】日、舞ndK。llmaK(llヲ81〉EsTIMATk)NC)ド$OILI)AR醐E「1’ERSB鵡EDON  八10NITlllREll)へ4・VEMlllNT(1)1・’SUBSOiLUNDERCONSOLIDA「「10N;              S⇔h..AND FOUNl)A「rlON Vd24No495−1G82)荒井克彦,渡辺知幸,田行啓・[『(玉983)多次ノ翻三密数{直解析手法の比較;                   士。質二£学会論文報告集VoL23No3一16一
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  • タイトル
  • 非線形計画法を用いた一次元圧密定数の逆解析
  • 著者
  • 井手勇慈
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 17〜18
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37649
  • 内容
  • 第32回地盤工学弼1究発表会匹一2(熊木〉 ・F成9年7月8非線形計画法を用いた一次元圧密定数の逆解析千葉エノジニアリノグ(株) 正会員 井手勇慈1 はじめに 断続的かつ不規則な盛土荷重の増加や基礎地盤の沈下に伴う盛土への浮力の発生.などを考慮、して、特定の深度における過剰間隙水圧の発生’消散の過程や、沈下謝設置箇所以深に生じる沈下量などを数値的に予測するためには、差分解の適嗣が有効であるP。しかし沈下対象土屡の圧密定数については、限られた圧密試験データから一義的に設定される場合が多く、差、分解などによる予測値と問隙水圧謝や屡別沈下謝が与える観測値との畢離は無視でないのが一般的である。本報告では、動態観測データをもとに、非線形計醸法を用いて一次元圧密定数とその深度方向の分布を逆解析し、現位置における過剰問隙水圧の変動とそれに伴う圧密沈下の挙動を高い精度で予測するための手法を紹介する。2 差分解による沈下予測匪.墨灘鞠豆調璽副調 問隙水圧計および層別沈下計の設置深度を考慮して、圧密対象屡(全層厚5m)を園一1のようにほぼ均等に分割し、各土層に岡一の圧密定数を与える。図一2は、差分解による順解析で求められた節点4における過剰間隙水駝△u4の発生・消散の過程と、土層2−6で生じる圧、密沈下量S2−6の予測値に併せて、動態観測で得られた過剰間隙水圧△u、1と圧密沈下量S2づの実測値をプロッ1・したものである。7図一1 ±麟分害畦と圧密定数経過欝数(ヨ)    0    20   40疑茎5L匿難馴020     40      60     80 経過日数(日〉   2。_ユ60   80\   図一2 順解析による△uぺ S2_6の予測値と実測値の比較ノ これらの実測値を予測値と比較すると、節点4では過剰間隙水圧の消散が遅れており、また土屠2∼6の圧密沈下の進行も緩慢であることが分かる。したがって以下では、圧密対象屡中の各分割土屠における一次元圧密定数(圧密係数C V c体積圧縮係数m V l)とその深度分布(層厚H l)を非線形計画法によって逆解析し、過剰間隙水圧の消散および圧密進行の実測値をトレー一スするための最適解を求める。3 圧密定数の逆解析 逆解析の方針は、差分解によって求められる時刻tにおける予測値△tl、1・1およびS2−6・tを、時刻tに対応する実測僖ムU4,fおよびS2−61,に可能な限り近似させるために、分割された各土暦の圧密係数C V1−6・体積圧縮係数m V l、6および屠厘H2、6ql Dの最適な組み合わせを非線形計画法を適用して求めることである。ここでは、節点4における過剰間隙水圧と土暦2以深の沈下量のすべての実測値に対する予測値の乖離の度合いを最小化するために、次式を目的関数として最適解を求めるく注2〉。Back aI篭alysis of o貧e−dimensio船I consolldatlo熟parameters with a鍛appllcation of nα1−li織ea甲rogrammlng蒲et熱od:Y球jl Ide (Chib&Eηgi黙eering Cαpor滋ion〉一17一 min[Σ11一(△α4:1/ムロヂ )12 十Σli一(S2_6:1/S2_63)}2]  (式一1)<注1>屠別沈下計の設置深度からH1=80cmを固定する。また間隙水圧計の設置深度から、}{2+亘3=170cmおよ   び頁、げH5+R6編250cmであり、これらを演算上の制約条件とする。<注2〉ここでは実測値として、過剰間隙水圧と沈下量のデータセソトが得られている。この場含には、2つの目的関   数、すなわちmi n lΣ{1一(△嫉41」ムα4材)}2](式一a)およびml n[Σ ll一(S2−6.t/   s2_6,,)12](式一b)を同時に満足しようとする多目的間題となる21。しかし一般的には、爾者を同時に   満足する完金最適解は存在しないため、一方の目的関数の値を改善するためには他の目的関数の値を改悪せざる   を得ないような消極的な解(パレート解)を求めることになる。したがって(式一1〉を満たす解は、(式一a)   または(式一b〉のいずれかを満足するパレー1・解となる。4 逆解析結果に基づく差分解 (式一1)を解いて、各分割±1層のCVl・mVIおよびH Iが図一3のように求められる。図一4はこれらの圧密定数の深度分布を考慮して、△u4およびS2_6を差分解によって予測した結果に実測1234567値を併記したものであり、(式一i〉から得られる一次元圧密定数(圧密係数C V l・体積圧縮係数nl V l)とその深度分布(層厚HI〉に基づく差分解による予測は、実務的にナ分な精度を有していると判断される。図一3 逆解析による圧密定数の深度分布 経過日数(欝)8門03因穫謹2踵醸20     40     60     80雀 5・♂ぐ40N lOの㎜ {匿圃卜  15鍵噸0020    40   60 経過日数(日〉8020{魏一1\『一一、一㎜ ㎜ 闇  ㎜ 一  } 』  一 』 』図一4 逆解析結果を用いた△uぺS2略の予測値と実測値5 まとめ 過剰間隙水圧の発生・消散および圧、密沈下の進行過程を予測する場合、圧密定数の深度方向への変化を明らかにすることが必須の条件であり、順解析の視点からは、圧密試験を数多く実施して信頼性の商い地盤モデルを作成することが重要となる3ら本報告では、間隙水圧計・層別沈下計が単独もしくは併せて設置されているような場含、現位置での実測値に基づき、非綜形計画法を用いて一次元圧密定数とその深度分布の最適な組み合わせを逆解析することによって、厩密対象層内に生じる沈下挙動を糖緻に記述できることを示した。この方法によれば、比較的初期の動態観測データから将来の圧密進行を蕩い精度で予測することや、何らかの事情で不連続的となっている動態観測データを補完することなどが司能でロある。く参考文献> 1)井手、若月1多屡地盤における一次元圧密の数値解析、土と基礎Vol43No.7、pp.43∼45 1gg52)坂和莚敏1線形システムの最適化、pp.160∼162、森北出版」993 3)岸尾、伊奈、橋本、長屡、本多1地下水位低下時の圧密沈下における透水係数分布の影響、第31回地盤工学研究発表会講演集、pp 649∼650、1996一18一
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  • タイトル
  • 限定境界の不確定性を有した地下水盆モデルに関する逆解析解の安定性
  • 著者
  • 浜口俊雄・長谷川高士・村上章
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 19〜20
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37650
  • 内容
  • 第32回地盤工学研究発表会E−7(有眞 噂く) 三F∫茂9葦ド7月9既定境界の不確定性を有した地下水盆モデルに関する逆解析解の安定性                  京都大学大学院農学研究科正会員○浜口俊雄                  京都大学大学院農学研究科正会員  長谷川高士                  京都大学大学院農学研究科正会員  村上 章                     Basic e(まuation                 Bol燃daτy(o聡dition1.序論地下水盆とは,不透水性基盤高が盆状に広がり,澗囲が分λ霧 ▽犠卜(器)1水嶺または水位境界で閉包されている領域を指す,FEequatiOU下水盆における透水係数を数値解析で客観的に同定するぬ=砥+1ω直↑ク}一  卑β篇瓦処〔峯}の5M犀かφ7φ4v+伊φぜy    F            鰐5罧ん繍φ『▽7▽卿   Pω齢砿’ゲ蝋轡☆御’“一ウ漁φTお獲㌧噸   1,4嵩一材申05 輔      ・【L餌、幡〔▽1りa届一σ QごL8ワゐ撃ゐ       on典   帳耳冠、遡y {     鳥£o     月   G≦γ,≦LΣ了、訓         r≦虚M“dllied tennω一一9嵩叫9+(圃ω1’々御嘱轡Mo(灘fミede(1瞬ion第二に.地表の降雨の浸潤によって,地下水の非貯留域M・齢ed e(麟1・n略から貯留域喋へ不飽和浸潤水が流入する現象を簡易     駈盧+声風珂+砂ζ直+9的にモデル化(背水域モデル1〉化)する事である,第三に、Arr鵡gede(luatioa上記2項目を定式化する事である.上記の事柄は,筆者らが本発表までに,境界の平面移動を従来の平面地下水モデルに組み込むと岡時に0一拡張理論2)を用いて有限要素方程式化し,鵬域から嚇域への不飽和水の流入量塗を・[静]微Hぎ別{矯{妙多一H射   圭             l                   i沌%一M㌦θダ、 β幅一ハ4㌧(1一の3’、 鴻㌦θε篇一Mβ   △ε            △4                  △’⇔騰溺織鵡Rβ孜mmgedequ乱tio登場域内の降雨浸潤量を入力値とした応答関数によって簡便に算出し,背水域モデルを表した3)、この修正モデルと[廓1]{簸H幾細ll参}憾H馴その定式化によって・移動境界を有したモデルの逆解析が可能となった3〉㎜5〉.一方で,当モデルの逆解析は、数値実験から,最終的には透水係数が真値に問定されるものの,解の収東過程に多少の不安定性を有している事が分かった嵯),6),本発表では,その解の不安定性を逆解析プSt飢eo(1戯ton彊巫測{1※牒識ll鴇臼セスノイズの一面から熟考し,その問題を打開する・最        図L修正モデル定式化後に,境界水位の解析設定値が問定に及ぽす影響につい                        醗e(】tiv(}P・1・・sityO.1ロ…IB』P。[vi・usb・undaliesて数値実験を試みた結果を報告する.             3動、.2.同定数値実験筆者らが求めた地下水盆における平面不圧地下水流動の有限要素方程式は図1で表される6〉・この定式群から,逆解析手法に拡張KalmanフィルタFE殖を用いることで,移動境界地下水モデルの透水係数岡定を行うことが可能となる6)、本逆解析手法では,プロセスノイズと観測ノイズReabi員tyが考慮されているが,プロセスノイズの扱いが特に難しく,逆解析解の安定性を左右してくる.例えば,実現象.ivatiOnを物理モデル化して考えるときの若干の誤差が,プ環セスノイズの一部として寄与してくるため,複雑な物理挙動を扱う場合に,同ノイズが表面化してくることも多い,このことを踏まえ,本モデルの逆解析解を吟味する./伽1)oints1001η14碗…一』』『』…一』 !1一[』』1[呵4嘲酬16×lo㎝5P置〆5‘=cjiGOm⑳P・e呂c【i1〕(}〔目}・・m〔i載・ies 数値実験の対象として,図2のような等方均質な仮想             of WatedeveiVeItlcaI地下水盆を用いた.解析期間は,時間ステップを!旧と考section       HO“乙(》11talpl職えた61日分を与え,観測値は模擬的に順解析で作成した,       図2;仮想地下水盆また,透水係数の初期値は真値100m/dayに対して200m/dayを与え,初期水位分布は全体的に高めの水位分布を与えた.観測ノイズには,全実験とも2,0×10−3を考えた.最初の数値実験で得られた結果が図3である.この結果からも分かるように,同定値が,解析期闘の中程で一旦収束した後,過小{直に更新されるが。すぐに逆の過大殖にSlabUltyol thehvelsely AnalvzedSoiu“onslb【監heGmundwatel Basin MQdel wilh UElceUai搬yon tlle Pms{llbod Bo1量nd親ies:Toshio l{AMAGU()HI,Takashi影{ASE(]AVVA and A kh a M U獄AK AMI(Kyot o Unl鞭星si{y)一19一 更新され,その後再び緩やかに収束している.これは,拡張1く哉lma11フィルタに用いるプロセスノイズの設定が適切にな  0Eiasp{!d 巨me(daン)o20             40されていないためと考えられる.それを裏付ける結果が図4 臼 50旦に現れている.同図から見て取れる様に,同定値が類似した 臨oo収束傾尚を残しているものの,先の結果とは違い,終始穏や 習照かに収束していく様相を呈している.爾者の相違点は,プロ 霞1麺調200ロ 編 鰭1駐o)’…ノー一赴mO 旨本解析アルゴリズムでは,プロセスノイズ設定値が大きくなるにつれて,観測更新計舞時に,その時間ステップで罵いる観測構報の借頼性を高く扱い,逆に小さくなるにつれて,それまでの誹算によって得られた事前情報の方の信頼性を高く扱う7〉.従って,本移動境界モデルの逆解析では,事前惰報の信撫轡:駿畿 3030 日臼コo 汝シ20頼性を高く考えた逆解析を行うことが必要であると分かる.3.不確定性をもつ水位境界の影響実問題の解析モデル設定において。モデル化の一種として,01“o臼o 且50セスノイズの設定値のみである.前者の解析では0「i咀という設定であったのに対し,後者の解析が4.47×10刈であった.60 7マ10呂呂10&例えば境界条件をr厳密でないが,概ね境界の現象を捉えた値」,つまり境界条件を,時間平均値で考えて規定する箏が征々にしてある。実問題に対して,既定境鼻に不確定性がありながら。それを考慮していない境界条件の設定を採用した逆解析では。所与のノイズ設定値を調整しながら,解の収束監・精度・安定性が確保されるように計算することが望まれる.したがって,実地盤に適用するための前準備的な数値実0oル             くひ60o El邸pω甑星ne(“ay)図3:逆解析結集(1)験を行う必要がある.本稿では,図2の仮想地下水盆モデルoの水位境界が,変化幅1mの時間的周期関数で変化しているものと想定し・逆解析の際の水位境界条件を,上記関数の時間積分平均に当たる値0とおいて数値実験を行った.その他G   0の設定は、ノイズ設定値も含め,全て図4の場合と同条件に。   5Gした,図5はその結果を示している。岡図から、透水係数の冒20             轟D60 Elasped 嫉mI}(αay)図4.逆解析結果(2)E臨pω[1駅(day)ユ0            4母160脚實 臼岡定値は観測点のうちの一点が水位境界に近いために, 境界騨。                         昌2{}0雛値の周期的変化の煽りを受け,同定値が40欝目でほぽ真魑付詣  o 圭50 餌近に近づいた後,小刻みに変動している.しかしながら,その40賑目以降に関して時間平均の観点から捉えれば,固定値は真値と概ね等しく,収束したと書える.』∼∼蓋GO巨調4.結論本稿では,不圧地下水盆モデルの逆解析解の安定性を増すために,プロセスノイズに藩目した,同ノイズの当初設定値が3!6倍異なる2つの数{直実験を行い,プロセスノイズが収束Symbols、Pro50ribgd⊃0 扇100) 貰コり 儀30Lin躊s  ,撫tim剛¢d匿 臼診2020 シ7 7− 10ユG暫過程に及ぼす影響を比較検討した,その結果,本モデルでは岡ノイズを或る程度小さく設定すると,解の安定性に寄与する事が分かった・また,水位境界条件が不確定性を持っているにも関わらず.解析簡略化のため,それを考慮しない境界条件を既定した場合の逆解析について,解の精度と安定牲について調べた,その結果から,解の収束性は存在し。精度はかなり良好ものが得られると分かった.ただし,同定結果は,00o  20           却            60   £1謎5po【聾 監ime(d議y} 図5;逆解析結果(3)                 時間積分平均値をもって収束植とすることが望ましい               次或る値付近で小刻みな変動をしている期間において。の段嚇では, 不確定性を有する境界条件を状態量に含めた逆解析を行い, その不確定性に対処させる予定である.参考文献1)長谷川高士・村上章・浜口俊雄 :拡張Kalmal1フィルタによる地下水モデルのパラメータ勝定と地下水位変動量評価による賜丞螢決定土木学会論文集No505/1H−29,19942)河原田秀夫:自由境界聞題理論と数{直解法,            繭汰学聞阪会,i9893)浜陰俊姫長谷ノ膿辻酎、1・驚境界移動を伴う地下7蝕                4)浜隣俊雄・村上 輩・擬谷月liI1εヒ1平甫i解折で移壷諭境界を考1懲しノニ地流動モデルの逆解析手法,第44回応用力学連合講演会講演予稿集,pp287砲88,1995下水モデルと逆解折への泌用、土木学会論文集(掲載予定),19975)浜口俊雄・村上               章・長谷川高士:圏定要素網1’沸こ移動境界を渚慮しノニ単季曝拐題逆解析,溝造工学論文集(掲載予定〉,圭997 δ)浜隣俊雄・村上 章・長谷燭高士:           地下水非定常貯劉域の透水係数嗣定,第3】回地盤二1=学研究灘表会Pp…1−10 199157〉吉細郁政・豊田耕一・星谷 勝= i博1澗更新を考慮したj重解析と観霧!1』点酉己置の評価指数.土木学会論文集,No543/1・3G i∫巾ε1                    一20一
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  • タイトル
  • ABICと拡張カルマンフィルタに基づく逆解析へのクリッギング推定結果の利用
  • 著者
  • 奥野哲夫
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 21〜22
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37651
  • 内容
  • E−7第321削ユ也雪窪ユニ写こ弼「3篭発讐ミ会(熊本) 平成9年7月10AB℃と拡張カルマンフィルタに基づく逆解析へのクリッギング推定結果の利用清水建設(株〉和泉概究室 正会員 奥野哲夫1.はじめに 事前情報の利用は,逆解析において非適切性を克服する有効な手段であり,昨今の地盤調査技術の発達は事前情報として利用可能な情報源を拡大しつつある.逆解析において重要な点は,異なる情報源から意味のある情報を取捨選択し,相互に情報を補うことで隠的とする未知パラメータの推定に役立てることである.本論では地盤統計学による推定手法であるクリッギング(Kriging〉を取り上げ,その推定結果を逆解析の事前情報として利胴する方法について報告する.2.逆解析手法と解析方法                                         要素・」一法 地盤工.学における逆解析では,限られた領域でしか調査・観測が行えないこと   1甑1・1{隔  不透水境界1が多く,未知パラメータ以外にも解析モデルの条件設定の不確定性が懸念されることも多い.このような状況にも対範可能な乎法として,著者らはAB至C(Aka正ke境罪地8ayesian夏nformatio自Criterion)と拡張カルマンフィルタを用いた逆解析手法を提案しているD・2)、本論ではこの手法を用いることとし,その詳綴は参考文献1),2)卜一に譲る、以下では地下水問題における透水係数の逆解析を例に,クリッギングに水位より得られた事前情報と逆解析で利期する観測データの最適な重みづけをA朕C(l mに基づき実施し,その結果良好な逆解・析結果が得られることをシミュレーション彊oo 境界地ド水位om℃により示した結果を報告する。   6〔Xl塒 解析モデルは図1に示す領域と境界条件を有し,36個の有限要素からなる平齎図一1 {反想地盤モデル2次元解析とする,また,この領域の真の透水係数はある確率特性(平均値,分散,相関距離)を有する母集団を設定し,それから1つの標本を発生させて作成した3).図2には真の透水係数の分布を表示している(1要素内は一定の透水係数を有する).領域中央の1本の井戸から揚水し,周辺の数本の井戸でその水位低下を時系列的に観測する場合を想定し,真の透水係数の下で作成した模擬観測データを逆解析に利胴した.ここでは観測点配置として,図3に示す3種類(3点,5点,9点〉の配置とした、 事前情報として利用するクリッギング推定結果は,数ヵ所の要素中心位置で・その要素の透水係数が得られたものとし,その値を胴いてまず母数の推定を最尤法により行い,その後ブロッククリッギングにより全要素の透水係数の推定を  ’   ‘  /、〆。∫  /〆凡例              o o              −05鍼                曝              40曇                蝦5鍼              購              、2,0挨                貧              一25鯉                る              一30怠、㌧r                 担              一3、5掛              一4,0   じ 図一2 設定した翼の透水係数の空間分布行った.したがって,推定値は要素(ブロック)ごとに局所平均化されるため,結果として領域全体の大周的な分布傾向を捉えている.そのサンプリング位置とクリッギング推定結果は図4に示す.クリッギング推定結果はサンプリング位置(数〉を変えたModel−4(4ヶ所〉,Mode1−8(8ヶ所),Mode圭一i8(18ヶ所)の3ケースである.ただし,Mode1−4ではサンプリング数が少なく最尤法で母数推定が不可能であった.このため,積率法により平均値と分散のみ求め,相関距離は0(要素間のパラメータの相関はない)とした.さらにMode1−4では,推定値としてサンプリング位置の要素のみサンプリング値(真値〉を与えたが,他の要素の推定値は積率法から求めた平均値を,推定誤差分散は全要素とも積率法で求めた分散を与えた.以上の3ケースの推定結果を事前情報として,それぞれ前述の3種類の観測点配置(3点,5点,9点)の下で透水係数の空間分布を逆解析により推定した.     凡例○鵬水位置 (1点:繊00’ハnin)口地下水位観測位置(3点〉     凡傍○楊水獺(1点11200’1m面〉     凡例○場水位罐 (雀点二12001/min)口 土也下水位観浜rl位置  (9点)【コ地下水位観測位置 (5点)■∼!∼レ■〆y 、v迄.嵐.(三甕) 観測点、3.匡飽    (b) 観測点5点マ篭,(c) 観渕.点9点図一3 揚水位置と地下水位の観測点醍置Availability of Krlging to the lnverse analysis based on ABIC and extended K&lma員filter algorithm.(Shlmizu Corporation)                          一21一TetSUQOKUNO !    〆,  ./ 〆 / 隔月.例凡例−05綴   /−05鍼 漿一15鑓.20鞍 蝦一15勲.20轄 蝦一15綴.20演・25欝  濤冒30封−25軍  ε一30ε 竃一10長 更−30ε 週一35研幽   帆 e 週一35研1器贈迎・一41)  .Y 瞳一10着 e   /一25辺  Ei   P「κ00−05蝋 瞠一10蕎y雄且例00o o一4〔)      、¥(a) Modeト4(b〉 Modgi−8〔c)ModeI−18図一4 透水係数のサンプリング位置(O印〉とブPソククリソギングによる推定結果3,解析結果と考察 クリッギングによる3ケースの事前情報と揚水試験の3種類の観測点位置、の紐み合わせに対して,それぞれ算定されたABICを図5に示す.この結果,観測点数が多くなるに従いAB韮Cの最小値がより小さくなる.これは観測データにより最適な推定値に璽新されていることを反映した結果である.なお,αはシステム誤差を調整するパラメータであり,拡張ベイズ法の立場からは事前情報に対する重み係数と解釈できるD2).さて,図5において,事前情報の違いによる差違を昆てみると,観測点数が少ない(3点,5点〉場合は事前精報の違いによるABICの差は比較的少なく,これらの中ではModel−4が選ばれている.特に,3ケースの中では最も豊蜜(詳細)な惰報を有していると考えられるModeレ18において,必ずしもABICの最小値を得ていない点が注目される.一方,観測点数が多い場合(9点)は,Model−18においてABICの最小値が得られ,Model4,Model−8に対してABICの差が大きくなっている,Model−4(観測点数3点,α罵0、08),Model4(観測点数5点,α皿0.2)で得られた透水係数の推定値と,全推定結果の中でABICが最小値を示すMode1−18(観測点数9点,α翼0,2〉の透水係数の推定値を図6に示す.明らかに,ABICが最も小さくなるModeH8(観測点数9点,α瓢0、2〉において真値(図2〉に近い推定値が得られている.4.おわりに 本論では,逆解析の事前情報としてクリッギングによる推定結果を利用する方法を報告した,特に,利用する事前惰報の有効性の違いを考慮して,拡張カルマンフィルタの最適なシステム誤差をABICに基づき決定する点に特徴がある.このことは,事前情報に対する最適な重みづけを行うことと等価である.不均質性などのパラメータの空間分布推定を目的とする場looo酢o魍■rデータが蒋する情報のバランスが重要である.本手法は事前構報をクリッギングに限定するものでなく,各種地盤調査結果に基づく広範囲の情報を事前情報として利用する場合にも応爾可能と考 9(観測点3〉嵩えられる.                      く  min,ABiC                               の  (観測点5〉一2(〕oo 3)奥野哲夫,鈴木誠:不圧地下水を対象とした拡張カルマンフィ「越謬“_覧‘ }:謬9”艶1調’、騨悲M⇔tlcl一毒1観測llゴリ1‡  Modじ1−81観潤,仁1∫〔ハ  Modd−18【観測 1賦91一3(X〉0一企・Mo酬一靴観浬!肺51一w−Mqd¢ト締鄭1嚇5』一修一ModじM8醐濁FI,怖1†M。しiじ図槻測粍31した拡張カルマンフィルタによる最適な地下水解析モデルの推定,土木学会第5蓋回年次学術講演会,共通セッション,pp、48−49,1996.暮  一需   }用いた透水係数の逐次同定とその結果の推移,第31回地盤工、学研究発表会,pp、11−12,圭996、2)奥野哲夫,鈴木誠:ABICを基礎と5.、i「 I l,mln,ABIC一!〔)llo参考文献 1)奥野哲夫,鈴木誠:ABICと拡張カルマンフィルタをφi﹃,98聖の効果は期待できない.すなわち,事前情報の有する惰報と観測陶陰 11 合,本質的に逆解析において杢間分布を推定するに十分な観測点数がなければ,事前情報として詳細な惰報を利用したとしてもそ→一M⇔d¢レ8凝測,ヴ31一〇一ModじトlS{凝諺!ll[!ゴ3}一4(}0〔)  、 lo陶\捌い.A81C(観測点9)lol1(}』2    10臼I    loo     α 図5αとAB℃の関係ルタによる透水係数の空問分布推定法,土木学会論文集,No、469,PP。93402,1993.一44一42凡例00一〇5蝋 瞳   / 迷縫0煮 糟一10耗 糟一15燃一20侶 s  E−30 3    ,/. 頻一15辣、20験  璽一25望、30章−35轡一35麟−25軍一藩5鋭一20轄 璽一25辺  氏一30ε 趨  、閣 環 、140 週一35瞬一4G一40 τ一ト02』(a) Model−4(観測点数3,〔ヱ躍O Q8)00.O,5綴−05無 屡一10蚤)’凡例ハ’1列00    ,/(b)ModeI−4(観測点数5,α=02)図6 対数透水係数の推定値…22一 ¥(c) ModeI−18 1観測点数9,α課02)
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  • タイトル
  • 岩盤不連続面のすべりを考慮した逆解析の適用例
  • 著者
  • 柿原満・武山真樹・芥川真一・桜井春輔
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 23〜24
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37652
  • 内容
  • G−2第321【1け也盤王学研究発表会(熊イの 率成9年7月11岩盤不連続面のすべ解を考慮した逆解析の適用例神戸大学大学院川崎重工業㈱神戸大学都市安全研究センター禅戸大学工学部学生会員正会員正会員O糠原 満 武山真樹 芥川真一 櫻井春輔L はじめに 大規模地下空洞の掘剛中において、不連続面を含む岩盤の物性を正しく評価し、応力・ひずみ分布を正確に推定することは、地下空洞の安全性を議論するために欠くことができない.しかし、複雑な地盤条件や不連続面のすべり変形による非線形性などを、対象とする岩盤内の広範囲に渡って把握することは非常に困難である.著者らはこれまでに、解析パラメータの設定や、変形状態の予測が難しい場合に、変位計測結果を用いた逆解析手法を適用することにより、特に葬線形挙動が見られる場合にも効率的に変位場の同定を行なう手法を開発してきたD。しかし、この手法では、非線形挙動の種々の要因が複合的に葬弾性ひずみとして逆解析されるため、変形メカニズムの詳細な分析が難しいという点があった.そこで、本文では、岩盤不連続面に沿ったすべりによる非弾性ひずみを未知パラメータとして取り扱った新しい逆解析の手法について、その基本概念を述べ、適用例を通じて不連続性岩盤の変形挙動がより鮮明に分析できる可能性が得られたことを報告する.2.逆解析の基本的概念 一般に、不連続性岩盤内(ここでは2組のジョイントセットが存在する場合を想定する〉の代表要素におけるコンプライアンスCは次式のように考えることができる.              c踏ql÷中ql1+c夢1+q匹c多2            (王)ここで、添字r,jはそれぞれ岩質部、不連続面についての量であることを示す。また、j1,j2はそれぞれ1組目、2組目のジョイントセットに関する量、e,pは弾性・非弾性成分に関わる量であることを示す。式(1)右辺中の各種のコンプライアンスの内、岩質部及びジョイント部の弾性コンプライアンスは室内試験、現位置試験などを周いることにより、ある程度のばらつきはあるものの、求めることが可能である.しかし、ジョイントの非線形挙動に関するコンプライアンスは、不連続面の強度特性のばらつきや、地質調登などでは明らかにされていない弱薗などの存在の可能性があるため、これを事前に把握することは葬常に困難である。このように、予期し難いジョイントの非線形挙動は、これを正確に求めることが最も困難であると同聴に、大規模地下空洞の安定性を論じる上では、最も重要な事項の一つである。このような理由から、本研究では、事前に得られる岩質部の強度・変形特性やジョイントの基本的な弾性強度特性、密度、分布などの情報を最大限に生かし、事前には求めることのできないジョイントの奔線形な挙動に焦点をしぼり、これを変位計測結果から逆解析する方法を開発した. この手法では、まず、有限要素法における各要素内で、与えられたジョイントセットの一っのジョイントが単位量のすべり変位を生じた場合に金体の変形挙動にどのような影響が及ぶかを求める.これを、非線形挙動が予想される領域内のすべての要素に対して計算した後、実際にそれぞれの要素内のジョイントがどの程度のすべりを生じているかを、変位計測結果からノルム最小化法1)を用いて求めている.3。現場への適用丁曲貰e1岩質部とジョイントの強度・分布特性 兵庫膿大河内町に建設された地下発電所空洞2エ3)・4)は、掘削量120,000m3で、幅24m、高さ46.6m、長さ134、5mC呂亡egory黛ぞ・轡鯉解r瞬?nである。空洞周辺の地形概要と掘削段階を劉g。1に示す。またTaわMには、岩石供試体及びジョイントの強度定数、ht謎ct rockElas重icmQdulus:EPoisson)sratio:v分布特性を示す. 本文では、本体空洞において取得された謙測結果のうち、A断面におけるものを用いて、掘削の13段階におけるジョイントの非弾性ひずみを求める逆解析を増分形式で行なった結果の概要を示す.まず、Joi搬se重1Dipangle30韮nt se症2Dipa紅gle −40。Joi鶏tspacingNOlmalS重i塩eSSIKnShearst澄hess:Ks 33cm聾othjoi煎se亡SDilatancya轄!).…、璽、, loo最終段階における最大せん断ひずみ分布を尉g.2に示す。空洞の右肩部から底部にかけて最大せん断ひずみの集中する領域が存在することが分かる.この情報は、掘肖llの各段階において得られるため、全体のひずみ分禰を把握し、これを限界ひずみの管理基準殖5)と比較することにより、空洞の安定性、支保の妥当性などの評価に用いるJointspaclngVa巽ue75GPa O、25 50D 20cm30GPa7GPaことができる。Apphca重ionofaback a熱alysisconsideringjointsllp de魚mlationl MltsufuKAKIHARA(Gradua重eSchool ofScienceandI¢chnology,Kobe Unive罫sity),Masaki TEKIEYAMA(Kawasa短Heavy王ndustry),Shlnichi AKUIAGAWA(ResearchCe無terfbrUrban Saf鳶tyand Securi重y,KobeUniversity),Shunsu藪e SAKURAI(FacultyofEngineerlng,KobeUnlversi重y)一23一 Main Cavem    A2     ArcArch portionAI       Al    A3              伽・5π∬sε’855θ5A4M三MZM3M4M5M6M7M8M9Eio呼伽σ8側o伽吻ρ膨8’カθ鵬θ55〈) 獄)    4α)    諏)    20Q    lOσ     0糧24mMaMain cavcm pOltion週(a)空洞周辺の概要図                (b)諸元と掘削段階     欝ig.1 大河内地下発電研空洞の位置と掘削の段階、浮∈εooo。。38貰8ヨσ篇.鶉o 1)2∼∼o.∼o%一20 0.5{)∼〔).759ら§00、75−i.00%講ll   3 4 r ‘レ7 8 りIO日12Bl415O l l)o%一    AllalysisslepsEig.2 最大せん断ひずみ分布罰g,3要素203におけるジョイントのすべり変形 また、本乎法では、特定の場齎におけるジョイントの変形がどのように進展してゆくかを追跡することが可能である.その例として、要素203においてそれぞれの方向のジョイントに生じたすべり変形をF噛3に示す。この要素の周辺の部分では、ジョイント面の非弾難変形が7段階閉まではほとんど存在していない。そしてその後は、三組目のジョイントセットで負の方向に変位が増加し始めたのに伴い、2組鷹のジョイントセットでは正の方向に変位が増加し始めている.このことは放水路側の側壁付近が疑似的な一軸圧縮状態にあり、両ジョイントセットが弾性限界を越えて変形していることを示しており、これまでの分析結果4)と一致する。4, おわりに 岩盤内の大規模地下空洞掘削問題において、不連続面に生じるすべり変形を未知数とした逆解析の基本概念を述べ、適周結果の一部を示した.本手法では、岩盤内の金体的なひずみ場を迅速に把握できるだけでなく、それぞれのジョイントセットがどのような挙動を示しているかに関する情報が得られるため、地下空洞の安定性を論じる上で貴璽なデータを与えうるものと考えている。謝辞 本文の発表にあたって、大河内水力発電所のデータを提供してくださった関西電力(株)に深く感謝の意を褒します.参考文献1〉桜井、芥川、徳留:ノルム最小化法に基づく非弾姓ひずみの逆解析、土木学会論文集、No・駐7/IH一鍵,pp・197−202,1995.2)片山、矢鐡、平川1大河内水力発電所地下発電所空洞掘削時の情報化施工、電力土木、NO.237,pp.97−207,細92.3)吉田、堀井:マイクロメカニクスに基づく岩盤の連続対モデルによる大河内発電駈地下発電所空洞掘削の解析と計測値との比較、土木学会論文集、NO.547/III−36,pp.39−56,王996.4)打田、吉閏、浦山、平lll:ボアホールテレビによる亀裂観察結果から見た大規摸空洞掘削時の岩盤挙動の検討、土木学会論文集、NO.5i7/IH−31,pp.33一岨,1995.5〉桜井1トンネル工事における変位計測結果の評価法、土木学会論文報告集、No.317,pp.93∼100,1982.一24一
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  • タイトル
  • 破砕性地盤の工学的研究
  • 著者
  • 破砕性地盤の工学的諸問題に関する研究委員会
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 25〜26
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37653
  • 内容
  • 第32回地盤工学爾究発表会調査部委員会報告E−0(鐸眞 オ丈} ・』F嚇ζ9{群7∫『12破砕性地盤の工学的研究破砕性地盤の工学的諸間題に関する研究委員会 i.まえがき 国際止質基礎工学会に付置されている委員会(Technlcal Collllllmee)の中にC註ica蓋eous Sedi肛leほtsという委員会がある(以下、TC26と称する〉。委員長は西オーストラリア大学のR三cむard Jewell助教授である。lewell助教授は1988無にrEnglneering for Calcareous Sedime鼓ls jという国際会議をオーストラリアのパースで開催され、1998庫3月22−25∈iにBahrainで第2回の圏際会議が予定されている。 地盤工学会では各支部の土質と基礎に関する特集を1988年より順次娼載し(例えば、1998年3月号:九州の±質と基礎、1989俸3月暑;東北の土質と基礎、1989年9月弩:北海道の土質と基礎)、その中で破砕性土、破砕性地盤の工学的問題にも書及している。さらに、地盤工学会北海道支部では、1992年3月に火山灰に関する研究討論会を開催、地盤工学会九州支部では1992年5月に鹿児島国際セミナーを開催し、海成土、火1−Ll性堆積物からなる破砕性地盤に興味を持つ研究者・技術者が最新の研究に関する講義を受け、構報交換を行った、また、地盤工学会では1993∼1995年度r火山灰質土の工学的性質とその利用に関する研究委員会」が設置され、委員会活動の中には破砕性地盤に関する研究も含まれていた。委員会の成果は1998年10月に仙台で開催される予定のrlntemational Sylllposi琶monPl・obl餓aticSoils(IS−Toi1艦uP98)」へと発展している。 このような国内外の経緯を踏まえ、海成土(石灰質土、サンゴ礫混り土等)、火山性堆積土(しらす、火山灰土、スコリア等)、まさ土等の破砕性土からなる地盤の工学的諸問題に関心のある会員の応募により、1996年度に「破砕性地盤の工学的諸問題に関する研究委員会」が地盤工学会調査部に設置された. 2、破砕性地盤 破砕性土、破砕性地盤について同じ土俵で議論するためには、それらの定義が必要であろう。本委員会では破砕性土の圧縮特性、静的・動的せん断特性を豊浦標準砂のそれらと比較し、破砕性土に鮒して次のようなイメージを形成しっつある。 ・圧縮特性l e−logp関係において曲線の折れ曲がり点(粘土の場奮の圧密降伏応力に対応する点)が1∼10MPa(10  ∼100㎏f/c雛2〉付近にある土質材料(豊浦標準砂ではそれが50∼iOO MPa(500∼1000kgf/cm2)付近にある)。  鋒的せん断特性:拘束圧がl MP&(10kgf/c町12)程度以上の排水三軸圧縮せん断試験において、負のダイレイタン   シー(体積圧縮〉挙動を示し、また、ピーク強度と残留強度の差を示さなくなる.  動的せん断特惟1非排水繰返し三軸試験(液状化強度試験)において、豊浦標準砂とは異なった液状化特性を示す。 このような特性を有する破砕性土を主な構成材料とし、地盤工学が対象とする表燭地盤を破砕牲地盤と定義する。具体的には、生物遺骸を起源とする海成土と火山噴出物を起源とする火山性堆積土からなる地盤等が破砕性地盤の範躊に入る。海底土の中には熱帯・亜熱帯地域に広く分布するcalcareous sedi鷹翻ts、南頭諸島の沿岸域に分布するサンゴ礫混り土、北海等に分布するCarbo員ale soilがある。一方、火山性堆積土の中には南九州、北海遵、東北北部の火山地帯に分布するしらす、火山灰質土等、富士山周辺のスコリア、中国地方のまさ土等がある。これらを主な構成材料とする地盤は破砕性地盤と呼ばれるであろう.このように国内においては、破砕牲地盤は九州、北海道に多く分布している。本委員会では、全国からの会員の参画を希望したが、活動経費に関連し、委員会は主に九州地区の会員によって構成され、支部主体の委員会である。ただし、九州地区以外の会員の手弁当参加は大歓迎である。 3.工学的問題への対処 破砕性地盤では、地盤の評価を行うための地盤調査法(原位麗試験を含む)、試料採取法、室内土質試験に関する独自の手法の開発が必要である。それらの成果を踏まえ、支持力間題、液状化問題、斜面安定問題等の工学的問題に対して破砕性地盤での適切な設計・施工が可能となるであろう。これらの課題に対して、3年という限られた時間のなかで成果の見込が立たない段階であるが、次のような項目に焦点を絞り、試行錯誤的な研究活動を行っている。σθα8chη∫cα1Rε∫8の・chonCπ‘∫hαわ1εSo∫1rεchn’cα1Coη1〃1∫∫ごεεoη(780∫8ch雇cα1P70わ」8’πs好C川∫11αわ18So11                        −25一 資料収集:破砕性土、破砕性地盤に関する現況を把握するために最近20年の国内外の論文の収集とその成果の委員会活動への利用。地盤調査法:標準貫入試験より得られるN値の評価法、破砕姓地盤に最適な原位麗試験法。試料採取法:不撹乱試料の採取法、保存法、及び、最適な室内土質試験法.室内土質試験:各種要素試験、模型試験(遠心載荷試験を含む)の適爾。広範翻な拘束圧下での静的・動的な圧縮・せん断特性の把握。支持力問題1浅い基礎の支持力問題への粒子破砕の定量的評価の導入。杭基礎の先端支持(先端付近の粒子破砕の定量的評価を含む)と周面摩擦の分担。FEM等の変形・強度解析での破砕性地盤の入力パラメータの評価法。液状化問題1液状化強度特姓の把握.地震応答解析による破砕性地盤の液状化判定。斜面安定間題1不飽和状態での浸透特性、低拘束.圧下での圧縮・せん断特性の把握と斜面安定の定量的評価。海底地すべり問題への成果の趨用。 このような工学的閥題に対処するため、本委員会では蓑一1に示す4つのワーキンググループを編成し、活動を行っている。第一グループは、山口大学の兵動委員を主査とする破砕性土の力学特性の解明を目的としたグループで、主に室内での静的・動的要素試験を行っている。また、顕建設計中瀬土質研究所の片桐委員が遠心載荷試験も行い、第ニグループとの橋渡し役を果たしている。第ニグループは、九州共立大学の前田先生を主査とする破砕性地盤の支持力特性の解明を目的としてグループで、浅い基礎、杭基礎の支持力に関する実験的、理論的研究を進めている。第三グループは九州大学の安福副委員長を主査とするグループで、工学的諸間題全般を取り扱い、間題点の抽出と全体のまとめを行っている。初年度は文献調査を主体的に進めている。第四グループは琉球大学の新城委翼を主査として、沖縄県の委員を中心にサンゴ礫混り土等から構成される破砕性地盤の工学的問題を取り扱っており、具体的な問題によっては、第一∼三グループとの協力体舗が取れるようにしている。 委員会では研究活動とその成果を記した報告露を作成する予定である.また、研究活動の中から必然性が出てくれば九州地区での集会の企画も考えている。表縫 破砕性地盤の工学的諸問題に関する研炎委員会ワーキング構成WGl(力学特性)主査キーワードWG2(支持力特性)WG3(工学的諸間題)蔚田良刀(九州共立大〉 安福規之(九州大学)資料収集浅い基礎問題の抽出杭基礎全体のまとめ載荷試験数値解析設計・施工遠心載荷試験兵動正幸(山口大学)要素試験静的・動的圧縮,せん断lVG4(沖縄における問題〉新城俊世(琉球大学)沖縄県工学的問題基礎設計・施工 4あとがき 破砕性土の一つであるしらすは特殊土と呼ばれることがある。r特殊」という雷葉の概念の裏面にはr普通ではない諺という概念が隠されている。南九州しらす地帯に居住する人間にとっては、しらすは決して特殊土ではなく普通の砂質土であることを強調するとともに、このような認識に立ち、地域の士をベースに汎用的な破砕性土の土質力学、地盤工学問題に取り組んでいきたいと考えている。また、本研究委員会がTC26の活動に積極的に参舶し、世界レベルでの破砕性土、破砕性地盤に関する研究交流、情報交換の窓口となり、この分野の研甕発展に寄与していきたいと考えている。 本論文についての卿童見等をお持ちの方は鹿児,鴇大学の北村まで御連絡いただけると幸いである(Fax,099−258−1738,駐一mail.kita職a@oce、eng,k段goshlma−uac、ll))。一26一
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  • タイトル
  • 砂粒子の破砕特性とせん断中の粒子破砕との関連性について
  • 著者
  • 児玉信・中田幸男・兵動正幸・村田秀一・足立剛・加登文学
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 27〜28
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37654
  • 内容
  • 第32團地盤工学研究発蓑会D−6(熊本〉 平成9年7月13砂粒子の破砕特性とせん断中の粒子破砕との関連性について中電技術コン糖タント(株)正 員 ○児玉信山欝大学工学部正 員  中田幸男 兵動正幸山q大学大学院学生員  足立剛 加登文学村瞬秀一1.まえがき 土などの粒状体における圧縮性やせん断強さなどの力学特性は、土粒子の大きさや形状、問隙比などの基本物性に依存して変化することが知られている。また、拘東圧の大きさなどの応力状態によっても砂の応力ひずみ挙動が変化することが明らかとなっており、その要因の一つとして高圧下における粒子破砕が挙げられている。粒子破砕には、砂を構成している粒子の堅さなどが強く起因していると考えられ、そのような構成粒子の特性を明らかにしていくことが、砂の力学特性を把握するためにも重要であると鴛える。本研究では、単粒子破砕試験を行い、砂を構成する粒子の破砕特性を明らかにし、供試体内のせん断中の粒子破砕と単粒子の破砕特性との関連性を検討していくものである。2.試験方法 胴いた試料は085∼20mmに粒渡調整した秋穂砂(G,繊、615,em眠=0985,emず0、706〉である。単粒子破砕試験は、試験装置の上盤を圃定し、下盤を載荷速度0、玉(㎜/m重n)一定で上昇させることにより粒子を破砕させるものである。単粒子破砕試験は、秋穂砂を構成する石英、正長石、斜長石について行い、せん断試験は、タンピング法を用いて供試体を作成し、高圧王軸試験機を薦い、σ。認MPaおよび10MPaで側圧一定排水試験を行った。3.結果と考察 図一1は、石英、正長石、斜長石のすべての粒子を含めた秋穂砂全体について、単粒子破砕試験より得られた破砕荷重Fわと破砕頻度との関係を示したものである。ここで、単粒子破砕試験の荷重と変位の関係において、荷璽が最初に減少する点を破砕荷重Fbと定義している。また、破砕頻度は、あるFbの範翻で、Fbが測定された粒子の個数を試験に用いた全粒子個数で除すことによって得られた破砕の頻度を表している。また、正長石と斜長石とでは破砕挙動や試験後の破砕状態に大きな違いが見られなかったので、この2種類を同じ畏石として扱った。本砺究における試験では、秋穂砂に含まれる石英と長石の構成割合がそれぞれ687%と                                403L3%であったことから、この割合に準じて石英70個、長石30個の破Eコ石英薩ヨ長石砕試験を行っている。図一1から、荷重が3(kgD程度までは破砕する粒子のほとんどが長石であるが、3(kgDからは石英も破砕し始めており、秋穂砂全体としてみると、破砕頻度が徐々に低下していることがわかる。上記したように、本試験では秋穂砂の構成割合に準じて破砕試験を行っているので、この図の結果は、秋穂砂の特徴をそのまま表すものと書える。(30§遡緊20蝕鰹葉o 図一2は、石英と長石について、ある破砕荷重Fbで粒子が破砕しない0確率、すなわち破砕荷重Fbが観測されない確率P・を示した園である。この図から、単粒子に5(kgの程度の荷重が作用すると、長石ではほとんどすべての粒子が破砕しているが、石英については4割程度しか破砕してゆののくのゆゆのへのゆのののやゼ∼寸∼ド∼d Wσ5wφwσ5N∼η∼ピ)∼のw∼糟∼響∼w∼O w oっぜΦrく∼験∼頃∼喰∼9     σ》o N(つの(o q3σ》おらず、長石に比べて堅い粒子であることが認められる。図一3は、すべ      や マコ で マい マロ マ  マロ     Fb(kgf)ての粒子を含めた秋穂砂金体について図一2と同様の結果の整理を行ったものである。この図から、秋穂砂金体としては単粒子に5(kgf)程度の図一三 破砕頻度一Fb関係荷重が作用すると、約5割が破砕し、10(kgD程度の荷重が作用すると約1.09割が破砕することがわかる。このP・とFbの関係で示される曲線の形状は、図一2における石英のみの場合と近い形状を示している。これは、秋穂砂の7割程度が蒼英で構成されているためであり、この構成割合が変わってくると曲線の形状も変わってくる。したがって、単粒子の強度か石英の儀0.5ら試料の破砕特性を把握しようとする場合は、粒子の構成割合がその試長石料の特性を表す大きな要因になると言える。 本研究では、秋穂砂を胴いて、拘東圧σc4MPa,10MPaのそれぞれにおける圧密後およびせん断後について粒子破砕量を調べ、供試体内の粒0、00    5   蓬0   15子破砕と卑粒子の破砕特性との関連性を検討している。そこで、まず三     Fb(kgf)軸供試体内の単粒子に作用する荷重F、pを(1)式を用いて算出した。  図一2 P,一Fb関係‘‘Re茎ationbetweellcrushingcharactcr重sticsofsandparticlealldparticlebreakaged磁1gsheartest”Nakata,Y,Hyoudo,M.,Murata,H門and A(1achi,1,Kato,Y.(Yamag1葦chi U1}iversity)Kodama,Shh}、(τhe Chuden Engineehng Consultants Co,Ltd)                    一27一20 1.0 100 ○試験蔚秋穂砂口σ⊂霧3MPa圧密後ぷぐRα,0、5▽σ(=⑯MPa圧密後◇σc篇3MPaせん断後△σ,副OMPaせん断後’ノ睡60り辱’ノ)80辮釧酬鉱40璽頻20、.,・▽O、0,00,1    1,0o.010     5    10    15    2010.O粒径 (mm)      Fb(kgf)図一3  Ps−Fb関{系図一4 粒径加積曲線璽,0表一1 P』およびFsp拘策圧σc邸3MPaσc認10MPa応力状態圧密後せん断後圧密後せん断後P(kg∬cm2)30.001085100.0337.7ブ、0.92760.47280.72090.2464F,p(kg∬個)0.979132383,0619,657ゆぼじ器o.5▽超△0、00     5    10    15    20    Fb and Fsp(kgf)貼詳(嘲個)(1)図一5  P,一FbおよびP?、一F、p関{系この(1)式における単位体積中の粒子の個数Nは、秋穂砂全体で石英と長石の構成割合が7.3であったことから次式を用いている。       7 Vs 3 Vs     N==一     十一一  …    (2)       10Vspq lOVs罫f ここで、V,は単位体積あたりの士粒子のみの体積であり、問隙比を用いてV、紫1/(1+e)で与えられる。また、V、pqは石英の単粒子体積の平均でV・pq殉.0037(cm3/個)、V、pfは畏石の単粒子体積の平均(正長石と斜長石の平均)でV、ボ0、0035(cm3/個〉となる。さらに、(1〉式中の応力pは、試験中の最大主応力σ1の最大値であり、警方圧密時には平均有効主応力p(瓢σ1)に、せん断時には最大主応力σ1に相当すると考えた。 図一4は、それぞれの試験後の粒径加積曲線であるが、この曲線において試験前の最小のふるい目(粒径)(10=0。85(㎜)に着輿し、試験後このふるい霞以上に粒子が残る割合を三軸試験における粒、子が破砕しない確率P’、とし、図一3に示したP、一Fb関係に重ねてプロヅトしたものが図一5である。それぞれの試験におけるF、gとF、の値は、表一1に示す通りである。図一5から、単粒子破砕試験によって得られた粒子が破砕しない確率P、と三軸圧縮試験から得られた粒子が破砕しない確率F、がほぼ良い対応をなしていることがわかる。このことより、単粒子破砕試験から砂の破砕性を知り得る可能性が見い出せたと考えられる。しかし、このP’、の決定方法は、0「85(nm1〉のふるいに残留した粒子が必ずしも破砕していないわけではなく、粒子破砕を過小評価している点や、単粒子に作用する荷重の算繊方法等、多くの問題もあり、今後さらに研究を深めていく必要性がある。4.あとがき 本報では、単粒子破砕試験および三軸圧縮試験を行い、砂粒子の破砕特性と三軸供試体内で生じる粒.子破砕との関連性についての検討を行った。その結果、単粒子破砕試験から求めた粒子が破砕しない確率P,と三軸圧縮試験の粒径加績曲線から求めた粒子が破砕しない確率P’、は、おおむね良い対応をなすことが明らかとなった。く参考文献>(1〉三浦清一(1993):「粒状体の力学」,第2章15節,p峯)、H7−120(2〉八嶋三郎(1986):「粉砕と粉体物性」,ケミカルエンジニアリング・シリーズ10,培風館(3)柳沢栄司(1993〉:f粒状体の力学」,第2章3節,pp61−66一28一
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  • タイトル
  • 砂粒子の破砕特性と供試体内における粒子形状の変化
  • 著者
  • 足立剛・中田幸男・兵動正幸・村田秀一・児玉信・加登文学
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 29〜30
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37655
  • 内容
  • D−6第32匡揖也盤工学研究発裟会(熊本) 平成9年7月14砂粒子の破砕特性と供試体内における粒子形状の変化正会員  中田幸男 兵動疋幸 村田秀一山口大学工学部中電技術コンサ痔タント(株〉豆会員  児蓋信山口大学大学院学生員 ○足立剛 加登文学1.まえがき 一般に砂のような粒状体では、拘東圧の増力驚に伴いダイレイタンシー量の変化や強度低下を引き起こすことが知られている。この様な力学的特性の変化は、供試体内の粒子が蕩圧下で破砕していることに起因している.そのため、粒子の竪さ等の砂の破砕特性を把握することは、粒状体の力学特性を解開するのに有効であると考えられる。そこで本報では、砂を構成している単粒子の破砕特性を実験的に明らかにするために、粒子破砕を伴う高圧下での圧密およびせん断試験における試験後の粒子の状態を顕微鏡観察し、比較検討を行うものである。2.試料および実験方法 用いた試料は、粒度調整(d o饗2、00∼0.85mm)を行った秋穂砂(G“2.615,ema冊0。985,emiが0、706)であり、構成鉱物は、石英と長石(正長石と斜長石)である。さらに、秋穂砂の構成鉱物翔合は石英68.7%長石3L3%である。単粒子破砕試験は、秋穂砂の構成鉱物割合に準じて石英70個、長石30個の合計100個を網いて行った。また、試験後の供試体内の粒子の破砕状態の観察は、次の手順で行った。1〉単粒子を石英6燗、正長石6個、斜長石6個舎計18個それぞれ着色する。2)着色した粒子の写真撮影を行う。3〉着毯した粒子を6欄ずつ3層に分けて、供試体の上部および下部から約2cm離れた所と供試体の中部に配置し供試体を作成する。4)等方圧密試験および側圧一定排水三軸圧縮試験を行う。5)試験終了後、着色した粒子を取り出し写真撮影と画像処理を行う。3.実験結果                            60 本研究における単粒子破砕試験の結果の整理では、それぞれの粒子の荷重と変位の関係において最初に荷重が低下する点を破砕荷重Fbと定義している。図一1は、このFbと、あるFbの範囲でFbが測定§40遡係を示したものである。図一1から長石は、荷重が3(kgDまでで全体 緊毒された粒子の綱数を、試験を行った全個数で除した破砕頻度との関の90%程度が破砕していることが認められる。これに対して、石英は、3(kgf)ではほとんど破砕せずに、約12(kgf)で90%程度破砕して謬20いることがわかる。このことから、長石は、脆弱な粒子であり、石英は、長石に比べて堅い粒子であることがわかる.またこの結果は、0の の の の の の ゆ り の の しの の の ワ虚窺晒鉾堪飛秋穂砂の構成鉱物割合に準じて試験を行ったため、秋穂砂の特徴を表していると言える。      の o 〔N』o w》0 0D σ》 図・2は、本研究で行った圧密試験とせん断試験における間隙比e  破砕荷璽Fb(kg董)と平均有効主応力pの関係を示したものである。それぞれの試験は、秋穂砂の降伏点Pyの近傍である拘東圧σ,=3MPaと、それを大きく図一1 破砕頻度・破砕荷重Fb越えるσc讐10M:Paで行っている。 図。3は、せん断試験の主応力比と軸ひずみ、体積ひずみの関係を示している。この図から、いずれの拘束圧においても応力ひずみ挙動は、ほぼ同様な関係を示している。また、両者とも、せん断中常に負のダイレイタンシーを示していることも分かる。以下では、こ0.80,7Φ                    ○            ぺれらのせん断中の粒子破砕の観察結果について述べる。 顕微鏡による試験後の破砕状態について見ると、σ。認MPaの圧密試験では粒子は全く破砕しておらず、試験前と同じ粒子形状であることが認められた。単粒子破砕強度が低い正長石や斜長石においても欠けている様子は見られなかった。Pyを大きく越えるσ。=10MPaでは、3回行った試験で取り出した粒子のうち正長贋や斜O3001     1  3  10   400平均有効主応力p(MPa)長石は、角がわずかに欠ける様子が28個中23個の粒子について認められた。これに対し、試験前後で形状が変化しない石英粒子は、図・2 闘隙比・平均有効主応力関係“Crus熱主11g cllaracter圭sti琶ate of san(1part主cles an(l change ofparticle s}1ape in specimen”Y.nakata,M:.hyouαo,H、murata,T.adac短,M、kato.(Yamaguc}1i UIliversity〉,S.kodama,(The Chuden Engineering Con−sultantsCo、,Lゆ                      一29一 玉8縫中16偶であった。このように、圧密試験後の粒子の破砕状態を晃てみると、σ,篇3MPa程度では粒子が欠けている様子は見76られないが、σdOMPaまで圧密すると長石において粒子の角が5欠ける様子が見られた。次に、せん断後の粒子の破砕状態にっいて見てみると、σ,置3MPaまで圧密した後せん断試験を行った場○σc蟹3MPa△ σ。篇10MPa秋穗砂(d。冨e85−20mm)boつ4合では、1E長石や斜長石は、試験後粉々に破砕するか、角が欠けてr 3丸みを帯びている様子が見られた粒子が取り出せた9欄うち8個であった。贋英については、角が少し欠ける粒子は6個中1個で、b ぷ云2 の、5心着色していた塗料が落ちていた粒子は6個中4個であった。これ・R1懐に対し、σF10MP&まで圧密した後せん断試験行った場合では、相o ■㌔06 鰹正長石や斜長石は、それらのほとんどが破砕して砕けており、供試5栓体内から取り出すことの不可能なものがほとんどであった.取り10出せた畏斎粒子は、11個中2履であり、試験後角が大きく欠けて丸15一一 0510152025みをおびている様子が見られた。また、石英に対しては、単粒子    軸ひずみε,(%)破砕試験の破砕状態と同様に数個に翻れて破砕している状態の粒図一3 霊応力比・軸ひずみ一体積ひずみ関係子は、取り繊せた5個のうち4欄確認された。 表一1は・各試験における・粒子が破砕および欠ける様子が見られた燭数(取り出すことのできなかった粒子の燭数も含む)を、蓉色したそれぞれの鉱物の粒子全燭数で除した破砕確率(%〉を示している。以上のことから、σ。篇3MPa以降での供試体内の粒子破砕は、顕著であるにもかかわらず、応力ひずみ関係に拘東圧依存性は見られないことが明らかとなった。                            表一1供試体内の粒子の破砕確率 本研究では、単粒子破砕試験より得られた粒子の破砕特性と供試体内の粒子の破砕状態を比較するために以下の式を胴いて供試体内の単粒子に作用する荷重Fspを求めている。         P3MPa拘束圧応力状態圧密後10MPaせん断後鉱物長石石英破砕確率(%)0.00.0      Rp一写α9幽〉一(1)長石石英圧密後長石88.9 83.3 82.1せん断後石英長石石英19.010085.7        N3 (1)式におけるNは単位体積あたりの土粒子の綴数であり、秋穂砂全体で石英と長石の構成割合が713でった事から(2〉          7V   3V式を用いている。N篇  s+  s 一(2)            蓑一2Fspの算嵐結果          10又pq10又pf拘束圧3MPa10MP&ここで、V、は、単位体積あたりの土粒子のみの体積であり、間隙比を用いてV、縄/(1÷e〉で与えられる。また、Vspqは石英の単粒子体積の平均で、V、pfは、長石の単粒子体積の平均である。さらに、(1)中の応力pには等方圧密時では平均有効主応力、せん断時では応力状態狂密後せん断後 圧密後 せん断後e0.62040.41720.47270.3296(kσcm2)30.00108.5ioO.0337.7F,p(k9湘)0.97913,2383,06王9,657最大主応力を用いた。 表一2に各試験のFspの算出結果を示す.この表よりσヂ3MPaまで狂密後せん断した時のFspは3(kgσ個)程度であることがわかる。ここで、Fspと単粒子破砕試験におけるFbを等価であるとすると、FsF3(kg罫欄)という荷重は、図4より畏石が90%程度、石英が10%程度破砕する荷重であることがわかる。さらにその破砕頻度は、表4のσ,罵3MPaのせん断試験後の破砕確率とは、ほぼ同値を示している。また、他の試験について見てみても、図・1の単粒子破砕試験から得られた粒子の破砕頻度と表一1の破砕確率は、ほぼ同値を示していることがわかる。4.あとがき  本報では、単粒子破砕試験および三軸圧縮試験を行い、砂の粒子の破砕特性と供試体内の粒子の破砕状態との比較検討を行った。その結果、単粒子破砕試験より得られた粒子の破砕割合とせん断試験後の粒子の破砕状況は、良く対応することが睨らかとなった。さらに、σ,=3M翌a以降での供試体内の粒子破砕は、顕著であるにもかかわらず、応力ひずみ関係に拘束圧依存性は見られないことが明らかとなった。<参考文献>(1)三浦清一(1993)l r粒状体の力学」,第2章15節,pp.177−120(2)矢嶋三郎(1986);ヂ破砕と粉体物性」,ケミカルエンジニアリング・シリーズ10,培風館(3)柳沢栄司(1993)1「粒状体の力学」,第2章3節,pp61−66一30一
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  • タイトル
  • 密な砂の非排水繰返しせん断過程における粒子破砕
  • 著者
  • 荒牧憲隆・兵動正幸・村田秀一・中田幸男
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 31〜32
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37656
  • 内容
  • D−7第32回地盤工学研究発表会(熊本) 平成9年7月15密な砂の非排水繰返しせん断過程における粒子破砕熊本工業大学正 員O荒牧憲隆山口大学工学部正 員 兵動正幸 村田秀一中田幸男1.はじめに 著者らは、以前より、脆弱な粒子からなる破砕性土の静的・動的せん断特性を調べるために、まさ土、しらす、カーボネイト砂を対象に単調ならびに繰返し三軸試験を行ってきた。その結果,破砕性土のせん断挙動の解釈に当たっては、初期密度のみならず、拘東圧の変化に起因する圧縮性の影響を取り入れる必要性があることが判明した1)。また、これまでの研究では、破砕性土の非排水せん漸特性に及ぼす粒子破砕の髭響は、圧密時までの破砕が支配的であり、せん断時には有効応力が減少するため粒子破砕は生じないと考えられた感がある。本研究では、拘束圧の異なる繰返しせん断試験を実施し、繰返しせん漸過程における粒子破砕の推移を調べ、繰返しせん断強度に及ぼす粒子破砕の影響について考察を行うものである。                                 月aρ9θofσoρf加’πgsぽ’θ5s2.試料および実験方法                        aρρ〃甜’仰伽ρ榔θ耐θ鵬 実験に用いた試料は、山口県吉敷郡秋穂町で採取した秋穂                           0.9砂(%側臨0.958,8加.篇0.582,6、濯2.633)であり、シリカ系の堅0.8固な粒子から構成される。その粒子は、豊浦標準砂(ε照篇Φ0.g73,8所.=0.635,G,=2.643)とほぼ同じ成分である石英、長石ρy0  0.7から構成される。供試体は、空中落下法により、初期相対密q度Dバ需80%を目標として作成した。用いた試験機は、油圧も、  0.6サーボ式高圧三軸試験機である。圧密過程は、所定の拘東圧>ρy㌧0(σ乞=100kP鶴3,5,10MPa)まで圧密を行った。拘東圧の決定0。5 』O’A’o saηdでρヂ’蓄50%♪△’Alo sa”dでρ〃嵩80%♪は、図一1に示した等方圧縮試験結果より、圧密降伏応力巧0.4を基に非破砕領域の低拘東圧から破砕が顕著に発生する高拘0.07     0.7      7、0      70     700’wθaπθffeσf’vθρr’ηo’ρa’sfrθ5sρ‘’耀ρaノ束圧において決定した。圧密後、非排水で周波数f需0.05Hzの正弦波軸荷重を側圧一定のもとで載荷した。図㎜1 等方圧縮試験結果3。実験結果および考察      それぞれの初期有効拘束圧σちにおける液状化強度曲線を示した。拘束圧の増加に伴い、液状化強度曲 図一2には、線が下方に位置していく傾向が認められる。シリカ系の砂である豊浦砂や秋穂砂は、常圧(ioO∼500kPa)ではほとんど液状化強度線に拘菓圧の影響を受けない2〉ことが知られているが、図一3に示す繰返し試験前後の粒度分布を見ればざ1000、51欄鷺叢讐凍0、7解ρa亀qo強、q80    パめミタの 60『 鮒θrcレc”c,fθsfs靭・∞ σひ一一ooo昭〉o龍◇QΦ0.7o』℃oo義o恥胤00。7 7        70        10070002・自σ縦100炉8>双       伊《r00.07           ρ、7             7             10  餌umOθ’ofcyc’e5κ       Gra’ηs’ze‘m’ηノ図一2 液状化強度曲線  図一3 試験前後の粒径加積曲線の一例Pα月ゴc1θみ7θα丸α8θ4μ7∫π9μπ4rα”昭4(ツo距c5hθαr紹s孟εノbr4θπs8εαπ4恵ロ切α砿飢侮脚遡o∫01π語∫膨げT8chπ010g”,均040,Ml,Mμr伽,πα’∼4陥丸伽,L伽脚9μo砿Uπω一3薔一 ①1s,、waγe4へ 4咀③乙’σμefaσf’・η②3rd、waγθでρ.γ.ノ4σげ/2σ‘ 庸0.285σ6/2σ‘ 篇0.2θ5駄明らかなように、粒子破砕を伴う領域では、譲砂の液状化強度特性はぴ鴇00婁02異なってくることが分かる。次に1、繰返しせ£.里ん断試験過程における誌Q、4一4一401234567 01234567 0プ234567       εffθcf’γθmθaηρ’『”7c’ρa’5〃essρ‘解ρaノ粒子破砕の推移を晃てみる。図一4は、密詰めの秋穂砂における表1800、4ミミ瀟積3一繰返し回数/Voo一繰返し応力比σ㌘/2σ’,駄関係を示したものであ鳩メ亀’o saηd‘ρ7’讐80%ノ奇o       σc 躍5解ρaΦリE…コ50’{σσ/2σ。,環0。285トの鴨Φ④』応σd/2σ。’ゴ20oo0.3・.議芝        ①  ②\ ③恥o、、躍0.203φ0.2肋     ⑥、恥⑤鳴o』o’η’f’a’5μrfθ5eβrθa90需F嗣扁晶rl 冨一 0.1測定は、三浦ら3)の方肋法に従った。図中の破Φ脳のる。なお、表面積Sの 7           700.7700《ωπ7かθrofoγσ’e3’vq鳶$線は、非排水繰返し三軸試験より得られた拘束圧び。婿MPa液状化強度曲線を表す。白抜きの○プロットは、繰返し試験により得られた④7Sf.膨aソθ・へ4町4⑤20酌.wave⑦ム’σμe’aσf’oη4σご/2σ鰐 菖0.203“譲繰返しせん断応力比と園数の関係を示していごる。△、mプロットを鴇0§020結ぶ矢印は、ある応力比で破壊に至るまでの£、霞ンのQ、4途中で爽験を中止し、一40一41234567 01234567 072345θ7粒子の表面積を測定し       εf’θCfハ〆επ7eaπρア’ησ’ρa’sfrθ5sρ ‘解ρaノ        図一4 表面積一繰返し回数一繰返しせん断応力比関係た点の推移である。その△、臼プロットに対応して粒子表面積Sを表したのが、血、團プロットであり、それぞれの繰返し回数に短して示している。それぞれのプロットにボした番号に対応した有効応力径路を図中付記している。なお、繰返し応力比は、比較的少ない繰返し回数、および多い園数で破壊に至る場合をそれぞれ選んだ。繰返し応力を1波与えたときの表面積は、①と④の状態に大きな差はない。しかし、応力比が大きい場合の図中②の変糊応力比付近から③の液状化に至る間でで、粒子破砕量は急激に増える傾向にある。応力比が低い場合で屯)、④∼⑥での繰返し初期から変相点付近までは、表面積の増加量は少なく、変相応力状態から液状化に至るときに、表面積が急激に増加していく様子が分かる。つまり、繰返しせん断に過程において、変相点付近まで、変形が大きくならないため、消費されるエネルギーも少なく、それと関連のある粒子破砕量屯)少ないと思われる.変相点以降、変形が大きくなる際に、消費されるエネルギー、粒子破砕量も急激に増え、せん断剛性が低下していくものと考えられ、拘束圧の増加による繰返しせん断強度の低下が説明できる。【参考文献】1)兵動,荒牧ら1破砕性土の定常状態と液状化強度,No。554/皿一37,pp。197−209,1996,2)柚木,石漂ら1密な砂の繰返し三軸せん断挙動に与える初期有効拘東圧の影響,第17團土質工学硯究発表会講演集,pp。玉649−1652,1982,3)三浦,山之内;高拘束圧下における標準砂の排水せん断特性について,土木学会論文報告集,第董93跨,pp、69−79,197L…32一
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  • タイトル
  • 粒子破砕を併う拘束圧における砂質土の非排水せん断挙動
  • 著者
  • 中田幸男・兵動正幸・村田秀一
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 33〜34
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37657
  • 内容
  • E−2第32回地盤工学研究発表会(熊本〉 平成9年7月16粒子破砕を伴う拘束圧における砂質土の非排水せん断挙動山口大学工学部 正会員 O中田幸男 兵動正幸 村田秀一1.まえがき 葬排水状態で砂のせん断試験を行うと、せん断応力の増加とともに有効応力が減少し、ある応力状態で有効応力の減少が認められなくなる変相状態を肉かえる。この変欄状態は、非排水せん断過程において特に意味のある応力状態であり、豊浦砂のようなシリカ系の砂だけでなく破砕性土についても、有用性の高いパラメーターであることが指摘されている1)2)。本報は、破砕性土の力学特性を開確にする目的で、粒子破砕を伴う拘東圧における砂質土の典排水せん断試験を行うものである。ここでは、特に、変相状態に着目して考察を茄えるとともに、変相状態と排水せん断中の最大収縮状態との関連性について検討するものである。2,実験に網いた試料および実験方法 実験に用いた試料は、カーボネイト砂であるDogs Bay砂、山口県宇部帯およびポートアイランドでそれぞれ採取したまさ土、鹿児島県姶良郡より採取したしらす、そしてシリカ砂である秋穂砂の5種類である。Dogs Bay砂の供試体は、初期相対密度D獅80%,60%を目標に水中落下法により、宇部まさ土の供試体は、D魑50%を目標に空中落下法により、ポートアイランドまさ土の供試体は、Dr略0%,40%を目標に空中落下法により、しらす供試体は、Dr尋0%,50%を目標に打撃法により、秋穂砂の供試体は、Dr=80%,50%を目標に窒中落下法により作成した。実験は、低圧三軸圧縮試験機(500kPa以下)、中圧三軸圧縮試験機(2MPa以下)および高圧三軸圧縮試験機(20MPa以下)を用いて非排水三軸圧縮試験を実施した。また、秋穂砂については、平均有効主応カー定の排水三軸圧縮試験を行った。3.実験結果3.1 等方圧密時の圧縮性 図一1は、すべての供試体の等方圧密条件下におけるε冠ogグ曲線にっいて示したものである。比較のため、豊浦砂の結果も示している.この図から、材料の違いや初期密度の違いによって、ε一108ρ’曲線の形状が異なっていることがわかる。大きくみると・ε一10gρ’曲線に折れ曲がりが認められる材料(豊浦砂(⇔)やDr略0%(△)・60%(A)のDogsBay砂、宇部まさ土(◇)、Dr尋o%(▽)のしらす、Dr略o%(○)、50%(@)の秋穂砂、Dr諭o%(口)のポートアィランドまさ土〉と、明確な折れ曲がりが認められず、低い拘束圧域から顕著な間隙比の減少が認められる材料(Drづ0%(Ψ)のしらすやDr瞬0%(纒)のポートアイランドまさ土)に2分される。また、いずれの材料についても密度の高い(自抜きのプロット)方がより顕著に折れ曲がりの傾向を示していることがわかる.3.2 粒子破砕を伴う拘束圧下における砂の変相状態 図一2は、Dogs Bay砂の有効応力径路を圧密時の平均有    2。0効主応力ρ1で正規化したもので・図(a)は甑略0%の結果を・Dogs Bay sand図(b)はDに60%の結果を示している。図一3は、同様の結果の整理を研略0%の秋穂砂について行ったものである。これらの図から、拘東圧の増加とともに、変相線に達するまでの燦.6    Dogs8ay sand1、2Shi,a、、\ u濃瓢o Shirasu (Dr謹80%)(Dr魑50%)グの減少量が増加していることがわかる。また、その傾向は、相対密度の低いものの方が、秋穂砂よりもDogs Bay砂の方が顕著であるといえる。図中に示した直線は、0.1MPaの結果の変相状態と原点を結ぶ直線を引いたものである。こ (D麺60%)喋.8Φ 1.0こでは平均有効主応力が最も小さい値を示した状態を変相状態とした。この図から、いずれの結果についても、拘東圧の高い有効応力径路の変相状態は、直線より若干上に位置する傾向にあることが伺える。図一4は、変相状態におけるセAlo sand(Dr謀50%〉0、80.60.4カントアングルφ多7とグの関係を示したものである。図中のプ臓ットの形は、図一1のものと対応させて承した。この図Aio sandP l Masado(Dr魑80%)(Dr=80%)  P・L Masado      (Dr濡40%〉0.20.001  0.01から、翰の値は、拘束圧の増加とともに概ね増加傾向にあ0.11P (MPa)ることがわかる。特に、Dr略0%、60%のDogsBay砂やDr尋0%のしらす、Dr略0%の秋穂砂の増力目傾向が顕著である。図一玉 ε一Jo8グ曲線一方、Dr凱50%のしらすやDに40%のポートアイランドまさ土{ノπ47α’nθ48hθαγみ8hαv’oμ7(ザ8απ4yεo’」εoy87αsか83ε7απ8θ抄むhραが’01θ07μsh’邦8L勲κ伽,砿恥040αn4翼。蜘7伽でXα彫α8μoh卍癬87吻り一33一ToyOUfa saτ、d (Dr=40%》(Dr羅90%)惟0≦00 15Dogs B鼠y sa縫dDogsBay$and(Dr=80%l(Dr譜60%)    o31003O薯MPa05α 10     もσ     ム0     ムo   C}    4Q       の05Qooσ05 o        o。自        。亀        ・§        。8o(b)田   08 01005      %DDO        葛oσo05     ロ   ◇①α(a)08 010        o   50      0q    篠       の       の       00IMPaG…MP誕10    ロ  ゆのヨロ         ロ  ぬ05Aiosand   30 0        の(Dr菖80%l        o簾5  08 o100505P嘩/P80PワP}o1015P匹/P臣o図一3 秋穂、砂の正規化窟効応力径路図一2 Dogs Bay砂の正規化有効応力径路(a) D罫冨80%   (b) Dr鷲60%5050φP(P罵const,)Dogs Bay sand(80%〉\△  Dogs Bay sand(60%〉(400 (40%)Φ8 30S絢irasu ゑ_∠.…一』△込  φIPT¢邸醗⑭一一一一一 /(50%)’◇/ △$で  貰借て1〆レー一に℃40 P』.Masado(80%)・\Φ℃① 〆!△P.i、Masado8胤30     Aio sand(50%)    Aio sand(80%)△   \㊥    φ隣 (P鷺cons重.〉Shira$u(90%) ◇  ▽UbeMasado(50%)200、010.1葉1020P(MPa)0.1   一l10P(MPa)図一4  φ揚一ρ’関イ系図一5 φρ,φ^’一グ関係のφ町は、今回行った実験結果の範囲においてはほぼ一定値を示している。また、同じ試料で比較すると、φ多丁の増加傾向は密度の高いものの方がより顕著であるといえる。図一1の結果を踏まえると、変相状態におけるセカントアングルは、等方圧密条件下におけるe−108グ曲線が顕著な折れ曲がりを示す材料ほど明らかな増加傾向を示すと言えそうである。図一5は、秋穂砂に対して行った平均有効主応カー・定排水三軸圧縮試験結果を整理したもので、最大収縮時におけるセカントアングルφ、,およびピーク時のセカントアングルφ,とグの関係を派したものである・図中には・図一1に示したφ毎とグの関係もあわせてポしている。この図から、φ^fの値は、φ1亨とほぼ等しい値を示すこと、φ、,の増加はおよそ0.2MPaから3MPaの間で認められること、φ、,の増加傾向とφ,の減少傾向にはよい対応関係があること、などがわかる。これまで、変相時や最大収縮時の応力状態は、拘束圧に依存しない3)とされていたが、むしろ、試料、初期密度によっては拘束圧.依存惟を承すものと捉えるべきであるといえる。4.まとめ 本報では、数種類の砂質土の葬排水せん断挙動の特に変相状態について考察を加えるとともに、変相状態と排水せん断中の最大収縮時の応力状態との関連性について検討を行った。その結果、粒子破砕を伴うせん断における変相状態および簸大収縮時のセカントアングルはある拘束圧の範臨において増加傾向を承すこと、加えて、その傾陶は等方圧密条件下におけるε材08グ曲線の折れ曲がり傾向が顕著な材料ほど明確であることがわかった・<参考文献>1)兵動ら“破砕性土の定常状態と液状化強度”土木学会論文集,No.554/皿一37,即.197−209,1996.2)安福ら“圧縮性を考慮した砂中の杭の先端支持力とその評価,土木学会論文集,No.505/巫一29,pp,19玉一200.3)高原ら“破砕性に着目した砂の非排水変相状態における特性について”土木学会第51回年次学術講演会概要集,pp.52−53.玉gg6,一34一
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  • タイトル
  • 破砕性に着目した砂のせん断剛性について
  • 著者
  • 高原良太・落合英俊・安福規之・大野司郎
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 35〜36
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37658
  • 内容
  • E−0第32圓地盤工,学:研究発表会(熊水) 平成9年7月17破砕性に着霞した砂のせん断剛性について九州大学工学部 学○高原 良太 正落合 英俊   同上   正 安福 規之 正大野 司郎1.はじめに まさ土、しらす、カーボネイト砂などの破砕しやすい地盤中の杭の支持力算定に際しては、粒子破砕に伴う圧縮性やせん断剛性の応力およびひずみレベル依存性を考慮することの重要性が指摘されており、地盤の変形を取り入れた合理的な支持力算定法の確立が望まれている1)。そのためには、応力とひずみレベルに対応した精度の良い地盤物性値の把掻が不可欠である。 本報では、材料の破砕性に着目しながら、璽要な地盤物性値のひとつであるせん断岡彗性の特性について検討を行う。せん断剛性は、周面摩擦力の算定や、先端支持力を空澗膨張理論により算定する際に極めて大きく影響する定数の一っである2)。2.試料および試験条件 対象とした試料は・D〔)gs B&y砂((3s灘2、7179/cm3,em評1.720,cm、。踏1.080,U。瀟2、20,CaCO、含有率繍95%)と豊浦砂((玉s甥2。6409/cm〕,em、,属0,985,e灘1,繍0.606,U。=158,CaCO,含有率綴0%)の2種類を用いた。D〔)gs磁y砂はカーボネイト系のベンチマーク的な砂質土として知られている。本試料は粒子形状が編平で角張っているため大きな間隙を形成しやすく、また粒子自体に多くの間隙を含み、比較的低い応力で粒子破砕を生じる置)。供試体は内径50mm、高さ100mmのモールド内に脱気水を満たし、水中保存しておいた試料を水中落                               60下させて作製した。供試体作製時の相対密度(恥)は60%、        【)08sBay        /3  5085%の2種類に調整し、拘束圧は0.1、0.2、0.3、エ、0、ムペし傷含一。」a司のε  402.0、3.OMPaとして、圧密非排水三軸圧縮試験を行った。ムヤ  心)トム出      Q“Oo    o墓30また、供試体作製後に2重負圧を舶えることにより、すべ㌻  20ての試験で0.95以、上のB値を得た。o φ’P量 置 驚o令3.試料の強度定数と破砕性o 図羅は、爾試料の変相点でのセカントアングルφトお  0、肇       10.01                        ワこよび応力比最大時のセカントアングル砂,、ヒと拘束圧の関いる。なお、Dogs Bay砂についてはせん断ひずみ20%までせん断を加えたときの△Sの増加も示している。これをみると、1)ogsBay砂の粒子破砕が生じ始める応力は、豊嘩0    σ’(MPa)     ご図一1 φ’ φ1 と拘束農の関係係を示している。D〔)gs Bay砂のφ’,,、φ’,。蹴は豊浦砂のそれに比べio度程度大きい。図詑は等方圧密試験時の両試料の土粒子の表爾積増加量△Sと拘束圧の関係を示してτoyo聴田《 φ甲P融   P亀   m“200紛ε 150.[調         ふミ周∈ 1009の   50く1浦砂の約11)分の1である。すなわち、DogsBay砂の破砕o o一一性はかなり大きいということがいえる。100    1        10〇。1     σ唱(MPa)4。試験結果および考察      じ図_2 袈謹積増加最と拘束圧の関係1)各ひずみレベルにおけるせん断剛性 図講、図一4はそれぞれDogs Bay砂および豊浦砂のせん断ひずみに伴う等価せん断剛性Gの変化を示している。このせん断剛性(1は、せん断時の軸差応力とせん断ひずみの関係における割線勾配を3で除した値として求められ3000Dogs Bay2500厨  2000(【)才器60%).\σ『(MPa)εミ数関数的に減少し、その減少の程度は高い拘束圧ほど顕著0 1000がσど>0、3Mpa・豊浦砂がσど>2.OMpユの応力域において顕著である。図一5はε瓢0、05%およびε=0.5%におけ500o一一噸o、3俸鱒一蝉巳10、.であることが分かる。この傾向は、おおむねDogs Bay砂  o。1一 一〇2\\、へー  1500ひ邑..る。両試料とも、ひずみの増加にともなって、Gの値は指奏、  ・2、o一輌掌3、o\等溢..:0、1       1       10       100るGと拘束圧の関係を爾試料について比較したものであ        ε(%)る。この図をみると、試料の違いによらずG。。,、G、、5の図一3 Dogs Bay砂のGとせん断ひずみの関係値は拘束圧の増大にともない非線形的に増加する傾向にrihcShcarS出1、1css〔》fSandinl之clati・nt・C隅hablli[y;R』lhkah&ra((}raduaしcSch。〔}i,KyushuUniv.),HOchiai(KyuslluU】iv),N.Yasufuku(Kyusllu UIIlv.),S.Ohno(Kyushu Un iv、)一35一 あることが分かる。また、ε罵0.05%でのGの値はDogs3000Bay砂が豊浦砂よりも大きいが、ε罵0.5%では逆に豊浦2500Toyoura(Dr360%)砂の方が大きくなっている。すなわち、Dogs Bay砂のせ砕に起因してせん断ひずみの進行とともに急激に低丁することが推測される。図_2にみるように、拘束圧が大きくなると粒子破砕も増加するため、Gの変化は単に拘束圧N  2000εσ『(MPa)”㌧\ん断剛牲は本来大きいものの、せん断初期における粒子破o  O Iぺ0  ’列\0 1000    \一  1500己50D0含んでいると考えられる。ー一一〇「3胃π榊暫一101♪ぐンじ》矯._0.1つ)相対密度の違いに藩目したせん断剛性図一4 豊浦砂のGとせん断ひずみの関係に着目してまとめたものである。ε繍0、{)5%では、1)魑85%3000の方がGの値は大きくなっている。しかし、拘束圧が増加2500していくと、Drの違いによる(3の値の差は小さくなる傾Gの相対密度依存性は、拘束圧が大きいほど、ひずみレベ100ε(%)筥0.5%におけるGの値と拘束圧の関係を相対密度の違いにおいてもDrの違いによらないことがわかる。すなわち、10屡 図一6、図一7はそれぞれ、Dogs Bay砂のε篇0.〔)5%・ε肉にある。一方、ε濡0.5%では、Gの値はどの拘束圧下  −20一一一30 \   置『\\、の影響だけでなく、その拘束圧に応じた粒子破砕の影響も一 一〇ユε2000o\oo等500 、己ルが大きいほど小さくなる。図唱はGを圧密圧力pどで正規化した量GIP。『と拘束圧の関係を示している。これをみ10005DOると、拘束圧が増加すると、それぞれのひずみレベルに対0慧プ/◇  卜1・一・乙1・P.r I…   一1 ・・r!・r・、I Fo応したGIP。『はある値へと収束していくようにもみうけら 5  10  15  20  25  30  35      σ’(MPa)れる。図一5 各ひずみにおけるGと拘束圧の関係5.結論104 本研究により以下のことが明らかとなった。  『Do呂sβ批y二 1)せん断剛性のひずみレベル依存性は材料によって異なり、特に破砕性の顕著な材料では、せん断初期にその低ε丁の割合が急激であることを示した。o 2)せん断初期のGには相対密度の違いの影響が現れるが、その影響は拘束紐の増加、ひずみの増加とともに小さo曇80103   o      ・”・曹σくなる。   ,                                        P   陣        『       【      ¶ 変形を考慮する場合、支持力の算定にはGの影響が大   罰                                 『          『        −       曽      一102きく表れることが指摘されており、今後ここで取り扱った      、  、  1 、 ,  1100破砕性砂のように、せん断初期に(3の値が急激に減少する    じ図一6 ε澱G.05%におけるGと拘束圧の関係る。   !04300 Do呂sB乙Ψil・珊一二1=2501[蛮璽毒:、.,          2Qノ・\ゆヱ   2 0  10σ     >渚i今  ム16一/O.、一嚢 Dogs B竃y200E  l Oo    I O            I O   σ1(MPa)ような材料のせん断剛性の合理的算定法の検討が望まれq       3     1                  2 口巳o1505010          O100冷           91鋳淵%__.∼.o     O                 I                 2    魔0              、O              IO              O    5   IO   ∼5   20   25   30   35             σc’ωIPa)             σ『岬隷)      図一7 ε躍05%におけるGと拘禦圧の関係              図一8 p・で薦規化したGと拘束圧の関藤【参考文献】玉)安福ら:圧縮性の卓越した砂中の杭の先端支持力とその評価、土木学会論文集 N〔).505/1i」29,pp.Di−200,1994 2)Yasu拠ku.N&Hyde.A.F,L:Pi Ic cnd−beari ng c&pacity ln cru曲ablc sands,Gcotcch niquじ45,悼》.4,663−676,1995一36一
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  • タイトル
  • ひずみレベルを考慮した地盤反力係数の寸法効果
  • 著者
  • 大内正敏・湯川保之・前田良刀・倉知禎直・古関潤一
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 37〜38
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37659
  • 内容
  • E−2笛32回地盤工,学研究発表会(熊本) 平成9年7珂墨8ひずみレペルを考慮した地盤反力係数の寸法効果日本道路公団     湯川保之九州共立大学 疋会員 前顯良刀正会員倉知禎直株式会社白石 正会員O大内正敏,東京大学生産技術研究所 正会員古関潤一1.はじめに 設計では地盤の変形特性を地盤反力係数でモデル化しているが,一般に地盤反力係数は地盤の変形特性のひずみレペル依存性を考慮していない、筆者らは,地盤反力係数の寸法効果をひずみ依存性の観点から検討するために現場での水平載荷試験llおよび微小ひずみレペルでの地盤の非線形性を湾慮した3次元F脳によるシミルーションを行った2).その結果,龍岡らの一般化双曲線法31で定式化した地盤の非線形性変形特性により実験値をうまく評価できることがわかった、本文は,このモデルを使用して行った基礎幅をバラメ凶とした鉛薩載荷による直接基礎のハ㌧卦llックスタテ旨から地盤のひずみレペ1シに藩目した地盤反力係数の寸法効果について検討したので報告する2地盤反力係数の寸法効果 設甜で用いられている地盤反力係数は基礎の荷重変位関係の藩目する変位量での翻線勾配から求められ,その寸法効果は道路橋下部工の場念君/4乗則で与えられPている.ここで,着目する変位量が一定で,基礎の幅が大小違う場愈,基礎幅に応じて地盤内に発生するひずみは異なり,応力ひ地盤反力係数ずみ関係の翻線勾配である変形係数も大きく異なると考える筆ガ:載荷板の著目する変位量左=P/δ=が/8E●に対応したひずみレヘ’ルでの地者らは,この変形係数の応力・ひずみレペ1レ依存性が地盤反力係数盤の初期変形係数1の寸法効果に起因していると考え,以下のように,地盤反力係数ε。β/‘δ∠βノを整理した図一1は今回検討に用いた地盤皮力係数の概念図であるここでは,基礎の変位により生じる地盤のひずみ分布を等価δ/B着目する地盤の正規化変位量に評緬するために,荷重Pと地盤の平均的なひずみと同等である基礎の変位量δを基礎幅βで除した正規化変位量δノ8の関係を用いた心、この関係から地盤反力係数を評価すると,熊P/δ=酬β図司 初期変形係数E‡の概念図となる.ここでガは藩目した正規化変位量における地盤のひずみレベルでの等価な弾性係数(ここでは初期変形係数と呼ぶ〉であるまた,設計上通例となっている地盤反力係数の寸法効果をこの関歪      フ_チングδ/B回箔時幟荷応力Pll4蘭4、!鴫}iδ/B3菰董箔時1垂駐荷応力P訂 lBJ/21大係からガの寸法効果として書き換えると,   ぼP17=い章}’iノ 鰍肝β/βo)㌔IEIEoタィ80/βナ ∴(五/五∂鵬β/β∂1ηとなる,ここで〃’は寸法効果の程度を表す係数で,“に1.11(,!・現行の一3/4乗則・0、75〉である.80は基準となる基礎幅,砺は80での初⑨◎期変形係数砺はβoでの地盤反力係数である、本報文では,この初@  』γ響1%④  一期変形係数どとこの寸法効果の程度を表す係数〃’を用いて,地盤 せん断ひずみ反力係数の寸法効果を検討している、ここで,地盤反力係数の寸   △σε分布   σc分布    コンター上の応力として, γ御ε1一εユσvi分布  σvi=土被り圧    △σc=職荷応力による翌生拘束応力法効果の発理についてまとめると以下のようになる、地盤のひず    σc l上陀二つの合成拘梁岱力      σc瀟σ》i十ムσcみレペルと分布状態(正規化変位量δ〆β〉が嗣じ場合,鉛直載荷で(η鉛直鐵荷は,図一2(Dに示すように基礎幅が大きいと,載荷に伴う地盤内の等ひずみ線上の対応点で土被り圧が異なる、また,基礎幅が大きい程,対応点での拘束圧の違いにより地盤の剛牲が異なり,そのひずみを発生させる付加応力(載荷応力)は大きくなる。この2戴荷板水平断衝       \㌧点の理虫から基礎幅が大きくなると,作用する拘束圧は大きくなり,破壊時のせん断ひずみ7,,、乱,は大きくなる.従って,地盤内のせん断ひずみレペルが同じ場合,基礎幅を大きくすると,ひずみの相対レペル7/7,,,、、κの値は小さくなり,図一3(1〉に示すようにE,、、薦,,,、.,の非線形性の強い領域に入り,基礎幅が大きい場合は,初期変形係数パを大きく評価できるため地盤反力係数の寸法効果は,弾性論1鵬1ナほど大きく現れないこの傾向は,著目するひずみレペルが小さくなる程強くなる・また,図一3(2)のように地盤の拘等ひずみ線一  賊荷板鉛薩断面㌧、   鐵荷板中心   位齪 、、一B一巳一σ)i分布 △σζ分布 翫分布  σ仁識σ瞬十△σ〔{2)水平載荷束圧が低圧である程五.,、.,が非線形性の強い領域に入り圧力レペルの影響を受ける,図峨 載荷幅依存性概念図εαα’oη coη豆48,〃τg 5ぴα加 1a/8た }勉∫‘{y‘而 }1Uκ4隅4σαραn 紐8h擢αy P三め1オc Cα♪ル毎5α∫o∫h∫Scα1ε εがをcご5 4∫εめ8雌48 ,OHUCκ∫,}くo∫h加αoκUR’4CHllShかα’5hどCo・)名o∫h∫砂凝ン4E∠Mで1くyε‘∫hμノくン01吻3αUη厩♪ノμ漉chZκOSE1く1‘11⑤U11’v・47φκyo♪                        一37一 一方水平載荷の場合,図老(2)のように載荷板中心の土被り∈sgc/Emax                            初圧が載荷幅が異っても一定であり,等ひずみ線上の対応点で期勧ax{1)大「.鼠_3.鉛直載荷パラメトリックスタテ儲 1、。ラメトllックスタディは軸対称条件で寸                            法小ゼニ行った,対象とした載荷幅は8d、0,25,5、0,10、0,20.Omの5効                            果通りである.解析に絹いたメッシュを図一4に示す.境界・条件は,図の3小γγ吊舷 8小B大    日小B大 σc                            程  β大                               B小 B大   に示すように基礎の中心,反対側の鉛直境界,モデル地盤の底度                             着罵ひずみいル 驚目ひずみレヘ昂       低厩        高圧                              {δ/鋤’」、    〔δ/Bl大部の全てにおいてローラを採用した・載荷荷重は,支持力公式を図一3載荷幅依存性のメカニス○ム(Esec/匹maxとγ/γ柵axの用いて算出した極限荷重とした.地盤定数は,LDTを用いた三             関係,Emaxとσcの関係)軸圧縮試験から得られた一般化双曲線関数により地盤の非      い__6B線形応力ひずみ関係を取り入れた討.また,ボアソン建ン輸.35,静丘土庄係数邸二1.0とした,4、結果および考察 鉛直載荷のハ。ラ畑1ックスタディの結果から地盤反力係数の寸法効果を検討するために,ここでは藩目する地盤の相対的なひずみ量を正規化変位量δ/β=0.Olとし,まoた,比較のため現行設計で用いられている最大地盤反力度の図叫 解析メッシュ上隈値であるp・70tf/紅詳と降伏荷重町の時の3通りの着目点   (籔点数682で地盤反力係数を整理した 図鴫は正規化地盤反力係数と正   要素数630}規化載イ憲幅の関係を示している.ここで基準となるβ訴oは18司.Onlの結果を用いた図中の,n=0.25の直、線は現行設計の唱/4乗則に相当する正焼化変位量δ/β給01を基準値とし1た時の地盤反力係数からパの寸法効果を見ると,〃’組「514と&}p l班=o・9691翻点なり,載荷幅が大きくなるほど一3バ乗則(“1給、25〉はん値を過  ・\         0δ∠8躍001小評価しているという結果を得た載荷荷璽P=7償1/擁12を基  \’ 磁    ペ                     ミ         O P鷺70tf/m準値として同様に整理すると〃’殉、962となり地盤反力係数嶽肇只腿麹製華繋旧の寸法効果がほとんど存在しないこの原因として,各載荷幅でむかえている地盤内のひずみ・応力の相対レヘ沸が異なるためであると考えるまた,降伏荷璽みで整理した結果は,〃1=0.397であり,ここでも現行の一3/4乗則より耐直を大きく評緬できる結果を得た図略は,正規化変位量(ヲ/β輸,01の時の酢1m,2伽の基礎幅でのせん断ひずみ分布である,両者の匪o.393}   ’口      \ ¥    η認o,477         \  一勧富o、5141       へ 現行設計法     &♪   η#075 ぐ     \   {所=0.25}  \          へ \             \\ \    \  1         雪0         像00たせん断ひずみには差はほとんどないが,基礎幅による拘束      正規化載荷幅,β/80圧の違いにより7/7、,、、,,の値に大小が生じガつまり地盤反力図唱 解析結果(地盤及力係数の寸法効果)係数の寸法効果が生じているすなわち,前述した理由により,載荷幅が大きな場合のガを大きく評価できるため,一3/45、おわりに 地盤のひずみレペルに著目した地盤反力係数の      π.060了 >、 \  △P器降伏荷重01せん断ひずみは,同様の分布を示しており,載荷により生じ乗則に比べk値が大きくなったと考える  び1ム’『  ・・〈シリ『印.o.、魅さ      FO.031B/2 載荷板0載荷板鰯    B篇20m 饗0,08』寸法効果の解析的な検討から,現行設計の一3/4乗則に比べ地  蓄G「06価盤反力係数を大きく評価できるという結果を得た,今後さらに実験釣な研究からも検討する必要があるが,大型基礎の設計において地盤に生じるひずみから地盤定数 (ガなど)を評  00.04蜜2B  ぐ  劃価することでより合理的な設計につながるものと考える「0.02参考文献1)垂水,大石,倉知(1995).第30回地盤工学研究発衷会,pp i177∼147821湯絹,瀬谷,大石,倉知,古関(1997}:第32回地盤工学研究発表会,播載予定3}7旗躍欲α,泥&5hめ岬α,5.‘199の』0、B司m04B1∼∼’8’1ノぽα”0ノ∼α1/0‘’ノ’∼‘∼1弄011’1ど’〃∼ε’ご‘‘∼’ ‘’1∼‘∼ α〃‘∼1y∫’C‘」1 〃置e!1∼04∫ 加88・〃∼e‘hα〃κy,吻’14,ρρ.587∼594 Dル1aβ・ノ’・n‘199ヲ1漁oc,呼1甜、5093,吻θ 5)瀬谷,藤本,古関,大内,倉知(19961、士,木学会第5i回隼次学術講演会第3部門,pp91∼95、一38一01B2B O1B2B図一6せん断ひずみ分布(δ/B憲0.01〉
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  • タイトル
  • 圧縮性を考慮した砂中の杭の先端支持力と破壊メカニズム
  • 著者
  • 安福規之・落合英俊・大野司郎
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 39〜40
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37660
  • 内容
  • E−0第32回地盤=1畔=嚢1陵発表一、(旨 イく) 覧rl茂9{ド7月19圧縮性を考慮した砂中の杭の先端支持力と破壊メカニズム九州大学工学部 正O安福規之 正落合英俊 正大野司郎1.はじめにここに、F、、1空洞膨張圧係数、1,,1修正剛性指数、工,:剛性指数 通常の地盤材料は、拘東圧の増大に伴って内部摩擦角は減少し、その窪縮性も増大することが知られている1)。このよと呼ばれ、これらは、武(2〉を見ればわかるように、土かぶうな材料特性の変化は、地盤の支持力特性に影響を与え、縛(図王中の塑性域で生じる平均的な体積ひずみとして定義さに、この影響は破砕性の卓越した材料ほど顕著であることがり猛σ.、静止土圧係数K、、、地盤の圧繍性を定める係数△、報告されている2)。著者らは、破砕性地盤を対象とした杭のれる〉および、地盤の等価なせん断剛性Gの関数として与えられている。従って、この考え方に基づいて、支持力を合理支持力特性について検討を進めており、その中で先端支持力的に推定するためには、の地盤の初期応力と欝接に係わる静の評価に際しては、地盤の圧縮性を考慮することが極めて重要であることを指摘してきている3励。本報では、杭先端に止土圧係数、2〉壇盤の強さに係わる内部摩擦角(強度パラメータ) 、3)地盤の圧縮,1生を反映したイ本手貴…変イヒ特,性、4〉士也盤iおける破壊形態の観察に基づくモードの仮定と空洞膨張圧理の鐡さに関係するせん断剛性の4つの事項をバラノスよく評論を組合せた先端支持力算定手法を提示し、その手法を通し価し、かつ簡便に求める方法を考える必要がある,、、これらのて、今後明確にしておくべき事項をまとめる。具体的な議論や検討は、別の機会にゆずるとし、ここでは、王、,、1,、△,,が求められたとしたときに、それらが支持力に与え2.破壊メカニスムと空潟膨張圧る影響を武(1〉,(2)を通して考察する。 写真玉は、破砕性に蜜む砂中に模型杭を杭径程度貫入させ 図2は、式(2a)の関係を描いたものであり、これにより玉,,た時の典型的な破壊メカニズムを示している。この結果を通に与える圧縮性の影響を知ることができる。縦軸が対数表示して、王〉破壊形態は杭先端を中心とした球根状であることとであることに住意してこの図を見ると、剛性の大きな地盤ほ2〉杭直下およびその周囲では土粒子の破砕が著しく、それにど、圧縮性のわずかなの変化で、 1,,の大きな低下、つまり梓う圧縮麗が極めて大きいことの2つが特徴的なこととして知れる。ここでは、この観察結果を踏まえ、図1に示すB,C支持力の急激な減少をきたし得ることが理解でき、圧,縮性を点を通る球状の破壊モードを考える。このモードの特色は、玉〉主働くさびを想憲して〔1操π14ゆ112を仮定したこと、2)AC上に図1中に示すように主働土圧σ、が作用すると考えること、さらに3)支持機構に秘料の圧縮性を取り入れるために、Ves1cらの示す空洞膨張圧の概念5)を利用し、BCの円弧正当に算定することの大切さが読み取れる。3  支持力算定と静止±圧係数静止土圧係数の算定式として、落合の示した次式6〉を用い、(3)KQ諜1一訪∼転上に極限の空洞膨張圧1),が作用すると考えたことである。また、式(2)中の内部塵擦角として、 さて、園1で、B点における力のモーメントの釣合を考え              εると、極限の先端支持力q、、と空洞膨張圧p、を関係づける比較的簡単な式が導ける。すなわち、   圭qpTsご、∼φPu土の限界状態における     灘t(1)               iである・Vesicの理論に基づくと、式中の極限空洞膨張圧p、は結果として次のように与えられる。この考え方の特色は、球状空洞の周囲に塑               ぴ      藩灘斜性域が存在すると考え、また、その塑性域に材陪一研 π φsψ=τ+㎝qBψへ’r覧o料の圧縮性の効果を取り入れているところにある。   (1+2KQ)P。嵩R1   σv(2a)    3、  3(1+ぶf・置Φ陰) 4帥F、1−  1正π]3(1樋)  3一伽Φ’   II 嵩  「  1+1△     3G夏ド(1+2K。)σv∼‘卿一(2b)(2c)灘難灘灘灘 ・βi灘灘雛雛灘欝\\\    1一帥坤sσバqp『1+s蜘s雛懸鑑灘鑛鐘嚢嚢鐘嚢鐡麟、.写真1破砕性砂における杭直下の(2d〉破壊形態(D・gsBaySa蹴dls/D菖1、25)図1圧縮性を考慮した破壊メカニズムPile endbearing capacity in crushable sands andits faiklre mechanism,N、Yasufuku,H.Ocbiai a…16S Ohno(Kyushし蓋University)一一39一 10001000』500Ko100i,麺10025N 100蓬105ミb邑100」.25.σ・α1054 0     003    006    009    012    0、15」△av024   6   8   10  12       σ   (kgf/cm) V図2 1,rと△、,の関係強度定数φ。.を仮定すると・式(王〉の先端支持力q,,は・若干りOOOの計算の後、び.、K,,値と地盤の剛性、強さおよび鷹縮性を取K箒0酒(φ≒3フlG     cvり入れた指数1,,の関数として次式で表される。lrr=ち0010G%蹴1機)〔2壽)II調ト25q ID〔)ε(4〉5o\図3は・上式を用いてq,とび,の関係をエ,rをパラメータとしxoσ’【≧、0て描いた結果をまとめている。図(a〉∼(d)はそれぞれ、K,,=0.3,0.4およびG.5としたときの結果である。縦軸が対数蓑示であることに注意して図を見ると、まず、エrrが一定であれば、q、,は、σ.の増加、K。値の減少(φ。.の増加)と共、に大きくなることが分かる。また、1,,の値は、q,値に大きな02占影響を与え、1,。のとり方によっては、σ.とK。値が同じであ4   6   8   10  12       σ  (kgf/cm) Vっても、iオーダー程度支持力がことなることも有り得るこ1000とが知れる。このことは、前述したように、地盤の剛性や圧K=α5(φ≒30づ縮性を正、当に評価し、かつ合理的に算定することの重要性をO     cv示しているものと考える。lrr共50010025N 100εo4.諜とめ1)破壊形態の視覚的観察に基づいて、砂中の杭の・破壊メカした。2)図1に示す破壊メカニズムと空洞膨張圧の考え方を結び付けることにより、圧縮性を取り入れた杭の先端支持力算定5\①xσ鳳10式を示した。また、この算定式を通して、支持力推定において明確にすべき事項を具体的に書及した。1参考文献:02一4   6   8   10  12       σ (kg蓄/cm) V1)ヨ浦・山内:砂のせん断特性に及ぼす粒子破砕の影響,土園3 算定式による先端支持力と上載圧の関係 木学会論文報告集,No。260,即。mg,慧8,19772)Semple,R。M:Mechanical prope影tles of calcareoous soHsl State of the art repo蓄t,Proc  Int Collf on CalcaTio毛耳s5)Vesic,A、S、l Expansion ofcav茎ties iai賑finite soil mass, Sedime蓋1ts,Perth,pp.837−836,1988、lourllal3)安福ら:圧縮性の卓越した砂中の杭の先端支持力とその of SM Divislon,ASCE,VoL98,No、SM3,pp,265−290,1972、 評価,土木学会論文集,No.505/m−29,陣、191.200、1994「6〉落合:砂の静止土圧係数,土質工学会論文報告集,Vo1。王6,4)Yasufu勲u N &正{yde,A.F L:Plle elld−beal圭ng capaclty i n No、2,p峯》.105−111,1976 crushable sands,Geotec勤nl(1口e45,No、4,663−676,1995一40一
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  • タイトル
  • 砂の強度パラメーターと破砕性についての一考察
  • 著者
  • 郭じょん敏・落合英俊・安福規之・大嶺聖・大野司郎
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 41〜42
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37661
  • 内容
  • 第32回地盤工、学研究発表会(熊本〉 平成9年7ナ菱120E−0砂の強度’パラメーターと破碑性についての一考察九州大学工学部学○郭 曝敏 .正 落合英俊 正 安福 規之   同上正 大嶺 聖正大野司郎!.まえがき まさ土、しらす、カーボネイト砂などの破砕しやすい地盤中の杭の支持力算定に際しては粒子破砕に伴う総縮性を考穏することの重要性が指摘されているD。 著者らは、破砕性の率越する地盤を対象に、その圧縮性を取り入れた支持力算定方法の検討を行ってきているZ)・3),,その中で、支持力を地盤力学の立場から合理酌に算定するためには、1)地盤の初期応力、2)地盤材料の強度定数、3)地盤材料の圧縮性あるいは破砕性、4)地盤のせん断剛性とポアソン比の精度の良い算定が重要であり、地盤物性値を簡便にかつバランスよく決定する手法の検討も璽要な課題にあることを示した。 本報では、このような立場から限界状態とピーク時における強度パラメーターと破砕性あるいは1三i三縮性との関わりにっいて実験的考察を行う。また、一つの破砕性を反映する指標を利用した強度パラメーターの簡便な算定法について検討する。2.破砕性を評価するパラメーターの導入 Bokon41は砂のピーク強度時と眼界状態、におけるセカントァングルの、、,、,、とφ“。、,1を合理的に評価するために、次の柑対ダイレイタンシー一指数IRを提案した(1単位系はk王)a)。  lk漏 D、(Q一瞬)∂一i      (1) ここに、醒はピーク強度発現時の1)トの値、またQは材料特性を反映した係数であり、通常はiOとおいて計算を行っている。なお、彼は1R↑,4の適用範囲を4≧夏R≧0とし、また式中のp!1の1。2PCDr60PcDr95Pc1値がPl』q50kl)〔聖の時には実務上1R需5D冠とすることを推奨している。この式の特色は、式D砂1.6e O.80,6↑ろにある。このlkを用いて、(φ㌧,,、、、x…φ』。,、1)は、0.4M砂(Dr70)  φ』罪【1、、x一φヒ¢。1筥 3三1く        (2)0.2と、φP、、、、、x濫φ’。,、1の時、最漏0と考えているとこで与えてよいことを経験的に示している。ここ0102で、もし、Qが材料特性を反映するのであれば、Dr40     A砂(Dr55) Dr95中に相対密度1)、とplの項が禽まれていることこの係数は材料の違いによって変動しても構丁砂105     3             4   10       10    109勲’(kPa)わない。以下では、係数Qを材料の破砕投に依図一1 等方圧密によるe−logp曲線存するパラメーターとして定義し、これと破砕性との関わりについて検討を加える。1503.実験結果及び考察1)降伏応力と破砕性まさ土 図一1と図一2は豊浦砂(1)、1)ogs Bay砂(ll))、奄、100美砂(A)、砂質土系のまさ土(M)の等方圧縮過程におけるe−10gび曲線と△S.bgp監曲線を示したものである。ここに△Sは圧縮前後における表講積増加量を示しており、図一1の降伏豊浦砂Dogs Bay砂PcのぐPc50応力はCasagmllde法により求めた値である。こPCの図から1)三浦らの指摘にすでにあるようにp、の鍼をすぎると、いずれの材料も著しい圧縮性を示すこと、2)この圧縮性は材料によって0墨02大きく異なることもわかる。図.2中には図一1で     3             4   10       10      109PI(kPa)求めたP。の位置『を示しているが、粒子破砕の顕図一2 表面積増加量(△S)と圧密応力の関係著に生じる位濁とおおむね一・致していること A Study〔)f Streng由Palametef and Cmsabiiity〔)f Sandby J、M、KWAGンH.OCHLM,N.YASUFUKU,S.OHN(),K OMINE,{)epa姓al1【of Civi l Enginee垣ng,Kyushu Univclsity一41一105 がわかる。このことからここでいうP。は粒子破砕に起因した降伏応力といえる。482)P’。、、甘と係数Q      I      P crit 式(i〉中の係数Qは、φ一、,,、、N瓢φ’.,。甕の時のPl’44の懐を焼定する定数であるから、その時のp’3Φ 40の植をp一。,,甘とおくと、i)漂1)’。、、1の時、IR鮒となる。したがって式(i)からp’。、,tとして次式は誘3導.される。7ε P−c、,1=cx})(Q−i/1)r)   (3)舷  32口o鞠  一φ酢crit LD砂、.臥r95柳   一   餉   騨         轍M砂(Dr70)一盃・一 歪 36OA砂r55軸  榊  冒  榊  卿κ榊 ” 騨 口 7  榊 ㎜ 榊 甲 鼎 榊 田丁砂(Dr95) 図.3は各試料のφ’,,、、、Xと平均有効応力p一の関28係をDrをパラメーターとして示している,,こユ   南03    葉04    105102の図から、})1の増加とともにφF、,、、、xはψ1。,,,に近    109P’(kPa)づくことがわかる。図中には})^。,、tの値を示してφ’m、、と平均有効応力(pI)の関係図一3いるが、】)rと材料の違いによりp『.,i甘の値は大きく異なることがわかる。 図.4はそれぞれ試料の})』。、、星とDrの関係を示105したものである。また、図中には比較のために式(、)に基づいて描いたp’。、ilとDrの関係が係團  丁砂(Q騙嘩0.61104数Qをパラメーターとして示されている。この図からQの値が材料の違いによって大きく変  A砂(Q累9.8)邸化することが知れる。またQの値は破砕性の大 α誕 1000きな材料ほど小さくなる傾向を示すことがわかる,,このQの値が簡便かっ的確に求められれば、式(2)を用いることにより、合理的な強度一\D砂(Q響8.6〉M砂(Q駆7,9),りα  100定数の決定が可能となる。 3)降伏応力P。と係数Q         』L繍』_」10 0,2 0,3 図づは先の破砕性を反映すると考えられる0.4  0.5  0.6  0.7  0,8  0.9   1     DrパラメーターQと降伏応力の関係をまとめた図一一4ものである。この図からQが増加すると、すなDrと費’。,1,の関係による係数Qわち、破砕性が小さくなると、降伏応力至)。も共に増加する傾向にあることがわかり、Qと降12伏応力P。の間によい相関が認められる。この関係が一・義的であれぱ、簡単な試験である…・”           ./δヤ砂FlO          ◎          噛    A砂          喝         鰯         う次允圧縮試験で各砂の降伏応力を求め、その殖からQが闘定でき、そしてこのQから強度定数が、1),、拘束.圧の関数として算定できる。       o ◆“○,9 4,まとめ8 本棲究で得られた主要な結論は次の通りである。 D圧縮過程での砂の降伏応力P。の値は各材料の粒子破碑が顕著に生じ女綱)る応力と良い対応を示す。 2)BoRonの示した相対ダイレイタンシー指標の中 馬o・“M砂76102の係数Qを適切に評価すれば、この指標は強度定数の   ..“O D石少評価に有効である。 3)係1数Qと降伏応力P。の聞には…義的な関係が存在し、破砕性が大きな材料ほどQの簸は、P。を求めれば_一一,_』漉105      3            4     て0       10        Pc(kPa)図一5 係数Qと降伏応力Pcの関係Qが同定できることを示した。参考文献)1)Miura,N(1985),PQi1}t Resistallce of Plles油S鍛d,Proc、11ti1,王11t Collf Mcch San Frεmslsco≧,1448−14552)安福ら:圧縮性の卓越した砂中の杭の先端支持力とその評価、土木学会論文集、No505/三H−29、即191−200,i g943)Yこ星su童tlkuNa11(11一{ydeAFLl)lleclld−b¢ad119じ【ヒPaciしyinじruslulblcsむ111ds,(}e・tcchni(luc45,N()4,663−6764)B()lt()…・MD(1986〉,狙1estrc1・gtluu・ddllatallcy()i¶sand,(}c・tcd㌃111(差uc、6,N・1,65−78一42一
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  • タイトル
  • 破砕性地盤中の杭の支持力特性に関する実験的研究
  • 著者
  • 片上典久・斎藤邦夫・片桐雅明
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 43〜44
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37662
  • 内容
  • 旺一4第321gl地盤工学研究発褒会(熊本〉 平成9年7月21破砕性地盤中の杭の支持力特性に関する実験的研究β建設計 中瀬土質研究所 正○骨上典久 正 斎藤邦夫 正 片桐雅明はじめに わが国には、火山からの噴出物による堆積層が全国各地に晃られる。たとえば、関東地方に於けるスコリアや鹿児島のシラスがその典型である。特にシラスは、強度性状を特定する事が難しく、さらにその堆積罵が厚く実用的見地から支持力を算定することを困難にしている 本碕究では、破砕性地盤のひとつであるシラスに着目して、遠心模型実験手法により押し込み杭の支持力特性について実験的に把握することを試みたので報告する。1.案験材料 本研究で用いた材料は、鹿児島県姶良地方の造成現場の露頭より採取した試料である。 実験に際しては、相対的に粒子破砕の生じにくい豊浦砂と比較すること     表一三 地盤材料の物性値にした。このため、粒度組成が支持力に及ぼす影響を取り除くために、採試験項目調整シラス豊浦砂取したシラスに対して粒度調整をおこない、豊浦砂の粒度組成に一致させ土粒子の密度ρ、(g/cめ2,4372,652た。以降これを調整シラスと呼ぶことにする。表一1にこの調整シラスの最小間隙比e.i.0,9730,610物理特性を豊浦砂と対比させて示す。最大間隙比e.鰍至.8H0,992 それぞれの物性値を比較すると、土粒子の密度は、調整シラスが約1割程度小さい。しかし、最大間隙比、最小間隙比は、豊浦砂と比較して、最小間隙比で3割程度、最大闘隙比では約2倍もの大きさとなり、粒度特性は人為的に一致させたものの、その他の物理特性には顕著な差がある。れるように、調整シラスは、表面が平らで鋭利な実施鵬試験の結果麟法で整理してせん断 ,謬難麟鰯瞳   幽蟹.難灘抵抗角と拘束圧の関係にまとめて図一1に示す。        写真一王 実験試料の電子顕微鏡写真 ただし、ここに示す各試料の相対蜜度(Dr)は、調整シラスで60%、豊浦砂ではDr8働である点に注意を要す。相対密度は調整シラ52スの方が小さいが、低拘束圧の下ではせん駈抵抗角(φd)は豊浦砂に比べると3∼4。大きな値となった。しかし、拘東圧が大きくなるとともに、豊浦砂は一定値に閣                   P 48     −㊥収東するような挙動を示すのに対し、調整シラスでは、φdが漸減しσ。「が0ユ腱au     ㊥ ・”44の値と比較して0,7碑aでは約圭0。も低下している。この現象の一つとして調整シ$ラスの場合には、低拘束圧の下ではインターロッキングの影響が現れていることが 40O o』国 ’藪’⑳考えられる。360 2,雲験方法0、2   0、4   0、6   0、8    葉  σc’(MPa ) 三軸CD試験の結果からも明らかなようにシラスは応力依存控が著しい。このため、支持力実験では実物の応力状態を容易に再現できる遠心模型翼験手法に拠った。図_1 先ず模型地盤は、多重ふるいによる空中落下法によりそれぞれ地盤の相対密度が調整シラスの場合には60%に、また豊浦砂では、80%になるように調整した。実験装置有効拘東圧とせん断抵抗角表一2 婁験装置の仕様試料容器の仕様とその概念図を、それぞれ表一2、図一2に示す。 載荷実験は、遠心加速度の設定位置を地表面とし、50Gの遠心加速度場で模型杭を最大載荷容量:婆001くgf載荷装置五4m膿/minの速度で押し込み試験を実施した。模型杭は、直径18m胤1のsus性の丸棒であり、50Gの遠心加速度場で使用すると、直径900mmの杭を押し込むことに相当する。鋼製φ487翻ml深さ500凱m貫入速度:圭∼1舳m/min貫入長さ:350且lm模型杭SUS製φ玉8窺1膿長さ490露mBeε血ng capac重ty of(lisplacement piie1n SHIRASUN㎜SEKKEI Na㎞e Geotchnica茎㎞stitute  No鋤頴sa KATAKAM,Kunio SAITHO, ㎞KATAG卿一43一 3.実験結果 動モーター舞降 調整シラスと豊浦砂の押し込み杭の試験結果を貫入抵抗一貫入量σ)関係にまとめて図一3に示す,、実験は、杭の貫入抵抗は模型杭上端で計測した健であり、先端1考稼働テーブル ロードセルホ。テンショメータ摸型抵抗と周面摩擦力の砺成分を含んでいる。しかしながら貫入量が小さな範囲では、土槽周面摩擦、カは、先端抵抗に比べて櫓対的に非常に小さいと考えて整理している。同軸ぷれ防丘ガイド図には、参考にMeye画ofl〉の支持力算定武に基づいた支持力値を調整シラスと豊浦砂の単位体積重量(調整シラス:10、i晒/阻3、豊浦砂15、7梱/1めを考慮し連続的掌)に示す。砂地盤の支持力は応力依存性を考慮する必要があるが、ここではせん断抵抗角(φd〉を調整シラスは350と40。、豊浦砂では40。45。一定緯として算繊している。 貫入抵抗一貫入深さの初期部分の関係から、調整シラス並びに豊浦砂は、共に地図一2 実験装置概念図蓑面付近で浅い基礎の支持力特性懐を発揮することが示されている。このときの地表面の支持力は、調整シラスでは地盤密度の差異により若干異なるが、L3慕IPa,2。1MPaとなった。一方、豊浦砂は、L2MPaであり表面載荷時貫入抵抗(MPa)03010      200,の極限支持力は、調整シラスが豊浦砂の最大7割の大きな痩を示して  \ \一レ  1,…樟梅(MP亀}いる。これは、低拘東圧下におけるφdは、豊浦砂よりも調整シラス2が大きな値を示したことで十分に理解できることである。 さらに貫入を進めると調整シラスの地盤は、貫入深さが6cm付近か4ら貫入抵抗の増加率が徐々に低下しむしろ一定緯に収束するような6挙動を呈する。一方、豊浦砂の地盤は、貫入抵抗の増加率が貫入深さ      \ \魎rh・fiと共に大きくなり支持力が塔加している。こうした挙動は、Meyerhof∈の支持力特姓に類似している。 以上より、調整シラスと豊浦砂では、支持力の発揮のメカニズムが3掬鰻K8          ’一残15:醐鐸崩3”        \ φd=4ぴi『φ、轡45。10       Pi−\『                豊浦砂異なることなることが認識され、この原因の一つが、豊浦砂と調整シラスの土粒子の強度、すなわち破砕性に因ることは十分に考えられる。輯         ・\・一一一・i一※・』『\一12この,点を確認するために、貫入試験後の杭薗下から、おおよそ一・辺           \         \i430鵬mの立方体の試料を腋り出し粒度試験を実施した。試験結果は整理して表一3に示す。すなわち調整シラスは、実験前の平均粒径が粒径茄積曲線より0.236m駐1であったものが実験後はその半分の0.138millに          \  1〆N            \\           蘭8yqrりo↑壽6一一…・』7!一  ・劇¢:lk賦・一           φα=3脳oD 一調整シラス18なっている。しかし、豊浦砂にはこのような変化がほとんど認められ\20ない。 これらの状況から、支持力発揮の挙動が全く異なるのは、粒子破砕の影響が要因であると考えられる。図一3 貫入抵抗一貫入量 関係表一3 貫入試験後の粒度特性4,まとめ平均粒径(D5。) 本実験により得られた知見と今後の検討課題を記す。、①本実験で用いた調整シラスは、土粒子の形状に特徴があり、抵い拘束圧の下ではインターロッキングの効果により支持力は豊浦砂に比べると大きな値を示すことが十分に考えられる。②調整シラス地盤における基礎の支持力は、杭径の3∼4倍ほどの深さ調整シラス豊浦砂D80/D20試験前0,236圭.494試験後0,1382,818試験前0,171L543試験後0,167王630まではほぼ深さに比例するが、それ以深では支持力増加率が小さくなり一・定値に戦束するような傾向を徽る。③豊浦砂と調整シラスの支持力特性の違いは、貫入後の杭先端の粒度組成の変化から土粒子の破砕による影響が大きな要因であることが考えられる、、④今回の震験で得られたのは、あくまでも杭全体の押し込み抵抗であり、周面摩擦力と先端支持力の合計である。シラスの場合には、杭周面と土粒子の間にインターロッキングが生じる事も考えられ、周面摩擦力が豊浦砂に比べると大きいことが十分に考えられる3)。今後は、より現実的な非排土杭を想定し、先端支持力ならびに周面摩擦力を分離した上で総合的な支持力の評価法に関する検討を行う予定である。謝辞 実験試料とした用いたシラス試料の採取では、鹿兇島大学 北村良介教授、井料助手、城本技官には非常にお世話になりました。この場を借りて原く御礼を申し上げます。参考文献1):雇eyerhof.G.G、 ,Some}ecent}esearch o翼1the bearing capacity of fouadation,CaPadian Geotechaica1,lournal, VoL I理o.1,Sep.,19632)=石鍋、森本f也r申間的な根入れ、を有する基礎の支持力特性j、第32囲地盤工学研究発表会発表講演集1997.73)1四本、北村他 rしらす地盤における杭の支持力評癬するための土漕実験」平成8年度土木学会西部支部研究発表会講演集,1997.3一44一
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  • タイトル
  • 建築・基礎・防災に関する基本的問題
  • 著者
  • 川崎浩司
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 45〜46
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37663
  • 内容
  • A−1第32團地盤工学研究発裏会(熊本) 平成9年7月22建築・基礎・防災に関する基本的悶題建築基礎防災研究所 正会員 川崎浩司 1)まえがき:195。年に建築の道_入りいっの問に力嘲数年がたってしまった。この間、主として、建築物の基礎地盤・防災の研究、および建築教育の実施を行ってきたが、ここに記すものは建築物の基礎地盤・防災の基本的間題の中重要と考えられるものである。H腱築の基本醐題:H)r建築」ピ建築物」の差異軟米では、単なる構築物をさすピルディング(bulilding)と造形的意図を含む構築技法を意味するアーキテ好ヤー(architectt蓑re)とは閉確に区別して用いられているようである。ところが、日本では、この二っをr建築」と称し、もしくは訳して特別に区別しないので、その議論に混乱を生ずることが多い。もともとr土木」とr建築」はつづめて「土建」と言ったりするが、 「土木」と言えば、道路、鉄道、橋梁、堤防、ダム、滑走路などを総合する言葉であるのに、その「土木」と対比すべき「建築」のみが「建築物」とされるのはおかk明確に区別すべきである。∬一2) r建築学」とr建築総合学」の相違・一般に、 「建築学」 (architecし…ml stud}・)は、前述の造形的意園を含む構築技法r建築」を主々の角度から研究する学問をさす。これに対して、ここで書う「建築総合学」(architectα1icsと仮称)は、 r建築」の理論(theory)、設計(desig11)、施工(perfoma紅ce)の三者を総合し、一体化させる学問をさす。今田における、 「建築」、もしくは「建築物」の不振の根本的原礪は、この「建築総合学」的視点の欠如、もしくはその不在にあると筆者は確信している。H−3〉 「建築総合学」の研究方法一「建築学」は、計画、構造、材料、環境などの理論(theory)と実際としての設計(design)、および施工(perfol盈a}ce)の三つに大別され、そのモデルを鴎一1に示す。このモデルの基本的な考え方は次の三つである・                    設  理  施 1)理論、設計、施工のそれぞれの重要度は等しい。           計 論  工懲灘1 圭劣講総1奪濫皇難冨 継気雛難雑聞鷺撮盤盤溌1禦㌘騨第一の段階では、この三者がバラバラである。次に、第工段   皿階では隣接する二っが重なるようになり、第三段階では三者               理想的建築物域の重なる部分(図一!下方のハッチした所)ができる。筆者     図一1 理論・設計・施工モデルはここを理想的建築物域と名づける。なお、理論、設計、施工の各分野の研究方向は図一1に示すように、それぞれ三つあり、望ましい方向はこれも図に示すように、ハッチした部分へ向かう太線方向であると考えられる。また、筆者が理論の分野にいるために、中央に理論をおいているが、設計や施工の分野にいる人は、それぞれ中央においてもよい。それから、このモデルは二次元的な三角形で示しているが、三次元的な円錐形にした方が実際的であると考えられる。H−4) 「建築物」の理想像一およそ、 「建築」もしくは「建築物」がいかにあるべきかを論ずる場合、まず明確にすべきは「建築物」の理想像である。正三角形を一っの「建築物」像と考え、図一2に示すように、理論、設計、施工のベクトル量が、三方向から各辺に直角に、重心、もしくは建心に向かってバランスよく作用するときに理想的な建築物像モデルが得られるのではないかと考えている。この考え方と図一!に示した理想的建築物域(ハッチ下部〉の考え方との問にはFundamental Problems of Architecture、Foundatio目alld Disasters PlevelltionResearch Lavbo製atory of Arech i tec ture、fQundat i oll and D i sas ters Prevent i onKawasakiHiroshi一45一 A何らかの深い関係があるとおもわれる。要するに、理論、設計、施工の三,者が調和し一体化した時に理想的なr建築物」を建造できると筆設謙  :  施工者は考えている。なお、文献1〉 に記した谷欝忠先生のr眞・善・美    1  ,   ’〈乏1”の建築物」と内藤多仲先生の「免害建築物」、および筆者のr理想的   .・襖心  ノ    ヒ   ャ建築物」の三つは同じようなことを異なる雷葉で表現しており、究極B  ’   1   、、 C的には一致するのではないかと思っている。      理論図一2 r建築物」の理想系モデル皿)基礎の基本的問題:H〉基礎・地盤・構造物三縣隔,・図一3に、この三相系モデルを示すが、この三者も同等の重要性と複雑性を持っと考える。しかし、構造物・基礎が人工的であるのに対して、土の集合体である地盤は自然的であるからより複雑であるとも言える。呼そして、その個々の問題よりもはるかに困難な闇題が、この三者を総合的、一体的に考える場合にでてくるし、r偽実際的にはそうすべきなのに、そのことが十分になさ蝋“獣心獣較心 1れていないのが現状である。このことは、木造家屋から超高層建築物まで、静的にも動的にも嗣様に需えることである。II卜2)各分野の協力の必要性一学間別・一      地盤③    霞然的図一3 基礎・地盤・構造物三相系モデルに言えば、まず建築・土木・地盤などの工学、地質・地形・   地震などの理学の緊密な協力が学会的にも、個人的にも十分になされていないように、思われるし、国立・公立・私立の研究期間も同様であるし、設計・                     施工の分野においては金くバラバラの状態のように見える。盈一3)計算の誤信・過信の是正一                 近年の異常なコンピューターの発達、普及もあり、実験を従にして、理論計算を主とした論文が多くなりつつあるのは非常に気がかりである。K・Terzaghiの土に対する基本的な考え方は、筆者の知る限りでは次の三つに要約できる。 1)土、もしくは地盤は、自然状態において、三次元的に不均質であり、時問と共に変化する。 2)その性質は、厳密に理論的に扱うにはあまりにも複雑すぎるので、計算だけのものは無価値である。 3)極めて単純な土、もしくは地盤の間題でも、近似的な数学解を得ることは絶望的に困難である。以上のことは、土質力学についてTeτzaghi博±、が言われたことであり、前述のように、もっと複雑な基礎・地盤・構造物の三相系の間題ではさらに強調されるべきである。w)防災の基本的問題:N一、)災罰分類..筆都、嬉を自然的嬉、人為的災害、環境的災害、および破滅的災害の四つに分類する。たとえば、地震は自然現象であるが、地震災害は自然的災害である。IV−2)予知よりも防災一地震・台風・豪雨・火山噴火などの自然現象の予知よりも、その防災の方がはるかに重要である。特に、地震予知は不’可能でないにしても非常に園難であるし、たとえ予知できても防災をおろそかにしていれば、人名や財産を守れない。IV−3)防災の考え方の転換一まず、木造住宅については、特に、大地震時に絶対的に壊れないようにすることはできないから、たとえ壊れても、人名が助かり救出できるような空問を造っておくこと、迅速に救出できる方法を研究しておくことが重要である。っぎに、超高層建築物にっいては、未知の要素が山積しているので、現在の高さを維持して、大地震の到来を待ちその災害を検討して将来の方策を立てるべきであり、いたづらな商層化はやめるべきである。V)あとがき、紙数が限られているので、必ずしも意をつくしたとは言えないが、以上の基本的問題は、個別的問題や応用問題と同様、もしくはそれ以上に重要だと筆者は考えている。参考文献 1)川崎浩司11995年兵庫県南部地震による各種構造物の被審、第2回日中構造技術交流会論文梗          概集、圭996,10一46一
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  • タイトル
  • 天地創水環境-利根川源流とその流域-
  • 著者
  • 福田誠・山口晴幸・宮川均・黒島一郎
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 47〜48
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37664
  • 内容
  • B−12第32園地盤工学研究発袈会(熊本〉 平成9年7月23   天埋囎ll氷環境一利根川源流とその流域一防衛大学校(正)  山縫晴幸三井建設㈱(正)○編閏 誠防衛施設庁(正)  富川 均三井建設㈱(正) 黒島一郎 著者らは自然の恵、み「生命の水」を育む自然環境保金の貴重性と重要性に警鐘を鳴らすために、我が国における主要な河川とその流域を対象として、源流から演口まで広範囲に亘る水・土・植生環境に関する調査を開始している。本報告では、禾Ii根IIiとその流域を対象に、調査方法と若干の調査分析結果を提示する。利根川は河川長が322kmで我が踵第2位であるが、流域藤積は16840kl112有し我が国第1位の河川である(図一1)。利根lilには多くの支流が合流し、その流域薗積は関東平野に広く及んでいる。流域には多くのダムが築造されており、特に、源流城には矢木沢ダム、奈良俣ダム、相俣ダム、藤原ダムなどがある。利根川流域は東京都、千葉県、埼玉県、茨城県、群馬県、栃木県のr生命の水がめ」となっている、,著者らの調査方法と目的としては、①源流地点の確認と源流となる自然水の環境、②源流から河隣までの本流の自然水の環境とその変化状況、(③本流に流入する主要支川の合流地点における自然水環境、④流域一帯での主要な湧水や地下水等の自然水の礫境、⑤流域に繁茂する巨樹と水環境、⑥水と士環境の事項から広域に晦然環境の実態を明らかにし、保全、の有り方を提示することにある。利欄lI源流(水源)は矢木沢ダムの建造によって形成された人造湖奥利根湖の上流の沢に位置している。新潟県六磯町側から、丹後山(1807111)∼大水上山(玉831111)への登山道を登り、大水、ヒ山手前の広大な沢が源流(183・圭1“)となっている(図一2),、利根Jli源流地、燕には、北緯37度03分07秒、東経139糾狼川水源、□玉子井戸(海上町)       ノ奥科恨湖回_:科根川流械巨]御滝不動(船橋市)  o一、\凹名戸ン谷湧水ほか(故市)    Ωら20   qo   9回  8中禅寺湖     /回  足9診色團o回冶水大師(薫庄町)巨]長寿水(成1日市)囲15国森滝虜噴水(籍萩市)  回団片山髄鰍込み水(姉市)團 殴団喜連川の自嚇戸(髄ノ肺〉回回回鉢石の湧水(日光剤回二荒霊泉(日光市)回尚任沢湧水(塩谷町)監6回龍神霊水(栗山市)回赤卿徽のご神フ鳳宮城柑だ    霞ケ潅1 4噛−國大芦川源流水駕            回粟野川源流水回駒水(宮城村)  團欄灘水圃湧玉(牝橘村)       国湧水(嬬恋村)墜レ鮮四箱厨湧水(吾妻郡束村)圖回1源1鍛榊土の名水(長野原剛画妙法水(箏津町)ガ回誉臨光の仕込み水(州揚町) 四印旛沼   鱒    回回   田回谷’幡PAの大清水(水上町)團利搬川水源7つの泉(水上町)や×縛束京湾図4 利根川とその流域Source。fTone1・iver㎝db欝in=H.Y甜臓aguchi、/NatlonalDefellseAca(lemy,醍、Fl濫kuda/臨litsuicQElstlucti・n(:o摺pany,H.聾!1yagava/DefeaseFacilitiesAd顎11nistrati・nAgeacy.1.Kur・shiIlla/轟litsuic・nstlucti・nc・Illpany・一47一 ¥,L,f7X J UJ(1831*)' , i tii. (1":' )F/(19G9r')(2085m)tS. " :T///f/{i ,,1;]i : { ;5 J(:¥.D(' , :p!!:ia r 'J (1969Ea), ::f(1852 ])/ ' -- - - ----- ・ '? < i. l f ]}t 'ilfSi{:-(T)iiU J# :UJ (lB51El) /(l967f )r':,lfA J' (2228 !) '/lr; iif i;(1945・).*(2356 3)'j v -/ 'f :b t**? ]yJirrr,' I(1807a)1; ;iI; 'It : ijI(2141 ):'';fn tf(2058m): f .--if L S; ;.**= .Jti }?: ; j( 1 97 7 T)i;:if(2158・)*' ., 'J'!..J-2, 'iit-.UiIISI fCD_i :(}:;O)_r"iJr-L *' *_ ljlli"',, ,, "L(Z)_ Il { i?'.l l) f*"Ec( Hslc400m) 600I! 91)(!1N8.9.29 J9H53j6 1c- ' l/'r - r:s'ir';'J;';#;lill. l'Ha6 2 H_lH8: 6. 2 O,ls'/1 *-H8 3.20 El'.E1L1'l'¥; : h¥¥ ¥fL 9H8i2 227 7Jl!- - GT¥/Liil(1,i:1 *}j) i'_' ¥'/ r(/'f(:i:/'/ ¥ ;IstJT' n v/j;L]Lh -- -*-// '/ '-/*¥i" ¥in(/H8. S. 3.1'H84 28H8,4 28: - ::- -'o6 7 pH84 28 A"D/-/ ¥¥- T;-:*l}--fv'L_: 71: ,. :41 600-9 LLIL 1 2 3 , J //((/c8¥¥t'if 'n'eS(o/o)J-3LOD 7J/9 )O)129 n .))Jlj;1: )iliJ.1>( )iJ :t* *_ . ==tL,. j rf.i-1)V+CV )tnJjjl7i a) ;* ?"・**6 f. EC } : "' ; 10 /! s/cn:; ..)llJ f;+:・+r,li } . i ii: )Jl7T)f-*. lf -7 ru)if' T/) f{f';,1-;*i_"' )*-: I l : i i ,lj7J(U)-j{ J='・・ f . *. 7:-*h.5,,:_ =*- L.*.,-・fcr)I T/) _1-t T i :63!+"rfc!)i'I i10 RiL +V+ S,,'fl,*',*,U.,"Ti**iJ";.r<)J)'/i> { )1 *1;,i,l 'bi, . ilzf"Lf "',, i).l *.7jJ a) i,f4 !) #i* +'*. 7:)[}*47i<,fii' J,j . ))/.-,5 : )cU): L(1:7t,,L /J* UiJ;: j ,/_ T=1j+Fc)il ;+.*r;r<.・'!Jk' L l-+'-V !'**+ .)*7u.)i*L-+"V+/t・・,, (]a) ; Lcr)rr rl } i ) l/;J tr)*4l t"ia) l V)7 ]_._Ti],1*, , 4 O"i' (SI M)u) i ' +</ 1fz ;r3I,Y,Ji- -**,"t'.=(/)_/)/ +r*'"' -jt. ,'--",i: i ]f }/j> ] 3 i i ir.*-*Jf /)*t) i i rilU)7 Jjll_ ,. . .< {!-**, r . __7 :?,*1' S a),"I ,(:J]7T Lf / ii:tjJILd)f ]!/J 4'*i'+..}C{ -pH +- ;t)f, i "7 Tni' 'iJIJ "' u)_l i{4 -1= jii . J ) f :, *3./*'-" t*.rf lr+i)A.i /J Tff -1 *lyi /:i l1.. 1) TJ 1/1 L; .*(r)_?;t' lr r) i n U)/- 7 /L*T '1 :} . -IL )J )1ill** U LV /) _*i; :,a) rik. } cO7J /J( : =-・・--!,j(/_/J I flL1lj(EC) 7J<isL f ' " T-,' :7:)i f; V+f-it・ **<, .=(S)< ;f; L CV+/D jJ'1*Ifjl L7T.'! x J .)f/T I..-*T-; :/ / (/)f _ V+t *1- /j*- :)/)*/;) Ll,*L I C U)'* Ij* *,/,t)/*t* )* i *.i=ii]#1'1<)1:(r)7i('1*1 ;t) )c¥18 kiil ) lj * )ljtpT l'f ;f -ji tV)t Jjl/J*- /i,+ -; : (pl-1) i,n' '*/)J¥?;.***Jfl * T- "' +' i l'=1 i 1'i '+ flJ ill<'+-i 7i(/) ; ]Ji, LCV+ /)il (/)EE j f :L P) 7 (Y7'*1'7J(,,j]L +V+;S l /J,1- 't f li*7)*" * {, .*T7i(^,7+)'""* - JV +u)fl)/;')=, ,f:1 l'(i[n]u)1; .*!f. f I /jL<ilf /)' .ii ),.t) i, '1)
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  • タイトル
  • GISによる統合地盤モデルの記述に関する基礎的考察
  • 著者
  • 伊藤一哉
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 49〜50
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37665
  • 内容
  • 第32翻地盤工学研ヲ篭発表会(熊  本1  ’ド成9年7耀24A−1GISによる統合地盤モデルの記述に関する基礎的考察箭葉工ンジニアリング株式会社 Il一、会員 伊』藤一一哉 喋、はじめに 1995年阪神・淡路大震災以来、建設のみならず都宙剖醐や防災などの各分野で地盤情羅の藁要性がll}認識され、その登録・参照環境が要望されるようになってきた。このような箏情を背景に、地盤1.学会を初めとして関連省庁や地方自治体では、ボーリングデータベースの整備を進めつつある。本論では、この方向をさらに進め、単なるボーリングデータの集合ではない、地盤という3次元空間内に展開される箏象(翔、後データベース.1・はオブジェクトと呼ぶ〉そのものを蓄積した統合地盤モデルを提案する。続いて、この地盤モデルを国.1一情報基盤と紘置づけ、近年、地理・事象の管理・分析に多用されるようになってきたGISの利用を前提に、地盤モデルの記述方法を検討する。 2.地盤情報整備の必要性 各種の構造物の設誹においては、過去の地盤調査報告霧や既設構造物の竣工図といった多数の既往資料と新たな地盤調査によってサイトを評価しているが、現状では地盤の状態や過去の改変の履歴を完全に把握することは困難である。さらに、防災対策として、地域危険度の評価や設言i1用地震動の想定といったサイスミノクソ㌧ニング行う場合や災ゴ,li二後の評価においても、地盤内事象を正確に記した資料が要蟹されている。 地盤内事象とは、ボーリングデータに代表されるサンプリングデータ、標亮、地層、基盤深度、断層、  、水粒、間隙水圧、現位置試験結果、トモグラフィ函像、地盤改良体・トノネル・杭・地ド埋設物などの地盤内構造物など、およそ地盤内に展開されるあらゆる箏象を指す。これら全てをデータベースhに登録し、統合地盤モデルを構築できれば、異なる時期、醤的で測定されたデータでも、データの時問空間的横’1.関係が明らかになり、鯛えば、断層近傍のボーリング記録の検索や既存構造物と基盤・地櫻の位1餐11関係の把握といった、地盤に係るあらゆる事象の検索や解析に遂を開くことになる。 このように考えると、地盤情報は国、!1、利用を進める1.で最も基本的な情報と誘え、現時、肛、IJ、で基盤情報となっている地形1剰を地一ド方向に絋、張した国二1:、情報基盤と護えるだろう。 3・国土情報基盤整備の現状と課題 GISの発展を背景として、1996年には国土.空問データ基盤推進協議会が設∼ン、され、國.i.空間データ基盤の整備スキームが示された。しかし、現在のところ、地盤面旧ドの情報1二ついては、遵路管理者の地}埋設物管理・1鵯1牙報にとどまっており、地盤工学における利用は考慮されていない。 また、ISOでも地理情報の標準化偉業が始まっている・1三1本では、顯二i二地理院が中心となって対1芯がすすんでいるが、地盤内事象の取扱については、地表面のオブジェクトの嘱性として取り扱うという形で対1、藩が進んでいる。これは、地盤モデルとしての3次元的な記述ではないため、地盤内事象の空間的相塩関係の把握には利用できないllj能性が高い。 したがって、地盤内情報を統・一・的に取り扱うスキームは確立しておらず。地盤旧三二学、地質学、地震学など地盤面卜‘を主要フィールドとする分野の知見を動員して、統合地盤モデルのあるべき姿を確立していく必要がある。 4,、地盤モデルの記述 そこで、統合地盤モデルの記述方法を検討する。 基本的な方針として、G王S分野で突用化または検討されている手法を導入する。 鰐 座標の取扱は、平面薩角座標とするか測地座標とするかで大きく異なる。平面睡角座標は1、ン濁を’1舶iに投影したもので、その長所は、2点間の鎌離を初めとする空問内の粒禮関係が、座標成分の麟として取り出せることにある。短所は、地球が球体なので大スケールになるとひずみが増大し、全図を同…の座標系では扱えないことである。測地座標は位置を回転楕円体爾士、に投影したもので、その長所は、原理的には全地球(すなわち日本全土〉を同一・”の座標系で扱える普逓↑生にある。 地盤コニ学が扱う畢象の広がりを考憾すれば、汎用性の高い方法は後者で、異なる座標系への変換は、登録・参照用アプリケーシ躍ン、上で解決すればよい。厳密には、現在蓄積されているiヨ本測地系(Besse1:1841)による座標は、様々な問題を抱えておりb、将来的には、データベースの内部座標はGPS測墨が与えるWGS−84(world geodetic system1984)などの地心座標系に変換することが望ましい。罫und&mentalstudyon lnteg・aしedmωelingolFgeospace〔)biectsヒ)yusiηgGISIKazuyal[o(CぬibaEnginec耳FingCoIFpし)夏Faしlon)一一49一  標高についてはより多くの間題を内包している。現在の水準測量で測定される座標(ジオイド島)は軍.力のノくきさと方陶に依存している。 これまでのデータの蓄穣と構造物や河川・水路などが重力ポテンシャルとそのノゴ向に決定的に依存している蒙実は、ジオイド高の採用を支持するが、大スケールの地盤内オブジェクトの棚互、関係をiF確に記述・演算する場合は、幾何学的薦確性を有する回転楕円体高が必要となる。 しかし、水準座標と地心座標の相行変換は、ジオイド彌の疋確な測定がなされなければ実現しないため、1当面は、而者ともに記述できるツォーマソi・とすべきであろう。また、ジオイド面の測定擁自体も、基盤データに含まれることは繕うまでもない。 塑 地盤内事象も変化するため、フォーマソトも変銘を記述できる形式とする必要がある。変化の記述ノ、ブ法はいろいろ疹えられるが、観測によって把握される事・象は離散的とならざるを得ないため、空間座標と同様に、時、i庫」.をオブジェクトを表現する一つの次元としてあつかうと明快である。オブジュクトを構成する個々のポインi・に測定時,山、を付与するため、一定期間連続して存・在するポイントは多次元空間内で線分として描けることになる。 時点の記述形式と単位はどうだろうか。ほとんどの参照要求には整数時間の「日」で不郷合はないだろ7)。しかし、地震事象の再現には「秒3が相応しい。また、地球科学のスケールでは、指数時間の「年」が多用される。整数時間か指数時間かは大,きな問題だが、データベース.鉱は20桁程度の.整数を取,り扱うことはさしたる問題ではないので、地球誕生から現在までの経過秒数が10の17乗のオーダーであることを考慮すれば、内部的な取扱は秒単位の整数時間でよいだろう。時間原点は、単なる変換の問題だから何時でも良いが、溺えば、地球誕躍{時を原,春、として持てば、符号がすべて正となる。 盤奮 異なる測定データを共避の襲量曇盤として扱うためには、データ精度についてのフォーマソi・も必要になる。 これまでの図彌を中心としたシステムでは、縮尺という概念が存在したため、これがテ㌧タ精度を問接ll勺に表現していた。しかし、仮想空間内のデータ精度は、整数形によって表現すると1剃立系によって決定されてしまい、実数形では空問演篤後のデータ精度が精度の悪い側に・ 一・・致してしまうという問題をはらんでいる。 必要なのは、オブジェクトのデータ精度が定量的に確認できることである。GISの研究者の購では、座標を確定値として扱わず、ファジー理論のメンバシノプ関数を空問座標に適用する方法が検討されている3。 データモデル 座標が共通でも、地盤内箏象の記述方法がまちまちでは、データの比較容易性や交換性は実現できない。そこで、オブジェクトの共通記述フォーマソトが求められることになる。 、地盤内纂象は3次元空問内のオブジェクトに固腐の属性が付与されたものと需え、オブジェクi・形式は幾何学で定義される基本的なパターンが現れている。ボーリングのN値やサンプリング資料に対する試験結果は、3次尼7懸陶内に離散したポイントに対する属性であり、揚水試験結果は、鉛直、有限ラでンに園有の属性と講える。また、断麟2次元の弾性波トモグラフず画像などは閉曲面に対する繍性、士層や盛二1二.・埋立、地盤改良のような改変された地盤は3次元閉空闘に対する属性といえるだろう。 3次元オブジェクトの完金な記述は、オブジェクトを示す方程式とそのパラメータによるが、実用ヒは、有限精度の座標によって記述されたポイントとトポロジー( 1・粒オブジェクトと、上.位オブジェクトの関係定義〉によって、熱線・曲賑・立体を表現すればよいだろう。 オブジェクトが人工物の場合は、ブリミティブな幾何学的形態を持つ可能性が高いが、このような馬所的オブジコ・クトの記述に、回転楕円体離τに投影された座標を用いると、座標変換過程で本来の幾何学的形態の意味が消滅してしまう。このような場合は、3次元オブジェクトの定義情報(局所座標系の定義とオブジェクi・方程式)とオブジェクトのジオイド特性(オブジェクトのz軸座標の方向:楕円体座標の法線方向or楕円体座標の地心方向orジオイド面における法線方向、適用範囲:オブジェクトの全域orオブジェクトの原、点)を併せて記述し、変換によって内部座標をオ1・成する環境とすべきだろう。 さらに、複数のオブジェクトがグルーブを形成し、.1二、位のオブジェクトとなるような階層構造も定義口∫能とする必要がある。例えば、擁壁、アンカー、盛土などが一体となって、士構造物を構成している場合は、個々がオブジ」.クトであると同時に、総体もオブジェクトとして取り扱われることになる。 5.まとめ 以上、地盤情報基盤の記述方法を考察してきた。壮ノ、な提案だが、フォーマソトを定義することには何の障lll:もない。また、コンビュータ・一の情報処理能力が一桁ヒ、回るのに必要な時間は、フか一マソトの念意を麟るのに必要な時問に,比べて意外に少ない。したがって、実現予定時期の技術水準やコストを想定した.hで議論すすめるべきであろう。  (参考文献)1〉大野垂、保1測地学の方法 pp.81∼88,(株)東洋謝、1丁,1987 2)巌:GBにおけるあいまいな空間情報の管理方法 GIS一理論と応用VoL2,1994一50……
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  • タイトル
  • 佐賀平野における地盤情報データベースの構築と地盤特性
  • 著者
  • 南知浩・林重徳・秋田賢一・林真也
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 51〜52
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37666
  • 内容
  • B−9第32回地盤工学研究発裟会(f漫 オζ) 再乙1茂9年7月25佐賀平野における地盤情報データベースの構築と地盤特性佐賀大学大学院佐賀大学低平地防災研究センター学生員 ○爾  知浩正会員  林  重徳佐賀大学理工学部学生員  秋田 賢一佐賀大学理工学部学生員  林  真也Lはじめに 日本でも有数の低平地である佐賀平野は、極めて軟弱な地盤で形成されているために、地盤沈下等の災害が生じている。そのため、不良地盤の活用および地盤災害の防止が課題とされ、地盤惰報のデータベース化が必要とされてくる。 そこで、本研究センターでは、各機関に保存されている調査ボーリングデータを収集し、田G(〃厩8伽5θ5y説θ卿ルr/〃ル∼臓∠10刀o/6m〃〃めを用いて、佐賀平野における地盤猜報データベースの構築している。本報告は、これにより入力された836本のデータに基づいて、佐賀平野の地暦構成および地盤の土質特性を考慮したものである。2.入力ポーリングデータの概要 ボーリングデータは、 「調査地域袖調査地点縛置深度→試験・検層データ」の順につながるので、各データを次の三段階に区分して、入力を行っている。D調査に関する情報 2)柱状図(地屠,N値)。サンプリング,原位置試験物理試験の各椿報 3)土質試験情報(物理,一軸,三軸など) また、佐賀県        表一1ボーリング入力内容全域において、現往入力されているボーリングデータ数はm3本である。図ヨに示すように、今回本研究で用N値1787本/836本中物理試験477本/836本中粒度試験295本/836本中一軸圧縮試験 384本/836本中三軸圧縮試験 74本/836本中圧密試験160本/836本中       図一王 ボーリング位置図いたボーリング数は836木であり、それらのボーリングデータの入力状況は表一1の通りである。轟「3.佐賀平野における沖積粘上分布 佐賀平野での沖積粘土は、図一2に示すように分布している。なお、今回作製した沖積屏厚分布図は、田Gにより入力したボーリングデー一タを地屠分けした後、そのデータをもとにGIS(Arc/illf(〕)を用いてデータ処理をしている。また、山際線としては、等高線iOmに沖積麟  ロひ層厚ゼロの値を与えたものと、最も海  ∼岸線に近いボーリングデータで開まれ  21n層厚(m、た地賊内を25(1爾メッシュで喪示した結果である。図老から分かるように沖積                                      0.0   5,0   10.Okm                                      −粘土は、佐賀県南西部および南東部に                                       Scal61:25000                       図老 佐賀平野における沖積麟厚分布厚く堆積していることが分かる(最大約27m〉。   この沖積粘土層は、有明海海底および周辺の海岸低地の地下に広く分布する海成膚である有明粘土屠と低地の表層部に広く分布する非海成層である蓮池粘土層により構成される21。Construction of data base system information in S&ga p1&in:Tomohiro 廼inami,Sigenori }{ayas蓋1i,Keniti Akita a婁1d S主nya Hayas董1i(Saga 潜礁三versi ty)一51一  今回、商明粘土膚および蓮池粘土暦の区別は、員殻片が混じっているもの(有明粘」二)と植物繊維を含むもの(蓮池粘土〉で判断している。次に、図一1に示すA−A’、B−B’断面の位置を示し、各断面の区別データを基に、有明粘土と蓮池粘土の土質特性の比較を行っている。4、有明粘土および蓮池粘土の土質特性 図一3において、A一パ、B弔『断礪の有明粘土の一軸圧縮強さは、ともに 一愉窪南殉き q u r』曜r,r撒2,  財痒瞬峻貞  q  rセ曜『/犀頃?}8・O      o,5R O      O5.「霧上部から下部にかけて比較的似たよ 一軸罵帽幡き  q u r糎r r/・n7辱むヨ     むコきゆo一5うな傾向で深部にいくにつれて、強   。曜、。輪i度増加が見られる.B−B’断面の上部♂ ’oハ、 −1。ト   晦oプF0∼略概に分布する蓮池粘土にも同様      。ぜ瀞冒            貸の傾向がみられるが、深度方向の増E 次に、図一4に液性指数を承していE ロゆ 一監5 P圭5』鯉礎賢鋸        ♂加奉にいく分違いが見られる。一1旺一l D超顧20隔20闇20一2545や25る。A一パ断面の有明粘土の液性指数は約10∼15の間であり、深度方向にほぼ同じような値を示しているのに対し,、B−B’断醗の有明粘土の液性薗3D指数は!ト1.8の間で、深度方向に一,o一30 .(A》韓薩肝占イ=(A一A断彌)((”〕蓮洩粘土(8瑠懸而)‘B》蒋明粘十(需弔断涌)燈が減少していく傾向が見られる。また、餅B’断面の蓮池粘土の液性指1瀬一3 一一刺!圧縮’強さの’深農:分布図数は0、5∼15の間で、3−B’断顧の有明粘土と同様に減少していく傾向が    液性侮数  1し見られる。             ト             [ ヨロ ロロ   レロ とロコ きドゆ ヱさ   ヨロ     己。        1 づ          ロ               うや 以ま,の結果より、…軸圧縮強さにおいて、A植。、B−Bじ断薩の有明粘土      .  1ともにほぼ同じ傾向の値を示してい甲重略 ロるレー監・! 瞭傑掬鼓            醍性拠数 【to5 L O l5 20 2,5   醒o o.5  B.o L5 2,0    T    l    じ「「    ロる。また、同じ有明粕土であっても聴1  羅一20レいがあり、有明粘土と蓮池粘土にも5! 製  1   し 賓 1一20剛地域的違いでコンシステンシーに違  ー5し i。   し   }三曽、の増加率が乏しい傾向を示してい    ド                     ロ    ’     , o    ロ       リ略11… 1唱!るが、肝B辱断面の蓮池粕士は同じ断面における有明粘土より、深度方向2、5  }2。じ…!曹25一25コンシステンシーに違いがあることが見られた。隔30早30(A)有明路土(A−A『断面)(B)有明粘土(8一旨 断面)40(C)蓮池粘土(B−B断面)                           図穫 液性指数の深度分布図4.まとめ 地盤情報データベースを構築することで、これまで一次的にのみ利用され破棄又は死蔵されてきた地盤調査試験のデータを活用することができ、佐賀平野の三次元的な地盤特性を把握することが可能となった。 今後の課題としては、未だボーリングデータの足りない地域のデータの収集および入力をする必要がある。また、地盤儒報データベースを構築していくと同時に、地理騎報データベースの構築を行い災害時の被害予測および防災対策に活爾していきたいと考える。謝辞 本研究のボーリングデーターは、建設省九州地方建設局、佐賀県各土木事務所から提供いただきました。関係各位に謝意を衷します。5.参考文献i〉土木学会頭部支部佐賀平野における地盤情報データベースの構築とその利用について,pl)680−681.i9962)下山正一他   有明海北津低地の第四系,九州大学理■学部研究報告地球惑星科学第田巻第2号別冊一52一
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  • タイトル
  • 地盤調査資料の有効活用を目的とした総合地盤情報データベースシステムの開発と実用化
  • 著者
  • 後藤晃治・石川浩次・西江俊作
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 53〜54
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37667
  • 内容
  • A−3第32副地盤工学研究発表会(熊乍) 一ド成9年7月26 地盤資科の有効活用を欝的とした地盤惰報データベ㎞スシステムの開発と実用化中央開発株式会社 正会員○後藤晃治 石川浩次 顛江俊作1. まえがき 兵庫県南部地震を教訓として,国,地方自治体をはじめ企業においても災害時の危機管理体制の重要性が再認識されている。現在も被災後の復旧・復興活動とともに被害要因の究明に精力的に取組まれている。これら活動に際して知り得た調査・分析・対策設計に関する成果を詳細に認録することは,地震時における応急対策活動や今後の1耐震設計・防災対策を踏まえた譜画策定を支援するうえで有効な情報となる。筆者らは地盤調査に携わる実務者として,建築物の被害度,液状化被害や活断層等,地盤に関する被害状況の現地調査を実施するとともに,被害の特徴やその要因分析に利用するための地盤清報の高度利用を目的とした総合地盤情報データベース(GDBS)のシステム構築を行ってきた1)。本システムは,これまでに構築してきたシステムに機能の拡張を施したもので,地盤条件の把握のみに留まらず,地盤情報以外の惰報との重ね合せ表示や地盤に関する解析機能の組込みを実現することによって,地震防災や被害予測といった地盤工学的検討への高度利用を図ることをねらったものである。 本文では、現システムの特徴を紹介するとともに,システムの利胴例について報告する。G臓phlα}M皿証gerVecしor・D滋a2. GD8Sの構成Vocしor・Pnes ▽FMCI瞭y総ng【鵜DBS−Contro玉lerRasしeτ・D飢にR賂te【・F正1㏄ レF1Quory  Moduicパーノナルコンピュータ案FneVO2、Me㎜ry2、S㎜P1正ngModule(PC)のオペレーションシステム(OS)では最近の主流raphicsM・du生esDB−Filc Managα 図一1にシステムの全体構成図を示す。こ.のシステムは,1G2.1.システムの構成3G陥ph星csASCH・D飢級ASCH・F皿esである MicrosoR 社の3Re疹sterModule 理5,Appilc語on4Up/Da毫eMoαulcP嫉nしer ModulesWindows(95脳丁)環境で動作する。システムは,①デーPr産n象eτM三magα4、Pr㎞terAp響1ica象io雛In乳eτBase−D飢ahユdex−Fi圭e5タベース (DB) ファイノレ制Pτogra組マF ▽F卿ナー輪”−:御,②メモリ管理,③グラフApPlica巨・n Pr・優㎜  A夢PHc窪ほo“Pr。醗㎜ィック処理,④印刷処理,⑤ GDBS 田重tor         L三quefact…on      Future外部アプリケーションの5Extcmal S燐b−System fαGDBSユニットからなり,処理単位図4 GDBSの金体構成2)(1部加筆〉毎にモジュール化しナシステム本体の改良や更新が容易になるように構造化している。インデックス情報テーブル2,2.データベースの構成 DBは,ファイルの集合体であり,ベクタ,ラスタ,アスキー形式の3種類に分けて管理されてインデックスいる。これらDBファイノレは,図一1σ)DBファイル制御部を介して検索・抽出・更新される。背景地図として利用する数値地図ファイルや蓑層地質図等の汎用地図DBおよび独自フォーマットで作成した施設地図またはスキャナーを利用して作成したイメージ地図などの地図要素を示す情報は,ベクタ,ラスタ形式のファイルとして保へ’クタ形式ラスタ形式ディジタル地図イメージ地園:汎用地図DB,独自:1フ胎マフトフ7イ’貯Dマソ::フ’等}ASCII形式土質惰報ASCH形式ASCII形式断面構報地閣惰報柱状鐘土賃試験:結艮現位齢式駒,結果船タファ仙管される。地盤情報(桂状図、試験結果等の紫情  DB群報)や施設情報(基礎構造や建設年次等の属性情報)などの非地図要素を示す文字や図一2 DBの構成Astudyonthedeve1Qpmentandutilizatiollof&PC−Basedlntegrate(1Geo−teclmica1DatabaseSystemfbruseground(1ataef琵ctively、    Koji Goto,kQji Isikawa,Syun餓ku Nisie(Chuo Kaihatu Co甲ora重ion)一53一 数値データは,すべて取扱いの容易なアスキー形式のファイルとして保管される。これらDBは,図一2に示すように,インデックス情報テーブルを介して容易に連結できる。インデックスとは,保管したDBファイル名,地図の図郭,ボーリング地点の位置情報,データ項目およびファイル形式蜂のデータの内容を示すキー項目である。インデックス情報テーブルは,このキー項目を収録したDBであり,テーブル同士の結合をリレーショナルにできる構成としている。テーブルの管理には,Borland社のリレーショナルDBサーバであるhlterBaseサーバを利屠している。このように,形式の異なるDBファイルをインデックス情報によって一鴛管理する仕組みを採用したことで,インデックス情報テーブルの追加が柔軟にでき,臼的に応じた地図の複数選択を容易にし,DBの拡張性が高まった。また,素情報を基に検討した地層区分や地質断面図などの2次的な情報も同様にアスキー形式のファイルおよびインデックス情報テーブルとして追加することが可能である。  GDBSの利用例3. 本システムを利用した瞬藏表示例を敵上げ以下に示す。        鍵嚢灘①図一3は,兵庫県南部地震における建築物の被     鱗害の程度を建築物被害度マップとして震度階に準じたランク分けを行った結果3)をポリゴンデータとして国土地理院FDマップ(背景地図に使用)上に重ね合せ表示した後,さらに由地・段丘・扇状地・低地,後背湿地等の地形分類別にポリゴン化したマップを色分け表示したものである,灘・東灘区の震度7以上の被害     羅  霧    謬    影鰐∼’ ・②図一4は,埋立地を形成する緩い砂地盤上に計          幽        、攣     .響(  漿懸      、霧   戴爵    霧   騨…野欝の大きい所は,緩扇状地,低位段丘上に位置している。 属   鍵隅☆>     ・ヴ   1  、レ」し一 藩  /’・ノ\一r 嚇7ζ/ 黛壌難          圓露されたタンク基礎地盤の地盤改良効果を予測するための利胴例である。地盤改良は,サンドコンパクションパイル工法で計騰して図一3 建築物被害度と地形・堀質分類の重ね合せ褒示結果おり,未改良地盤における既存のボーリングのN値から改良後のN纏を推定し改良計露エリ酪料i『耐      PL暇 欝諾懸L・蝋一 げ岬剛i地竺融髄謀11ミ@ 町鱒ア内における液状化判定を行ったものである。0 5.皇榊 』 ”10。検討に際しては,改良エリア,改良深さ,改良働 15口↓率と増加N l直の関数などの諸元をアスキーフ    \ァイルとしてDBに追加している。また,改良騨遡 雛}後N値の算定および液状化判定のシステムを外部機能として組込みを行っている。この他,改良深さを計函するための液状化対象層の層厚分布や未改良時PL値の平薗分布コンター一な“勝歴どの表示ができ地盤工学的検討を支援するこ毒蘇傾とも可能である。騨畠4. 今後の展望砂課澤﹁一 データベースシステムの構築によって,地盤榔}情報を効率的に保管・利用できる基盤整備_繭は整った。今後は,データベースの利用形態として,地盤情報の保管や地盤特性の把握の                        図一4 タンク基礎地盤の地盤改良効果予測に利胴した例みに留まらず,地盤防災,被害予測といった地盤■学的な検討の局面において,実務担当者が容易に使用目的に応じた実際的な高度利用を実現できるようなシステムにしていきたい。このためには,精度の嵩い素情報が必要不可欠であり,地盤情報の所有者である官・民・学の垣根のない相互協力によるデータ共有,データ佳様の開示が望まれる。同時に総合地盤DBSを利用した検討威果の積極的な公表も重要と、慰われる。参考文献:1)西江俊作,後藤晃治ら;地盤・敷地・施設データベースの開発と実用化について,第30回土質工学研究発表講演集,pp1−4,19952)K Goto&SNisie l A study oll the(levelopment alld utihzatioll of a PC−Based IIltegratcd Geo−tedmical Database System,±木学会第51回年次学術講演会概要集第6部,pp.212−213,19963)石川浩次,神原隆則,後藤晃治1阪神大震災における被災度調査と地盤情報のデータベース化,土と基礎,Vo144,No3,No458,pp l6−18,1996一54一
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  • タイトル
  • 地盤情報データベースの高度利用化の研究
  • 著者
  • 西川剛一・岩尾雄四郎・斉藤昭則
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 55〜56
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37668
  • 内容
  • 第32回地盤工学研究発袋会A−3(熊本) 平成9年7月27地盤情報データベースの高度利用化の研究(つ佐賀大学理工学部 西那 剛一 佐賀大学理工学部 岩尾雄騒郎 佐賀大学理工学部 齋籐 昭則はじめに 地盤調査、土質試験などの地盤情報は、建設事業の計爾・設計・施工、・維持管理などの局面において、事業遂行に必要な地盤情報を提供するという璽要な役割を担っている。また、近年ハードウェアの能力向上や低価格化に伴い地盤情報データベースの構築環境も充実してきている。このような状況下において、地盤惰報データベースは、既存データの劣化・死蔵の間題や地震など災害に対する人々の地盤情報へσ)関心び)高まり、また、あらゆる産業が情報化社会に講けての対応に迫られるなか、大学関係機関、企業、行政などにより総合的な地盤情報データベースの開発が進められている。                                 (X,Y,Z,T)    その他 本研究では、佐賀平野を対象地域とし、                                         要踏的な2次データ/\のデータカ日■,処理を可能とし                                         データた総合的な地盤情報データベースの構築を                                              ラスター型行うことで、データ項目やシステム設謙な                                           ←                                              データどの検討を行い、!次の地盤情報データを                                             ペクター型                                           噛←2次の地盤情報データに加工し、より高度                                              データな解析や地域特有の様々な環境間題の解析、また、21世紀における情報化社会に対応した誰でも、いっでも、どこでも、地盤情報を検索し、必要な情報を入手・利用       鍛が罵能となるような国士情報豊・かな環境の             蝦賦灘                            地下水の                  聰 質実現を飼的とする。高度利用化の考え方 1次の地盤情報データからデータベース        図一!商度利用化の考え方σ)中で新たに.2次σ)地盤情報データを生成                                表一1高度利用化の構築例すること、地盤グ)総合的な情報から地下水の環境闇題、地域防災・予測システムなどの実際的な面に利活用されることである。ここでいう!次の地盤階報データとは、未加工の地盤情報データそのもの、つまりそれ1つのデータで1つの評価が可能なものである。例えば、柱状図、N値、土質試験値などである。2次の地盤情報データとは、1次の地盤情報を組み合わせて、悪像の重ね合わせ地盤情報データペースの榴築1次愉報デタペース関連ら加工、処理を行い、視覚的に解り易く分析できる地盤・施股・敷地のデータベース化と図化出力・解栃機能破砕岩盤滞水層の研究の支援システム地盤惰報のデータベース化と地下水資源の騨価2次傭報デタベース閲連処理(OverRay)を用い、そのデータに新しい評価を付加価値として加えたり、新たな評価が可能となるように、全く新しい情報データとして2次加工したものである。最終的には、これらすべてび)情報を一元管理化し、その情報を様々な角度か目的・内容区分G i Sを利用した阪神・淡路大震災の災宿データの構築と行政業務の支援システム地層のユ次烈育報から立体的構造を作成地盤憐報のデータペースによる名古屋地嬢の液状化予測防災関連デー 地震翫・地震危険度傭報による鉄道の災害肪疵ンステムタベース地盤情轍のデータベース化とそれに基ずく地滑り堀の解析(予測),1のな、総合的な地盤清報データベースの構築が地盤情報データベースの高度利胴化だと考えられため滋のデータベース化と地震時の災轡予測及び点検リストの作成システムる(図一1)、、一:現在、地盤情報データベース高度利用化の現状に関しては3種類に分類が可能である。(!)1次情報データベース:データそのものをデータベース化するものである。The study ofgroulld illfbnnati()且database fbr adva葺ced utilizatioll  Sagaしmiversity,Golchi Nishikawa,Yushiro Iwao alld Akillori Saito一55一 (2)2次情報データベース:1次データベースのデータベースとそのデータベースをもとにさらに新たな2次惰報を生成するものである。 (3)防災関連データベース:このデータベースは、 (2〉の2次情報データベースと類似の冤)のであるが、特に災審を目的としたものである。構築例に関しては(表一1)に示す。 土質試験値の入力項霞と重ね合わせ(Over Ray)処理を行うデータ、データ構造及びシステム設計の検討を行い(図一2)に示すフ揮一チャートに従って、Vi甜a1BasicVer、4、0を用いて構築を行った。データの入力項鼠は、溺ウリングデータ頓索1)ポーリングヂータ検索2)地層断而図検購3)時系列データ検索地層断澗図検溝陣系列データ検累4》培層斯面湯鰍図雌5譲篇思定      峰オく豫」認一タi優示(1)データ入力(2》データ検累(3》2次データヘの痴工処理塘区遍定     沈下盈データ褒示(表一2)に示す。構築結果地区靱定     働水量データ異示としては、 (1〉ボーリング…國・一℃データ(N値を含む)の入力と表示(2)土質試験値の表示(3)時系列データの表示ま)ポーリングヂータ入力2》岩石飲験鰹入力3》土質試験綴入力4)鱒系列データ入力(4)重ね含わせ(OverRa▼『D匝璽璽ヨ鰍カ ー{聾一{巫・{亟]……〔亜…y)による2次データヘの加…〔:三辺・{三翅…{亜麹…工処理が可能となった。まだ、来構築な部分としては、1)OvαRAYによる薦像処2》多魔蝕解析(工》グリソド(2}寳明帖出層摩分布麟(31阿蘇4火砕確堆禰物膚厚分霜園齢わせ磁  亟ヨO鴨恥y処環(4)地盤沈下等儀図岩石試験値入力・出力、土質試験値の入力、時系列データ(5} 塘下水鋤オく量図(6》雌噸桟状図ヂータ多変鷺解桁の入力、地屡断面鳥緻図表示、多変量解析によるデータ…[壷團図一2地盤惰報データベースのフローチャート解析がある,多変量解析に関しては、プログラムに移植は可能となったが、解析の目的や何を解析するかまでには至っていない。重ね合わせ(OverRay)処理後のデータの検討としては、有明精士層層厚が20m前後で阿蘇4火砕流堆積物が欠落している地域が地盤沈下の被害が大きいことが解った。今後の課題としては、より総合的な地盤データベースの構築に向けてデータの充実とより多くのデータの2次加工が必要であると考えられる。                         表一2データ入力項屠まとめ:本硯究では、データ入力項目、データ構造、システム設計、データ通信などの技術的な高度利用化と今後の高度利用化に向けての問題点の検討を行った。技術面においては、現段階でも、構築環境の充実やlntemetなどDATA通借の普及、また各地域ごと、大学関係機関、企業の積極的な地盤惰報データベースの研究などによって、実用化に陶けての将来性は明るいと考えられる。しかし、その反面で、著作権、情報の共用・公開、国民的認識の必要性など、国全体、國民金体で行わなければならない意識的改箪の問題が多く残されているのも現状である。っまり、技術的な進歩の速度にまだ人間の進歩が追いついていない状態である。今後、地盤データベースの実用化に向けて、具体的な実用プランと圏P ポーリングデータ柱状図 N餓 東経・北繰2》土質賦験敏データ含水比  爆位体積璽量  密度  面隙比  飽和度硬分   砂分   シノレ …・分   粘土分   最大粒径液性限界 塑眺限界 塑性指数ロンシステンシー樽数  一・軸艇縮強さ一面せん断粘著力  三軸圧縮粘普力  圧密降伏応力3》時系列データ地区別・辮度別降雨量  地匡瑚・年漢:覧曜掘水愚地鷹別・年度別沈下量4》地顧断面園データ5》OverR貯処理デ…タ喜虜粘土層犀分布図阿蘇一4火砕流堆積物鰐犀分布図注状図データ  地盤沈下等鰍図 (ll4までの粟積》地下水鋤水量分布図 (脳》や国民全イ本1こ有益で蟻と・要な情幸艮であるとレ、う認識が必要であると考えられる。参考文献:地盤工学会 地盤情報データベースの評価と高度利用に関する研究委員会研究報告書 1996一56一
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  • タイトル
  • 神戸市兵庫付近の深層ボーリング結果について
  • 著者
  • 辻本勝彦・二木幹夫・鹿島俊英・荒川総一郎・阿部秋男
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 57〜58
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37669
  • 内容
  • 第32團池盤置欝1制1究発表会B−0(糞旨 4ζ〉 ・』F行文9鮭三7戸]28神戸帝兵庫付近の深層ボーリング結果について○㈱東京ソイルリサーチ正会員辻本勝彦 建設省建築研究勝 建設省建築研究所 住宅都市整鵬公団正、会員二、木幹夫正,会員鹿臨俊英㈱東京ソイルリサーチ正会員荒絹総一・郎阿部秋男玉.はしめに 神戸市内におけるボーリング調査は、ほとんどが建設工事に関連して実施されたものであり、多数の既存データが存在している。しかし、その大半は深度100m程度で調査を終了している。したがって、これより深くに存荘することが予想される大阪層群下部鳳の±厨構成や物理的性質を示す資料はほとんどないようである。一方、深井戸掘削の際の資料はいくつかあるものの、..1,学的な検討に用いるには不一1分なものである。 今回、報告する調査例は、兵庫県南部地震の被害分布等を検討する際にも重要な、神戸市の市街地において、耐震設計など『1学的に電要と思われる大阪脳群下部綱に至るボーリング調査を実施して、ヨ、繍構成や地盤の物理定数、堆積年代などに関する調萱を行ったものである。2.調奮場所と調査方法                       N調査地は」R山陽本線r鯛駅の薦嶽職凱押山地噺1手に広がる縮の幽部にも当ってし’る・褥姉魏は・蟷緬から  撫、..騨ド難難詔講鎌嘉灘簿騰驚翻鶴  嘔滋属する神戸層群、鱗新世∼更新世の大阪届群および、それ以降の完新統                                   0      5      ㈲k同(沖積團)に分類できる。神戸層群は、帝釈山地北部の三田盆地、六軍     ∼                                      図一1 調査位禮図山地西部および淡踏島に分布し丘陵地を形成している。大阪履群は、六甲山地山麓の丘陵部に分布するほか、阪神間の地下にも潭く分布していることが知られている。 掘削には、ワイヤーライン工法が用いられ、深度300mまでのオールコアボーリング(φ86醗m)を実施した。また、弾性波速度(ぎ)S)検層と電気検槽を行った。3、 言周査薪彗舞ミ3.1 調奮ボーリング結果 調壷ボーリングと弾性波速度(P S)検層および電気検層の結果を図一2に示す。調資の結果、GL−115m付近までは、精性二h層を所々介在する砂礫が主体である。砂礫に混入する礫は、φ2∼30聯程度のものが多いが、所々に経7∼15㎝位の玉石も見られる。礫種はチャートや砂岩など丹波層群起源のもの以外に花騰岩や流紋岩なども見られる。それ以深になると、結性土履の厨厚が厚くなり、砂質土層と粘性土履の互層状を呈するようになる。特に、表一三に示す深慶では粘性:ll層の層厚が非常に厚い。この区間の砂礫は所々に分布する程度にとどまる。礫は、いずれも丹波層群起源の丸礫からなる。砂質土は、小礫を不規刷に含有するが、主に細砂と中砂が窯体である。また、ボーリングコアの糖性土と砂質土の境界はほぼ水単である。3.2弾性波速度(PS)検層結果 弾性波速度(PS)検麟の結果、沖積層に相当するGL一玉7m付近までは、S波速度が200m/sec以下とやや小さい以外は、34舳/sec∼880皿/secを示し、深度とともに大きくなっている。特に、深度隻00m以深では粘土層でもS波速度が500m/sec以上であり、これら糖土層が硬質であることを示唆している。 一方、P波速度は、地下水位以深である深度如付近よりL640m/sec以上の値を示し、大きな変化は見られない。3,3電気検潤結果 電気検層の結果によれぱ、砂・礫質土の比抵抗は、100Ω一m前後の値で、糖牲土の比抵抗は50Ω一m以下である。全体的に粘沈層の比抵抗は、葬常に小さい。 Ont罰eresロ董tsofむeepexploratoryboringattheHyogointhe猛obedty:KatsuhikoTsujimoto(To毅yosoilresearcbCo、Ltd。,)短ik重oFutaki,9idetoshiKashima(Building盆esearchlnst,擢inistryo£Construction)Soui−tirouAraka騨a(韮ousiag&UrbanDeveloP矯enセCorp、)AkioAbe(Tokyosoilresearc恥Co、Ltd、,)一57一 栂、   .も噛懸、3.4火山灰分析結果い?   P』vε♂㎞!5ω 一71 火山灰分析は、全鉱物組成の内、火山ガラ深    胴畦=P‘」一犯騨幽「「”5成砧土脳   v塵一〇 1監o∼罰ゆ㌢:一o行った。また、火山ガラスにっいては屈折率ヨ心欝ゆ審o﹃,の測定も行った。分析試料の採取深度や分析結果の主な偵を表一2に示す。それによると、試料Nα1のGL一綿6m付近の火山灰は八町池H   v       「脅然電位HS P∼oo群辻抵筑Ioゆ♂   Ω¶釦  水酒℃   2go4DOo 垂02030竃o3テ7ラに、試料Nα3と試料Nα4のGL−238、96    臼脇弓00   r蹄一,・蛎oコア拭桝なし∼239.00m付近の火山灰はアズキ火山灰に、テフラに対比されることが判明した。 これより、GL−221,60∼一242.00m間に存また、この層を基準に、海成櫓土をMa6層からMa2繍まで対比することができた。!、、==お牙今9 藤占1属9  V岡.  ニコ     「書嵩諄 i”100納ヨ♂甲100一峯‘−50             し》’一〇410         1ぬ 蜜 一 ㌶ 驚 富ゆ傭妃瀞鮎ず:酔 =’萄一﹄・50、試料翫5のGL−254,5無付近の火由灰は」、i田思在する粘性土履は、Ma3翻と判定できる。 。s轡・y4劇5嚇,・2lmml〔m lス・軽鉱物・重鉱物・岩片・その地にっいて度深度     ヂマさ砂質が花1蝦繊に受 ヒ2∼、℃ヨドロゆロ  瑠器鷺“。     、 p停2  」訥4,まとめ v置”編  [卿一『還話躍 神戸帯のJ R「兵緯」駅付近で、深度300mに至る調癒ボーリングを実施した。その結灘1韻 r−」     、ご=:占甥言r150果、GL−ii5m付近までは凝i性土を不規則に介在する砂礫が主体であり、それ以深は砂質土、四‘℃25,℃     鞠。㈹o一隠0聾し蔽『蜘『{と粘性土の互層になっていることが判明した。編昌一’また、これら各麗はほぼ水平に堆積している。ヒLpl8ら、oo薩灰臼色火山灰(10㎝1徽1a5八丁池E火山灰に対比瀞整ボーリングコアに介窟していた火山灰の分析結果によれば、Gl、q60m付近に葎在する粘土  1讐艶・・r 、18510眩される. どロロ・200工四煽は、大阪潤群に属する粘土、層であり、Ma麟の火山灰に対比され、GL−238、60∼239.00m葡㎜!6に対比される。また、3厨の火山灰が既知t、1∼JJ65段ql∼3β、5胎間に存准する火山灰は、Ma3麟中に存筏するアズキ火LI、1灰であることが判明した。 、器g o胎匿一1)=1漏o l灰白色火山灰13副     転∼き∼1・対比される火し1献不購暗紫灰色火山灰1偲笛1、1る「2!1.25。一250灰鎧色火山灰〔4隔1、2b450餓 PS検繍の結果、GL護7m以深では、S波速由麗火山灰に蹴艮れヌ』「選ち、〔、一(}もに大きくなっている。特に、深度100m以ゑマ圃深では粘土層でもS波速度が500m/sec以上で乏一2てP300図一2 調蚕結果総合独状図ている。表一2 主な火山灰分析結果表一1 履い粘土顧分布深度チ擶窯度雑ンル      1こン臼L・i5630、17050m砂層を侠む.この層の上部は ML’掲. 旧琴近に・l c訊ので火山灰が分布する.火由灰分析の綾梁では八町池II火由灰の可能 が属い 紐a5と”3析される 一210  m電近に” 火が  凄採取深度118600頂Gレ22160、%200m    m∼    m∬ こ狸灰魚の火山灰が分布する 火山灰分1斤の融ではアズキ火腋と判鋲されるMa3とF尾折されるい  ⊃ 、    m土層.この火山灰は由田匪火由灰に・ される Maつと…頓無鉱肩ス物物174 26i3.otr 61 992023896蹴474.5 23.0187 923g oo恥40.5 49.5 10.014993.5525452隅6021130吊52.56 5 462.5 環20弓510330.O 51.5聡片 3718.519497.0 10.5その働舗季o.o}    ㎜o.o一      一〇.o}    }o.o㎜    一〇.o一     一一      一o o一    一 200 1511∼20000,G*上段=計測粒子数 下段:%新編大阪地盤図,コロナ社,(1987)一58一  1,513 200 1502∼o o 100.0o.o  1,499 200 1512、1000  i、515〇.o 10D.o一    {  1,5i8 20G 1497、〇.0 loo,G}    {一      一〇.o 200 15i3、〇.O 10G.O 市原実編著1大阪麗群 創元社,(1993) 地盤工学会関西支部・ 関西地質調査業協会屈折率最頻鮪       考P廼(朔od巳}『    ㎜873ンル      、    る虜rウ翻参考文献軽鉱23365m ’部に冒  の”  恥 二つ 一Gレ2538G、27260m火山2GL−20070∼2i18Gm する.上部はMa4と判断されるl lが 2Gmむ上のP土 で る火山ガラス粒  子  含  宥  数*韓Qa6と’【  れるGし一18」30、187JOmて.1.、度が、340m/sec∼880m/secを示し、深度ととあり、これら粘土麟が硬質であることを示し−1、…』(.E・・アズキ火由灰に対比され!、25B3伽 ! =、偲i3  ド5珊:3開  1.503蹴獅腕W塁g喉と樹ラス貿テフラ色llgI槻帥,灯灘テフラに郷,俄魏plagi旺糞色翻伽、酬石を主とした畑glを鵠、喘斯フラ彊熊ほpiaglo主,鉱鴇1矧lo,Blが圭,1鮒るテフラ稠pm功曜giとスコリア色牒筋を主と邦がラ婿テフラll髭撒plagio主,アズキ触辰例難大pm慶glを圭とLた色『1魍石gI銘むガラス質テフラll顯はplagio,アズ秋蝋baseの磯臥pm墾のみの蜘1を瓢茜賃テフラ軽飾lpl養gio醗テフラに泌.戴旨は簾oをとし,3閃,3i沁なと舘,1498、畑qlを齢がテフラで1∫舳、騰1まplagioκ『ld駝  1.500蝋臓o、O閃,Gpx、Bi
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  • タイトル
  • 土質柱状図による堆積速度の評価
  • 著者
  • 金田正孝・船木秀策・板橋一雄
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 59〜60
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37670
  • 内容
  • 鋳落32i難ま也葦盤1二£慶款石汗究発馨蔓会B−0(熊本) 平成9年7月29土質柱状圏による堆積速度の評価                                  名城大学 大学院 学生員 ○金田 正孝                                  名城大学大学院学生員 船木秀策                                  名城大学 理コ1学部 正会員  板橋 …雄1、序論 本研究の最終目酌は,従来は「単なるばらっき涯と考えられていた;1.二質定数のばらつきの原困究明である.一・・般に,同一…と考えられる地騰でも,その堆積琿境や堆積速度の違いに起困して,、士質定数に違いが現れる可能性がある.研究の第一歩として,堆積速度の評価を考えてみた.本来なら,…地点の2つの深度において1℃などで年代測富がなされれば,その問の地層の堆積速度が明らかになるが・そうした情報は多くは望めないのが現状である.そこで,工学において最も一般的に利用される土質柱状図から堆横速度を評価する簡単なモデルの構築を行った。また,震際箏例の解析も行ったのでここに報告する.2、モデルの構築 著者らは,土質柱状図のモデル化手法を提案しているb−2》、土質柱i状図に現れる.ヒ質名をn種類のま、質状態に区分し,デー一タ読み取りの深度間隔を」zとすると,ある状態1の」z不にある状態1が出現する推移が,次に示すようなn行×n列の推移回数行列丁によって蓑現される.また,一次のマルコフ、連鎖を仮定すれば,推移確率行列Pは一一意的に表現される.22行和an                椎移回数の総和  翁         ここに,p,1=a、」職 いま,単位時間」tの間に,地層A,B,Cのいずれかが単位厚さ∠1zの層・厚で堆積する理想的な状態を考える.これは,すべての地層が同一の堆積速度で形成されるモデルを意味する.ただし,各地禰の現れる割含や繰り返しの状態は,規定しないものとする.例えば,(CASE1)A B C B A A C A C B B C A C B と15層が並んでいるとする(A,B,C各5屠,Bが最下層).この場合σ)推移回数行列Irと推移確率行列IPは次のようになる.ヤ塗[i行魯A   B   C     A   B   Cや{ii罵網i]i                   推移園数の総和  口  (Bが最下属び)ため,Bのみ行和は4となる〉もしも,(CASE1)の地屠の繰り返し状態に対して,その地層Aのみが他の地層よりも2倍速く堆積したと考えるならば(堆積倍率α瀟2とする),(CASE1)の地暦AをAAに変えればよいから,次の20磨になる(Aは10層,B,Cは各5腐になる).(CASE2〉鎗B C B蝕鐙CムムC B B CムムC B その推移回数行列2Tと推移確率行列2Pは次のようになる、ヤ{行秘A   B   C320推移回数び)総和10     Aヤー1鵬45BC01002506019 以.」二のような簡単なモデルの例から,地屑Aの堆積速度が変化する場含の推移圓数行列の特徴を列挙する.1)堆積倍率αが変化しても,地層Aの非対角要素賞,}の数値は変化しない・2)堆積倍率αが増加すると,地層Aの燐角要素n、、は増加する.その増え方は,次式によって計算できる(最『卜層に地 層Aが無い場合〉,  [最紡の地屠枚数]x[α一13十[α=1のときのn。コ讐n、(α一1)十n“ あるいは,この式を変形して,  αm篇α恥+(α一D恥牽(α一のnB したがって,堆積倍率がαとなったときの,その行和は次式で表される.   ほnl[+自融+nnE〕=αnll+(α一1)n。+(α一韮)nl3+βn。ヂnB           =α(n“+n。+nの鷹αnlEvaluation of Rates of Sedimentation with the Soll Boring Log Masataka KANEDA,Shuusaku FUNAKIand Kazuo IIABAS}{正(Meijo Univ)一59一 すなわち、堆積倍率がα倍になった地磨の行和が,単にα儲になることがわかる.3)堆積倍率を考えなかった地層の推移則数は,まったく変化しなし●さらに,推移確率行列の変化の瞥徴は,次0)ようになる,4)堆積僑率αを考慮した地層の推移確率行列の対角要素αp“は,∫f 1積倍率が高いほど人きくなり,次式で変換できる.    σ一蕉壁) ここ1略P酒受初σ㈱1産率行列の非対ブず1要素の和 である,5)堆積倍率αを考慮した地層の雛移確率行列の非対角要素p・、は,堆積倍卒が高くなるほど小さくなる.その値は次式で変換できる.    曜鼠p,コ=α/p,垂    ここに, pり=最初σ)摺捧多確率行列σ)謂i対∫‘」要素 である,6)唯積婚率を考えなかった地層の確率要素には,まったく変化がない. 次に,逆に推移確率行列が与えられている場合に,堆積倍率αを求める力法について述べる.1)堆積倍率を考えなかった地麟B,C(堆積倍率α瓢1)では,その行の推移確率はまったく同じになっている.すなわち,推移確率の並びが同じ場合には,堆積倍率は1と解釈することができる.2)堆積1音率を考慮した地屠Aの非対角要素の比率から,堆積倍率が計算できる,    1辮1の要素について   P,コ1し’p,唇=α3)堆積倍率を考漁した地腰の対角要素の比率が,堆積倍率を示さない.    ほP,}/P,フ≠α4)堀i積倍率αは,∼欠式でも罰算できる.      ΣP,, ここに,ΣP,、:フ、襲準となる推移確率行列      ロリ               ロヨ    α= 賦           の非対角要素(1)携i      l−P撃,     臆               p,, :α倍になった推移確率行                  列の対角要素の和 であ                  る.以、Lの考えカを科用して,基準となる、1. 質柱状図すなわち推移確率{個障》行列Pを決め,その他の土質柱状図の推移確率行列σ)各行の堆積     凡  働悟率を計算することができる,なお,ここに定義し.た堆積倍率は,  四裂土 麗粘土 圏シルト  團砂  圏砂簾土擢i移國数行列(7)行和の比率と非対角要索の和(地層枚数に村i当する)の比に関係している.したがって,堆積倍率を考えるこ1.1質柱状図の地1蕾枚数が大きく異なる∫易合には,注,意が必要となる.図一1 各L質状態に鼠分した.L質柱状図3.実際事例の解析3 実際箏例の解析として,愛知県稲沢市内で得られた9本の沖積層910國の土質柱状図31にっいて,堆積傷率を求めてみた,その際の解析範囲はTP+4,35∼擁649mとし、,」二質状態はギ判f難三」・」,「Il 1間印L」,r砂質土」,「礫」の4状態に区分し,デーダ読み取りの深度間隔は20cmとした.また,基準となる土質柱状図としてNO8を選んでいる.図一董には,各土質状態に区分した.遷. 質柱状図を示す,図一2騰2迦鰹  一詮  《誇唱ズq、響 重o                       ㌧o    し                 協には,堆積倍率と.」二質嫉状図の1、凱置の関係を小す.r礫」については,基準となる推移確率行列の非対角要素の翻が0であるので,堆積倍率は求めていない.図より中間、Lの堆積倍率が人きく変動して       口〆0鎚g I 瞠喚“2 隠畢, 随04  網h葺 ”.喧繰oJ 睡・   随19基準となる土質柱状図からの距離いることがわかる.                        図一2 堆程劉音墨と.1二質村i状図の位1崖の牒1係4、結論 本報告では,土質柱状図から堆憤速度を詳価するモデルの構築とその特性を述べた.そして,実際にi,質柱状図から     こうした堆積倍率σ)評価の有用性の有無を確認するとともに,地盤/、学的特性との関係を分堆積倍率を求めた.今後,析していきたい.参考文献董)板橋一雄,松尾稔:マルコフ連鎖に基づく士質柱状図のモデル化,名城大学理工学研究報告,第2¢」,ppm−II8」989,      1、質名に」童聖づくと質柱状図0)類θ1乏性,評無i, i.σ)判別と1学的分類に関するシンポジウ2)阪橋…雄,内藤充期。熊崎新:         3)地盤工学会中部支部濃尾地盤研究委員会・稲沢ilj編嵜:稲沢の1也盤(第5ム論文災,,pp61−68,」二質.IL学会,1993.章542士質柱状図のマルコフ解析),pp94−99,1996.一60一
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  • タイトル
  • 二次しらすにおけるSPT時の過剰間隙水圧がN値におよぼす影響(その1)
  • 著者
  • 山本芳裕・前田良刀・今泉安雄・福田伸郎・田上裕
  • 出版
  • 第32回地盤工学研究発表会発表講演集
  • ページ
  • 61〜62
  • 発行
  • 1997/05/26
  • 文書ID
  • 37671
  • 内容
  • 鞘32訓地盤工学研究発褒会(熊本) ・平戒9年7月E一一〇30二次しらすにおけるS PT時o)過剰間隙水圧がN値におよぼす影響(その圭)基礎地盤コンサルタンツ㈱ .正 ○山本芳裕九州共立大学、工学部正  箭田良刀日本道路公団基礎地盤コンサルタンツ㈱正  今撮安雄護三    1王1涯二  争谷, 塗畠日ヨイ申婁囑i.はじめに 鹿児島県の沖積低地では、二次しらすが厚く堆積しているところがあり、場合によってはN纏!0前後が深さ方向に数iomで連続するどころもみられ、以前からN値の信懸性が間われていた,,北村らの報告によると、二次しらすでのN値は通常の砂地盤のN値に比べて、過小評価する傾向にある三)とされており、二次しらすにおいて道路橋示方書の方法でN値から液状化強度比を求める場合は、測定N値を2倍にして計算するように提案されている。2)このように過小評価される原因の!つとして、二次しらすは細粒分を多く混入するため、S P Tの打撃時に過乗q間隙水圧△Udが発生し、その消散が遅れることにより、貫入量が多くなり、N値が小さくなることが予想された。そこで、二次しらす地盤において、△Udの発生量や消散時間にっいて現位置で確認した。ポーリング乳    焉2.△Ud及び消散時間の測定方法二次しらす 図一!に示すように、まず三成分コーンの先端をS P T試験位置、から50cm離し、かっS P T貫入長30Cmの中央部かレイモンドサンプラーら下端の位置に貫入させておき、その後にランマーを落下磁成分コーンさせて、コーン先端の間隙水圧計にて0.Ol秒間隔で測定する方法とした。ランマーの落下方法は自動落下装置を利用しており、人為的な誤差は極力少なくした。15cmS.P.丁〃間隙水圧欝貫入畏  呂Oc田3. 諺廻定糸吉果一一一一一調   50c櫓 \! 測定深度は図一2に示した(ろ)∼⑬の7点であり、深度5.4照まで測定した。このうち、⑬と⑬以外の深度では打測 定 フヲ 法図一1繋間隔を3秒程度で連続的に打繋しており、ソ(F)と曲にっいては、1打繋で発生する△Udの消散を待って次の打繋を行う、という方法とした。っまり、億)と⑪以外では、蓄積する△Udの大きさを知る試験であり、⑲と⑬で 國一2には、測定されたN値、過剰闘隙水圧比△Ud/σガ,細粒分含有率FCの値を記入している、、打撃毎に蓄積する△Udの測 O,ニル砂りの△Ud(△Ud/σじ’で0.6〉が発生している5回/28GWL1.15 1.303% 0。01.432.15 2.309% O・062.482.65℃7/32C2.97 2.95 −  0. 173.15 3.3044%0. 38確 5/32 ⑪ 3.473.65雁 4/31 ・辮4.653 96 3.9043%0. O.094、5・5・%《4/323/304.95 4.9051%1.蒋散鳩15・3058%≦3/295.44砂礫、534に、打繋回数が増える毎に△U曇が蓄積して67/33唱唱測定深度⑲,⑳は1打撃毎の消散時闘のi則定 そこで、(獅と眞1点を除いた蓄積された△Ud脊lax/ση’とFCの関係を示したのがGWし砂、8ことがわかる。また、岡図より一旦△Udが発生したら、3秒の打撃間隔では消散できずいる様子がうかがえる、級粒分奮賓卑過剰△uノσピ  FC(%)  △燈電,◎FCが48%と多いIE)点では最大で0.2kgf/CI6 020混じ2N 値 トGWし、。.8忍礫1定例として、㊨と⑩深度の△Udの経時変化を図一3に示した。この麟より、FCが3%と少ない⑪点では△Udの発生は晃られず シ質呂﹂1は△U dの消散時聞を知る試、験となる。(表土Gし m図一2  i則定深度及び発生した△ud/σuグエnfluenceofexcessp・re・aterpressuredeve1・pedduringSPT・nN−valuesnleasu罫ed。n“SecondaryShirasu”(1)arしD;Y.Ya凱a蹴Qt・&Y.正anoue,S.蓼ukuda(Kiso−jibanCons目kanしsCo.,しtd),Y。}laeda(KyushuKyoriしsuUniversity)7Y.亙maizumi(Japanl{igh田ayPubiicCorp・ra七ion)一61一 図一3である.こα)図より、F Cが多くな1ると、△Udmax/σu’も大きくなり、場合によっては△U6max/σし〆菖!。oまで上昇することがわカ、る。⑪点 GL−3.9m O.8{農     4釘撃目 また、1打繋で発生する△Udの消散時間 ξ2琳O.6    3欝撃目を測定した例として、1眞・点の経時変化を図 FC猛43% N=4 2打撃目一4に示した。この図では、1打繋目の△団0・4 !慢Udが巖も大きく、2圓,3回目に従って△Udは小さくなっているが、これは閥隙水圧繁趣コ静水圧晒”備備楠丁『聯備岬騨篇;㎜欄“幽隅禰工234 /FC=3%,N篇5距O.2計を貫入長の中心部に設置したためと予想                      静水圧Oされる。△Udのピーク値となるのは打繋時から5∼6秒後であり、3圓の打繋ともに、打撃時から50∼60秒後には、△Udは殆ど消O  10    20    30    40    50        時間(sec)図一3  連続打撃(聞隔3秒)により蓄稠される△ud散するという結果である。この傾向は⑪点でも殆ど同様である.1.24 まとめ①SPTの打撃時には△Udが発生し、3秒程度   I     l     i     l     I   I    I    i    I    I一醗鋼一一十一一十一ナー一1.0 の打繋間隔では消散できずに、打繋圏数が増え る毎に△Udは蓄積される。発生する△Udの大 きさはFCの値に左右され、FC=3(殆では   I              i   l   I   !   1  / l   I   I   !   1 / 1つ一一一一■一一一一丁一一一一十一一一一一1一フー一一トー一一一b O.8 △Ud=0であるが、FC瓢50%では蓄積された   !   l   I   l/   lで   l   l   i   /   l   l   I   l  /l   Iコぐ △Ud膿ax/σηノ=1.0を示した。 秒後であり、打繋時から50(略0秒後には殆ど消 散する。       l    l    l    lrlri』率㌻llr訳0・6②△Udがピーク値を示すのは打繋時より5∼6屡煮緩誕”O.4鰍畷   I   /   1 !  !   1〔参考文献〕/)高田.北村.他, “二次しらすの地盤エ学o。2           ノ   i  /1  ノ・   l   I}一一㎜丁ア7プ下㎜㎜π一”}「一鼎 的特性について”土木学会第51圓年次学術 講演会,19960.O2)北田.北村.他, “二次しらすの液状化覇 鋳/! I i l10   20   30   40   50  0          細粒分盒有箪Fc(%〉 定に関する一考察”土木学会第5}圓年次学 図一4  運続灯撃で蓄積される△ud/σu〆と;F Cの懸係 術講演会,19961          T  一rT一   王回目の打撃    l      i      l      l     l     I     l      l     l     !     10.8(だ£6もO.6コ出0.4暑趣誕}一桶目㎜㎜㎜}…r㎜}㎜}T}}}†…㎜“    3回   l   l   l一  一 一  一一隔 一ド  ー一一一+一㎜一一一一㎜r一一一㎜κ㎜旧      l                  l _____』____』磁…寸一…=F二二ニヨ丼轟嘉諦景姦ドGし一5.30m    l   l   l  O.2シルト混卿l   l  l  l一一一一一一1一一一一一一→一一一一一一†一一一一一一←一一一一一PFc濫58% l   I   l   lN篇3    『      I      l      i      l      l      I      lO                       一O102Q    304Q 時図一5間(sec)1打撃毎の△u dの経時変化図一62一506Q60
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