研究発表会 1990年
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第25回土質工学研究発表会講演集

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タイトル 応力-ひずみ曲線の相違が地盤の変形挙動に及ぼす影響
著者 遠藤敏雄・寺師昌明・北誥昌樹
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 1〜2 発行 1990/06/01 文書ID 30795
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タイトル 低置換率SCP改良地盤の支持力解析
著者 濱里青史・寺師昌明・北誥昌樹
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 3〜4 発行 1990/06/01 文書ID 30796
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タイトル 斜面を有する砂地盤中の単杭の横抵抗に関する遠心模型実験
著者 丸山敦司・寺師昌明・北誥昌樹
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 5〜8 発行 1990/06/01 文書ID 30797
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タイトル 砂地盤における泥水掘削溝の三次元遠心模型実験
著者 樋口雄一・東田淳・名倉克博・矢倉哲夫
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 9〜10 発行 1990/06/01 文書ID 30798
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タイトル 遠心力場でのせん断土槽を用いた液状化実験
著者 佐藤毅・三宅達夫
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 11〜14 発行 1990/06/01 文書ID 30799
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タイトル 大型模型砂地盤における四成分コーン貫入試験
著者 泉谷正児・上杉守道・日下部治・岸田英明
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 15〜16 発行 1990/06/01 文書ID 30800
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タイトル 四成分コーンによる原位置摩擦試験例
著者 上杉守道・岸田英明
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 17〜18 発行 1990/06/01 文書ID 30801
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タイトル 砕石ドレーン突固め効果確認実物大模型実験(その1)-実験装置および模型地盤作成方法について-
著者 三木秀二・市川晴雄・大北康治・中島豊・伊藤克彦
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 19〜20 発行 1990/06/01 文書ID 30802
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タイトル 直接せん断試験における鉛直力・せん断力分布
著者 岡本正広・小林司
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 21〜22 発行 1990/06/01 文書ID 30803
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タイトル 改良材として石炭灰を混入したスポーツ・ターフの土質工学的特徴
著者 中澤重一・篠原淑郎・牛尾弘行・津田祐一郎・藤井恒徳
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 23〜26 発行 1990/06/01 文書ID 30804
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タイトル スチロポールによる軽量盛土
著者 岩尾雄四郎・遠藤紘・西田耕一
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 27〜28 発行 1990/06/01 文書ID 30805
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タイトル ジオテキスタイルによる盛土斜面の補強効果
著者 角川征利・荒井克彦・町原秀夫・前田征利・笠原清麿
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 29〜30 発行 1990/06/01 文書ID 30806
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タイトル 急勾配切土のり面補強工法の掘削過程を考慮した室内模型実験
著者 久慈雅栄・神藤健一・岡田正之・高橋浩
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 31〜32 発行 1990/06/01 文書ID 30807
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タイトル 光ケーブルを用いたリモートコントロール地すべり観測システムの開発
著者 松原幹夫・五江渕通・薄井優
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 33〜34 発行 1990/06/01 文書ID 30808
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タイトル シールド切羽監視システムの開発
著者 山下幸夫・藤原紀夫
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 35〜36 発行 1990/06/01 文書ID 30809
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タイトル 反射法探査による大阪湾の深部構造
著者 香川敬生・岩崎好規・澤田純男・大志万和也・井川猛
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 37〜40 発行 1990/06/01 文書ID 30810
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タイトル サンプリング可能な簡易コーン貫入試験機の開発
著者 吉田保夫・川崎了
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 41〜42 発行 1990/06/01 文書ID 30811
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タイトル 模型砂質地盤の浸透力による破壊実験
著者 小高猛司・奥井明彦・浅岡顕
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 43〜46 発行 1990/06/01 文書ID 30812
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タイトル ひずみの破壊基準にもとづく斜面安定解析法-せん断強度低減法-
著者 辛嘉康・松井保
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 47〜48 発行 1990/06/01 文書ID 30813
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タイトル 移動硬化片 tij‐sad model によるLeighton Buzzard 砂のせん断試験の解析
著者 中井照夫・D.M.Wood
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 49〜52 発行 1990/06/01 文書ID 30814
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タイトル 適応型有限要素法による地盤の応力変形解析
著者 浜岡弘二・清水正喜・渡辺芳弘
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 53〜54 発行 1990/06/01 文書ID 30815
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タイトル 変分原理を用いた液状化地盤の永久変位量の計算法
著者 溜幸生・東畑郁生
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 55〜58 発行 1990/06/01 文書ID 30816
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タイトル DEMによる偏平要素の堆積過程に関する研究
著者 岩下和義・福岡和男
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 59〜60 発行 1990/06/01 文書ID 30817
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タイトル 極限平衡法と上界法・下界法の関係
著者 榎明潔・八木則男・矢田部龍一
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 61〜62 発行 1990/06/01 文書ID 30818
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タイトル 埋立地盤の地震増幅特性
著者 森本巌・安田進・土谷尚・田上裕
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 63〜64 発行 1990/06/01 文書ID 30819
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タイトル 破砕帯地すべりの土質力学的特性
著者 矢田部龍一・八木則男・榎明潔
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 65〜66 発行 1990/06/01 文書ID 30820
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タイトル 1989年ロマ・プリエタ地震における液状化調査と噴砂の物理的特性
著者 沼田淳紀・森伸一郎
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 67〜70 発行 1990/06/01 文書ID 30821
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タイトル 月の開発利用のためのリモートセンシング等調査について
著者 後藤恵之輔
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 71〜72 発行 1990/06/01 文書ID 30822
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タイトル 総合的地盤像の視点
著者 中堀和英
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 73〜74 発行 1990/06/01 文書ID 30823
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タイトル 豊橋市周辺地盤の3次元地盤情報システムについての検討
著者 瀬川進・河邑眞・荒井智美
出版 第25回土質工学研究発表会講演集
ページ 75〜76 発行 1990/06/01 文書ID 30824
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  • タイトル
  • 応力-ひずみ曲線の相違が地盤の変形挙動に及ぼす影響
  • 著者
  • 遠藤敏雄・寺師昌明・北誥昌樹
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 1〜2
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30795
  • 内容
  • 第25働土質工学研究発蓑会(岡由)平成2年6月                     E−6  1応カーひずみ曲線の相違が地盤の変形挙動に及ぼす影響運輸省港湾技術研究所 正会員 寺師昌明   同上 正会異北詰畠樹   同  上    正会貫○遠藤敏雄1.まえがき 模型実験では再圧密した紬±地盤がよく爾いられる.しかし再圧密した粘土の応カーひずみ特性が自然地盤のものと相違し,模型実験における変形や破壊モードに影響を与える可能性がある。筆者らは応カーひずみ特性の相違が地盤の変形挙動に及ぼす影響の基礎的な検討を開始している。今回は一様な強度の過圧密粘土斜面の破壊を対象に検討を行なった。実験にあたっては霞然地盤から採取した粘土(自然粘土1と再圧密した粘土とを比較するのが良い。一方,高温水中で再圧密(嵩温圧密〉することで虜然結±の応カーひずみ特性が再現されると言われているためD・ここでは・高温及び窯温のもとで圧密(塞温圧密)した模型斜面の変形挙動の対比を行なった.2.実験方法①圧密 試料容器は図一1に示す幅50cm,深さ35cm,奥行き10cmの箱型のものである。粘土試料は横浜大黒粘土(G。=2.689,wロ娼9%,W,誕2%,王,叫7%)を胴いた。室温(20℃)での圧密は含水比12脳に調整した試料を圧力0.2kgf/cm2のもとで行なった.一方,高温圧密は粘±投入後,試料容器を水温70℃の水槽に完全に水没させ,蜜温圧密と同じ圧力で讐なった.この時の温度計測の結果,約10時閤で粘土全体が70℃に達し,以後定常状態となっていることを確認している.圧密終7後に試料容器を水槽から取り出し, 2B後に後述する破壌実験を朽なった。この間に粘土は室温に戻っている。②斜面の条件及び藷矛測機器等の配麗 圧密終了後に整形して作製した斜薩は高さ玉5cm,のり勾配1:1,斜面天端幅20cmである。図畦に示すように地盤前面に告か(野メン1図畦試験体のセットアップを配置すると共に,斜面肩部に鉛直及び水平変位設を,のり先には鉛直変位計を設置した。なお斜面は全体を水浸させている.③破壊実験及び計測 遠心装麗の加速度を徐々に増加させて斜藤を破壊させた。このQ3購斜面各部の変位量を髄時計測した。高温圧密3、室湯圧密粘土と高温圧密粘土の挙動の舛比 3−1応カーひずみ曲線の対比 蜜温圧密粘土と高温圧密粘土の一軸崖縮試験から得られる応カ琴0.ーひずみ蕪線を図一2に示す。室温圧密では圧縮ひずみの増加と共鉱智に圧縮応力が漸増し明瞭なヒ㌧クが見られない。これに対して高湯o圧密では比較的小さなひずみレヘ協でピークを現し,その後圧縮応 塞温圧密 Q1.グ「力が低下している.これは自然地盤のものと類似するものである.7’疹ヲ輩このように異なる応カーひずみ曲線が地盤の変形挙動に及ぼす影響を調べるのが本研究の目的である。ここで同じ圧密圧力に設定Oε (%)したにも関わらず。蜜温狂密と高温圧密とで大きく強度が異なる結果となっている。この原國については今後の検討課題としたい.國一2応カーひずみ脇線の対比The effect of different stress − strain characterictics on the behavior of tぬe gro慧ndTerashi, M,Kitazume、 M, and Endo熱. τ., Port and Harbour Researcぬ 王nstitute一1一5 3−2斜面安定実験結果                              室温圧密高温圧密       c                               ll ll 破壊↑①加速度増加時の斜面各部の変位の対比                            4 各部の変位と加速度レヘ職の関係を図一3に示す.室温圧                                   B昏_A     口密と高温朕密とでは大きく強度が異なるため,破壊磯の                              』騨読加速度レヘ紬も相違する。両餐を横並びで対比させるため  蓼に・縦軸にδ海を・横軸にα=γ’nh/c1なる無次元量を  ぐ2嗣いた。ここにδは変位量,鮭は斜面高さ,γ優は水中  ゆ単位体積璽量,nは加速度/重力熊速度,C,,は図略の凡                                                                                        醗厨〆                                         晶・例に示す残留強度である。高温圧密の斜萄肩部の鉛直変位(團印)はαの増撫と共に緩やかに増加し, δ海。1%   0                                轟ムム▲▲A▲▲▲ムムF濫需G.5                                   F“L      ムの変位に達した後,一瞬にしてすべり面が形成され,斜                            一1面が急激に破壊している.一方,室漏圧密の筒都の鉛薩    0    2    4    6    8                                      α鷲γnh/cレ、変位(日印)はα喝で大きく変位するが,連続したすべり面の発達には時間を要し,δ/h・5%程度を過ぎて破壊       泌一3斜面各部の変位の対比している,これより室温圧密のものが破壊するまでにより大きな変位をともなうことが分る.なお麟には再形すべり計算から求められる安全率1及び0、5のポイ埣を示した。②斜面の変形と破壊の対比 室温圧密斜面の破壊後の㍗かの状態を図一4に示す。すべり萄近傍のマーかは広い範露で窟斜下向きに大きく変形している.斜面の変形は斜面篇直下の粘土の中央部付近より始り,のり先に向って広い範囲で緩慢に進行する.すべり面はのり先部から斜面天端中央部に洵ってほぽ円弧状に発鑑した。一方,高温ぼ密斜面の場合(図一5)にはマーかがすべり萄にほぽ直交する形で残っており,室温圧密のものに較べ.変形範囲と変形墾が葬常に小さいことが確認できる.高混圧密斜面の変形も斜面肩直下の粘士の中央部付近より始りのり先に至るが,すべり薗はのり先部から容器側壁と粘土の境界付近に向って円弧状に一瞬の内に発生した。一一一変形荊              ノぐりリマのりぐツの     変形後      !\ ¥   ¥             ハ   \          N一一一変形前   変形後            ! \   \  \  ¥     N   ¥       ¥   ¥            ぺ          /く \ \   、、           \       N            、,        〈   \〆・         \       『 r T    T”マ          \   ¥ I l    l l          \   v l l     l l ξ l     l l     《  、   \   \  ¥   ¥     / \   ¥  ¥   、   、    ぺ  ¥  ¥  \  \  ¥            /・  \            \  \     \            \         迅                 \      /て一一マじ一笑補補裳牌料裳一\ \iTl −I l l、・鞭譲奏¥き…≒一一・身く=¥       、図一5高温圧密斜面の変形と破壊図畷室温圧密斜面の変形と破壊4、まとめ 圧縮ひずみと共に応力が漸増する室温圧密粘土,斜薦は,長い変形過程を経た後に破壊する.加えて変形量と変形範囲が大きいことが分った、これはすべり面上の各部でせん断強さが順次発揮され,応カーひずみ麟線に見られるように,斜面が完全に破壊するまでせん断強度が低下することなく発揮されるためと思われる。一方.虜然粘土と類似の挙動を示す高温圧密粘止斜面は短い変形過程を経た後に破壊する。また変形量,変形範圏共に室温圧密のものに較べ罪常に小さい特徴があった。これはせん断強さが小さなひずみレペルで順次発揮されるため,斜面が完全に破壊する時には,場所によってはせん断強度が既に低丁しているためと思われる.このように察温圧密粘土は緩慢に破壊が進行する特性をもち・高温圧密粘土は脆性的に極めて早く破壊が進行する特性を有するようである。5、あとがき 本礒究では自然粘±、と室温圧密鮎土の挙動の相違が地盤の変形挙動に与える影響を定性的に把握できたと考えている。今後は現象の定量的な把握と解析のために実験をかさねるつもりである.6・参考文献:11土田 孝 ほか・高湿再圧密による海成粘土の奪代効果の再現,港湾研究所報告第28巻第1号,玉989,3一2一
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  • タイトル
  • 低置換率SCP改良地盤の支持力解析
  • 著者
  • 濱里青史・寺師昌明・北誥昌樹
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 3〜4
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30796
  • 内容
  • 第25回土質工 学研究発裏会(岡 山) 平成2年6月2K−6低置換率SCP改良地盤の支持力解析運輸省港湾技術研究所 正会員  導師昌明   同   上   正会暴  龍譜畠樹同上研修農(不動建設)正会員○ 演里青史.圭,まえ力整 港湾構造物の建設に際して軟弱粘土履の改良に用いられるSCP■法はこれまで高置換率の施工が多かったが、近黛低機換率での施工がその経済性のため注目されている。筆者らはこれまで遠心模型実験で、低置換率SCP改良地盤の鉛直および傾斜荷重下の支持力特性を明らかにしてきた。本研究では、有限要素法による解析を行なって実験結果と対枕し検討を加えた。2。峯蟹墓 低置換率SCP改良地盤の鉛直および傾斜荷重に対する支持力特性を調べるため破壊実験を行った。原地盤にはカオリン粘土を用い、遠心場 (50g)で露重圧密させ正規圧密状態とした・これに麗換率が約28%になる様に砂杭(豊浦標準砂)を設置した.地盤上にマウンドとケーソンを載せて圧密し改良雌盤を完成させた。傾斜荷重はケーソン重量による鉛直荷重Vとケーソンに水平荷重Hを与えることで再現した。詳細は前報1ンの通りである。                          V          V鉛直変位              水平変位3. 角皐霊斤方マ去ケーソン 解析は当所の地盤解析汎用プログラム齢を電い、翻一1に示す駈面にH…ついて行った。実験の砂杭配麗は3次元状態であるが、解析にあたっては2次元平面ひずみ状態とするためε①円筒形の砂杭を断面方向に等価な面積の長芳形に置き換えた。粘土は深豪度方向に強度が増加する地盤で、関SCP25mロー太預の弾・粘塑性体モデルで再現し、 SCP改良部はモール・クーロンの弾塑性体モデルで再現した。解図一1解析用断面図析に用いたパラメーターは要素試験表一1 解析用パラメーターと実験時の地盤状態より表一玉の通り決定した.土質E(tf/m3)粘土、 解析は全部で3ケース行ない、鉛直支持力、傾斜荷重下の支持力を求SCPyん0.45 0,227loooκ0.Ol87醗0,986C㌃,!(m2/day)o.0216α》o0.00ヱ1,0E−6350,333めた(表一2〉。傾斜荷重下の支持蓑一2 角犀析ケース力を求めるケース2,3では実験で解析ケースの載荷条件にあわせて、まずケーソ(載荷条件)ン重量による鉛直荷重Vを作嗣させ1(鉛鐙)た後、水平荷重賛をイ乍胴させる方法2(傾斜)を再現した.3(傾斜〉降伏伏時のV,H(kgflケーソン重量V鷲29V=45解析値V需57Ieras疑,醗.。K圭tazume,M.(PHRllandHamasato,S.(FudoConst,実験値V篇609窯7。6H諜8.8H=6.0H=7。0Finite Element Analysis of 王田proved Grou臓d by S.C.P.醍etむod:                      一3一φCo.,Ltd) 4.解析結果と考察904嘗i、鉛直荷重下の支持力特性⑲ 解析で得られた鉛直荷重と鉛直変位量の関係を実験@80⑫値と対比して図一2に示す.この関係から変位量の増加に伴い荷重が漸増する傾向が見られた。同図を対数軸にプロットし薩し、その曲線の折れ艶り点を隆伏点と定義した.この様にして求めた降伏荷重を衰一2に示し、図には↓で示した。解析の荷重∼変位関係は実験を良く再現し、解析と実験での降伏荷重もほぼ一致し定量的にも実験を再現する事が確認できた。4−2.傾斜荷重下の支持力特性60 70qロ豊60>一:解析剛5057但製40⑭;実験↑:降伏荷重(解析)↓:隆伏荷重(実験) 30 解析で得られた水平荷重と水平・変位量の関係を図一203に示す。ケース2はケース3より鉛直荷重が小さいものであるが水平荷重は逆に大きくなる傾向が冤られ1%5 10 15 20 25る。鉛直載荷の場合と周様にして降伏荷重を求め図お  鉛直変位:δu(m瞬図一2  鉛直荷重∼鉛曹変位よび表一2に示した。岡図には実験結果も併せてプロットしたが、ここでも解析値が実験値を良く再現する12          ㊥          面㊥▲事が確認できた。実験での降伏荷重も表一2および図に↓で示した.喪一2よりケース2,3ともに解析で 10得られた降伏荷重が実験の降伏荷重値に対して約1銚翁小さくなるものの定量的な再現であると考えられる。頴4−3.降伏曲面について面 8、8         !7。i⑥⑫面ぞ㌧/! d  ㊨  ム /ロぎ8     /    /画6⑳ 4畦,を2で得た解析およぴ実験での降伏荷重の鉛直但成分(V)と水平成分(頚〉をV−R平面に示すど図者一4が得られる。同図にはケーソンとマウンドとの間 2ム降4殊誰鶴lii/60/      血:実験(ケース3)での滑動破壊の降伏線も併せて示した。図中の破線は/      ↑ :降イ犬荷重 (解析)      薪:降伏荷重(実験)▲0実験で得られた降伏荷重を結んだもので、葉巻状の降2  4  6  8  10  水単変位:δト瀬ml伏曲線を形成している.解析では鉛直荷重が小さい場図一3  水単荷重∼水平変位合の計算を行なっていないが、実験と同様に葉巻状の降伏曲線の存在がうかがえる。ここでも本解析の妥当12磐整力∼i蕩i言忍できた。   o 10⑱:実験圏:解析霧/1㊥、\のゆ、昏_距、とカ∫豊♂8 本解析では荷璽∼変位曲線と降伏荷重についてのみ頴考察を行い、解析値が実験値と非常に良く一致する事馴6が判った。しかし、地中の変形挙動や砂杭に作用する済4圧力等については完金な一致はまだ得られなかった。今後、この点も含めた解析を行っていく予定である。 々 ■  麗  \  7㎏囲\檸愚 2\\\N、                     0   20  40   60                           鉛直荷重:V(kgf)登轟難蟷                         図一4  V−H破壊面 玉)寺師 他=傾斜荷重下の低置換SC2改良地盤の支持力,第24回土質工学研究発表会 21小林正、樹1適応有限要素法による地盤の安定解析,港湾技術研究所報告 第27巻 第2号玉988,6               −4一
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  • タイトル
  • 斜面を有する砂地盤中の単杭の横抵抗に関する遠心模型実験
  • 著者
  • 丸山敦司・寺師昌明・北誥昌樹
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 5〜8
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30797
  • 内容
  • 第25回土質工.学研究発裏会ε一4(岡 山) 平成2年6月3斜藤を有する砂地盤中の単杭の横抵抗に関する遠心模型実験運輸省港湾技術研究所運会貫  導師 辱明  同   上、正会畏  北詰 暑樹闇上研修鷺(東洋建設)正会員 ○丸山 敦翼1.はじめに 捨石マウンド中に設置された長杭の横抵抗については、地盤が砂と砕石の二層地盤である事、杭の近傍に斜衝が存在している事などより、現在のところ明確にされてはいない。筆者らはこの問題に対する一連の研究を行なってきた.まず、長杭の水平載荷に対する遠心模型実験の有意性1)を確認し、つぎに砕石地盤での長杭の挙動が砂地盤のそれと同等に扱える事2)を明らかにしてきた。本硯究では、斜繭の影響を受ける長杭の挙動を調べた。2.実験方法 模型地盤の試料には、豊浦標準砂を用いた。模型地盤は、多重ふるいを通して自由落下させた試料を、吸引方式で法勾配L2の斜面を有する地盤に整形して作製した。 使胴した模型杭は、杭縮2.Ocm,厚み0.5cm,長さ60cmのアルミプレート製で17紺のひずみゲージを貼りっけた後、表面をアクリル樹脂系接著剤で保護したものである。検定の結累、その蕪げ剛’1生は14739kg・cm2であった。 本研究では、斜面と杭との相対的な位置を大き図一1 実験装置概要く変化させるため、図一1に示すように、大型の(畏さ70cm,幅20c鵬,深さ60c即)剛性の高い試料容器を用いた。実験では、容器側面の影響がでないように容器に対する杭位置を固定し、40gの遠心加速度のもとで変位速度一定(0.6mm/m加〉で一載荷方尚載荷を行った. 実験ケースは斜面と杭との相対的な位麗を変化させたケース1∼ケース8と、斜面高さの影響を検討したケース9∼ケース12の2つである。斜面αDK箪娼トく  KL   lも   娼卜KI娼燭   u⇒oK5娼ぴりK監塾NKI娼一Kー奉と杭との相対的な位麗関係の概略を図一2に、また全ての実験について、実験条件ならびに実験結果を表一1に示す。試料容羅矢端から載荷点までの高さを固定したため、斜面中に設麗した杭なら斜面高さ10cm斜面勾醜1=2びに法脱に設置した杭への載荷実験などでは、表に示したように、地表面∼載荷点距離(載荷高さ〉が大きくなっている。図一2 杭と斜面の棺対位置(外ス1∼ケース8)Centri圭ugeModeli撤gofaLaterallyloadedSinglePileinandnearlむeSandslopeTeras蛙i.M.,Kitazume.賊.(P.H.R、1.)aΩd替aruyama。A,(ToyoConstructi・nCo・Ltd・)一5一 衷一1 実験条件及び結果一覧地懸礁警 響欝杭設置位竃載荷高さ12法腐から遠く離れたマウンド天端水平地盤1.37、129×io一き84.4法肩から5cm離れたマウンド天端水平地盤1」47.328×10一$83.83456789法肩から2cm離れたマウンド天端水平地盤1.4ケースNo.lo斜面高さ5.582×玉0鞠388.81.44、492×10皿382.5法闊力〉ら6、5c研離れた余尋面内4.44.玉32×10−387.4法眉から14c田離れた斜藤内8.74、322XlO『383.6法 肩10cm5cm法 尻11.46.446×10輔389.6法胴から遠く離れた水平原地盤鷲、46、955XIG層389.o法 庸法庸から5cm離れた斜藏内(斜面中央〉11法 肩15cm12 (cm)法肩から蔦c田離れた斜面内(斜面中央)1.54、991x10−384.94.o4.783×玉0階385.51.54、833x10−38王.69.24、588x10隔384.1 模型地盤の再現性を確認するために、各実験終了後に試料の体積と重量を測定し、単位体積璽量と相対密度を求め、平均値でγd・1,596g/cm3 Dr魑85.4%を得、良好な再現性を確認した(衷一1参照〉. 以後、本報告で詑述する値は、特に齪らない限りプロトタイプに換算した値とする。3.実験結果 3−i 杭設置位置の影響18 まず國一3にケース1∼ケース8の、水平荷重     《  ㊥ケース1▲ケース5    μ   △外ス20ケース6   だ’ ▽∼載荷点、水平変位(杭頭変位)関係を承す。同図より購一杭頭変位に対する水平荷重の値は、杭が     .ゾ  瞬ケース3▽ケース7  !   v 恩   メ〆        ▽ケース4 0ケース8お法薦から遠く離れたマウンド天端水平地盤に設置一10されたケース1から、杭が法尻から還く離れた水鰍担 ’ ノ▽’  ▽ ゾ’ノ   .e身湘呼一むゆ平原地盤に設置されたケース8にむけて小さくな       一【}      礎F    口’{㍗っている。しかしこの関係には、斜面の影響と、2.実験方法で述べているよう鵜載荷高さが変化0     5    喋0している影響も含まれている。       杭頭変位(c田) そこで斜面の影響のみを見るために、載荷中の  隠一3 荷重∼杭頭変位関係刻々の曲げモーメント分布から、同一深さにおける地盤反力とたわみを求め、これらを爾対数目盛にプロットすると、両者は、おおむね傾き0.5の薗線上,に分布した。さらに深さ方向について両者 ヒ18 儀の  o図瞬6蝋鯉購α)の関係はほぼ1次線形であり、地盤反力が港研方釈と,4継冥式(p翼Ks・X・YO・5p:地盤及力X;杭設置位置における地表面からの深さY:深さXにおけるたわみ Ks:横方洵地盤反力係数)で算定できる事が翻一2習  0わかった.港研方式で算定されたKs値と杭位置との関係を図一4に示した。同園より杭の設麗位置法闇        法解   法潤      法尻 杭設置位置(1目盛は杭幅を示す)図一4一6一地盤及力係数Ksと杭位置との関係15 が、法肩より遠く離れたマウンド天端水平地盤(ケース1)から杭幡の2、5倍離れた位置(ケース2)まで近づくとKs値が減少し始める傾尚が晃られる。さらに斜面に近づくとKs値は急激に小さくなり、杭が法薦に設置(ケース4)されると、Ks値は水平地盤のKs値の63%程度まで低減している。杭が斜面内に設置された場合(ケース5,6)には、杭が法肩に設置された場合(ケース4)のKs値とほぼ同じ値を示している。杭の設置位置が法規(ケース7)になるとKs値は園復し、法尻より遠く離れた原地盤(ケース8)でのKs値は法屑より遠く離れたマウンド天端水平地盤(ケース1)での慎とほぼ一致している。 ケース6とケース7の杭位置とKs値から、杭の設置位置が法尻に杭幅の3倍以内にまで近づかないと水平地盤のKs値まで回復しない事がわかる.また、ケース7とケース8の場合には両者のKs値はほぼ一致し、載荷背面側の地盤形状はKsの値にほとんど影響しない事がわかった。さらに、ケース1とケース8を比較すると両者のKs値もほぽ一致し、水平地盤でのKs慎は載荷高さの影響を受けない事も再確認できた。 3−2 斜面高さの影響 ケース1∼ケース8では斜面高さが10cm(模型値〉の場合について杭の設置位置轟こ閲する影響を載荷点斜面高さ5cm斜面勾配1:2調べた。ケース9∼ケース12では斜蘭勾配は1:2のままで、斜面高さを5c用と15c凋(模型燈〉に変㎝o一K娼辱K1化させ、それぞれに対して杭を法肩と斜面中央に設置した2ケースの実験を行・った。斜面と杭設置塾T位置の概略を図一5に示す。 杭を法肩に設置したケース9とケース11の場合のKs値は、ケース3(斜面高さ10cm,法屑設置杭)での値とおおむね一致している。また法脱より杭編の2.5倍離れた斜面中に設置されたケース田でのKs値は、ケース9での値とほぼ同じで水平地盤斜面高さ15cm斜面勾配1:2でのKs億にまで園復する傾向は見られなかった。N一F‘K巨娼一尻と法尻から杭幅の2.5倍の位置の間で起る事、KL々 以上の事から、Ks値の回復は抗の設麗位置が法さらにKs値は斜面高さに影響されない事がわかっ↑た。またケース5,ケース6,ケース10,ケース12の丁Ks慎がほぼ一致している事から、斜誌中に設置された杭においてもKs値は載荷高さの影響を受けない事が確震忍された。図一5 杭と斜面の相対位置(ケ賦9ケ∼一λ12) 3−3 繰返し戴荷の影響 ケース圭2では、5園の繰返し載荷を実施している。この時の荷重∼杭頭変位の関係を図一6に示す。各載荷段階の繰返し荷重Pが作馬している時(図一6のb,c,d.e,f点)の杭頭変位には、繰返し載荷による増加は認められず、除荷完了時の残留変位もほとんど増加していない。b,c,d,e,f、魚での曲げモーメント分布を図一7に示したが、ほぼ同一のモーメント分布が得られた.また第1回載荷時の曲線(a∼b)の延長上に、第5回載荷時の繰返し荷璽Pを越える部分の曲線(f∼g)があり、繰返し載荷の影響を受けていない。さらに、繰返し載荷煎のa∼b,繰返し載荷後の至、∼g間でそれぞれ地盤反力係数Ksを求めてみると、爾者はかなり良い晶致を示した。以上の事からも、繰返し荷重Pを越える部分では、繰返し載荷の影響を受けない事がわかった。一7一 一495b− c一,_d___一2狛ど迷           O第1回載荷           ロ第2園載荷           ◇第3回載荷           ▽第4回載荷剛檸\1     bcdef           繰返し荷重Pい   e一餉州を網噂一一_三  〇4a         △第5回載荷6 0        5    10    15嘆!z2夢”0     5     10        杭頭変位(cm)    繭げモーメント (tf・m)図一6 繰返し載荷時の荷重∼杭頭変位閲係  隠一7 麟げモーメント分布3−4 港研方式との比較 法肩に杭が設置されたケース4及び、斜擬内に設置されたケース5とケース6について、杭設置位麗での地表面の形状が水平であると仮定して、実験から求められた横方向地盤反力係数Ksを嗣い、港研方式で荷重∼杭頭変位関係と荷重∼最大曲げモーメント関係を計算した。誹算結果を実験値と共に図一8に示した。計算値と実験値の澗者はどちらの関係においても非常に良い一致を示した。この事から斜面の影響を受ける杭の挙動においても、その影響を考慮して低減した横方向地盤反力係数Ksを絹いれば、水平地盤と仮定して計算を行っても罠い事が確認された。1515サ実験値金実験値a10外ス4一春一計算値電10ど一☆一計算値ど外ス5劇1駐5O 齢一ゐケース6   ケース4.’   ケース5劇檀5△ケース6   5        TO        15     0      5     10    15    20    25   杭頭変位(cm)             最大曲げモーメント(tf・m)(A)荷重∼杭頭変位関係          (Bl荷重∼最大曲げモーメント関係      図一8 港研方式による計算値と実験値との比較4.おわりに 今園の実験で、横方向地盤反力係数Ksは斜面の影響を受け低減する事が明らかになった.またその低減は、載荷前薗方向へ杭幅の2,5倍離れた位置に法肩が存莚する水平地盤から始まり、載荷前面方向へ杭幅の2.5倍離れた位置に法尻が存在する斜面内で回復に向う事がわかった。しかし、今回の実験では単一の斜面勾醜で岡一の杭を用いたものであったため、Ks値の低減に対する杭幅,杭の剛性及び斜薦勾配の効果が未解決である。今後これらの点についてさらに研究を進める予定である。  参考文献玉) 響師 他;”砂地盤中の単杭の横抵抗に関する遠心模型実験㌦第23園土質工学研究発表会,pp・1431−14342) 寺師 他1’『砕石地盤中の単杭の横抵抗に関する遠心模型実験1第24回土質工学研究発表会,pp,厳1−n4一8一
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  • タイトル
  • 砂地盤における泥水掘削溝の三次元遠心模型実験
  • 著者
  • 樋口雄一・東田淳・名倉克博・矢倉哲夫
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 9〜10
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30798
  • 内容
  • 第25懸土質工学碓究発蓑会(岡 山) 平成2年6月4∈一14砂地盤における泥水掘剛溝σ)三次元遠心模型実験大阪市立大学東田 淳大成建設技研名禽克博・樋躍雄一・矢禽哲夫まえがき  筆者らは、地下水位の高い砂地盤に築造される泥水掘削溝の安定メカニズムを調べるために遠心実験を行っている。前報pωの二次元模型を用いた実験では、掘削溝が破壊した時の泥水位と地下水位の差△9が、溝の掘削深さZの増大につれて直線的に増えるという結果を得た(△HとZは原型換算)。今圃は三次元模型を用いた遠心実験を行って、泥水掘削溝の安定が「三次元効果」によって保たれるという墓本メカニズムを確認、することができたので報告する。1.模型と実験装置 今回用いた箪次元模型は、原型の掘闇溝を2本の短称軸(x、y軸)で分割した1/4模翌である。写真一1、2に模/型と実験装置を示す。前回と同様に、模型容器の隔壁の座側には掘削溝の泥水位を一定にするための送泥装置がある。隔壁の右側にはもう!枚の仕切り板があり、この仕切り板のさらに右側に掘削溝と模型地盤が接している。 泥水位と地不永位は、今圓萩たに半導体タイプの小型間隙水圧謙(容量11{g鐸cが)を用いて計測した。また、地表面の沈下量を測る地盤変位講は萬回と同じものを用い、写真一1 模型と実験装置(正画)測定された沈下曲線から掘溺溝の破壊時点を決めた。  ・N、2.地盤材料および実験の方法と種類 今回の実験では、蒲回罵いた2種類の砂のうちのS−78Tのみを用いた。これは瀬戸珪砂の7号、8号、特粉を乾燥重量比で2:2:1に混ぜたものである。模型地盤作成時の密度はρd織,439/cm3(Dr呵2%〉である。また、実験に用いた泥水も萬回と同じである。これらの砂と泥水の秘料特性については前報を参照されたい。購、        掘肖畦溝    £熱/       へ      馨汚難             o 繍藩       『   「       階割r』彊、  諾“P㌦愚囁    〆κ.   r    ‘ 地盤の作成方法は、横にした容罷の溝位置にダミーの板を(  欝写真一2 模型と実験装置(平面)固定し、ふるい3枚(網廻3珀皿、3c旧間隔、容器からの高さ70c鋤を通して気乾状態の砂を容罷に流し込む。なお、実験後             写真一3に示す器具(0、5冊mのアに地盤の破壌形状を観察できるように、                これを2cm間隔で枠に圃定ルミ板2枚を加mの隙聞を持っように含わせ、したもので、 隙間には蒼色したS−78Tを入れてある)を予め容器に固定しておき、砂の投入時に段階的にこれを引き上げて地盤内部に水平な色砂層を作った。                           実地盤に相当         梧 前回と同様に、水漫状態で設定加速度まで遠心載荷し、                                          1埼                         泥水を溝に入れなする土慮重を模型地盤に旗えた後、遠心載荷を止め、 l l                   泥水位は地表面に保っ。地盤がらダミーの板を容器からはずす。以後、                                     写真一3  色砂腰{乍成爾器具水位をG.L.一7c麟呈度(溝の深さが20c醗の場合)に保ちながら遠心載荷し、設定加速度に達したら地盤水位を上げ地盤を破壊させる。 実験は表一1に示す3シリーズについて行い、A)相似則の成立、B)Z一△H関係、c瓦/b一△H関係(L=溝の長さ、b:溝幅)をそれぞれ調べた。丁熱ree−dimeasio囲cenしr土fagemode玉しestonstabilityofs1耀ytreBchinsandygro副:」.Tohda(OsakaCityUniv.〉,紅.Nag疑ra,Y、HiguchiandLYaguPa(TaiseiCorporatio嚢)                     一9一 表一1 実験の種類3. 実馬灸糸吉果く1)相似則  Aシリーズの3つの実験の△Hはほぼ一致し(図一1の歩10m付近の3っのデ溝の寸法(cm)シ街ズL  b  zA次元模型でも相似則の成立が認められた。加速度実験 (9)シリーズ100504.5 1 王09  2 20(2)Z一△H関係  図一1はBシリーズの実c験から得られたZ一△H関係を示したもので、△HはZの増大とともに増えるが、Zが20mL  b三503 0、67 6.7塾加速度溝の寸法(c隈)z (9)510三5ータ)、前報の二次充模型の場合と同様に三実験4、5 11002e1  11004、5 圭 209  13 0、6720150以上になるとほぼ一定値に収束している。このZ一△H関係は、実際施工での「△Hをある値    _2,/’                           距に保てば泥水掘削溝は破壊しない」という経験則    》                          工と合致している。さらに、同図に示した二次元模    ぐ,諺/型の場合のZ一△H関係が直線となったことと併     蓋せて考えると、実際の泥水掘削溝の安定はいわゆ././/るヂ三次元効果」によって保たれるものと結論し./’て良いと思われる。                            0(3)L/b一△且関係  図一2はCシリーズの実験で得られたL/b一△H関係である。上記の結論から30     10       20        z (m》図一1 Z一ムト玉関係(A、Eシリーズ〉予想される通り、L/bが大きくなるにっれて△Hは大きくなっている。さらにLノわを増やしていけば2△Hはさらに増え、最終的には図に示した二,次元O践模型(L/醜QO)の△H値に収束すると推定できる。皿(4)破壊形状  写真一4は、Cシリーズ・乱/b羅9(L鎚9c田、群1cm、ぐ原型ではL岨8組、 雛2田)の実験を例にとって地盤の破壊状況を示したもので、上の2つは破壊前、      破壊時に100G場で撮影したものを示し、その下は実験後に容器前面からycmだけ奥の鉛直地盤面を撮影したものである。溝の端部に近づくにつれて、 ’溝底を通るす0べり面が細くなっていき、溝端部で消滅する様子がよく分かる。24681。鳥   L/b図一2 L/b一△}i関係(cシリーズ)あとがき  今圓の研究によって砂地盤に築造される泥水掘溺溝安定の基本メカニズムをほぼ解明することができた。今後さらに実験結果の解析を 誉1行って定量化を隈るとともに、設計法の提案に両けて努力していきたい。酔婁薫隻参考文献:圭)2)砂地盤における二次元泥水掘甥溝の遠心模型実験(そのま実験手法1、(その2e実験結果と考察)、土木学会第44回年講、1989.破壊前  破壊時舞∼ヂ     蝋園毒、y=3cmy=6cmy=8c隈写真一4 地盤の破壊状況(Cシリーズ、乱ノb場)一10一y=8.5cmy=9C匿y=9、5C瞬
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  • タイトル
  • 遠心力場でのせん断土槽を用いた液状化実験
  • 著者
  • 佐藤毅・三宅達夫
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 11〜14
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30799
  • 内容
  • 第25回±質工学研究発褒会D−7(岡山〉 平成2年6月5 遠心力場でのせん断土槽を爾いた液状化実験                               東洋建設㈱正会員○佐藤毅                                 〃    正会農  三三宅 達夫 1.まえがき 遠心力場での模型実験は、実物と幾何学的に相似な小型規模に遠心加速度を与えることで実物と同じ応力状態を再現することができる。また、せん噺土槽は、地盤の水平方向のせん断変形に対して比較的自由に変形できるため、水平方向に振動を与える実験において、土槽端面での拘束の影響を低減することができる一㌔ そこで、我々は、上記の事を踏まえて、遠心模型実験周のせん断土槽を製作し、初期段階として水で飽和した標準砂を罵いた液状化実験を行なった。 本報告は、この液状化実験により御られた2、3の結果を紹介するものである。 2.実験装麗及び実験方法 図一1に実験装置の概略を示す。実験     変位計灘甥畿鷲,甥裳搬穿      /せ  / せんみ重ねた構造になっており、土槽の内寸は、高さ400m揃、縮琵0㈱、深さ162m紛である。せん断リングはアルミニウム合金製o oであり、各リングの短辺側に厚み1繍のゴム板を取り付けて、各々のせん断リングo o○軸受けガィドo◎ooを連結している。また、各せん断リングの長辺側にはローラベアリングが取り付                                  サーボバルブ、池緩シリンダーけてあり、リング長辺方薗の水平移動ができるようになっているoせん断土槽の          図一1 実験装置概略内部は、厚さ0,2m揃のゴムメンブレンで覆われており、飽和地盤を作製することができように       表一1 実験ケースー覧蓑なっている。さらに、せん断リングの5箇所に差動トランス型の変位計を取り付けてあり、振動時の地地盤密度相対密度(gf/cの (瓢)盤の応答変位を直接計測することができる。ケース地 盤状 愚 振動装置は、サーボバルブ・柚圧シリンダーを使case−1緩誌め1,85217.45.518用した曲圧式振動台を尾いたoこの装置は、最大振case−2緩詰め1,89326,4。6.919case−3密詰め1,95673.16.818幅2.5湘、振動周波数12。研z∼200Hzの正弦波および、輿 験換算地盤 入力高さ(m) 波数優意波形を入力することができ、せん断リングの長辺方陶に平行な水平振動を発生する鋤。 実験試料は水で飽和した標準砂(emq×10、942,e醐n;O.6i8〉を罵い、単一水平地盤を作製したQ実験では、「緩詰め3「密詰め」の2種類の地盤を作製し、地盤密度の違いによる地盤の応答性や地盤の液状化の違いを調べた。「緩詰め」地盤は水中落下法により作製し、r密詰め」地盤は多重ふるい法により乾燥地盤を作製した後、地盤底部より炭酸ガスを通し、脱気水を浸透させて地盤を飽和した。表一1に実験ケースの一覧を示す。モデル地盤には図一2に示すように、間隙水圧計、加速度計および、変泣計を設置し、実験時の地盤内間隙水圧、地表面及び地盤内の応答撫速度および、地盤(せん断リング)の応答変位を計測した。なお、実験ケースによって間隙水圧計や撫速度計の設置位麗に若干のズレがあった。 入力波は、振動数50Hzの正弦波とし、遠心加速度は44.3Gで実験した。図一3、4に「密詰め」地盤の入Liqロefactiontestusingasi羅P互e曲earboxinCentrifugeSato I. (Toyo Co設structio羅 Co.,Ltd) and 擁iyake 納「 (loyo Co鳶strロct重on Co.,Lt(i)一11一 AOD↑ll …1……酬o偶906o囎 80地 表 面吐A1□吐口膠  0蠣釈A2<一8014、7A3    U3吸□   0010         20経過時間  (sec〉∼協5図一3 入力変位波形u4φう0匹o断 250酵U5の『『『聖酵甘世蓼        (単位;cm)謎  o図一2 計測盟醗置爵層鰹穴<一250力振幅と入力舶速度の波形を示す。なお、図中の蟹『甲1『摩1じ1『甘『2罪『1撃Q罪9聖10         20経過時間   (sec〉数値は、すべて実物規模に換算”した値を示してい図一4 入力加速度波形る。実物規模で示すと、入力波は、振動数圭.1311z、振幡加速度±190ga1の蕉弦波である。また、入力10波数は、液状化算定に閑いられる繰り返し回数(N菖20)を参考に設定した。劃  圧σ’    .  .犀蕪騨雛}i田 なお、入力波数は実験ケースにより若干のバラ\付きがあった。 05因愚 以下1に述べる実験結果はすべて実物規模に換算謹した1直を示すものとする。蓮冒.一 3。実験結果     軍 地盤深度:2、82凱(U2)地盤灘:136m(じ1)  『     10                            O      響0     20     30 3.1「緩詰め」地盤                                         経過時r灘 (sec〉 図一5に間隙水蕉の経時変化(case−2)を示す。図中に示した横線は、各地盤深度での計算上の有      図一5 闘隙水圧の経時変化(case−2〉効上載圧(σ一)を示している。図より、間隙水圧の経時変化(以後、間隙水圧曲線〉は従来の多くの実験結果3)と類似した傾向を示している事がわかる。また、σ’と問隙水圧齢線の関係より、経過時間4∼5秒までに、ほぼ地盤全域に渡って間隙水庇がσ▼に達しており、入力波形で考えると入力波数4・、5で地盤全体が液状化したと考えられる。また、磁∼U3の間隙水圧がσ’に達して以降、緩やかに上昇しているのは、振動中に地盤が沈下し、初期の計測位置より深い位置に間隙水圧計が移動したためであると考えられる。この箏は、間隙水庇消散後も間隙水圧に残留値が生じていることから推測できる。さらに、財、薦について地盤振動中に間隙水圧が減少しているのは、拘東麗の高い胆、U5において振動中に圧密が生じたからであると考えられる。これらの現象は、液状化による地盤沈下量の約S銚は振動中に生じるという実験結果4》からも予想できる。しかし、間隙流体に水を潮いたことにより、遠心力場での浸透速度が卑くなった事も原鶴として考えられるため、今後、遠力場での間隙流体の粘性相似則じを合わせた実験を行なう必要がある。 園一6に塘盤内の応答加速度の経時変化(case−2)を示す。図より、地衰面、および地表面付近(AO、A1、A2)では、振動開始直後に加速度が発生しその後、加速度は殆ど計測されていない。これは、図一5に示した間隙水圧の上昇に伴なう膏効応力の識少が原因であり、応答加速度波形からも、液状化によって地盤が流動化している様子が読み取れる。また、A3の加速度が、経過時間10sec以降で大きくなっており、このことからも、振動中に地盤の圧密が生じていることが予想される。一12一 行ない、実験結果との比較を行なった。液状化予測は、地た。地表面最大加速度は、地蓑面(AO〉での最大加速度とし、,蓼,奮ものの、全体的に罫し績、0に近く、地盤全体にわたって液状盤における液状化実験結果と合致するものである。量,       響量       騨,       響量       騨冒”       1,,7潮『250  250暴即,質,『官雌磯 :279角(A2)  ;實       ,冒       9謝τ電蟹翼剛250冒冒量       ,『       ,曾『       質,u﹃,曾電  250,『       ,曾       撃,,『馳盤深度 ;432騨(A3〉l   l『       量曾曾  『『冒,9       9腰『,,o,      『7       膠『曾,『撃}250O10経過時図一6に入力波形の約2倍の周波数で振動しており、一時的な鞍効『,曾『曜       騨U5の深度では地盤の液状化は発生していないと考えられる。さらに、麗の間隙水圧を見ると、潤際水圧曲線がσDを上限量,,       ,腰,中に示した有効1.載圧との関係を晃ると、U圭ヤじ3に関してU5では、U醐xがσ’に比べ61%程度の値しか発生しておらず、,       u『り間隙水圧曲線の包絡線は、図一5に示した「緩詰め」地は問隙水圧の最大値(Ummx〉とσ’がほぽ一致しているものの:1.52島(A1),       質曾闘盤の間隙水圧曲線の上昇傾向と類似している。しかし、図匪,曾 図一8に問隙承圧の経時変化(case−3)を示す。図一8よ,,,0遵   o 3.2「密詰め」地盤『騨       『騨       ,,      量i膿職  }膠,1﹃響化の危険性があると判断できる。この事は、 「緩詰め」地9       ,,       2膠,⇒r瓶21{N/(ゲ+07〉le・5を期いた5》。図一7に繰り返程は地盤深度にそって、わずかながら増舶傾向を承してい膨『1騨,,膣250しせん断抵抗率(FL)と地盤深度との関係を示す。図より、『,       r、250モデル地盤のN値の推定にっいては、推定式として、,騨       ,騨       ,oo地表面,(Ao〉騨       1騨騨震による地表面最大加速度、地盤のN値、平均粒径D關、膏効上載圧を用いた岩崎・龍岡らの簡易予測法5〉を使屠し,1,騨1250,響響 次に、本報告では「緩詰め」地盤に関して液状化予測を 20間  (sec〉地雄内応答撫逮度の、経時変化(case−2〉応力の國復が起きている事がわかる。これは地盤内で正のダイレイタンシーに起因するサイクリソクモビティ現象が発生していることを示唆している。0 図一9に地盤内の応答加速度の経時変此(case−3)を示す。図より、地表面(AO〉の撫速度波形は振動中徐々に大きくなり、最大湘速度振幅は、10Ocase−i△case−2入力撫速度の24倍に達している。また、地盤内の応答加速度波形は、入力加速度波形と類似した形状を示し、特にA3の加速度波形は、この傾向が顕著である。以上より、 「密詰め」地盤では、入力振動が地盤内を伝播している様子が明確に現われ、「緩詰め」地盤のような地盤の流動化(麟一6参照)は起こっていないと考えられる。これは、図一8で示したサイクリックモビティ現象による祷効応力の一時的な回復がその…因宕2D懸3.O腿 40翻製 5.0であると考えられる。                                   6、0 3.3地盤応答変位(「緩詰め葺 「密詰め」地盤) 図一10に地盤(せん断リング)の慈・答変位と地盤深度の関係を示す。  70図中にプロソトした値は、地盤応答変位波形の1周期毎の変位であり、:0  05  1。0   15繰り返しせん断書辰抗率(FL)各プロット毎に示した時問は振動闘始から各周期までの経過時間である。また、黒、印で示した液え犬イヒ状態とは、間隙フ塞圧が有謬1上賛曳圧に達した状  麟一7玩と地盤深度の関係態を表している。図より、ヂ緩詰めま地盤は地盤全域に渡って慈答変位が発生しているが、     r密詰め」地盤は、地盤深度4m以深では応答変位はあまり発生していない。 また、ギ緩詰め3地盤に関しては、経過時間3sec程度まで1次モードの応答を示し、地盤全域が液状化し                         「密詰め」地盤では、地盤が液状化状態にた後の変位は2次モードの琳答に変化している・それに対して、                               「密詰め」地盤の応答変位となっても1次モードの応答を示しており、液状化状態に達した「緩詰め涯は、一13一 05上’籏450,蓼導 1﹃ 1理 量,重 −450…覧□﹃﹃懐奪噌咤マ『翠翼1膠o冒樋盤深威6、66義(u5〉一450曾, } 薗 冒1       『,       18       『監       電撃11管{450  4501響璽ト・一.↓o膠蓼﹃﹃重O,1『1        聖「撃伺   0i, 蓼電酵重1畿1罪 冒唱貫1愚地盤深度:1Mm(為1)罪「擁盤深度 =357義(u3〉![ 11響﹃u11,1ul,10 軍響曹麗『即出冒重爆 450潮図 O)05地蓑,面(AO)   0曾1﹃[ 寧膠﹃11 、酋冒置聖睾蓼 ﹃﹃電琴,蓼[量ロ1α ;i地盤深劇 245愚 (u2〉軍1琴﹁ じ﹃寧軍膿『﹃軍聖罪 ﹁01蓼﹃奮1聖『1,1蟹響,0、5田o魚(u三〉11鷺!重09蓼董 匿量響雌轍:i9蓼塞u ,曾 口, ﹄巳[量 1理i量111iI魑『,       1地盤深度:409印(A3〉1         『,犀冒富匿響『一8冒け       『『       !じ蓼『重犀『一,       1『      81       曜   0      10     20         経過時間  (seのO、5寺図一9 地盤内跡答加速度の経時変化     (case−3〉010020      30 経過時間 (sec)図一8 間隙水圧の経時変化0明らかに異なったモードを示すことがわかる。 4.まとめ 今回、 ザ緩詰め」 「密詰め」地盤における遠心力場でのせん断土槽を用いた液状化実験を行ない、地盤内の間隙水圧、加速度および、地盤の癒答変位を謝測することができた。今後は、10o馨、o3乞o2、0認3D3、0腿韻40遠心力場での相似則を合わせた実験を行い、実 習50験手法の確立を進めていく予定である。緩詰め地盤(case曙〉6、04.00102s△222s口3.三〇s▽399s’◇4.87s0124s5.0ム2、39S6,0▽4、25s◇5,05sロ328s黒印は液状化状態黒印は液状化状,籐                                     6、8 参考文献                  6、9                          100 50 0−40 1401α0 5.0 0 圭) 日下部・谷羅;言薄座r遠心藩莫型実験」9.土、と                               地盤弥答変位(c紐)基礎、Vol.36,潤o、8,卯83∼PP89,三988、 2〉赤本・三宅:遠心模型実験罵振動発生装置    図一10 地盤弥答変位と地盤深度の関係の開発、土木学会第44回年次学術講演会            (case−2,case−3) 3)例えば、憲見1砂地盤の液状化,技報堂, 4)松瞬・後藤1液状化による飽和砂地盤の沈下特性に関する模型実験と有効応力解析、第19圃地震工学研究発表会、夢P245∼248、1987、 5)岩崎・龍岡・常田・安醒:砂地盤の地震時流勤此の簡易判定法と適用例、第5回冒本地震工学シンポジウム講演集,卿、641−648,1978 6〉例えば、土質、調査法:土質工、学会編一14一
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  • タイトル
  • 大型模型砂地盤における四成分コーン貫入試験
  • 著者
  • 泉谷正児・上杉守道・日下部治・岸田英明
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 15〜16
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30800
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発褒会(隅 由) 平成2年6月6C−3大型模型砂地盤における酋成分コーン輿入試験 1,はじめに東洋建設  ○正会興泉谷正児千葉大学   正会輿上杉守道宇都宮大学  正会員日下部治東京工業大学 正会輿岸田英明単位,mm水圧欝 四成分コーンは、従来の三成分コーンの測定項目である先端抵抗、周面麿擦力、聞隙水圧に加え、側方比圧を測定できるよう試体された原位置試験機である.この四成分コーンを粥いて、相対密度、幽フィルター測拘束圧の異なる大型模璽砂地盤(直径1500鰯・高さ絡00臨〉における貫入試験を行い、模型地盤の13‘側方土圧  畏入抵抗  周面厚擦抵抗ゲージゲージ ゲージ (賀入抵抗が加算)図一1 四成分コーン先端部断顧図根対密度・拘束圧が、各測定値にどのような影響を与えるかについて考察した。 2,四成分コーンP油圧ジャッキ(6基) 図二⊥に、本研究に使用した膨成分コーンの断藤図を示す。既襲の三成分コーンを基本としてフリクションスリーブの内側を薄く削り、側方土圧5 i − 9 ーある。コーンの先端抵抗とフリクションスリーブに作用する摩擦抵抗は内部ロッドに貼付したひずoo土圧誹1 モールド11ゴム膜1・鵯[厚乾燥砂を使った今画の実験では測定しなかった。1螢さ5關E 1500皿m,, 3.実験概要 殴は、本研究で使屠した「加圧砂地盤タン臼鱈1川.男 6’幽みゲージで圧縮ひずみとして測定し、間隙水圧は四成分コーE(水平応力〉による曲げひずみを測定するものでク2}jと呼ぶ模型砂地盤装置である。これは円柱型模型砂地盤に厚さ5mmの円筒型ゴム膜を介して水圧により水平拘束圧(以下、側注〉を載荷し、図一2 加圧砂地盤タンクまた32m無の鋼板を介して6個の鴻圧ジャッキにより鉛直拘束圧(以下、上載圧〉を載荷する。 塞』ユは、本研究に使鰐した稲城砂の物理的牲表1。試料砂(稲城砂)の諸定数質である。この乾燥砂(倉水紘ω=0.4%以下)をGs謀2。67大型フルイを用いて厚さ10cmごとの玉6顧に分けてD50鷹 0.32 m臓Uc嵩2.71曽瓢o.嬬以下降らせ、相対密度の異なる模饗砂地盤を作成した。γd麗x嵩1.755㎏£/c㎡その後、上載圧と側圧を載荷し、砂中に設澱したγα鋤欝1、435㎏f/cぜ土圧欝の値が収索した後(約90分後)に毎秒8職の∼定速度でコーン貫入を行った。了ests wi七h a lateral st【・ess sensi血g coae in a large sand c蝕a朧ber;Skojilzu無iya(T・yoConstructi・nCo.,LT3),経or瓢tiUesugi(ChibaUniversity),OsamuK鴇sakabe(9tsu取omiyaUniversity),HideakiKi曲ida(TokyolnstituteofTe伽ology)                     一15一 表一2 模型地盤の条件CAS露参r上載圧No.%(㎏f/c㎡)周面摩擦抵抗(kgf/c㎡) 側圧O 00,2 0,6 LO5kgf/c(㎏f/c㎡)Y−1330.50.5Y−2361.01.0Y−3780.50.578%O,361%1省。 401,0kg£遡駆rく80 4.結果と考察 甕二旦に示すような地盤条件のケースについての貰入試験結果を述べる。 図二乙旦は、コーン貰入に伴う周薦摩擦力度の変化をあら畷鞍G銀12G33%わす。縦軸はコー一ン先端の貫入璽をあらわし、そのときの周錘摩擦力度の値を横軸にとってある。Y−1とY−2における拘束圧の違いや、Y−1とY−3における相対密度0,5k菖f/cm  i60貰入量と周面摩擦力度の関係図一4の違いによる影響が顕蕃にあらわれている。側方土圧(kgf/c㎡) 幽は、コーン貫入に伴う側方土厩の変化をあらわす。0周欝摩擦力度と同様に拘束圧・相対密度が、各ケースにおoける収束値に影響を与えているのは明らかである。 幽には、周面摩擦力度を{則方土圧で除した値(摩撚係数、あるいはせん断応力比)とコーンの貰入量の関係を承した。ぱらっきはあるものの、いずれのケースも0.4∼ 0,8 1,6、ノ78% 0,5k     05kgf/c㎡窟ε 40腿雛 5.まとめ 拘束圧・相対密度の異なる3種類の大型模型砂地盤において、試作された四成分コーンの貫入試験をおこない、地盤条件が各貫入抵抗に与える影響を調べる模型実験を行った。各貫入抵抗は、その収束値に明らかに地盤条件の影響をみることができたが、摩擦係数においては、それらの影36鰍警1,妬OkgK800.6の値を承している。Bf/c㎡姻i20\ 33%gf/             C㎡0,5k c  160  』図一3 貫入量と側方土圧の関係響はわずかであろうと思われる。   摩擦係数 本研究に対して、平成元年度文部省科学研究費補助金0  0  80  20  01謝辞】00、20。6 1、0  0(奨励研究(A)、研究代表者;上杉守道)を受けました。ハ日実験に当たっては、宇都宮大学 横山教授、欝下部助教授)40に多大なるご援助をいただきました。ここに記して謝意を表します。ゆ憾駆rく801参考文献11)上杉(1989)原位置水平応力を測定する四成分コーンの試作鰍鞍銀120      第24圏土質工学研究発表会 pp.193−194.2)森田(1989〉大型加圧土槽を用いた瞬成分コーン貫入試験  160      宇都宮大学卒業論文図一5一16一貫入量と摩擦係数の関係
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  • タイトル
  • 四成分コーンによる原位置摩擦試験例
  • 著者
  • 上杉守道・岸田英明
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 17〜18
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30801
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発表会C−3(岡由)平成2年6月7匹1成分コーンによる原位遣摩擦試験例千藥大学   正会員 ○上杉守道東京工業大学 正会員  犀穣英明 1.はじめに0一リング 杭の周面抵抗推定の手段を探るために,先端抵抗「先端抵抗+周面摩擦」縮      ひずみゲージ 周画濠擦・間隙水圧の他に側方土圧も測窟する照成分コーンnを用いて,原位置摩擦試験を行った.先端抵貌用ひずみゲージ36.1ここでは, 東恵湾岸の石少・シルトおよび寒占土からな場34る地盤で行った試験の結果を紹介する.厚さ:0.45 2。四成分コーンD峠 図一1に四成分コーンの先端付近の断薗を承す,この測定器は賎製の三成分コーン(CPTU)のフ   側方土圧用ひずみゲージ   0一リング  36.5リクシ器ンスリーブを薄く削り,その部分の歪とし   間隙水圧計         単位=m則て側方土圧を測定できるように改造したものである.この装置を胴いた模型加圧砂地盤における室内実験図一1 四成分:コーンの結果は別に報告している.』斜Rf 先端抵抗周面摩擦側方土圧間隙水圧% 裟gf/c田2kgf/c田2kgf/c田2kgf/c皿2    土摩擦係数質    記 土質名 N備8 o tO2ρ 号40   20   400   0,4  q80  0』ら  0,80   04  q80α轟002040004080㏄080“0804 80tO2ρ雪α節砕窃細砂き2細砂深7度〆くぐ一f…≧暴   :i:i   i=i:   li=i細砂穿≧千一一、薗ギ輩妻)ダぴ\、集 !補曽ぐ 重8と乏︶気噂 P い 騨 く  乏6誌︷≧ヘゼ 77ミ考㍉4、∼!ノ(m)図一2 東扇島における原位置摩擦試験結果EXperie沿CeS。fin−SitUfriCti・ateStSWithalateralStreSSSenSingCOne;鰻。rimichi」esugi(ChlbaUniversity),IlideakiK醐d&(T・ky・hst童tute。fTechn・1・gy)                      一17一  先端抵抗周画摩擦釧方土圧間隙水圧 kgf/cm2kgf/c田2kgf/c田2kgf/cm20 …OD鶉OO 1,0 2ρ0 0,40,巳0 1ρ 2ρ0o0 …OD ZOO0Rf摩擦騰壷 蠣名%    馨 平均茂値4 80 1ρ 2ρ  写115{度沿雪{く気 λ −ン■下主噛『20N講3な篇篇二砂粘土の互膚 1   輔一一  ■・一、︷浮『XXXX1徽議}}}圏二=需諾 」 、シルト膚X XX=離二 \XX X、障」笥∼享 一乱1〆タ∫X XX﹃醇7、>丸ヒ〆へ、ぐ︸﹀㌧ノく︸ヤ朽=5XXXXX XXXXXXxxxxxxx深(田)埋士腰一N畢粘土履 〔 N憲圭轍=    図一3 江東区における原位置摩擦試験結巣 3. 東扇癌におウナる原{立置摩擦試験 図一2は,神奈川県川崎市東扇轟で行った試験の 4・江東区における療位置摩擦試験 図一3は,東京都江東区で行った原位置摩擦試験結果である.地表付近に砕蕎があったが,それ以深の結果である。この地盤は,地表面から深度5mまでは緩い細砂層であった,地表蕊から深度3.85mまでがローム質の埋土・ 深度10!nまでがシルト,さらをあらかじめボーリングした後,深度約9mまで四成に深度蔦m付近までが細砂と粕土の互層になってお分コーン震入試験を行った.手動式容量2tfの貫入り,それ以深はシルト質粘土であった,地表面から機を用い,平均璽入速度が約1mm/秒となるように操深度沁.5mまであらかじめボーリングした後,深度作しながら,4秒毎に各値を測定した.先端抵抗と約19mまで囚成分コーン貫入試験を行った,先端抵側方土圧にっいては,各測定値から聞隙水圧の値を抗・側方土圧・摩擦係数は,東扇廃の場合と岡様に差し引いた.また,摩擦係数は周面摩擦の値を側方求めた. この場合も砂腐において,側方土圧の変動が大き土圧の値で除して求めた。 聞隙水圧の測定値は安定しているが,側方土圧のく,摩擦係数も大きく変動している・また,全体的測定値が不安定であり,このため摩擦係数が大きくに高めの濠擦係数が得られた傾向があるのも,東扇変動したものと考えられる.原位置試験においては島の場食と同様に,間隙水圧の測定値が高めに求め地盤自体の不均一性の他に,輿入速度の変動およびられたことが原因になっているものと考えられる・鉛直牲や水平方向の位澱の変動などが,側方土圧の測定値が不安定になった原因であった町能性がある. 5.まとめ 囚成分コーンを用いた原位罎摩擦試験の実施例をまた,闘隙水圧はコーンの先端付逝で高く,先端か紹介し,その結果について考察した・問題点にっいら離れるほど低くなることが知られている3}.今國ては,さらに検討・改良を行ってゆく予定である・用いた装置では,聞隙水圧をコーンの肩の近傍で測定しているため,その測定値がフリクシ蜜ンスリーブに作熔した間隙水圧の平均値よりも高めになって摩擦係数を過大評価していると考えられる.Testing, C至裂IA, Butter田orth.一18一
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  • タイトル
  • 砕石ドレーン突固め効果確認実物大模型実験(その1)-実験装置および模型地盤作成方法について-
  • 著者
  • 三木秀二・市川晴雄・大北康治・中島豊・伊藤克彦
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 19〜20
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30802
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発表会K−1(岡由〉 平成2年6月8          砕石詳レーン突圃め効果確認実物大模型実験  (その三)                実験装置及び模型地盤作成方法にっいて                      ㈱鴻池総 東京本店基礎部     市川晴雄                      ㈱鴻池組 技術研究所 琵会展 〇 三木秀二 大北康治                      ㈱鴻池組 東京技術部 正会員   中島 豊 伊藤克彦工。まえがき 砕石ドレーン工法では、密実な砕石杭を打設するために、砕石を突き闘めて排水杭を造成している。この突き固めによる効果は排水杭周辺にも及び、地盤を締め國めて強度を増加させ、施工後のN値を増大させることが分かっている。強度の増加量を定量的に把握し、実設計に反映することを目的として、実物大の突き固め模整実験を実施した。本報皆では、実験装罎の概略と実験に用いる均一な模整地盤を能率よく作成する方法を検討するために実施した予備実験及びその実験結果についてまとめた。2.実験装置 実験装置の概略を図一三に示す。実験装置は、      、①突固め装置、②実験土槽、③載荷装置、④訴測陥覧唱装置、⑤実験支援装置に分類できる。霜①突圃め装置…タワークレーンのマストを架台と して利馬し、実施工機の突固め装置を慮昇降で きるように改造し、突き棒はケーシングと共に1含磯8 上昇する構造とした。 醐’ゼ  \\型②実験土槽…本実験では内径200em頚、高さ1800m緯… ■“‘  (6分割に可能)の土槽を逢行台車上に載せて    冶鳳 実験を実施した。なお予備実験では内径招00關 の士.槽を罵いた。③載荷装置…コーン貫入孔を取り付けた2枚の載縣_・“翫囎錨土圧計(水平土圧)蓋盤・   士圧計(鉛薩土圧 荷板を油圧シリンダーで模型地盤表面に押し付                        野 ける構造とした。  階監璽挑④計測装置…地盤内部の強度分布は間隙水圧も測      図一1 実験装置概略図 定できるようにした薩径34・6職の烹成分コーン を用いて測定した。この他、ドレーン打設時の           表}三測定項簾}覧衰 計測項冒を表一1に示す。各測定値は高速AD 変換器を経て、パソコン内のフロ・ソピーデイス測 定 霞 的測定装置測定範囲突棒先端繊置看フoト}ダ0−500碗突固めスト凱一ク量の測定灘定項霞突固め電流電流詩0−1ひ0A突固め効渠の推定  クに即時記録され、実験後デイスブレイ.喪示あ突棒及力レド鰯0弓Otonf地盤強度・砕石密慶の推定 るいはブリンタ患力するようにした。引抜き毘流電流計0−50Aオプトンダ0−3000鰍砕筍天端位置オプローダ0−4000瞭問繍水圧問隙水圧計0−0.5k8f/c旧2ダイ屏労艶特熾の肥擬土圧土鷹翫0−0、2k8f!cm2締園め残留応力の杷握地盤変位量慶位計G一!00瓢地盤変僚艇及び密度変化⑤実験支援装蟹…実験土棚内に模型地盤を作成し たり、実験後の試料搬出を支援する自的で、タ  ワーマスト上、端のジブクレーンとサイドダンプ ローダを準備し、 地盤作成等に利用した。ケ噌ング弓i抜き量地盤強度・砕石鐡農の推定ケーシング先端位置の搬纒砕石投入量・突圃めの進行3。模型地盤作成方法の検討 地盤の作成方法は、均一な地盤が作成できるとされている、水中落下法を墓本的に採用し、仮受けホッパを経由しフレキシブルホースで投入した。予備実験で検討した地盤作成方法を表一2に示す。検討した項尽野ullscale冊odeltestofGravelDrainPi工eandco礒pactio厳effect(Partl);   琶xβerimentalapParatusa舶p℃eparatioRof珊odelground  lHarロolchika冊,Shu2iトliki,yasujiOkita,Yutaka暦akaji麗andK&tsuhiko三しo(託o顯oikeCo.,Ltd)一19一 裏一2予備実験模型地盤作成条件は、拘束圧の有無、投入量の大小、拘束圧載荷時聞、締め圃め方法、仕上がり相対密度、施工性等CASEで、コーン貫入抵抗値によって均一性を判断した。(1)拘束厩の有無1 拘束圧は0・5kgf/c爵2とし、拘束圧載荷の有無に234567よるコーン貫入紙抗の比較を図一2に示す。拘束圧を力口えた:まま測定した結果は地表面下50cm付近で応力集中が起こり貫入抵抗値が大きくなっているが、底部に向かうと貫入抵抗が減少してバラツ拘束圧投入方法載荷蒋閥(h)締國め224040有多量(1)無多量(!)有多量(i)無多量(n無少量(1/4)無少量(1/4)無少量(玉/4)222Dr(%)無85.1無84.4無85.3無84.1水締75.1ハンマ79.5ハンマ77.7キも大きい。従って、拘束圧の載荷は突固めを実施している闇だけに限定した・G(2)投入量の大小 供試砂の投入は、ペルトコンペアを使って連続                       土的に投入した。スコップ1杯づっの比較的量の多 姻                       内 解1歌gf/cm})o10 20 30 40 50(b)拘束E無CASE2止(al拘束厩有穂るo 一5臼内C A$E1い砂を仮受けホッパヘ投入する方法と一次受けホ 渥・深ッパを用いてスコップ約蓋/4回分づっの少量を投鳩度ll}o一田暮入したときの比較が表一2の相対密度肋の欄に示{鵡〔cm}されている。少量づっ連続して投入する方法が相矯91一矯9対密度も低く均一になることが分かる。    図一2 拘榮圧の影響(3)拘束ぼ載荷時問の長短a 載荷時間を2i痔問にした場合と40時間にした場合の比較を図一3に示す。載荷時間が長い場合に                       ーLは圧密による残留応力が残っており、地盤の均一 駅                       内性としては載荷時間が短いほうが良いように判翫 深される。しかも、実験サイクルを短縮できるので 度 qc(kgflcmり qc lkgf/cバ}lo 20 30 ㈹ 50  GCASE2一撃lo(b)40時闇蔵荷止 CASE4槽 一50内深度 一田o(cml載荷時間は2時間とした。      岡(4)締固め方法一150 締め圃めが無い場合(図一2,3)と水締めをoを跳較した。締め圏めが無い場含には底部に強度一i50   隈一3 載荷時間の影響qc qc(kgr/cmりlG  21G 20 30 姶 50  0  1GCASE5二1一携一511 CASE6内度 10G(cm)15Q図一44.本実験における模型地盤の作成方法{kgf!c擶2}20  30  40  50(blハンマ打撃(a)水締めの低い部分が生じるが、水締め、ハンマ打撃の場二1:                       構 一50合はほぼ均一な地盤を作成することができる。締内固め方法による均一性の差は少ないが、水締めの深                       度Ioo場合には水位回復を急ぐとボイリングを起こすの                      〔c瞬で水位國復に長時問が必要となる・このため締圃め方法はハンマ打撃による方法とした。10  2G  鵠   相   5G(a}2時間載荷田oする場合及びハンマ打撃による場合(図一4)と 邸くkgf/cm;)10  20 3e 40 50  d50締固めの影響 模型地盤の均一性と地盤作成時の施工性に関する予備実験結果を参考に本実験の地盤作成方法を決定した。採屠した地盤作成方法は、一次受けホッパを屠いてスコップの約1/4程度になるよう少量づつフレキシブルホースで水中投入する方法で、士槽!リング毎に4カ所を20回ずつ打撃しながら地盤を造成しする。その後2時闘載荷した後拘束厩を除去して供試地盤とする方法である。また、本実験では突園め実験特には拘東厩を加え、実験前後の地盤状態をコーン貫入試験機で測定する場合には拘束圧を除去して測定した。模型地盤作成に関する今後の課題は、アーチ作用による応力集中や強度のバラツキを防止するのを検討することである。一20一
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  • タイトル
  • 直接せん断試験における鉛直力・せん断力分布
  • 著者
  • 岡本正広・小林司
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 21〜22
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30803
  • 内容
  • 舞箸25園ゴニ質コご【獣5汗究発裟会D−6(岡 1.LD 平成2年6潟9 直接せん断試験における鉛直力・せん断力分布東急建設㈱土木技術部 正会員 O岡本 正広鼠蔵工粟大学大学院  学生会員  小林  司1.はじめに 直接せん断試験においては、せん断の進行に伴って不可避的にいわゆるロッキングが生じ、供試体の応力 ひずみ分布は不均一・になる。本研究では、この応力の不均一性に着目し、供試体上部のキャップに小型の2方向貿一ドセル1》を取り付けて、せん断に伴う供試体のせん断力・鉛直力の分布を測定した。本報告では、今回設計・製作した2方向ロードセルの概要とこれより得られた供試体に発生するせん断力・鉛直力分布について述べる02.キャップ埋込み璽2方向ロードセルの製作・検定2.玉 2方向ロードセルの概要 図2,三には本研究に驚いた直接せん断試験機の概要2》を承す。同図に示すように本試験機にはロ・ソキング防止構造として、供試体に鉛直応力を伝えるピストンロγドを直径10c揃とし、市販の軸受けが使用できる最大のものとした。また、これとは別に3本のガイドロ・ソドも設けているので、ロッキング防止構造としては極めて強固なものとなっている。2方商ロードセルは本試験機のキャソプ内に5ヶ断設置した。2方向ロードセルは谷1》の方法にしたがって設計・製作した。写真1にはキャップに取り付けた状況を示す。2、2 2方向ロードセルの検定 せん断力の検定は死荷重を加えて行ったが、鉛直力の検定は当初せん駈力の検定と尚様に死荷重を加えて行っていたが、せん断中に荷重の方洵が反転する可能性があることから、今回新たに図2.2に示すような検定用モールドを製作して行った・モールド内には脱気水を満たした。図2、3には典型的な検定結果を示す。3.実験方法 実験に馬いた砂は、豊浦標準砂(Gs22。64,eB駆一〇.997,e副n=0.605〉で、供試体の形状は直径3Gcm,高さ15c冊の中実供試体である。メンブレンはラテックス製o.如誹厚のものを幣いた。供試体は空中落下法で作製した。拘莱圧σc【=03kgf/cm2のときに二酸化炭紫で麗換し、脱気水を循藻させた後、背圧σBp臨2 0kgf/cm2をかけて飽和化をはかった。B値は全てB途o。96とし、猛密時間は3時問とした。せん断は圧密後o,1%/瞬nのひずみ制御で行った。4.実験繕果および考察 図4.9a),(b〉には、脊効拘榮圧σcひ=1.Okgf/cm2の場合のせん断力および鉛直力分布を示す。また、図4.2(a),(b〉にはゑ軸セルの外鰯で測定したせん断力・鉛直力で各々のロードセルで測定した値を除して正規化した値を承す。これらの園より、直接せん断試験においてはせん断ひずみの進行に伴い、かなり応力の不均一が生じ、せん断ひずみが馬%程度になると・三軸セルの外側で測定した値と比較してせん断力では0、畦∼2・4倍程度、また鉛薩力にっいては0。玉∼2,8倍程度の値が生じている。5.まとめ 直接せん断試験機のキャップ内に小型の2方向ロードセルを埋め込んで供試体内の代褒的な位置で応力分布を測定した結果、以下のことが分かった。①濃接せん駈試験においてはせん断の進行に伴い供試体を傾けようとするモーメントが作胴するために供 試体内の磨力分布はかなり不均一・になる。②キャップ内に取り付けたロードセルでせん断力・鉛直力を測定した結果、三軸セルの外側で測定した値 よりも供試体にはせん断力で0、4∼2.4倍程渡・また鉛直力では0。1∼2.8倍程度の値が生じている。【参考文献肇王)谷康弘:切削加工の分野で使粥されるロードセルにっいて,生産礒究,vol,34,醤o。6,19822)岡本正広,地=各種の大型せん断試験機による砂の液状化強度,第24回土質工学発表会,pg.93∼94,1989Pistribut玉o除ofvert玉calstτengtbands翫earstrengtk玉臓d玉τects無eartest:Okamoto,駈.,(Clvllengi資eeτingtec駐nologica三dept、,TokyuCoロst.Co.,LID.),駁obayasbi,M、,(漁sas血目nstituteofτec翁no互ogy)一21一 2騨矯驚セル圧)7ll蓼一22ヨングO閏リンク『一9’’’’8               23  7世一 講                      ロ じ                蝶鍛レドモールト脱瓢水f巴諭\                         122                       16                   図2、1   図2、2   讐響婁   磁せ噸講脚鞭口ドセノレをキ ャ ッ プに取‘寸けた状況            L5                    出 量庇力(背灰)一ドセル鉛直力の検定方法の摸式図 圏(鉛直荷重,No、5)/        縛烈∠/阻/ 田/囲乙                     一1、5 −1 }0、5 e  o、5  1                      辱3  −2−5  −2覧、5  2図2、3  典型的な鉛直力の検定結果      有効拘束圧 σc一(kgf/cm2)                 3騒嫉5cm,σc”講1.Okgf/c皿2              鉛せ2・5叢麟15c面1聴嘱              直篇園  τ民n2e篇0.646   ∼ん 2麗  σv、ia1盤    e置0.646σc’濡1.Okgf/cm2、1断磁 σv、i調2              反 2ω τ玉ハ5  1、5,炉ρ駝縮⇔  τin4力  1                 1【              σV◇ τo戯                o.5 τ o.5(髭gf/C閲2)φ σv、産画3場  望              力L5雌儒応◇ σv.hベ旦幽置ム σv.h5(b)(a)              (kgf/c澱2)                0  oo      8  12  16        0  4  8  12 16                   せん断ひずみγ(毘)せん断ひずみ7(%)せ       図4。1(a〉,(b〉せん断力・鉛直力分布測定結果ん2,5        鉛5断 2        直4応        反3 玉.5一園鴨γ鳳3(Xl        カ 2力、H質15c出  1の        の 墨H=15cσc=1。Okgf c田2e雛0、646率7・7.5(髭)σc’篇三.Okgf/c繊2 O、5比τln/τOロしe瓢0.646        比o     (a) σ》盧“/σv  駐Ho、2{}γ=5(髭}・く》7・駅Xl0ロし          畦  麗o、5     四〇4ロードセ.ルNo.            ロードセル謡0.    図4.2(a),(b)正規化したせん断力・鉛直カ           ー22一(b)慶7頃5くx)
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  • タイトル
  • 改良材として石炭灰を混入したスポーツ・ターフの土質工学的特徴
  • 著者
  • 中澤重一・篠原淑郎・牛尾弘行・津田祐一郎・藤井恒徳
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 23〜26
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30804
  • 内容
  • 第25懸土質工学研究発蓑会(岡 山) 平成2年6月10D−10改良材として石炭灰を混入したスポーツ・ターフの土質工学的特徴㈱鴻池組㈱鴻池組㈱鴻池組毘○中澤重一  篠原淑郎(株)電発環境緑化   津田祐一郎本  澤  (株)   藤井恒徳   中尾弘行1.まえがき 陸上競技場・ゴルフ場・野球場・競馬場等で使用されているスポーツ・ターフは競技の実施に支障なく、しかも快適であること、競技者等のフット・トラフィックの影響を受けても園復が早いことが挙げられているが、その他の重要な要求としては芝生の生育に対して土壌物理的にも良い条件を持っていることが要求されている。一般的には、砂、バーミキ瓢ライト、パーライト、ピート、生石灰等を混合して以上の要求に応えている。上記スポーツ施設を建設する場合にはこのグラウンドの基層作りが生命の一っになっている・いま沖縄県にこれらの施設の建設を考えた場合、もう一つの問題を持っていると言われている。すなわち、沖縄県北部の土壌は風化残積土である国頭マージでなっており、この土壌は赤褐色を呈し、酸性土(pH瓢4・O∼4.5)であると同時に、保水性・排水性に乏しく、有粥植物(作物等)の生産に適しているどはいえない。また、荊水の侵食作用に対する抵抗力も弱く、一度裸地にすると旧に復さず、海域の赤水汚染の原因になることもある。近無、この地域にターフを生命とする各種スポーツ施設の建設が多数計面されているが、従来のターフは上述の土壌条件のために、満足すべき状態にはなっていない。例えば、ゴルフ場を考えた場合、土壌改良として砂の混合方法が採られているが、砂の混入率を50%程度にしなければならず、経済的でなく現況ではグ1ノーンやティーグラウンドのみにこの方法が採用されているに過ぎない。したがって、ゴルフ場の大部分を占めるフェアウエイについてはなんら土壌改良はなされていない。このような背景ふまえて、農好なスポーツ・ターフ造成のための安緬な土壌改良方法を確立する目的で、土壌改良材として近隼大量に産出されている春炭火力発電斯の石炭灰の適粥を試みた。本報告はこれらの結果にっいて述べたものである。2.スポーツ・ターフとしての最適条件 スポーヅ・ターフに要求される条件は色調、競技者等と地表の関わり程度(摩擦、固さ、エネルギー吸収率等)耐久性(磨滅、疲労、スパイク抵抗、回復性等)、ボールと地表の関わり程度(反発性、転がり抵抗、スピン性)等が挙げられているが、基本的には睡盛な芝の生育といえる。芝の生育に適する土壌条件を上げてみると、次の通りである。すなわち、①闇相40鴫、液相30%、気相30%程度の土壌構成であること(通気性・保水姓があること)、②土牲では、国際土壌学会の分類名で壌質砂土・砂壌土であること、③適度の固さを有し固結化せず、土壌構造が國粒化したものであること、④排水性が良好であること、⑤土壌反旛はおおむね中惟(pH=6.0∼7.5)であること、⑥肥料分を保持し、鉄、マンガン、棚素、マグネシウム等の微量要素を適当に含有していること、とされている。3,試験園場の設定 石炭灰の適用を検討するために設けた試験圃場は表一1に示す絹合せ楓設定した。すなわち、砂及び石炭灰の配合、施肥条件の異なる1単位=2。5×4.Omの圃場を30区面用意し、各圃場を半分に仕切り、それぞれにコウライ芝、チィフトン芝を植生した。本来の目的は追肥条件を一定にしての芝の生産量を比較することGeo七echnical properties of sports turま using coal fly ash as a soil 撫odification     J,Nakazawa,T.Shinohara,賢.Ushio(KoRoikeConst脚ction〉,Y.Tuda(Pe顎patuKankyoRyokka),T.Hujii(賛・nza句aCo.)一23一 鼠   名床土 配合 %砂土は土壌学的に中粗粒赤色土(土質工学的には1  G2  〃特殊土の圏頭マージ)に分類される。粒度組成赤 土0100マ0504  〃905  〃7  〃85801004.調査・計測項冒8  〃7030 調査・計測項霞は土質エ学的項目と植生エ学9  〃505010  〃go項目である。u  〃12  〃85804.! 土質工学的計測項目蓋4  〃5鑛で、IP=14∼36の臨∼CHのものである。6  〃的項目とに2分類できるが、具体的には以下の13  F》衆   ①土の貫入抵抗値、②透水係数、③土の   三相分布、④その他(pH,EC)4,2 植生エ学的討測項目15(対〉(参)16(般)G〃 i7 〃 孚〃 18 〃F).殴   ①刈り取り葉重量、②ホールカッターに19  〃20  〃   よる葉茎根重量21  〃22  〃23  〃24  〃25  〃26  〃27  〃28  〃29  〃30  〃5 土質工学的計測結果5.1 士の貫入抵抗値貫入抵抗値の測定はコーンペネトロメータを3025O  平成元隼3月29Ei②  〃元母7月22目㊤  〃 2隼1月25日貫入 馬20000000008070!oo90705010109070509080709070509080703050000:o3050o000003050○O○○○董0152G000夏520iO10000o0 O0 O0 O2030十十十十十○十十○○十申十千○十十○○千十千十十÷十十十十○○○○○10○○○○○2030○○000十○O1010○○十十十十十十       (浅)G=グリウ、蹴フ鑑アウエイ、R=ラフ、T:ティー濾定している、   /  拙鎌一ジ講材:勅繍の蹴艦繍ている,o平 20均董o石炭灰30503  〃は砂分22∼2騙、シルト分26・一48%、粘土分27∼土敗材た。試験計測は平成元年1月からi爽施している また、試験場漸は名護叢安部北上願、現地の肥料盛土切土表一1 各試験圃場の構成と施肥等の有無とであるが、土質エ学的特牲も計測の対象とし彫。     の平成冗奪3月、比較的妊天の続いた同7月、爾天の続い抵抗     た平成2年1月のものを示している。圃場作成直後は石炭億  ㊥10     灰混入に関オ)りなく一建の値を示しているが、7月期の値o     では石炭灰の混入の量が多くなると、貫入抵抗値が増加し①    ていることが認められる。園場完成後約1年後の、しかも     爾天後の貫入抵抗値には傾向としては、箭述7月期のもの麺巫と瞭石炭灰混入量と欄性が認められるが・値そのもo10     のは約半分程度のものになっている。貫入抵抗値が10∼2040  20    30 ㎏f/㎡のターフが一般的に望ましいと書われているので石石炭灰混入璽(饗) 炭灰なしのものに比べて、10∼20%の石炭灰混入が天候に図一1 石炭灰混入量と貫入抵抗値  関わりなく好ましい条件を持っているといえよう。一24一 5。2 透水係数の比較表一2 主な圃場での透水係数値 主な圃場の透水係数を測定した結果にっいて表一2に示す。測定には貫入式現地透水試験装置を嗣い、園場作成後の半年後と工年後区玉H.ま.8.25測定 猛.2.1.25測定3。2×10”z3.O×玉0冒23。7×10’32。4×10需2に実施した。砂のみで作成したNo。1は10’2㎝/sのオーダ、現地盤は131075㎝/sのオーダであったのに比較し、いずれも10噌z∼10r4㎝/s152.7×10’24。4×10帰224.9×10罰41.5×10一“かし、現地の発生土のみでなんら混入していないNo.15区では当初234.0×王0曹楊2.2×10罰310い2㎝/sのオーダであったものが玉び“㎝/sのオーダに変化している242。9×10”41.o×玉o『4のオーダを示し、良好な排水惚が保持されていることが伺える。しことは、今後の経時的変化に浅意する必要があろう。265.3 土の三相分布286。7×10蔚35.1×10ロ3 5.2と同様に主な圃場の三相分布を求めたものが図一2である。29王.O×10−a1。6×10’3306.7×10層44.2×10略魏霊1。3×ユO‘5上段が9月期のもの、下段が1月期のものを示している。一般に固相4膿、液相30%、気相3礫程度が望ましいと需われているところから、石炭灰混入圃場に良好な傾向が認められる。他方、砂のみのNo.1区では気相の割合が大きく、現地発生土のみの蜘。15区では固相・液相の割合が大きくなっていること   01。8×10−z1.o×10瞭2    単位=cm/s.上壌の三相(幻     50            100に液目しなけれぱならない。5.4 その他 その他、pHの値は現地発生土で5・O、石炭灰混入圃場では6.O∼8。8となっている。E C(電餓伝導度)に関してはいづれもやや低い値(21∼92μs/cm)を示したが、石炭灰混入圃場では70μs/c瑚以上と他に比較して大きな値となっている。                      鷺26.植生工学的計測結果6.工 刈り取り葉重量の測定結果        2 前述した各圃場のうち、No.1∼No.12区はゴルフ                       2場のグ1ノーンを想建したものであり、またNo.13,14は配合が3成分となっているので、各要素の比較                       2ができないので、ここでは紙面の都合もあり醤o.拓一濯・・3・の蹴襯を主徽報討る・図一3肺  騒翻平成元年9月25日から15∼No.30区の平成2無1月13日までの刈り取り葉重     〔 災 相   2年1月15日への変化量の合計を棒グラフに示したものである。これに    図一2 主な圃場での三相分布よると、No15の未改良区の葉重量がコウライ・チィフトンの別なく著しく低いことが伺える。また、当然のことであるが、施肥のなかった隔19∼陶24区の葉重量が低くなっていることがわかる。飽方、有肥の場含は石炭灰混入率10%が突出した葉重量を示し、以下20% 30%と混入率が高くなる程、葉重量が減少している・これは与えた肥料と石炭灰保有の諸樵質との相乗作用によって芝の生育は良くなるが、逆に石炭灰の混入率が高くなると必要とされる微量要素が供給過剰となると考えられる。しかし、経時的にはこれらも減少するので過渡的現象とみなせる。 なお、この場合の芝の刈り取りは植え付け藏後は生育の状況に応じて適時行い、その後は週1回の割合で実施しているが、晩秋から冬期にかけても生育に応じた刈り取りとしている。重量測定は刈り取り直後の生葉で、刈高は1儀mである.一25一 6.2 ホールカッターによる葉茎根                  15000調萱騰:平成元年3月14日∼重量測定結果〃 内後Hc顧面積94。9㎡)のホールカッ唖麗ターを稽いて、芝を窮り取り、水洗して植物体をほぐし土等をすべて除去し2年1月工3日∫コウライ蕉テずフトン楚てから、乾燥させて、重量測定した主な結果が表一3である。いづれも石炭刈 i灰混入圃場のものが大きな値となって取10000                 りいることがうかがえる。                 葉 図一3の刈り取り重量結果と重ね合総κ・》iii.., ヒ亨liii﹄﹂せて考察すると、石炭灰の効果が明ら重となる。すなわち、石炭灰10%混入の鷺ξ…iillli、}三No.28区・同じく石炭灰20%混入の珂o,(g)懸iliiiで1…iilliliノ1モ『1:i:〉iii1 29区では鰹根の蟹が齢だって多 5。。。1糠iく、飽方国頭マージのみの翫。15区で∼iii、llき妻は少なくなっている。この葉茎根の重酬…iiiの占める割合は根の部分が高く、っい1……璽iで茎の部分と考えてよいので、重量の叢壱…iiなっていると誘えるであろう。溝まili                    0膿郷・…蠣∼iii1riii∼iiiぎii多いものは根の発達が良く、茎が太く夢iiセiii−iii三Piili…一iii81l三》iil:iiし1:2023 24 25 26 27 29 29 go                      玉5161718192021222324252627282930玉51617181921227.あとがき                        区 火力発電所から発生する石炭灰の有 図一3 各圃場での生葉刈り取り総重量(No。15∼網o.30〉効利胴に関しては、多方箇で考えられており・例えば米團石炭灰協会(ACCム)その他の主惚1967働、ら国際石炭灰糊シンポジュウムが開盤れており・すでに 表一3主な圃場1987韓で8麟実施棟ている・しカ’し・糊の主姻的は建設材料としての での葉茎根重量ものである。わが國における実憶を大同小異で、農林雀告示第177号により特殊肥料として指定されているにも関わらず、使駕実績はそれほど多くない・ この度、スポーツ・ターフの造成を想建した試験圃場に石炭灰の利用を考えた糸吉果を報告した力宝、土質工学的にも、植生工学的にも泣目したい結果力糎尋られた。 また、石炭灰には、有機物の防腐効果やある種の殺菌効果もあるとの指摘もあるので、石炭灰利尾は低農薬のスポーツ・ターフ造成実現の可能牲も持っていると鷺えるだろう.区王516葉茎根重量王2.02(9)16。89〃1821.19〃2617.i8〃2826。89〃2925.89〃                                      目,2,1.25測定〔参考文献〕工)中澤、篠原、牛尾:石炭灰利硝による改良土壌での芝栽培試験、第2回沖縄士質工学研究発表会、1989。  n。三72)大木:ゴルフ場の土、土と基礎、37−12、pp99∼100、玉989.123)R.P.Br。田n=Per£・r醗anceTestsf・rArtificialSp。r七sSurfaces7P。恥erτesting・V。!・77N。・4・  PP279∼292、19874〉D,㍊.lay1。r&G.R,Blake:SandC・ntent。fSand−S。il−PeatMix加resf・rTurfgrass》S・i1Sci・ Soc.甜。J.,Vo圭.43.PP394∼398,玉979一26一
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  • タイトル
  • スチロポールによる軽量盛土
  • 著者
  • 岩尾雄四郎・遠藤紘・西田耕一
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 27〜28
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30805
  • 内容
  • 第25醸土質工学研究発袋会(醗 山) 平成2年6月111〈一14スチ似ポールによる軽量盛土                             佐賀大学理工学部 正 員 岩尾雄四郎                             三菱油化’、㌧ディッ流  遠藤紘                             松尾建設㈱正員西田耕一1.はじめに 軟弱地盤における構造物の沈下を抑制する方法として、地盤や盛土材に発泡スチロールを混入する軽量盛土工法が考案された。これまで、代表的な軟弱粘土である有明粘土にスチロポール(発泡スチロールビーズの三菱簡化バーディッシェでの商標)と生石灰を混入した材料にっいての室内実験を行ってきた:》。そして今回、実際に現場でスチロポールと生石灰を混合概搾する現場施工実験を行った。室内実験から現場での予備実験までの報告を行なう。2.スチロポールのτ。生 実1験に糟いたスチロポールの持っ特性を示す。 1)軽鑓性=最大の特長はその超軽量性にあり、単位体積重量は0.02∼G.04毛f/m3と土砂の約正/100と驚異  的な軽さを示す。また従来利用されている軽量材料に比べても1/10∼1/20と極めて軽量である。 2)圧縮性:圧縮強度は50田m立方の試験片で1∼3Kgf/cm2である・ 3〉吸水性:独立気泡のため表面に微小量の水が浸透するだけで、それ以降はほとんど吸水しない。 4)耐熱性:70り∼80’c以下の通常の使屠では問題ない0 5〉燃焼性:自己消化製品の場合は、着火しても火元を取り除けば3秒以内に自己消化する・                                     (7有明粘土にスチ・ポールと地盤改良材として生石灰を混舗榊し・}軸圧縮強度と鈷                                       △混合比ならびに生石灰混合量との関係をおもに調べた。供試体は直径5c臥高さ玉0茎5cmの円柱とした。                                 呂4                                     憾 1)実験結果                               課3                                                                                 20% 一軸圧縮強度と混合比ならびに石灰混合璽との関係を図一三,2に示す。スチロポ崔2                                     11一ルを体積混合比20%、生石灰混合璽50Kg/旧3の配舎で、ρd。1g/cm3、q肝6・5Kgf/cm2となった。現場混合による強度低減を考えてもq匹2.OKgf/c皿2はナ分に確保できると   30405060                                       生石茨置台鑓 (k罵1腰8)考えられる。                             図一1quと生石灰混合量4.現場予備実験 実験地の表贋土を掘削除去し、生石灰を散布する。その上にスチロポールを均一散布し、バソクホーの先端に取り付けたッメ付きの回転式ドラムで混合撹搾する。混合撹坤にあたっての配合は室内実験より求めたスチロポール体積混合比20%、生石灰混合量50Kg/m3とした。1回あたりの目標とする改良深度は70cmとし、区画毎に撹拝時問を1m2当りA区画3分、B区画5分、C区画7分と設定した。 改良深度の確認はトレンチ掘削による目視で行う・混合土はコアカッターと塩ビ管により採取し、室内試験で密度と強度を求める。58 6慧4竃\く_\3,kg鯉澤210   10  15  20 スチロポール体穰混含比(%) 1)改良深度 目標とした改良深度は70c獅であったのに対し、改良深度はA区画は5図一2叫とスチロポールの   体積混合比L玉gl、tWe玉帥tedLevee宥i臨Styyopole=YushiτoIW八0(Saga踊v.) lhrosh玉E醤DOli(MiTSUBISIUYU試ABA田SCllECO。LID〉a蹟dKouichi酬S難IDA(踊aしsuoConstructlon)一27一 5cm、B区睡は63c隣、そしてC区画は94c醗であった。用いた撹拝機の場合、1㎡当り最低5分混念概搾する必要があると、思、われる。  1.55\  1.O 2)混合土、の密度o上詔4中部q コアカッターで採取した試料の密度は図一3に示す通りであ  G.5α下詔る。A、B区画では、幾分ばらっきがみられる。A区画では、o。o改良深度が予定より浅いため、発泡スチロールの割合が大きく      A区画   B区薗   C区醐図一3コァカッターで採取した試料の密度なり、密度が少し小さい。B区画の上部で密度が小さいのは、締め薗め不足による空隙の存在が原因と思われる。 同様に塙ビ管で採取した試料の密度を図一4に示す。A、B1.s区画は、ほぼ等しい。C区画は、ばらつきがあるが充分に混舎日\されていると,思われる。1.oo上部4中謡ロ下詔職 3〉一・軸圧縮強度0.5 コアカッターで採取した試料の4週間強度を図一5に示す。混合時間が不足したA区画の上、中、下部ともに強度は小さい。これは不十分な混会に原爾があると思、われる。また、B、C区画のま1部でも強度は小さい。これは、締め固め不足により、空G.o   A区画   B匡画   C区園図一4塩ビ管で採取した試料の密度隙が多かったためと、思われる。塩ビ管で採取した試料の一軸圧縮強度を図一6に示す。A鐵画では時間経過による圧縮強度の増大は、ばらっきが大きいが、B区画では1頗調に強度が増大して るoこのように混合土の圧縮強度は混合撹搾の程度に大きく左;右される讐ζ力叫唱明した。                    A区画   O上部          ム紛10・△中部 ロ目   o下部          Ob     B区團        C区圃(10ミ   5一救  5耀        0瞬鐸出択観          0、田  馨0A区画B区腰C区画o図一5コアカッターで採取した   試料の一軸圧縮強度    :轟    蹄     o下部    口下部7 287 287 28 養生田数       養生B数       養生日数   図一6塩ビ管で採取した試料の一軸圧縮強度4.おわりに 予備実験より、今回胴いた機械で軟弱粘土にスチロポールと生石灰を混合撹搾するには、少なくとも1㎡当り5分以上が必要であった。 予傭実験の結果を基に平成2年2月末、現煽施工実験が終了したばかりである。今後は2年半にわたり土圧等の計測を行なう予定である。参 考 文 献三〉岩尾 雄四郎 他  = 発泡スチロールビーズを混入した軽量盛土材の特性,土木学会藤部支部発表会  講減概要集PP,358∼PP「359,1989.3一28一
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  • タイトル
  • ジオテキスタイルによる盛土斜面の補強効果
  • 著者
  • 角川征利・荒井克彦・町原秀夫・前田征利・笠原清麿
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 29〜30
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30806
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発表会ε一6(岡山) 平成2年6月12ジオテキスタイルによる盛土斜面の補強効果 禰井大学工学部 荒井克彦前田工繊(株)前田征利  同上    晦原秀夫O菌田工繊(株〉 角川幸男 同上笠原清麿 1.まえがき:織布による盛土斜面の補強効果を調べるため、室内模型実験を行い、種々の計測を行った結果を報告する。 2.実験方法:図一1に示す土槽内に出砂を入れ、0.7kgf/cm2で鉛直方向に圧縮する。除荷後に切土して1:L4の斜面を形成する。斜面上部に載荷板を置き、その上からベロフラムシリンダーで段階的に荷重を加える。山砂を入れる時、地盤内の鉛直土圧分布をみる土圧計、地盤内変位をみるマーカーを埋設し、各ケース(陳卜3)に応じて織布を敷設しておく。織布には引張力をみるためのひずみゲージをOHPシートを利用して図一2のように取り付けておく。載荷重の増加分を0、1kgf/cm2とし、3分間ごとに荷重を上げる・山砂試料と織布の物性を次に示す。       ぺ・フラ刷準臓雌繭かド励薦生蚕1 3、実験結果:荷璽一沈下量曲線を図一4に、載荷重L4kgf/cm2における織布の張力分布と地盤の鉛直土圧分布を図一5,6に示す。各荷璽段階での地中変位を図一7に、対応するせん断ひずみ分布を図 。一8に示す。図一4に示すように、織布を敷設することによって沈下 ・量が小さくなるが、鉛直土圧は図一6に示すように大きくなる。鉛直 。土圧が大きいのに沈下量が小さくなる理由は、織布に発生する張力の  図一1実験装置 /\  }  い  い  }\αIPシ外 \醒ろゲ嘩      織硝⋮=に大きな差が生じている。図一7のCASE2で、織布の下では水平変8s位が極端に小さくなり、織布の.L慮部だけが側方に押し出されている。1065博 65三θ!1鵬8i           釧65 Io46565li⋮鉛直変位、水平変位ともに小さくなる。特に、織布の上下で水平変位19Gじ⋮⋮上向き成分により沈下が抑制されていると解釈される。CASE1では、図一7、8に示すように載荷重1.6kgf/cm2付近で全体的なすべり線が発生している。図一7の地盤内変位をみると、織布を敷設した場合、膠董e70図一2織布戟荷磁(㎏f/cゴ)   2、a\!0 \\20\cみs巳 2CASE i            CASβ 2            CASE 3沈下型圧縮応力0。7kgf/cm2圧縮応力0.7kgf/cバ 圧縮応力0、7kgf/cm2無処理       織布1罵敷設    織布2愚敷設            図一3実験ケース淵odeHestofreinforcedembankment;κ.Arai,C A S E 3(ロ2〉 30図…4荷重一沈下量曲線H、閉acbihara(FukuiUniv、),Y.Kadokawa,Y.Maeda,K。Kasahara(酬aedaKosenCo,Ltd.)一29一    CASE iCASE2これは、図一8のせん断ひずみ分布を、兇ても分かる。CAS講3では、上層部にも織fO   △[藤ロー  ρ3  P4  ρ5一5 ( k屈∫/c鳳一碑イニ駆鴨輔..騨補一一’0(k鶴r/EOこ一》    リ   ル    プo 鉛膨土圧P6   ρ7   P8   P9ε’  ε2  εヌ  ε4  ε520ρ’σ   ρβ   P’2   ρ13   ρ’4布が敷設されているためにCASE2のような極端な挙動はみられず、水平変位が全体的1こ小さくなる。織布を載荷重1.4kgf/cバ敷設することによって地盤載荷璽2.ikgf/c的2CASE2    P’  P3  ρ4の側方へ動きが拘束されることが分かる。図一5の織布の張力をみてみると、図ρ2    プ P5ρ6  ρ7  ρ8CASE3一7、8のCASElですべりρqP’0   ρμ   ρ∫2  ρブ3   P’イ    /〈\「欄一一酸塾翁1二臨芳’ε2ε3ε4ε5線が発生する位置付近に大  リ   ロ CAS駐3きな引張力が発生すること 馳齢冊ぼ団冒ρ3  ρ4   P5がわかる。この位置での沈P6   P7   P8   ρ9下量の軽減が最も大きいことから織布の張力により、載荷重1.4kgf/c田2一一一すべり線の発生を抑綱して載荷重2.Okgf/c恥2P’O   PF’  P’2  P’3   P’4いると推定される。区1−5弓1張力分布    i翼i−6餅}直:ヒ圧ク}布(霊賊荷重1.4kgf/c爾2)CASE1 載荷藁.1.6kgf/c恥2CASE2 載荷重2,1kgf/cm2  CA認3 載荷重1。9kgf/cm2(織4」抽轍設)(織布2A轍設)一                    鴨     一一一一徽布一一織帯        『   甲   〕榊棉       卜需P p層  隔  胴層  ”  需         『  F  一  曽隔  噌糟  欄  冊薗  嘗需  胃  曽曽  柵−  曽”嘲 』一i…!−.し﹃      4        −1『}1 −i一一.        t隠i−7地盤内変{立図CAS田 載荷重1.6kgf/c恥2CASE2 載荷重2.1kgf/cm2CAS氾 3   載蓄笥藁 王.9kgf/cm28〈r≦1(r5く7(%需 一曹   榊   一輪一一レ1               図一8せん断ひずみ分布図 4.あとがき:織布を敷設L・た地盤では、織布により地盤の側方変形が拘葉され、織布の張力により鉛直変位も拘東される。このため全体的にすべり線が発生しにくくなり、安定性も向上すると考えられる。一30一
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  • タイトル
  • 急勾配切土のり面補強工法の掘削過程を考慮した室内模型実験
  • 著者
  • 久慈雅栄・神藤健一・岡田正之・高橋浩
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 31〜32
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30807
  • 内容
  • 第25翻ゴニ質コ=学研究発表会E−6(騰 山〉 平成2年6月13      急勾醒切土のり面補強工法の掘削遍程を考慮した室内模型実験                前田建設工業(株) 技術研究所 疵会員  神藤健一 岡匿正之                                〃   久慈雅栄 高橋 浩1.はじめに 急勾配切土のり面補強工法は、ロックボルトと吹付けコンクリートを憲要な支保部材として、切土のり面を逐次補強しながら従来よりも急勾配で切り下がる工法であり、経済性などの点から施工実績が増加する傾向にある。しかし、本工法の補強機構にっいては現在のところ未解明の部分が多いため、今回模型実験によるアプローチを試みたのでここにその一部を報告するものであるσ2.実験方法 従来、この種の工法に関する室内実験は山本らP、龍岡らω、落合ら31他により糟力的に進められてきた。しかし、その多くはのり面の一部を模擬した±槽をジャッキで載荷する方法により行われており、現実ののり面での現象とは多少異なる点がある。また、載荷によらない実験では、ある程度掘甥段階を模擬しているものの、地山と補強材のモデル化があまり現実的でないものが多い傾向にある・ そこで、今回の実験を計画するに当た卜   τコックボルトモデルヨ奪っては掘削過程を模擬することを第一にlO   考え、地山と補強材のモデル化も、できO   O   o   のl        Iるだけ相似則が成り立つようにその材料o   o   o   ●0   0   0   0   0o   o   O   oは図縫に示す様に高さ1m、幅50cm、長さ80cmの土槽を用い、前面に設置した高麟O   o   o   ◎   ●◎   O   O   o吹{呼‘ナモヒデノレ董ルさ10c轟の拘束板を順次撤去していくこと0   0   0   0   0O   o   ◎   o〔で掘削を模擬していくこととした。また、実験における基本的な相似則を長さの単oogIl戴×⇔段◎および仕様を選定した。 この結果、実験●   O   o   ●   o    簾一    韻    攣一1500r250800位で玉/15とし、 これに合わせて各材料の    堵…L一        ピツチ10c窺仕様を決定した。 この相似則の検討表を(a)側面図       (b〉正面図  図一1室内模型実験土槽概要図表縫に承す。 これより、本実験は1Sm規模の垂直のり面を1段当り1、5旧で掘削し袈一1 模型実験相似率袈ていくことを想定していることになる。項  目 実験ではロックボルトモデルの長さ、メータとして、水準を変化させて実験ケ3.実験結果3.1変位の傾講ス(補強材長さ25c瞬、 ピッチ10cm)での変位分布図を示すが、掘削の初期段階か吹付 訓測 変位の傾向として図一2に代表的なケー笑    験集 際採罵値モデル法面高さ1/15掘削高さ1/15単位体積重量 筆/1積藩力竃/15内部摩擦角ボルトースを設定している0土 質クリートモデルの大きさ等を主要なパラ法衝ピッチ、およびその仕様と、吹付けコン相似率一15.OO m1,50m1.OO mモデル通り0.10隣〃1.50tonf/蹴31.50tonf/皿3O.60tonf/m2O.04tonf/蹴235,00度35.OG度〃〃”長  さ1/154,00m0.27隣ビッチ断薗穫葉/151.50mO.10鍛筆/1525,07c蹴20.02C皿20.05cm2(0.!XO.511/1542.04C田44.03×10薗5C緯44.17X雀0御5C国4断面2次モづン厚  さ1/1510.OO C稠曲げ剛性等/155.25×10日kgf劔馳山変位量獅慧於軸力釜/153,00cm電/↑539,25to“f/本O.67C田559,7kgf・CパO.20㎝2.74kgf/本O.25皿モデル通りG.40C随405.3kgf撒2計漣精度1/10伽曜発生歪   30μ程Model TestofHigb−Ang王eCuttingMe蟻odwi物Relnforce組eat by臨asedBxcava“on:駈、OKAl)A,酬.KUJi,H、TAi(Ai{ASHi:MAEDA CORPO裂A耳IIO四;Tecぬnica豆 Researc鮭 Instit巳te、一31一K、KANTOH, ら変位は生じているもののその増加量は小さく、掘削が進行するにっれて増舶量が次第に大きくなる傾向にあり、特に、ある掘削段階を越えると増加量は著しく大きくなる。また、変位の生じている範囲は初めのうちはのり面近傍だけであるが、次第に地山の興の方まで変位が生じる傾同にあり、これも前述の変位増加量が大きくなり始める段階とも符合する。3、2捕強材(ロックボルト)応力の傾向 補強材応力の傾向として図一3に代衷的なケース(補強材長さ25cm、ピッチ10cm〉での軸力分布園と翻げモーメント園を示すが、変位の傾向と同様に掘削が進行するにっれて引張軸力と曲げモーメントが増加する傾向にある。このうち、軸力については長さ方向に次第に軸力が減少する分布を示しており、また曲げモーメントについては、下に凸の形の曲げとなっており、分布域も比較的のり先だけに限られているo この曲げモーメントの分布形態等にっいては、吹付けコンクリートモデルとの相互作耀も含め、現在実験を進めている0                                   250                              隅                            弓譲『)3     法脚                土槻鮪面      2階斗雫i団      騨珈㎜l lI20065150総    昌10mll ml2UB D泌      m煽                             ,1     5。0     45集o段     4。0                         圧縮.、9段    水緬                     (ωボルト軸力\    平3.o8段へ  、   \    変・5            豊鶴噛『\    位2β                    6\    量橋                      .47段678     1.0                           由・2 、6段                            げ 0   、     05                              M.2、ト圏辱糠  ’ !F』無、     01                                 −4’/ !戸9筆0                             ヘコ     図一2 変位言i 測結果  Case。25−10 地衰面変位       下に凸.1                               (b)ボルト賄げモーメント                             図一3 補強材の応力書千測結果                                   Case。25−10 5段鰹4.あとがき 急勾配切土のり薗補強工法の掘酬過程を考慮した室内摸型実験について・実験の考え方・実験襲置と材料の概要、およぴ実験ケースと実験結果の一部について報告を行った。実験はパラメータを変えて王1ケースが終了しており、現在結果の取りまとめ作業を行っているところであるので、実験結果の総括的なまとめにっいては講演会謝Elに報吉する予定である。参考文献  1)山本他;ボルトによる切土斜面の安定に関する実験,土木学会隼次学術講演会,VoL36,No.選       歪98王,他  2)龍岡他;鉄筋による砂斜面の補強工に関する室内実験i∼XI,生産研究,Vo1.3釧oほ0ほ984∼       Vo1.37,No.4、1985,地  3〉落合他;鉄筋による切土斜面の補強効果に関する実験研究,土質工学研究発表会講演集,Vo1.       20鳩,村o。2−2,三985,他一32一
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  • タイトル
  • 光ケーブルを用いたリモートコントロール地すべり観測システムの開発
  • 著者
  • 松原幹夫・五江渕通・薄井優
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 33〜34
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30808
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発表会(岡山) 単成2年6月14C−7光ケーブルを用いたリモートコントロール地すべり観測システムの開発応用地質株式会蛙正会員松原幹夫    五江渕通    薄井  優1.はじめに 筆者らは昭和51無に全自動 地すべり観測システムを開発、実用に供してきた。このシステムはアナPグ式であったため、測定値の整理・解析に多くの人手を要した。その後、システムの改良、データ処理のコンピュータ化も行なわれ、多く用いられてきた。昭和61奪にはデジタル出力のセンサを用いて、測定・データ収録・データ処理まで一貫して行なうことができるシステムを開発し実用化した。今圓、これまでの多くの実績と経験を生かすとともに、システムの制御、データ転送等に光ケーブルを採馬するなど数々の新技術を取り入れた新しいシステムを開発したo2。開発したシステムの概要とその考え方 今翻開発したシステムは、野外に設置する自動データ収録装置“McDSC”を中心としたもので、全構成を図1に示す。McDSCは、あらかじめ設定した時闇間隔ごとに測定を行ない、データは内蔵メモリに収納される。McDSCの制御およびデータ転送は光ケーブルを介して行なう。McDSCは内蔵電池で2∼4ヶ月問作動する。 今回の開発に当り、次の点を考慮した設計とした。①センサ出力からデジタル値とした・砺ll点は・次鞠線     翻のとおりである。           塵嚢    高精度・商分解能である。                                       コンピュータシステム    視差や個人差がない。                                 McDSC(Max、99台)   。外来の電気的ノイズによる影響を受けにくい。   光ケーブル    データ処理のコンピュータ化が容易。                        モデム   ・計測からデータ処理まで含めて省力化・自動化                                          光                             センサト          ーケーブル・    ができる。                               図1システムの全体構成 近年、我国ではかなりの山中でも電気的ノイズが大変多くなっており、その影響を受けにくいデジタル方式が有利である。ただ、すでに他様式のセンサを設置してあるところの自動化にも対応できるように、McDSC内にオプシ報ンボードを追加することにより、パルス出力、エンコーダ、ひずみゲージ、電圧出力、電流出力などのセンサも接続できるようになっている。 ②雷対策に万全を期すものとした。地すべり観測のように、野外での測定で最も問題となるのは雷(誘導雷)による障害である。たとえ雷の藏撃を受けなくても、雷発生による帯電あるいは落雷による地電流によって、空中または地中に張り巡らせてあるケーブルに高電圧が発生する。このことにより、データが異常となったりセンサや測定装置を破壊する。種々の耐雷装置が開発・使用されているが、一定値以上の葛電圧がかかったり、それ以下の電圧でも長時聞継続すると破損する。また、何回かの誘導雷障害は防止できても、度重なる雷には無力化する。このようなことから、金属ケーブルを張り巡らす限り雷障害を完全に防止できない。今回開発したシステムは、光ケーブルを尾い、金属ケーブルを張り巡らせる必要のないものとした。Deve!opment of乞he land㎜slide monitoring system which is肥mote−contIlolled through optica工commu盃cation,M。Matubara,T,Goeb“cぬi and M.Usui (OYO cQrpQI・atiQn)∼33一  ③McDSCは、水中にも設置できるものとした。金属ケーブルを張り巡らさないためには、McDSCをセンサのごく近くに設置する必要がある。そこでMcDSCに必要な庸候性を持たせ、そのまま野外に設置できるようにした。積雪地 (cm)防水チヤンバー  10内7.5側水位5,0.灘(Hi)帯では雪崩などの被害をさけるため、測定装置  2、5は地下に設置する必要がある。融雪期には地下0水位が上昇し、地下に設置した測定装置が水没01    23(m)外側水{立 (Ho)する可能がある。McDSCは防水チャンバーと図2防水チャンバー内外水位の関係一体型で、水中設置も可能である。図2に防水チャンバー内外の水位の関係を示す。内側水位(翫)が7cm程度までは十分に許容できることから、水深1.5mまでの水中設置が可能である。McDSCのその他の主な仕様と特徴は次のとおりである。    センサ接続コネクタはA,Bの2個で、Aコネクタには6成分までのセンサが接続できる。    McDSCは、最大99台まで光ケーブルで直列に接続することができる。    測定時聞間隔は、1圓/10秒から1回/1日までの総種から選んで設定できる。このため地すべり観測    以外でも様々な現象の測定・観測に利期できる。    外部電源端子があり、ソーラパネル等と組合せて、より長期間メンテナンスフリーで自動観測ができる。    内部メモリ容量が大きく、総計65,500のデータが収納できる。もしメモリがいっぱいになっても、新し    いデータを一番古いデータに上書きするため、常に新しいデータが収納されていることになる。McDSCに直接接続できるセンサは、地表面伸縮計、孔内伸縮計、地盤傾斜計、孔内傾斜計、水位計、闘隙水圧計、雨量計の7種である。3。現場での使胴例 今回開発したシステムは、実 家慢 撫矛騰,瞬、月,3B 、80年耳2月3象臼際現場に設置し運濡を行なっ  ホた。システムの制御、McDSC 儀    『遥鰻酬・灘戴鞠N舗撮糊内蔵メモリに収録されている              月              しどは、現地から遠隔にある事務                      図3データ出力の1例(水位経時変化)所に設置したコンピュータから電話回線を介して行なった。コンピュータは転送されたデータをハードディスクに収納するとともに、各センサごとのデータの経時変化図作成や、平薦図および断面図へのプロットなどの処理を行ない、CRTディスプレイに表示するとともにプロッタに出力するようにした。データの経時変化図の1例を図3に示す。4.おわりに 今團発表したシステムは、長年の野外計測の経験を生かし、その上に最新の技術を取り入れて開発したもので、野外計測で特に璽要な嗣候性、耐雷性に十分配慮したものである。McDSCは特別の小屋などを必要とせず、そのまま水中に設置できるほどの耐水性を持っている。実際に現地に設置して運耀した結果でも、拳初の計面通りの性能であることが確認、できた。このシステムは地すべりの観測のみにとどまらず、多くの野外測定・観測に使用できるもので、今後広い分野での活用を図っていきたい。                     一34一
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  • タイトル
  • シールド切羽監視システムの開発
  • 著者
  • 山下幸夫・藤原紀夫
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 35〜36
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30809
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発表会(岡 山) 平成2年6月158−5シールド切羽監視システムの開発大林組技術研究所  正員 ○山下幸夫同上     蕉員 藤原紀夫 玉.開発の目的 シールド工事では、切羽の安定性に優れた密閉式シールド(泥水加圧型,土圧型)の使驚が主流となっている。ただ、この方式は隔壁により地山側が密閉されているために、カッタビットの摩耗およぴ破握状況やチャンバ内への土砂付蒼状況などを直接観察することができなかった。 掘進異常が生じた場合、現状ではカッタトルクや推力などの変化を分析して経験的にその漂因を推定するか、検知ビットによる罎耗量湖定などで対処しているが、あくまでも類推であり、隔壁前方を直接目視確認する技術の開発が求められていた。そこで、これらの要望に応える手法として、超小型ビデオカメラを用いた“シールド切羽監視システム”を開発することにした。本システムの使用により、以下に示すような隔壁前方の確認およぴ調査が可能である。①カッタビットの競・破損状況の鰍¢ヵ一ト 鞭                     小慶ピ朔カメラ ②チャンバ内の閉塞状況および土砂付蕎状                     懲チ.づ 〃                         ”    取付け泊皿講製麟撫篇毒鷲d〆_    ㎜るため、カッタビットの摩耗対策が重要な技                       図一1 切羽監視システム(構造概要図)術的課題となっている。掘進異常時の原因究明を正確に行なうだけでなく、定期検査により康耗量          ,ト型の進行状況などを正確に把握しておくことは、事前の 小型ビデ肋メラ                             先行ビ7ト対策検討を容易にする上からも、また施工管理の面か     。/か外ゆトらも極めて重要であると思われる。2・シール購雛システムの概要  8嶺                                 簾板                                 (架 図一1および図一2にシールド切羽監視システムの  スリ外概要を示す。先端部に装着した小型ビデオカメラは後                         面板   4部のカメラコントローラおよび画像収録装置に結ばれ  (力汐一7エース)、                                  ア♂て融対象物の観察 ぴビデオ囎を簡単轍 %.うことができる。装還の外形は6伽mと小墾で、隔壁に取り付けた止水バルブを通して着脱する。一般のシールド機では万一のトラブルに備えて多数の溢入管を装備しているのが普通であり、通常はこの注入管が利閑    図一2 切羽監視システムの                               シールド機への適嗣できる。一圓の挿入でlmの範囲の観察ができるが、カッタビットについては面板の眠転と総み合わせて、全周を見ることも珂能である。 本システムの構造上の大きな特長は、機密にシールされた2重管構造のガイド機構と、60度に傾斜させた先端部分にある。カメラ挿入部(蛇管)の剛性不足を補うとともに、それぞれ独立して籔転・スライドがでDevelopment of An Observational System for tねe Shie王d Cuttir峯g Face   Y。YA盟AS垂{1τA, T.FUJI胃A獄AOhbayashi−Corp. Tec臨nica玉 Reseach Institute一35一 きる構造となっている。そのため観察位置および挿入方向を手元で霞往にコントロールでき、広範翻にわたって対象物の検査を行なうことが可能である。 3.シールド工事への適期上の問題点と対策 小型ビヂオカメラをシールド機の先端検査に使胴する場念には、次のような問題点があって今まで実絹化できなかった。 ①チャンバ内に泥水または掘削土が充満しているためカメラが挿  入できない ②濁りがない状態に清水置換して水中観察することは囲難である ③カッタビット先端は地山に食い込んでいて観察が難しい ④カメラ挿入部の剛性が小さいためチャンバ内での方向制御が困  難である 今回開発したシールド切羽監視システムは、上記の間題点を解決し簡易にシールド機の萬力を検査できるようにしたものである。 対策としては、先ず隔壁前方に限定圧気を併用することにより観察位鐙の下面まで泥水位(または掘削土の高さ)を低下「させること写真畦 切羽監視システムで見た    実物のカッタビットにした。この結果、泥水などの障害を受けることなく、形成された空洞内で自在に対象物を観察することができるようになった。限定ソールド機停止 定期点、検または掘爆常シールド機停止圧気を作照させているため切羽の安定も十分に確保できる。 また、カッタビットの先端が覧えない問題に対しては、図一2に示す切羽監視システムとは別途に、十分な水圧と水量が供給できる洗浄装竃を新たに開発して、地山洗掘も含めてビットを洗い出せる切羽への限定圧気観察面までチャンバ内の泥水位低下土圧型では掘削土排出ようにした。洗浄しながら観察することも可能なため、効率よくき外部ソール管の浅入購バルブ等を利驚外部シール管のれいな状態で対象物が観察できる。取り付け 写真一生に切羽監視システムで晃た実物のカッタビットの撮影團ウオータジェット像を示す。先端チップの摩耗状況も禽めてカッタビットの全容が鮮による洗浄明に写し出されていることが分かる。切羽監視システムビット洗浄、他ビデオ撮影・データ叡録 4.開発による効果(考察)のセット・観察 シールド掘進中に隔壁前方で何らかの異常が竺じた場合、今まで原因究明および 撮影圃像の詳細検討原因究明およびは経験をもとに類推するしか手立てがなく、.真の原圏究明のために       現端犬分析と撫ホテ的判断対策の検討は作業員をチャンバ内に立ち入らせる必要があった。そのための危対策の実施険圓避に要する費爾と時間は無視できないほど大きい。そのため、早い段隣で予兆を感じた場合でもそのまま掘進を続け、最終的にはどうしようもない状態になって掘進不能に陥ることが多いように悪、(必要な場合)掘 進 再 開図一3 切羽観察の作業手順われる。                     簡易な装置により安全に早く広範翻の検査ができるため、掘 今園開発したシールド切羽監視システムは、進異常時の正確な原因究明を行なうことができる。また定期検査として使駕することにより、例えぱビット摩耗量の変化を正確に撫握して、事前に技術的な対応策を検討することなどにも利胴することができる(図一3)。短期間に安全に原國究明ができ、事前に技術的判断および対応策を検討できることが、このシステム開発の大きなメリットであると言えよう。今後は現場実証実験などを通じて、さらに改善を撫えて行きたいと考えている。 謝辞1本システムの開発にあたっては、㈱オリンパス・岡田武氏ほかの皆様から多大な御協力と御助雷を頂いた。ここに記して深甚なる謝意を表する次第である。一36一
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  • タイトル
  • 反射法探査による大阪湾の深部構造
  • 著者
  • 香川敬生・岩崎好規・澤田純男・大志万和也・井川猛
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 37〜40
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30810
  • 内容
  • 第25繕土質工学研究発表会E−8(岡山〉 平成2年6月16反射法探査による大阪湾の深部構遭(財)大阪土質試験所 正会員    岩騎 好規   ○番翔 敬生 〃  澤田 純男   阪神高速道路公國正会員 大志万秘也(株)地球科学総合研究所    丼規 猛1.はじめに 大阪平野は周囲を岩盤より成る山系に囲まれた中に原い堆積國を持つ,大阪堆積盆地構造の上に位置している。このような堆積盆地構造を考慮した大阪地盤の地震時挙動を検討するためには,堆積盆地を構成する基盤構造を把握しておく必要がある。実際に,大阪平野ではこのような堆積盆地構造に起曖すると愚われる地震波が観測されている三}・z》。このような状況をうけ,大阪平野では1988年に2度にわたる発破実験が実施されるなど3》・4),基盤構造に対する関心が高まってきている。しかし,大阪単野部は堆積盆地構造の東端部に過ぎず,大販堆積盆地構造の大部分は大阪湾が茜めている。そこで,大阪湾の基盤構造を把握すべく,今回大阪濤において基盤岩深度までを対象とした反射法探査を大阪湾を横切る2測線において実施した。その結果,今回の測線に関しては基盤最深部は3000mを越えることが判明し,また淡路島近くに大規模な噺麟も発見された。そこで,1988年度の発破実験によって明らかになった大阪平野の基盤構造とあわせて,大阪湾域での大阪堆積盆地構造についての検討をおこなう。 調査は,図一圭に承すように,大阪湾を横切るA,B2本の測線皿に沿って実施された。国如A測線は楕円形をした大阪湾の長軸に沿って鈴』轡聾3姦:40手ヰ十神芦局全長約4Gkm,B測ノ線はA測線に斜交して∼東西方向に全長約28自説ム楠本局k撮である。CDP(共通反射点)重合法国ヤb漏3ξ=30十B測線で解析するために, これらの測線上25mお津名局きに発震し記録を収録したo測定の概要を図一21こ承すo震源として些ま, 圧縮空気を瞬時に水中に放出する方N34二2G㌧可〆十十図一1 調恋位置式のエアガン(容量=DeepStructurebeneat鮭OsakaBaybySeismicReflectionS“rvey’Yosねinor江lwasaki,Ta執aoKaga噺a,Su稲i・Sawada(Ge・一Reserc頃蹴stituteOsakaS・ilTestLab・rat・ryl KazuyaOs蹴i稲a(騒a蹴shiaExpresswayP駐blicC。rp。rat三Qa〉、Takesh員数awa(」APgXGeQscie駐cei熟stltute,篭騒c.).一37一 FlxPoht㎜7頂エアガン     置o属C珂J              Cll.24      ∬一   i即ロズトリーマーケーブノ!35属一※、949。7糟  /25睾89團!マ4昂図一2調蚕の仕様務   霧第、、 形    笏影張霧300incむ3刈916cm3,圧力=1800∼200psid26∼141kg翻cm2)を2台使用し量7鴇の深度で2台を同時に起震した。記録は25mおきに24胴のハイドロフォン(感圧器)を取り付けたストリーマケーブルを船尾から10mの深度を保ちっっ曳航しながら収録した。また,観測船の位置を正確に把握し,25mおきにエァガンを発震するためSYLEmS電波測量システムを閑いた。測量のため3点の陸上國定局を設置したが,その位置は図一1に黒三角印で示している。 解析には反射法探蚕で一般的に実施されているCI)P重合法を粥い,マイグレーション(F−Kマイグレーション〉処理で不整形反射醐の補罵をおこなった後に速度解析より推定したP波速度で深度変換し,反射波深度断面図とした。図一3には各測線の速度解析緒果を示すoまた,図一4,5には,最終結果としてのA,B両測線の反射波深度断面をそれぞれ示す。各断面ともにフラットな堆積雇境界薗と基盤面によるものと想、われる明瞭な反射薦が現れている。特に,B測線においては測線の淡路島(薦側〉寄りに大規模な断履力蕊現れている。 A測線の紀淡海峡に近い南西端部分での基盤深度は1200m程度であり,反射も明瞭である。ここから北東方向の大阪湾奥部へ陶かって基盤は徐々に深くなり,測線中央部で2509m程度の最大漆度を示しているσさらに湾奥部へと次第に基盤は浅くなってゆくものの測線末端部でも2000m近い深度を保っており,ここから大阪平野北部へ入ってゆくものと、憩われるσまた,測線北東端の真北には六申山系がそびえており,この方購での基盤は,水平距離約10kmで3000m近い落差が生じていることになり,断愚運動による六甲山系と大阪湾の形成が示唆される。また,A測線での基盤深度および最深点の位置は,発破実験によって推定されている大阪湾岸部南北断面の基盤構造ωと農く対応している。発破実験による湾犀部の基盤深度に比べてA測線の基盤深度がやや深くなっていることから,基盤は大阪平野部から大阪湾中央部へ向かって深くなるようなイ頃斜を持っていることカ∫示唆される。 B測線の大阪車域測(東鋼〉の基盤深度はヱ5β9m程度であり,沖合いに陶かって深くなるように傾いていることが明瞭な反「射面から窺える。基盤の最深部は測線の顯側(淡路島側)で3000mを越えている。この最深部から淡路島に向かって基盤が1009mに近い落差で持ち上がっている様子と,それに伴う堆積麟の傾動が観察され,この部分に大規模な断層が想定される。この断暦は六甲山系西部から淡路鶴の山系へと連なるリニァメントに平行するものと推定され,これらの山系および大阪湾の形成に大きな役割を果たしたものであると考えられる。この断層を越えて測線の西端でも基盤深度は2000m程度を示しており,ここから淡路協へ一38一 と水平距離約6k mの範囲2GG舳の落差をVeiocity〔m/s〕Vεioci【y〔醗/5〕Velociτy〔m/s)Ve l oc i tyl m/s}q    200{} 4GOQ 6GGGG    2000 40巳0 60000    2000 4DDO 60000    2000 400G 60GGVebc観y(m/s)〉e10¢ityl購ノsl〉elociしy{爾/5}0    2000 40GO 6000O   2000 4000 60000   2000 4000 6000補う断麟の存在が予想されるo B測線の反射波深度断面から,大阪湾内の基盤面は湾中央部で最大深度を示す摺り鉢状の構造ではなく,A測線大阪平野部から次第に深くなり淡路島付V巳loci tyl研/s1V巳lociしy輸/51Velocity〔m/s)Velocity〔吊/5}0    2000 4GOO 6口OQ0    2000 400G 60000   2000 400060000   2000 4000 60GOVeloc耗γ〔評5〕Vebcity〔m/s〕Velocity{痢/s〕0   200D 4000 60000    2GOG 4000 60000   2000 40GO 6000近でいくつかの断層を介して急激に地表へと立、ち上がってゆく構造を持っことカざ予想される5》。 また,A測線の反射波深度断面では大B測線阪湾内部の堆5での位置を示す。積麟は水平にアルファベソトは図一4,堆積しており,      図一3 速度構造B灘線では基盤の傾きと岡じ様に傾きながら堆積している。ボーリングなどによる堆積層部分の堆積年代の確定と,どの年代隅までが断麟による変位を曼けているのかを詳細に検討することにより,B測線に現れた断麟の活動度,最終活動時期などを推定することが可能になる。 今回実施した反射法探蛮により,大阪湾の深部基盤構造のおおまかな様子を窺うことができた。しかしながら今團の調蛮は2測線で実施されただけであり,大阪湾の基盤構造のごく一部が明らかになったに過ぎない。詳細な全体構造や,今回発見された断罵の全体像を把握するためにも・より密な測線による調査が望まれる。発破実験等による大阪平野での基盤深度調査に加えて,大阪堆積盆地構造の大部分を占める大阪湾の構造が具体的に把握されてゆけば,このような堆積盆地構造で地震工学的に問題となる長周期地震波動の討算などの基礎資料として大きく貢献するものと思われる。また,海底に存荘する新たな断鰯の発見,その活動性の評価など,このような調査が今後の地震防災に与える恩恵は大きいと思われる。一39一一 桜朕    1,湘z罫薯隔灘翼oΩ魑覇翼縫鰹腺。  嚢一赫  羅懸  く㎝即魍銅 紫 駆 く 閣 嘉 蟹 腿 嚢鮮Q罵孤蹉駆遡鯉雍1題   図図欄Qoり…図楚     門ト1ト図ミト、7のト   麺マ   類一灯し)隠Q    譲ll粥    隠落(田)認潔塑1〉鳥海(1980)1大阪平野の地震動特性,測本建築学会大会凹 学術講演概要集(近畿),pp.487−488.2)岩崎他(掬88):AL法による大阪地盤の震動特性の解折 ,第23回士質工学研究発表会,pp.773−774.<舜閣翻3)江見他(三989)1発破実験による大阪地盤の深部構造,第 24回土質工学研究発表会,pp、171−172.4)香月i他(B89):大阪地盤深部構造とそれに起囲する地震 動特性,第20回地震工学研究発表会,p罫。169−1725)土質工学会関西支部,関藤地質調査業協会編著(1987)1(組)謡謝 新編大阪地盤図,コロナ社一40一
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  • タイトル
  • サンプリング可能な簡易コーン貫入試験機の開発
  • 著者
  • 吉田保夫・川崎了
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 41〜42
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30811
  • 内容
  • 第25圓土質工学研究発表会(岡 山) 平成2年6月17C−3サンプリング可能な簡易コーン貫入試験機の開発(財)電力中央研究筋 蕉会員 O吉田保央   同  上   正会員  川蝿 了1 はじめに 地盤表層部分の簡易調査機としては、ポータブルコーンや動的ストッパー二人で調壷可能なところに特徴がある。貫入ロッドは継ぎ足しができるようになっている。2.装 置 本装置は動的コーン貫入試験機の先端部に工夫を加えたものである。装躍の金体を図一1に示し、先端部の詳細を図一2に示した。地表面一7一 先端部は奥行き約10㎝、内直径20鵬のサンプラーの先端をベーン付きコーン(先端角60。)で闇塞した構造になっている。先端部貫入試験と試料の採取方法は次の通りである。①サンプラーを閉塞した状態で地盤に打撃貫入し、i o㎝貫入ご との打盤回数(貫入抵抗値NH)を得る。図一1 簡易貫入試験の方法②試料採取が必要な深度に達した時、地上でロッドを90。回転1 させることによってサンプラー先端の閉塞を解き、φ玉6③④⑤τ11⑧7oめ⑩ロッドカッブリングワツシヤ@ スプリング@ ストッパー嗣1〇一(1)標準貫入試験のN値との関係品  名ラッチ付コーン0リングサンプルチューブストッパーピン比めネジ板バネケーシングチューブ亀⋮一3.試験結果⑦⑧⑨④試料採取深度に到達した後は蒋び貫入試験を続ける。(最大調萱可能深度10m)。②8彫③サンプラー究端を閉塞させて試験孔に挿入し、先の 試料採取深度まで打撃貫入させる。⑤以上を繰返すことによって予定深度まで調査する恥① 再び打墾貫入すると土がサンプラー内に入るのでロ ッドを引き上げて試料を樽る。一   閥  一塵貫入試験を実施し、岡一深度での打堅圓数を比較したO獣ものが図一3である。本装機で得られる蟹避値は10㎝貫入時の抵抗値であるのでSPTの貫入匿間(30倒)で3個のN罧値を求め、この3っのNH値の平均  12}  聯  }瞥試料収納が少ない上にバラツキも大きいが、標準貫入試験のNl ll ll ll巨l ll ll.ll ll i960。21サンプリング時   貫入試験時   図一2 装置先端部の詳細構造國Develop田ent of handy dyna団ic probing equipment 印ith sampユingY.Yoshida,S。Kaロasaki(C肛EPI)一41一2ご紛5一︸ 1NH値とSPTのN植とを比較して示した。ヂータ数値との関係としてN譜(1/4) ・NHが認められた。この関係を用いれば本装置で娼られる10㎝貫入時の4‘ 同じ地盤で標準貫入試験(SPT)と本装置による1 N騒値力、ら標準貫入試験のN値が推定できる。(2)コーン貫入時とサンプリング時の搾撃回数の関係 同一地盤で実施したコーン貫入時(先端閉塞時)の打撃圓数N臓とサンプリング時の打撃測数(10㎝貫入)N館とを比鮫して示したのが図一4である。砂地盤(働印)とローム地盤(O印)では勾配がわずかに異なった。   砂 地盤では N麗=1.7・N雌                               120       ロー・ム地盤では NH謹1.5・N鵬の関係を示した。この関係を用いればサンプリング時の打撃回数NHSからコーン貫入時のNH値が推定できる。          100o(3)地盤調査結果 貫入試験結果の一例を図一5に示した。同図は横軸にlOcm貫                               80入時の打撃回数(N経)を、縦軸に地表からの深度を示している。簡                              易園中の㊥印はサンプリング筒所での打撃圃数を閉塞時のN澱に補 貫                              入歪した値を示してある。また、同図には図の下辺に換算N値を示試60e                              験した。本地、点は地衷からGL−2・5mまでは標準貫入試験のN装o値にして伽3の齢かい・一ム層であり、構造物の基礎澱置警                               40するには不向きな地層と判断される.それ以深4mまではN値7 よ                              る∼王2の良く締まった嶽一ム層があり、この地層は10/㎡程度NH値oO   oの支持力が期待できる。GL−4m∼4.5mに再びN値3’一4  20の軟らかい藁一ム層が存在するが層厚が5Gα罰以下と薄いので構o  1N胃一p Nド  4oo造物の沈下への影響は小さいものと判断される。04010    20    30標準貫入試験によるN値4,まとめ図一3 目視用サンプルが採取可能な簡易コーン貫入試験蓑置を開発しN賀値と標準貫,入試験のN値との関係て実地盤の調査に適用したところ、実周性の高いことが明らかになった。今後はデータの蓄積を行って試験精度の向上を図りたいと考えている。o    70土 打盤回数 NH(10㎝貫入)貿柱状図10   20   30   40   50   60㊥60王。06はサンプ厚ング箇所補正(×1.5)してある50深エ之2.0e40蝉盤舗圏度切2(m)20 ooン/… 3。OO V』/◇@0   30■ス㎜ 一篇4,0リアoo_   砂=NH=L7・NHS_10ロ瓢一ム:N〆1.5・N擁soム100ム5.0o10   20   30   40   50 サンプリング時のN雛図一4 HSCの先端閉塞時とサンプリング時の012345678910    15   標準貫入試験によるN値図一5 簡易貫入試験結果例打撃回数関係一42一
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  • タイトル
  • 模型砂質地盤の浸透力による破壊実験
  • 著者
  • 小高猛司・奥井明彦・浅岡顕
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 43〜46
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30812
  • 内容
  • 第25回土質工、学携究発蓑会E−14(岡 山) 平成2年6月18模型砂質地盤の浸透力による破壊実験名古屋大学大学院 ○小高猛司JR酒El本     奥井明彦名古屋大学工学部  浅岡 顕1 はじめに 支持力、安定闘題等のように地盤の破壊を論じる場合、圧密問題と同様に、水∼土骨格系の二根混合体としての土の性質を正しく踏まえることが重要であり、問題は「有効慈力原理」に基づき浸透場と変形(速度)場の連成問題として定式化される必要がある。この問題は連成極限っり合い解析によって解析されるが、±∼水の連成の仕方によって大きく二つの問題を考えることができるGすなわち排水支持力悶題と非掛水支持力問題である。今回はこの爾条件において、実際に模型実験を行なった結果を承す。載荷方法は、水によるflexib圭eな表面載荷(地盤1ま夢拝拶おオく〉ないし、定常浸透力を開いた載イ翫(多旭盤は垂非7ド)を紹いた。7k∼土弼・格二二相混合体の土,の場合、浸透による物体力によって載荷することは、金属にない土の本質に根ざした載荷という事ができる。具体的には、豊浦標準砂と野間砂の灘者について、①ゆるい砂質地盤と②密な砂質馳盤に対し、浸透力による破壊実験を行なった。野聞砂については(1)急速水張り載荷(非排水)と(2)緩速水張り載荷(排水・定常浸透)の両者を、豊浦砂については透水係数が大きいために(2)だけを実施した。上記で、①(D,(2)や②(圭〉は極限っり合い解析の対象になると考えられるが、その時の土質パラメータ 初期応力条件にっθcσβもよく、睡本統一・土質分類法ではシルト質砂(S擁)と定められる。また、実験装置γ撞・『翁・oつr斑9G丁誌件の2種類の実験装置を使爾した。偶 ︸園1,2に示す平面ひずみ条件と軸対称条水 一ρπ o蒲玉 は2種類の境界値間題を考えるために、                    水一rs量ベシルト分を多く愈み、粒度のちらばり5.1下2透水係数を示した。野間砂は豊浦砂と比27.8た(cm/8ec)ゆるい     密1,32x10騨3 1.67×10一◎fξ﹃fヨ2,655uごiσり礁「∼誓H−48→ 一け鱒o野間砂・豊浦砂   図正 実験装置(平面ひずみ) 図2 実験装置(軸対称〉ともに次のようである。①実験装置にあらかじめ2、5c旧水を張っておく、②60c稲の高さから砂を金網を通して2.5c継になるまで均等に水中に落下させる。③この作業を4圓繰返し、5慮霞は2c脇とし、深さ12c瓢、根入れ2艦の実験地盤を作成する。以上,のような水中落下法により、かなり高い再現性で、均一なゆるい実験地盤を作成することが可能となり、その実験地盤の闘隙銘は野間砂の場合e纏、4G、豊浦砂の場合e給.85となったo 蜜塑・・ ①排水支持力実験と嗣様に深さ12cm,根入れ2c騰の地盤を作成するのだが、完成後の間隙比がe篇10となるようにあらかじめ乾燥状態の野間砂を計量し、それを数魑分に分割する・②乾燥砂のまま1層目を均一に敷き詰めた後、釘を等間隔に打ちつけた板を介して、電動小型バイブレーターで振動を与え締め固める。③それを繰り返し、筋定の高さにした後、下方から徐々に水を浸透させ飽秘させる。Fαご,脚εε叩ε7f7πc撹o∫3απ吻50∫’3duεオ05εεpαge∫07ce」ノi層7α/監5、40κノ47Tαゐε3んfκ01)。4ム1、4‘ハ「αgoびαUπゆε75鉱ッノαπ4■撫飯鳶Gα田πWeε孟」αPα鳴Rα面α霧Co脇Pα帆びノ一43一 4  験地盤の初期状懸4.圭 一次元圧縮・膨張{験による考察 図3,4は標準圧密、試験機を用いて行なった豊浦砂および野調砂の一次元圧縮・膨張実験結果である。供試体の作製は、実験地盤となるべく同じ状態になるように、ゆるい場合は水中落下法で、密な場合はバイブレーターによる振動締め固め法で作製した。図3より豊浦砂のどちらの供試体も、過圧密粘出的な挙動を示している。このため、豊浦砂は密な地盤は勿論のこと、我々が造りえた最もゆるい地盤であっても過圧密な状態にあると考えられる。図4より野間砂のゆるい供試体はほぼ正規状態にあるとみられ、また密な供試体は、若干過圧密粘土的な挙動を示している。                                       一上からの載碕の水位eO、8一m需榊榊下からの齪荷の水位下かウの齪荷の水eゆるい砂r91,2密な砂◎齢輔甲▼o               差}1。0O.7鷺蔭ヱ瓢瀞ゆるい砂     計卜萎密な砂o吋o.8o、60.6一     Oほ0.4L66.4 51.2    0、10.41.66.425.6バルブ          P(kg/c鵬2)        P(kg/cm3〉  図言 一次元圧縮・膨張試験結果 図4 一次元蓬縮・膨張試験結果 図5円筒実験の概要              (豊浦砂)           (野間砂〉填.2 野間砂の一・次元非定常浸透圧密・膨潤惚験(円筒実験〉による考察 この実験は、超低拘東圧下での一次元非定常浸透流を観測することによりλ,κを求め、試料が超低拘束圧においてどのような状態にあるか調べることを目的とする。園5に爽験の概要を示す。供試体は3の実験地盤の作成方法に準じて作成した。バルブを闇じた状態で図中の水位に合わせてからバルブを開放し、非定常浸透流による過剰間隙承圧の消敵(発生)過程を定常状態となるまで差圧計により計測する。以上で求められた過剰繭隙水圧の変イヒ6u肛(』ロ酔6u(るt・i)〉を縦軸に、Ju卜蒙を横軸にとり差分鴎ま,にプロソトする。図6一B8はゆるい砂における上から及び下からの載荷△t=60(s)実験から得られた差分図である。また、図7は密な砂におけるものであるo鐸上の上からの載荷の最終直線部の傾きβ匙を溺いて圧密△t;6(s)一655βく1−4コく14係数c.は次式で求められる0        1121nβ12    c”=一一一             π2ムオ こ(玉〉450一    ムU上一11gf/㎝2)     △馬一1{9だ/cm2)こに、llは供試体の高さである。このc,(a〉(上からの載荷)   (b)(下からの載荷)と別途変水位透水試験から得られた透水係数    図6 差分園(ゆるい砂〉kより体積圧縮係数揃,(Rk/c,・γのを求める8                      輔3ことにより、λは算趨される。λ鷲,η)・び・σ’45働 はコ    はゆ    サる    ロお         え     る     る     コ△t罵δ(s)△い6(s)6一6一(2)βワぐ▼4Pら ここに、vは供試体比体積、σ’は供試体内の平均された有効応力である。下からの載荷の場金にκは、β、の代りにβ、を利罵してλと全く同様に求めることができる。以上の手瀬で求められたλ,κの値を表2に示す。3,圭の一・次元圧縮・膨潤試験によって簿られたλ,く】2,245り嶋9_一晶   榊2   騨{   卿6   督8  σ     2    6    6      △Ui−1(gf/㎝2}     △U上一1{gf/cm2》   (a〉(上からの載荷〉    (b〉(下からの載荷〉        図7 差分図(密な砂)一44一6 κも同時に示す。円筒実験で得られたゆるい砂のλと一次元厩  表a 野間砂の弾塑性パラメ_タ縮実験のλはほぽ一致し、κの値もオーダーは一致していることから、ゆるい砂の場合、超低拘束籏下においても正規状態にλゆるい1.01×10畷密6、24×10−46.06x10−4一次元圧縮ゆるい9、67x10−2三.64×ま0岡2密9.67×10一28、12×10−3あると見てよい。なお1一κ/λ皿Aは武(王)σ一に無関係に決まり、雰排水支持力はこのAから求められることに注意する。また密κ6.44x玉G−3円筒実験な砂の場合、λ,κは非常に小さくかつ近い値となっており、超低拘東圧下であればほぼ弾性的に挙動し、かなり過猛密状態であることがうかがえる。以上より野間砂の実験地盤はゆるい場舎は正規状態、密な場合は過圧密状態と考えられる。なお、豊浦砂は透水性が高いため定常状態となるまで三秒とかからず、この実験は不司能であったがもともと超過底密にある。以上より1で述べた①(1〉,(2),②(ヱ),(2〉のすべての実験のすべてが行なえることがわかった。 2で作成した実験地盤で水による載荷実験を実施する。下流側の水位を常に一定に管理するため、あらかじめ上下流側ともに3cmの水を張った状態から実験を開始した。載荷速度(上流側水位上昇速度〉は排水支持力実験では、地盤中を定常浸透場に保ったまま水位を上昇させる必要があるため非常に遅くしなければならない。部分排水支持力解析の結果を参考にして、これ以上遅けれぱ、ほぼ排水条件を保てる上限の速さを決めた。野間砂の場舎鮮0、1cm/hoロ!・、艶浦砂の場含継三cm/ho貯である。また非緋水支持力実験では巨竺0、1c風/sと設定したg破壊判定はボイリングが起こった時点を破壊とした。矢板の根入れが深い場合、ボイリングが起こるまでにかなりの大変形が生じ、矢板をはさんだ上・下流側の地盤表面の高さにかなりの差が生じることを確かめている。しかし、本論文で報告する根入れ2cmの場合には、ボイリングが起こる瞬問まではほとんど地盤に変化はみられなかった。このことからも、根入れが2c稲のように浅δればボイリングが起こる瞬問が、全般破壊の起こる瞬間であると考えて実験結果を報省する。ここで、破壊した時点での上・下流の水位差を限界水位蝕。として、排水(非排水)支持力と定義する。破壊判窟は、葬排水支持力実験においても、根入れ2cmの場合は大きな前ぶれなく破壌が起こるため、ボイリングした時点を破壊としそのときの上下流の隈界水位砂h。を非排水支持力とした。葬排水支持力実験においても、根入れ2c醗の場合は大きな前ぶれなく破壊が起こるため、ボイリングした時点を破壊としそのときの上下流の限界水位砂h。を非排水支持力とした。 一■■・限界水位h・は3蓬∼10・7cmとかなりばらっきがあった。秘が!1¥さくなった場合は水位上昇に伴い地盤に変化が見られず、突然矢板下流側の一部から砂が噴き出すようにしてボイリングを生じた。h。が大きい場舎は、次に述べる密な野間砂の葬携水条件の現象によく似ており、h。にばらつきが生じたのは地盤全体としてはほぼ等しい間隙比であ・っても、地盤作製上の問題で内部では不均一が生じ、鮭。が大きい場合には、矢板付近が着不密に詰まっていたためと考えられる。 ”●践・は34・4∼40・轡譲轟やばらっきがあ徳水位が趣’嚇では・麗ていく・そしてh・に達すると下流側矢板付近の薫地盤を持ち上げるようにしてボイリングが盆じる。その破壊領域は、ゆるい場合に比べて広い, 一・・漁cは5.2c組であった。水位の上昇にともない、変形は小さい                       写真1 ゆるい野闘砂の排水支持力実験(破壊後〉が、上流側矢板近傍がやや沈下し、下流側はや一45一 や隆起する。水位が5。Oc揃に達したあたりから、浸透水によって砂の細粒分が噴き上げられるために下流側の水が濁り始める。さらに水位をま、げて行き、5.2cmに達したとき、矢板付近の一部分が突然変形し始め、一気にボイリングを起こした。軸対称実験装麗では、h。は87c国であった。破壊に至るまでの過穆は、平面ひずみ実験装置の場舎とほぼ同様であった。 蜜一塗…  水位が3・Ocmあたりで・矢板近傍の上・下流濁側の地盤が膨張した。水位の上昇にともない、下流側の演張が顕著になり、その範囲も矢板近傍から広がり、水位が9、Oc搬と10.5cmのときそれぞれ亀裂の発生が認、められた。その後、これらの亀裂は次第に発達して行き、また、地表面にも矢板と平行に数本の亀裂を発見することができた。水位がU Ocmに達したとき、突然下流側の水が濁り始め15.Oc揃のとき上、流側矢板近傍が突然沈下し始め、そのまま…気にボイリングを生じた。軸対称実験装鐙ではk。は隻6、5c飛であった。 ゆるい曲浦砂の排水実験…  水位が5.Ocmに達したあたりから、矢板の下流側地盤がやや膨張し始め、水位6.Ocmで上「流側もやや膨張し、上流鶴矢板近傍の地盤内にいくつかの小さな気泡の発生が確認された。そしてさらに水位を上げて行くと、下流側の膨張が著しくなり、水位6.7cmで急、激に上流側矢板近傍が沈下し始め、そのまま一気にボイリングが生じる。軸対称実験では鼓.は11、2c禰であった。 密な豊浦砂の排水実験P9・水位4.Ocmあたりから上流側矢板付近で膨張し始め、その地盤内に小さな気泡の発生が認,められた。それらは水位上、異にしたがい、規模も範囲も広がり、9.Ocmに達したとき、下流鋼矢板近傍から比較的大きな気泡が吹き出し、その直後ボイリングを生じた。軸対称実験においても同様の過穫が見られ、水位王4。Ocmで  LO軸対称  O、9  0.BKo  O,7 0。6a平面ひずみ  O,6  0.5ボイリングを生じたo  三.4      三,67  三。8    2,0       阿  図8 擁∼K。関係7.三 ゆるい野闇砂のM,Kロ 連成極隈つり念い解析において、排水支持力は単位体積     σvO重量以外にはM,Koのみによって決定されるoそのため境騨条件の異なる実験により2種類の緋水支持力が得られれば、その地盤のM,Koが決定できる。図8のように排水実験で得られた実験値と解析値が一・致するM,編を平面ひずみと軸対称で連立させるとM判.67,Ko聯068が得られた07.2 密な野間砂の初期応力髄 連成極縷っり合い解析の罪排水支持力により、密な野闇図9 初期膏効億力状態砂の過圧密状態を解析することができる。躍は71節で、λ,1㎝1κは遭、1簾で求めたものを使用し、編は振動締め固め法に50よる地盤の作製法によりKゴ1と仮定する。そして、図9のような初期応力分布であったとすれば、σ,。8とh。との関40.5穐40係は図10のようになり、実験値からの逆算によりσ,ガは躾11、4∼14.6(gf/cm2〉となる0358 おわりに34「4 以上のように砂の状愚を把握し、支持力簡題を分類する30ことにより、Terzaghiの限界動水勾配法等では説明できな  101L4 去5  20       σvo lgf1㎝2}い排水・非排水、ゆるい地盤・密な地盤による.支持力の違いにっいても理解できるo尚これらの問題は、連成極限っり合い解析によってのみ解くことができるのである。一46一麟、、、。図三〇密な地盤の非排水支持力解折結果
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  • タイトル
  • ひずみの破壊基準にもとづく斜面安定解析法-せん断強度低減法-
  • 著者
  • 辛嘉康・松井保
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 47〜48
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30813
  • 内容
  • 肇霧25匡互…ニヒ屡建工崔鉾石耳究発垂ミ会匠一6(概I l1.1) 平成2年6月19ひずみの破壌基準にもとづく斜面安定解析法 一せん断強度紙減法一大阪大学工学部 正会翼 松井 保大阪大学工学部 正会員○辛 嘉靖田まえがき 応力の破壊基準にもとづく有限要素法で斜面破壌を求めることには多くの困難が伴う。そこで本論文ではひずみの破壊基準にもとづく有限要索斜面安定解析法を提案し、盛土および切土斜面を対象としてその妥当性を検証する。囹解析方法 本解析法は、基本的にはせん断強度低減法にもとづいて有限要素法を嗣いる数値解析法である。この方法においては、破壊すべり欄はせん断ひずみの発達を調べることにより決定される。せん断強度低減法の原理は、cおよびta馳φを斜面破壊状態まで減少させることであり、斜面破壊はせん断ひずみ破壊基準にもとづいて定義される。本解析法では、硲カーひずみ関係は任意のものを用いることができるが本報管では実照性を考慰して次式で示される双曲線型応カーひずみ関係とする。                 σ1 ㎜ σ3     ε_                                    (1)               Rf(σ一一σ3〉(1−s五nφr〉         E1[王                  ]                (2Crcosφ十2σ3sinφr) ここに、εは軸ひずみ、σ簾は最大応力、σ2は最小応力、R∫は破壊比、£呈は初期変形係数、cごとφ,は抵減されたせん断強度パラメータであり次式で定義される。         c              tanφ     c.齋一      ta爵φ7瓢                (2)         盆                  鷺ここに1、c、φはせん断強度パラメータである。 麟一1は異なるRfに賊して低減されたせん断強度パラメータφ,と軸ひずみεとの関係を一例として示している。この図より.せん断強度パラメータφ,はせん断ひずみεと一義的な関係にあり、εの増加とともにφ,は減少し、φ,はRfの減少とともに減少していることがわかる。提案する有限要素斜面安定解析法は、式(2)において、せん断強度低減比Rを徐々に増加させて、せん断強度パラメータを徐々に減少させることにより進められる。また、斜薗の破壊はせん断破壊領域が斜面先より斜薦頂部まで達することによって定義され、破壌すべり面が決定される。圏解析結果および考察                門翼 goo5 廓盛土斜面の解析では、斜面底部から頂部まで各要素Eicφ 解析は盛土および切土斜面を対象として行った。kgf!cm3 o309σ1駆 11。6 k嫉ノcバσ3醇 5。0を土の自璽として段階的に加えた。切土斜藏の解析 雷kgξ!cm3     R歪では、斜衝頂部から底部まで各要素を掘肖11による除  旨N                        e荷加重として段階的に取り除いた。図一2は数種の ♂”1曾0o.9Rにおける盛土斜面のせん断ひずみの発達を示してo.8いる。R凱0.95からRが増蜘するにつれてせん断0.7ひずみが発達し、R摺0.98で斜面が破壊している   1    3    5    7    9                                   8   侮》様子がよくわかる。ビショップ法によるこの斜蔵の安全率は0、92であり、限界せん断強度低減比R。      図一1 φ・一ε一R歪の関係Aslopest&bmty鋤alysi8methodba3e60nstrahfaUurecrlterionTamotsu 隔atsui an〔董 Ka}Chi跳菖 San (Department of C三vn Eng玉融eering, 03aka Uaiversity〉一47一 (・0.98)とピショップ法による安全率とは近いものとなっている.眠1 図一3は数種のRにおける切土斜面のせん断ひずみの発達を示している。Rの増加とともにせん断ひずみは壇加するが、盛土斜薗の場合とは異なり、定義したようなせん断破壊領域は現われない.しかし、せん断ひずみのコンターはビショップ法の破壌すべり面とa》   R 鱗 0徊95b》   喰 閣 0書97σ}   黛 薦 0。98d〕   臼属0●99獣ほぼ一致している。Rが1.5まで増加した時に、破壊せん断ひずみを2%と仮定すると、破壊せん断ひずみは斜面先より斜面頂部まで達する.このときのRの儘をR。と定義すれば、R。の値は破壊せん断ひずみに依存することに図一2 盛土斜面のせん断ひずみ発達状況なる.この欠点を補うために、安全率を応力レベルから求め破壇すべり面を決定する.國一4は切土斜面の応力レ愚ベルを示している.破壊すべり面に沿心う安全率の平均は1.07でありビショッフ’法による億(0.92》より少し大きいが、近いものとなっている。團績諭a,   R ・ 1.OO 盛土斜面に対しては、ひずみの破壊b〕   a 聯 1爾10基準にもとづく本解析法がピショップ法と‘ま‘ま一致することカ{示された.一方、切土斜面に対しては、斜面の安全率は応力の破壊i基準にもとづき、破壊』ワすべり面はひずみの破壊基準にもとづいて求るハイブリッド法が有効であること二が示された.c,    R 日 1850d》  R暫1.80図一3 切土斜面のせん漸ひずみ発達状況参考文献1》 T.純atsu藍 and K.C.Saa = 甚彗R叢te e監e皿entSしre8臼 Level SL stabimy ana亘y313囲etho雌 for re三Bforced s匙ope cut“ng,Proc.Hori20ntal lnte口ationalGeotechnicalSy田P・31u田HeightDi8tancε on T臨eory  a論d  Pract最ce  of  君arth   Z x Reinforce匪ent,触靱oka,PP317−322,蓋9882》松井保・辛難靖;ノ、イブリッド斜面安定解 析法と補強切土斜面への適屠,第34回土 質工学シンポジウム諭文集,土質工学会,図一4 切土斜面の応力レベル pp57−62,董989一48一
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  • タイトル
  • 移動硬化片 tij‐sad model によるLeighton Buzzard 砂のせん断試験の解析
  • 著者
  • 中井照夫・D.M.Wood
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 49〜52
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30814
  • 内容
  • 第25圓土質工学研究発裟会(岡 山) 平成2年6月20D−6移動硬化型tiJ−s邸d鵬de1によるLeight頒舳zza掘砂のせん断試験の解析名古屋工業大学 ○中井照夫GI&sgo脚u塁iv,  凱M、Wood 一般に等方硬化モデルはその誘導過程がs抽口eで使いやすいが、繰り返し載荷を禽む一般的な3次元応力下の土の挙動を説明するには限界がある。このような一般的な応力条件下の土の挙動を説明するために、従来の等方硬化型の砂の弾塑性モデル(tl」一s繍d跨ode墨)Dを移動硬化型の弾塑性モデル1回ロematic亀1,一s細d皿odeila}に拡張している。このモデルでは、等方硬化モデル岡様、①中間主応力の影響は力学量tuの概念を導入することにより考癒し、②(p,q)空間における塑性流動方向の応力経路依存牲は塑姓ひずみ増分dε1、Pをtij空間で関連涜動則を満足する成分dε,、Pし解}と等方的な圧縮成分dε、、Puc,に分けることにより考慮している。さらに移動硬化モデルでは、t、i、に基づいた癒力比テンソルXl、灘入し、応力比空間で移動硬化財を仮定することにより、応力比の変化(せん漸)に対しては移動硬化的な砂の挙動を、平均応力の変化(圧縮)に対しては等方硬化的な砂の挙動が説明可能となっている。 本報告では、Colo盤do大学3)4)で行われたLei幽ton舳z隠rd sandの3主応力制御試験および平断ひずみ条件下の一般応力載荷(轟直応力だけでなくせん断応力も独立に制御できる)試験結果を、kin闘aticし・j−s蹄d田o艶1で解析し、一般的な応力条件下の砂の応力・変形挙動にっいて考察すると共に、モデルの適周性にっいて検討する。なお、解析はGlasgow大学および名古屋工業大学で行った。廉耀 実験は駝ま齢to磯Buz蹄rd saad(e。,、=0,815,emln・Oo516,G。窯2166〉の乾燥した試料を瑚いて行われている3》4,。両試験ともその供試体(7in*7in*7inの立方体)の初期相対密度は72%になるように調整されている。実験は3主応力制御試験機で97燗、一般廊力載荷試験機で32個行われているが、全て平均主応カー定のもとでなされている。ここでは、比較的大きなひずみレベルまでせん断試験がなされている経諮について実測値と解析結果の比較を示す。また、一般廊力載荷試験は1方向(2方向)のひずみを拘束する平面ひずみ条件下で行われている。 解析は移動硬化型のt,』一saM皿odel2ンを使って行っている。この移動硬化モデルでは、Xi』・tI」/tN−a、」(a,」3主応力方向に対するSMPの法線方向の方向余弦を主値とする対称テンソル,t・∫・σikakj・t感tlまa.、、)で定義される応力比テンソルを使ってx,」窒間で移動硬化則を考えることにより、従来の等方硬化モデルnを拡張している。モデルの概要は文献2・にゆずるが、このモデルは単調な応力経路下では等方硬化モデルに一致し、またその土質パラメー一ターも等方硬化モデルと共通になっており新に付け加えたパラメーターは1っ(ξ)だけである。Ψab玉e1にLei帥ton伽22ard sandの土質パラメーターを示す。ここに、Ct,C。,mは砂の等方圧縮試験の載荷および除荷蒔の体積ひずみが平均応力のべき乗で表されることから決められるパラメーターである(廻参照)。また、Rr,Drは通常の三軸圧縮試験(側圧一定試験でよい)の破壊時の主応力比とそのときのダでレイタンシーの勾配を意味する(廻参照)。αは廻の破壊時のひずみε1r等から決めることができる。移動硬化モデルで新に付け加えたパラメーターξは週に承すように逆方向せん断した蒔の弾性域の大きさ(応力比X釜ts/tNの大きさ)を意味する。参考までに、ξの大きさは単調載荷時の旛カーひずみ関係に影響しない。弾牲成分のポアソン比は弾性せん断ひずみが小さいことより、γ。略,0と仮定している。艶国e1の値は3主応力制御試験のデーターから上述の方法で決めているが、報管されている試験結果にバラツキがあるので平均的な値を採罵している。Analysisofs轟eartestsonLeighto騎藝罐zzardSa駐d留kiロe国atictij−sa隆d繭e玉lT,齢ai(Hagoyalnstituteofマech轟010副a距dD,M,WoodlGlasgo響U轟iversity,Scotla圃一49一 3。 一㌧   ・刀 鯉は平均主応カー定(pdOps圭=0・?Okgf/cm21のもとで行った3主τabie1Sollpara面eter言ぞor応力制御試験結果とその解析結果の比較を示している。各図において、Leigbton駐uz2ardSand1ω図は応力比1窪/p)∼主ひずみ(ε・,εり,ε・)関係およびε・∼体積ひずみε.関係の実測値(プロツト)と解析結果(実線)を、ω)國は正八面体面上での応力経路とひずみ増分方向の実測値を、(c)図はその解析結果を承Cし    一2Ce    一20.65x100.2フx10mしている。(b),(cl図においてひずみ増分方向を表す線分の長さは疋八面侭面上のひずみ増分の大きさを応力増分の大きさで割ったもので是義してい0.3Rε4.oPf一〇.45α1.0ξ0.25veる。応力経路は(切,(の図からわかるように,A点ぱσ・,σソ,σの貝紺,0.O10,10)p虫=(0,70,0,70,0,701kgf/cm2の等方応力状態からC点llσ・rσり,σz)3(M,4、5、6,10。Olpsi=(1,G1,0,39,0,701kgf/c田2までせん断した後、せん断方向をそれぞれD∼H点の方向に変えている。解析結果はひずみのほとんどでない弾牲域を含めて、実測値の応力・ひずみ関係やせん(P/肱)m一(%/亀)m断ひずみ増分方尚をよく説明している。 次に一般応力載荷試験結果と解析結果の比較を行う(ここでは(al図が実1測値を、 (b)図が解析結果を表す)。堕は(σM σy,τ・の判716,C†2,4,0、ωgs琵1θ・53,0、17,0,0}kgf/c皿2の応力状態から主応力軸の方陶(ψ)だけをo’から§o量回転させ・再び00に戻したときの繰を示している・∈v皿は各ひずみとψの関係を、曳旦は((σズσの/2,τ。ソ)醸上で Ce表した応力経路とひずみ増分方向を表す。モデルは実測値よりもひずみが    1大きくなっているものの、応力反転時にひずみがほとんどでないことを含尾簾olomosheric畔es$ureめて主秘力軸回転時の砂の旛力・ひずみ挙動を説岡している。 鉱&雌は((σズσの/2,τ×ソ)面上でB点;(σ。5σy,τ。の=顕ExplanatiDnofCt膨Cean曲(7,6,2,魂,G,Olps払(0,53,0,17,9・Glkgf/鞭2までせん断した後、せん断方向を4㌦8点の方陶に変えたときの実測値と解析結果を示す(この場合応力比と主応力軸方向の面方が変化する)。趾は塑と岡様応力経  Rバ諮とひずみ増分方向を表すが、ここではひずみの解析結果が実測値よりも約3倍大きくなるので働図の線分のスケール(ひずみ増分の大きさを表す)司δをla)図の1/3にしている。鍵は(1ε・一εy)/2,γ・y/2)空間で示し隣 compたひずみ経路と主応力方向を示す線分を表している。ひずみの大きさに差があるものの、このような篤力経路下の砂の挙動もモデルが解析できてい   oqlることがわかる。                                の∈1.蠣1}誕aka圭(19891:An主sotでopi曲ardeni口ge亙輩sto登1asticmo6elfoでs綱廻E又pl翻ationofRrand沿r consideringt島est罫essp絃t団epen崔encyint卜ree−6e皿ensional stでessesr S&F,vol,29賢貯o,L119−137,                                  蕊21聾a猛ai,隔玉i&Taki{1989)IKine皿aticextensionofanisot罫opic tN 』arde轟ing田odeまforsaRd,Proc、四U誕OG風36−45031Ala響aj重,A墨a響i、Ko,Sture,Peters&Wood{1987):冠xperime羅tal observatio駐ofanisotoropyinsomestressco轟trolle6testsoB∈1 drys副,Proc,1紅TAMIICMsymp,・nyeild,da臣a言eandfail鞭e・至 O apisotropicsolids,4瞬awi,St贈,&Ko{1987)1Ψruetriaxialan面irection&ls轟ear celieRper抽e羅tsondrysaロd,Interi皿tec轟n重calre閃rtoξ Coro圭adoUniv,,                     一50一卜廻Exp1躍tio闇fξ IJO P) TA'co A'cDooi Lcalculated crztocrobserYed c izTrue t?iaxial test {streSS Path: A$CD)olxA1O a(b)A'tcEOobserved oizcrigs1 ue triaxial test (streSs path A*CE)In :O : 2A CF AWCFf JOouserved c:rcalculetediJiJ: True triaxial test (stress path: A*CF):!xCrto1OccA*cGA CGoOAArteC:z aTOXr p eelculatedncr . s** *dOC,:z{b)(c)iLLI TF e triaxial test (st ess pathl A*CG)cr/) :Olxlrli)(b) c(C)CA* CHAoOAAI J)e (x]10 criJob=**+*dpTrue trialial test (stressatCHA*CE)-51-CXpl_Z tD Hi )ca cu ateda:zT 1L)H 55/)//calcvleted/.lh'JL' h, '5':; :L;:/:b )g o'・,),l"J Fi ,9 Variatio s of strains (p incipal stressaxes rotatio by irectie ai shear cell)5- c= Cf- gC'xy.-- ip= 9(fH'C'(p=i)observedCIR 2'(a)2cO + 5-5(Olx Cry)/2 { si)(Cr:x cry}/2 (psi)Fi , 10 Stress pat s a ti directions ofai(principal stress axes r6tat on by diionalrxyiemsntshear cell)rxyobservedl s i )calculated(ps)55(a)(b)77686844-58O5((Ixcry)/2 (*=1,5((:xx cry) 12(os i )Fi , il Stress paths a d directio s of strain inerements(directional shear cell stress probes fro B)77 7xy/20 servedcalculateti3187xy/2(X}( )(a)6 (b)864r-4Of3(8 xigOBe /2 (x)! . Strain pat s an(e xdirectio s of stress(directional shear cell stress p,obes from B)-52-38/Z(x)
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  • タイトル
  • 適応型有限要素法による地盤の応力変形解析
  • 著者
  • 浜岡弘二・清水正喜・渡辺芳弘
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 53〜54
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30815
  • 内容
  • 第25回土質工、学研究発表会E−2(岡山)平成2卑6月21適応型有限要素法による地盤の応力変形解析,紬取大学工学部(正) 清水正喜、紬取大学大学院(学)○浜岡弘二、為取大学大学院(学) 渡辺芳弘!.はじめに 有限要素解析結果に含まれる誤差を計算結果から評価し,それ’に基づいて最適なメッシュを自動的に作成して解析する方法(Ada匿ive F剛)が多く提案されている.本報告では,一一種のr一法(Node Relocation瓢ethod〉を擬案し,その有効性を簡単な解析例を馬いて検討している.2.解析方法2.1 要素間の応力不連続に起館する残差節点力 応力の釣合い式を,重み付き残差法により,変位を未知量として有限要素定式化を行うと,有限要素eにおける残差Reは次式で与えられる3 食e認く弱>[ε£N貰B]τ£D][B][N]dV{u}一∫【呼ωdV       V             V     一∫ 【岨丁(t}d(8Vτ}一∫ 〔N]丁(t}d(∂V)]一…(1)       8Vτ          ∂Vここに,V:要素eの内部伊∂VT:要棄eの境界のうち応力境界の部分,∂V:要素eの境界のうち他の要素と接する部分,〈る>:重み関数の節点値,{の:変位の節点値ペクトル,{t}=表面力ベクトル(既知),{t}:来蜘の衰面力ベクトル,[旧:内掃関数,[B]:変位∼ひずみマトリックス,(f}:物体力ベクトル(既蜘),[D]=応力∼ひずみマトリックス.R■9■d str■P畿Reの第4項の領域全体の和をRσ旙くと       薩  Rigidstrip  至ooti鷺9 Rσ=甲〈w>{Fσ}      …一・…塵一(2)ここに, {Fσ}鷺£[∫ [剛[An][D][B][N]d(av〉{u}トー(3)     e  ∂V圃鷺[n5n轍1  一…一一(4)“xヲny轍,av上の外向き法線ベクトルの翫y方向成分.通常の有限要素法で仮定されているように,応力が隣接要素間で連続であると仮定すると{Fσ},従って,Rσはゼ目になる。と:ころが,変位法においてはg応力が隣接す醐ooo(tf/m2)μ龍0.3る要素聞で連続にならない.解析結果から{Fσ}を計算すると無筏できない量になる。ここではp {Fσ〉の大きさが,解析鰭果の誤差の大きさを反映した量であると考える。応力ジャンプ量に起困する節点力の大きさを領域     F i g.1全体で評価する指標として,{Fσ}のL2ノルムIIFσliをとる:”FσII瓢【くFσ〉{Fの]1/2    q一一“…一(5)2.2 要讃再分割の方法 通常の有限要素法で求めた変位を用いて要素聞応カジャンプに起因する節点力{Fσ}を(3)式で爵算し,それを荷重として再び剛牲方程式を解く.樽られた変位で初期座標を移動させる.つまり,{Fσ}に相当する変位を予め与えておく.この過程を反復させてより最適な要素網をつくる。3。 数イ眞群算例 定ひずみ三角形要素を用いて弾往地盤上の鰯な帯基礎の載荷問題を取り上げた。醒1に,解析領域と解析に用いた要素メッシュを示す。要素数Nび32のメッシュを基本として、全体の領域を変えずにさらに2等分、4等分して・賊e=64っ128のメッシュをつくった・DeformationanalysisofgrouBdbya駄e脚1yproposedadagtiveF剛b幽。Shimiz駐,K.Ha皿aokaa窺dY・“aしanabe,Tottor三University一53一  図2に,翼e聯32の場合の720回反復後のメッシュを示す。載荷部     i\,分に近い要素が小さくなっていることがわかる。要素聞での応力変化が大きい部分で要素が小さくなる傾向にある。 図3に,1節点当りのliFσ”(llFσli/勘謙nは節点数)と反復國数の関係を図3に示す.要素数が少ないNe略2のメッシュでは,難illFσ1レNnが大きく,反復と共に一・且小さくなり,再び増大することがわかる.また,要素数が多いもの(甑=64,128)では再分割をしなくとも残差荷重が十分小さくヂ反復鷹数を増やしてもあまり変化しない。 メッシ講再分割のための反復が実際に誤差を小さくできるかどうか検討する.あるメッシ瓢における応力解を(σh〉、疋解を{σ}とすれば,応力の局所的誤差εおよび領域全体の誤差Eを次    Re工ocat二ed 麺eshの式で与えることができる:   (Aft@r20iじeratio鳳s)ε謙II藤一σIl/11dl…一(6)E需εεdΩ    甲『幽一一一  〇ri8i!}a1 トIesぬ  Fi g.2一一一(7)ここにΩは領域全体,Ne纏28のメッシュで得られた応oN力解を歪解と見なし,領域全体の誤差を推定した,図4は,N麟32,64の結果に含まれた誤差とアダプティブ回数の関係である。要素数が少ないと霞差が大きいこと,旧Pまた?メッシュ再分割を適用すると誤差は小さくなり, o α⊃①要棄数が少ないとその効果が大きいこともわかる.℃o 図5に帯基礎の変位と荷重の関係を示す.メッシュ再ω分割を適用したものは・同じ変位に対して小さい荷重が戯_  ¢得られている.1要素当りの自由度を上げて・系全体の  oo国自由度を大きくすると荷重が小さくなる,という結果Dを考慮すると,アダプティブの適用は,系の自由度を上Ne略2醒■げることと同じ効果があるといえる.  64榊}榊}襯一一   一   一} 128一一}0  0       5       ヱ0      15      2G4.結論Nu皿ber of iteration for mes卜 relocation 応力の要素間での不連続量に起因する残差節点力を  Fi g.3小さくするように,メッシ隷を再分割する方法を提案した. この方法を,弾性地盤上の剛基礎の載荷問題に               また、再分割適用して,有効性を検討した.その結果夢 メッシ晶が粗いほど再分割の効果が顕著であったを反復するほど、誤差が小さくなった.参考文献:1)溝水,上野,渡辺(1990):土木学会中国四圏支部研究発表会(投稿中)        8臼        へ一ll苺  Ne嘔32Non relocatedRelocated  o  uり麗e=32N臼\o蝋 Oり 甲→\Relocated℃050濃 ⊂⊃Ron relocated  の黛Ne儒64o640      .es O      S      10     三5     20麗umber of iteration £or mes紅 relocation  Vertical Displacement (風)    Fi g,4 Fi g。5一54一1
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  • タイトル
  • 変分原理を用いた液状化地盤の永久変位量の計算法
  • 著者
  • 溜幸生・東畑郁生
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 55〜58
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30816
  • 内容
  • 第25翻土質工学研究発表会(岡 山〉 平成2年6月22∈一8変分原理を用いた液状化地盤の永久変位量の計算法東京大学工学部 正会員  東畑郁生東電設計(株}  正会員 ○溜 幸生1.まえがきこれまでの縫およ醐究により、膿時の灘依より雌徽mもの永久変位権じ、それが種々の構造物に被害を及ぼすことが明かとなったD。最近に至っては、永久変位の発生メカ副ズムや予測法にっい                                        1て多くの研究がなされてきている。本論文では、永久変位量を簡易な計算法で予測することを目的として、振動台実験結果より簿られた知見を基に表層と液状化繕からなる地盤モデルにっいて、変分原遅により誘導される地盤の永久変位の解折解を提案する。以下に定式化のための振動台実験結果、永久変位量の解析解、提案する方法を胴いた計算例をそれぞれ示す。2.振動台実験 実験は、長さ1醗、高さ40cm、奨行き20cmのアクリル製のノ1、型振動箱中に模型地盤を作成し、長さ方向に水平に変位が比まるまで加振したo模型地盤は、蓑面に不飽秘題があり傾斜しているそデル(CASE一三)、地表面が完全に水平で底面が傾斜しているモデル(CASE砲〉の二つを作成した。実験中は振動箱上で水平加速度、模型地盤中で間隙水圧を計測した。また、染料で着色した砂を壁面にそって設置することにより加振後の地盤の変形を観察した。図一1に実験に痢いた豊浦砂の物遅特性、 Ioo表一三に、実験条件および実験結果を示す。CA朋一1については地γ水 80                                           emax四〇947                                           emin篇0、616位面も傾余斗している力汽これは斜面上方からオくを供給し下流から緋フ1く衷                                           Gs   舘2曽639                                虞60することにより一定の状態を保った。その確認は、両端に設置した間だ                                の隙ア旺計で行った・          野 茄振前と加振後のモデル地盤の変形にっいて、CASε一1では水平変位は液状イヒ脳底面付近でほぼ0であり、表薗に近づくほど大きくなるこ200GO5   0、1       0.5    1、0        5、OとがわかるQこの結果は、これまでの多くの振動台実験の結果と一致    G面n slze(mm》する。また、境界付近においてペンキを塗った砂利は色砂とほぼ尚じ図一1 藍浦砂の物理特性所にあることがわかる。本実験の結果からだけからは断定できないが、不飽秘闇は液状化劇と共に変形すると考えられる。CASE−2においてはほとんど水平変位が生じていない。これより、表面が究全に水平であれば変位はほとんど盆じないと考えることができる。3.変分原理に基づく永久変位量の計算法3.1 仮定 これまでの地盤変状の現地調査結果ω、振動台実験結果31およびここで示す実験結果より、地盤モデルについて次の碇搬騒・     ∂μ∂切    F囎Ur   ん齪数、.,は囎醸(大変形したときのせん断励〉である.  L.3、2 解折方法および解析解                        図一2 水平変位分布 解析モデルは図一3に示すような地衷面不飽和闇と液状化騒の2騒からなる地盤である。騒中のB,H,T,Pはそれぞれ・液状化愚底面の標高・液状化閣厚、不飽和層厚、上載荷重であり、次式のように表される。  θ瓢β〇+α露・ ∬嵩∬・+砒, 丁瓢%+c灘、 P躍珊+e3               (1)Anew醗etヒodεorcalculat1識9Pe1・罷anentd三splacementofliquefiedgl−oundwit琵varia“ona互頭nciplellk・・T・曲ata(T・盆y・Univ.),Yuki・Ta飛arl(T・ky・electricp・werse・vicesCO_LTD.〉一55一 表一王 振動台実験条件および結果CASE−2CASE一玉Soi1ToyourasandGrave1(surfacelayer),ToyourasandMode1Relative40%30%150ga1100ga12HZ5H zdeRsRylnputaCC。FrequencyDisplace一凱ent坤鳶Φ^50aggo傷PlO劔馴閲鷲曾々30蟹疑聾害丁口随國面gr酬窃5器20−23,9 1㎡薯9、5fκm∼色ぐ50盆ecord虐r10羅3・るo,5!’㎝己難q》   睾go”ロ吊竃£漁巴徹20…邑鋤o=1,5”㎡19、喝r’ζm置 lo 300辰9岩 o豊7驚o£診 300鞘榊醐繍榊o−300  030       6090  下ime笛e⇔凹9(一300 06030石m曾〔sec)また、仮定(2)(3)に従い水平変位分布は図一2のように表される。図中F(x〉は地表面変位、u、wはそれぞれ液状化履の水平変位、鉛直変位を表す。これらは、次式で関係づけられる。u一肋畷垢β),切一一晃{1一…π(赫β)}(瀞わF)+剛圃}斧・携ヂ) (2)っり合い状態の地衰面の水平変位分布を得るためには、F(x〉を未知関数としてモデル全体のポテンシャルェネルギーの計算式を立て、このポテンシャルエネルギーが最小となるように罫(X)を決定すればよい・ここでポテンシャルエネルギーは(a)液状化属のひずみエネルギー(b)液状化砂履の位、置エネルギー(c〉表層のひずみエネルギー(d〉上載荷重の持つ位置エネルギーの和であるとした(位置エネルギーは最初の状態を基準にしてっまりF(x) 0のとき0として計算する)。それぞれのエネルギーは、以下のように表される。(a〉液状化鰯のひずみエネルギー               謝2       (・〉(b)液状化砂属の位置エネルギー                                 2 dP            考{(β柵鋤2一(鋼)2},肝δH蝦+潤認占F)  (4)(c〉表窟のひずみエネルギー一56一                   (爾c悉一丁)×尋(砦)2     (5)(d〉上載荷重の持っ位置エネルギー                  P×(田αε疏eβ群∫αce)                   (6)(a)にっいては液状化砂層全体、(b)(c)(d)にっいてはx篇0からLまで積分する。これらの合計であるポテンシャルエネルギーを最小にする未知関数F(x)は、次のオイラーの微分方程式の解として与えられる。刃Pi騨鐡瀬噸曝購騰丁 講 購驚饗鰻購i購i…iiil…菱薄肇  80睡om4F c4ω2+c5叶A_富                       (8)0  0     0      0特にG=0のとき、P τ   躍    B誌{(農腕丁)餐}一留阿一(・+の(P+禦)厚(7) 馳…  ロ隠w         8 4$ CIZ2+C2コ3+C3                               z     馳  q畢, 8業 ,_4響+砺  笠、   離し」一一1{圃(・納隅,…η一( ゐ)(雇饗)畢図一3解折 ルA1は、境界条件より定まる定数である。これを解いて解折解を御る。境界条件は①x・O,F陛Olx・L,FL漏0②x・o,Fe・Olx・L,dF/dx・o のふた通りについて考慮した。結果を以下に承す。1) b蟹0 かつ Ec笛0 のとき①胴 +禦 6(螺%)卜(ム嗣{報脇)一聖∬・/l  (9〉②F(3岡(砦)一L噛{2c4(3L2一¢2)+3c5(2L−z)}     (互・〉2〉 b雷O かつ 駐c≠O のとき①一+藩・+講…){41縷瑞一必+(乾 騒鴫1婁瑞  (1エ)②F(勾 都壼(讐勾 (毒)a(一){(芸)餌L(脚・( ・)+C3C4騰 玉)3〉 b≠0 かつ D漏c22−4clc3>0 のとき                      (玉2)①P(の)謝士[2c (c5苧)’π 2讐c3          一{ +僻)㎞響 一鍋(乾鴫繋II(圭3〉②8(鑑)論+剥2 (C一等)IB 2+舞 C3誘{・@∼唾(墓)2+僻)(踊呵・粍諸驚縮1搾1(、、,4〉 b≠0 かつ D讐c22−4clc3漏0 のとき①F@一略¢+CLC5詳2C4’πq躍2響+偽畷雛…ii(暇一暑…㌔C・C4‘靴C・響 )                                                 (玉5)②F(・)一囎 学’π準      +c、(2藷c、){幅2蘭c3)(芸)譜ゐ2華2c1 舞 cl傷} (16)5) b≠0 かつ D漏c22−4clc3く0 のとき一57一 ①P@) +{籍+齢望)伽iq♂+ぞ露 i}     一{縁←一讐)㎞ド讐等(』珊)/・lll≡1ξ鶉(17〉②P(軌+{籍+歯←一讐ン・lq’+騨l/      一砺葡{2({五 )←一q(薯)_)+←一讐)(短+の)}㎞一・(砲濡偽→(、、〉 なお、ここで示した解析解は、前章CASE−2の地盤モデルにっいては水平変位0を与える・4。 言{ 算〔{列 ここで提案した方法を検証するために、大型振動台実験(CASE−3)と永久変位が測定された地盤(CASE−4)に本方法を適尾し、実際の変位量と計算結果の比較を行う。それぞれの計算で胴いた地盤定数および境騨条件を表一2に示す。ここで、CASE−4は日本海中部地震において永久変位が認められた能代市における地盤モデルである41。それぞれの結果の比較を図一4に示す。CASE−3における変位は水平距離が0∼嘆田において一・致した傾向を示すが、4∼5.5凱ではかなり異なっている。CASE畷においては、全体的に少し大きめの値が計算されるが、変位分布は斜面の下方ほど小さく上方ほど大きい実際とよく似た傾向を示していることがわかる。これは、境界条件を濁方のケースとも巻端を虜由端、つまり変位後に亀裂が発生すると考えた場余のものを馬いており、亀裂の生じなかったCASE−3にはそぐわなかったと考えられる。8n 8σ8、、8、・、、鱒白熈、、鱒1、職抑畠50,  150o繋Non−1即e恥dlayerγ(tf/田3)呂B C8岡SOOO……解析に月…いた地盤定数表一2 解析に鯖いた地盤定数表一2CASE−4CASE−3E(tf/田2)里      弛rl酬5ヨtu氾竃εd悟肛1;402.06右端 自飴11001.80右端 自由‘しhi量:mm》蝿061.6                       当6                       馬10宕05’        E需5。蛭,m2                       E                                    傷一つCalζula豊ion5EG4一                                    輔甲7} 回oa5u肉me醜                       覆婁。3   、μ吹!璽馨     /←畔    \_                       石5     ノ                   ヤ三〇2          E霧150“’m2\ε    7                \N                    \」_昏鵡顎00                                 轟  日                                目   l l                       工                        0 00  10  20  30  40  50  50   0   100  200  300  400  500  600        ㎞riヱon匙ald』lance(m}                四〇伽・tald醐nce(m》        図一4 解析モデルおよび結果の比較(慮:CASS−3、巻:CASE−4〉5.むすび  ここで示した振動台実験結果とそれらを基にして誘導された解析解の計算結果より、以下の結論を樗た。 (エ〉裏層を持っ傾斜地盤モデルにおいて、液状化層上面と地表面における水平変位はほぼ等しい。 (2)地表而が完全に水平で底薦が傾斜している地盤モデルでは、地表面の水平変位はほとんど生じない。 (3〉解析解により計算した永久変位盤は、大型振動台実験および能代市において原位置測定により徳た永久  変位量とオーダー的に一致した。特に、斜薗上部に永久変位により亀裂が生じた原位置測定結果とは、  変位分布までよく一致した。 最後に、本論文における大型振動台実験について、建設省土木研究所より貴重な資料を提供していただいたことを付記しておきます。参考文献P浜田政則勉3液状化による地盤の永久変位の測定と考察,土木学会論文集、第376号ノ皿一6、pp.2H−220、1986.12.2)(財)地震予知総合研究振興会=地盤変状と地中構造物の地震被害に関する研究・調査研究報告書・昭和63年度,3〉山田和彦他=振動台を用いた液状化地盤に関する研究、第24回土質工学研究発表会、pp.1029畦032,198g.6。4)1.Tow島atalFinlteelement雛・deltopredictpermanentdisplace蹴entofgroundlnducedby ll貝uefactl・n.,Pr・c.・fint.sy癖.・隔u議erica1搬・delsinge・搬ec巨an呈cs,PP・689一697・1986・一58一
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  • タイトル
  • DEMによる偏平要素の堆積過程に関する研究
  • 著者
  • 岩下和義・福岡和男
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 59〜60
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30817
  • 内容
  • 第25[藪1ニヒ淫鷺工学石汗究発表会D−3(岡由) 平成2年6月23 DEMによる偏平要紫の堆積過程に関する研究埼玉大学工学部    疋会翼   ○暑下和義大和ハウス工業(株)        福岡和男匡ニニ醜   簸近の計算機の急速な発達により、地盤や土質材料を非連続な粒状体の藥合体と考える解析法が可能となって来た。その一つにDEM(個別要素法)がある。DEMにより従来の土質実験を解析することが可能となって来た。しかし、従来の2次元DEMでは要素は円形が主であり土粒子の複雑な形状を充分に裏現できない。このため川崎ら1)は楕円形要素を提案している。しかし接触判定等が円形要素に此ぺ複雑になり、大規模な解析を行なう際の問題となる。 本硫究では、2っの円形要素を使用した新しい要素形状の嚢現方法を提案する。もとになる要素に従来の円形要素をそのまま周い、2つの要素が鰯体的に結合しているものとしてその重心の挙動を追跡し、並進と回転運動を追跡するという方法である。以下、この2っの円形要素の結含体をペア要素と呼ぶことにする。なお、3次元ペア要素も全く同様に定式化できる。必要情報量の巖小化ならびに計算量の最小化は、解析規模を大きくする為と解析速度向上の為に必要である。このためには最も簡易な円形要素を基に、結合させたペア要素の定式化を行なうことが適していると思われる。 解析例として、偏平な要素が堆積する過程の2次元解析を行巷い、異方性をもっ要素の堆積時にみられる特性の解明を試みる。                               姥・』働く力がそれぞれの要素の中心に働くと近似する(図b)。 /・名要棄に働く力        とモづント要素の中心に働く力より、ペア要素の系の重心に働く力と    (a)   (b)   (c)モーメントMを求めることができる(図C)。この力を胴     図一!.ペア要素の運動い系の並進運動を追跡することができる。また系の慣性モーメントを1とすれば、重心に働くモーメントMと重心の角加速度βとの間に以下の閲係が成立っ。     M = 王・β                        (1)(1)式を要素の繕転の運動方程式として、ペア要素の回転角度を追跡することができる。各構成要素の運動は並進と回転の運動の和として求まるので、逐次的にペア要素の挙動を追跡できることになる。 このペア要素では、2つの要素の重なりや粒径に変化を持たせることにより、偏平度の異なる要繁や偏心した要素等のいろいろな形状の表現が可能となる。DEMシミュレーションにおいて今回提案するペア要素と従来の円形要素の混在は容易であり、適当な比率で混在させたりあるいは偏平度や偏心度の異なる何種類ものペア要素を用いることにより円形要素では表現不可能であった異方性をもった土の特性を表現することができると思われる・また、ペア要素は強い力を受けると二っの円形要素に別れるとすることで、粒子の破砕現象にも容易に対応することができる。3. 堆積過程の解析   ペア要素15個(円形要素30個,半後は5cm)を図2上のように配置し、落下堆積させ(図2下)、ペアがある場合とない場合、要素の摩擦係数、減衰定数を変えた場合、要素の偏平度を変えた場合、要素の偏心度を変えた場合など75例の実験を行なった。結果のうち摩擦係数と堆積物Sed蜘entationS蜘ulationo王霧1hpsoidParticlesbyDistinct斑g湘ent鯉ethod.Kazuyoshil辞ASHITA,FacultyofEnglneering,Salta揃aUωversity.Kazuo E馨KUOKA,      i)aiwa House In〔lustry Co. 【、TD.一59一一 嶺ト 悔鐸→く沿麺藁駒 1終鰹築二v喫小 息繋鐙刃勒柵轟 寸勾塁ゆも。灸  i選o麺裂ゆ灸。区≦超v齪二想喫如椥懸拶錘》装轟撃→く臨魚護        _慮斡Φ鄭為濃為e        騒襯e瞠s凄窪葦盤        怠〉小ふ」鱒トノ脈ゆv        N初鎗ゆ縦い考蝿裡        為¥為悦・疲お.尋築        馨ゆ謹e幻罎為零∼蕪        喚穏湿懸錘e謎磯墾        →〉潟翻内倉羅坤麺        濯鰻,Q済Ocq遡馨椥        璽遷麺蟹蕊小確D撃        灘 。v 5灸ト莚轟1睡撫鍾e怠;3灸喫慮趣楚駆圏降椥轟醤小S怠為O曇→く為心鎗薙ゆ聰郵灘誕二藤騨鐘醤e想鼻鐙u築蝋e爲e 軸e初麗ゆ蛍くロ練o姻為勾職装        麩区誕1為降腱潟。悩。         却曄齪鷹蝉り㊧。喫       窪蟹ε旺∈罎観鯉アT??cqΦ睡醸   曝〉確  肖椥     肋  ①   ゆ狗ト 〃’や 塵。つ     輿ハ為賢   価ゼ雛  寸6     灘ρ. 窯潟   鯉貿勾 鯨り   裂讐幻 qゆ   踏題θ e麺   eeゆ ぐ導   蘇や穏 麟如   麟雌〉 隠ハ。1ぐ巣勾  慧椥璽 薩’〃 建興  聡嶺辮 因単  。ゆ癒  。藩萎b漢煎寒隆繋ら露   穏齪 齢ふ 球e  慧〉謹 餅肖 遜   麺噸椥 懸鴇   3蒙蘇   醸勾望 廟あ    籔脳   瓢沿装  e!    篇e 辱91ω睡のρつ醸6蟹E昨巨 喫6姻頃。照  層 卜  勾脳懸P勾・ミ刊 之 縦卜」麺繍昼麺宰o  eq  £遷 紹駐 一国窯 9Q 騨e 鯨麟 霞篇 駕騒 感・ミ 鰹劇 貿耀.蒼 職旨訳 殿戴懊 5.懸 曜隊. o鵡寸 如N緯  喫悔睡鍾喫1翼 妬 懸亡験①ei け諺運懸や⇒ゆe懸区 剛蕊饗 }鰹繋髄灘欝鱗簗 懸 凄。謬 1 臨事嶺e碧葬隠糞  貸懸璽eρ痘瓢  建匿密  o 響.瞭  oi翻漫鷺1淫馨譲彊馨灘邸  謹e  ⇒ゆ済。煮幻濾ρ  題鍛譲 編椥撃喫’ul如  騒簑摺曖 ① }や.轟吏ゆ.蝉  懸.ゆ 宿の 薄鰍憾 製諮ρΦ桶冥ひ頓駅r ,製妬倉。榔妬蝋   糠想曝一》姻慧灸喫准想. 謹懸ハ 躍躍 憲♪、縷“{璽勾⇒ ‡顛矯 如 霞燵あe 料揚為麺攣卜J嗣薗o蝋   灘1eあ潟息ゆゆ璽  逗鞍ム謎羅懸い玲麺≦〉経  尊軸蛙臨ムゆ焔v避初 翻 髄迷1〃あ  塒あ霧r一一i密痩誰例i鍾i隙Q郭’一髄懸 e樫貸卜j慧界震    ゆ 髄 轡製云ゆ遜考蝦・i奴iヨサ藁爲糾マ皆? 駅瀞N猷①睦騎凋翻
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  • タイトル
  • 極限平衡法と上界法・下界法の関係
  • 著者
  • 榎明潔・八木則男・矢田部龍一
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 61〜62
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30818
  • 内容
  • 第25回±質工学研究発表会E−3(岡由〉平成2年6月24極限平衡法と上界法・下界法の開係愛媛大学エ学部 (正)○榎 明潔・八木 則男・矢田部 糖一1.まえがき 著者等は従来のスライスを用いた斜面の安定解析法を次の、点に関して一般化・定式化して、一般化された極限平衡法を提案している。                            φ謹30。、7篇0①任意形状のブロック、非円形すべり面にも適罵可能②ブ欝ック側面でも安全率を定義してその存在範囲を決める③斜面安定、支持力、血厩問題を、同一に扱う そして、すべり線法の解が必ず極限平衡法の解であることを示してきた。象) ここでは先ず下界法の解も一般には極限平衡法の解であることを示す。次に、極限平衡法における側面力仮定にっいての考察をとおして、極限単衡法と上界法・下界法の関係を調べる。最後に、一般化され図一1極限平衡解とすべり線解の関係c麗1、φ躍3ぴ、q濯0::6輩1睾IIIた極限平衡法を用いて、側薗力仮定によっては極限単衡解が上界解あるいは下界解に一一致することを実例で示す。2.極限単衡法とすべり線法・下界法の関係 1 婁 匹 I l,縦 H すべり線法はっりあい式と破壊条件式を満たす応力楊を求める方法でノ  、あり、図一1 のように得られた応力楊から底面がすべり線と一致するように切り出した全てのブロックは極限平衡法の条件(ブロックのつ耳りあい・底断での破壊条件)を必ず満たす。ここで図一1はSo】㎞10vsky1による支持力問題のすべり線法の解である。 一方、下界法もっりあい式を満たし破壌条件式を越えない応力楊を求図一2 極限平衡解と下界解の関係める方法であるから、解の応力場に破壊領域が含まれるなら、図一2の φ=30。ように得られた溶力楊から底面がすべり線と一一致するように切り出した全てのブロックも極限平衡法の条件を必ず満たす。ここで図一2は藷礎轡/./A線,下で主働破壊状態、外部で受働破壊状熊を仮定したによる支持力問題の下界解である。なお、ここでいうすべり線は応力場における特性線のこ(a)滑な壁闘  /『〉胴とで、必ずしも変位の不連続線である必要はないことに注意されたい。3.極限平衡法における側面力仮定の妥当性 極限平衡法(特にスライス法)に多くの方法がある理由は・式の数よ                                  (b)粗な壁面、り変数の数が多い不静定問題を解くための静定化のために導入するスラ     〈イス側面力の仮定に各種のものが考えられるためである。      園一3 受働土圧問題に対する 図一3は受働土圧問題に対するすべり線法の解で、(a)は滑、(b)は粗     すべり線解な壁面に舛するすべり線である。2.で示した極限単衡法がすべり線法の必要条件を求めているという性質を用いて、この問題に対して極限平衡法を用いる場合に妥当な側面力仮定について考える。(8〉はRankiae土圧の応力場に対応しているから鉛直面(たとえばA線)は主応力面であり、この衝上にせん断力は作常しない。衆elation of Limit Eq腿ilibri臆m 蛭et五〇d to UpP駐r aad Lower Bo臆nd Het血ods, 歪1.E且oki,N,Y8gi and R.Yat&be(氾himeUniv.〉一61一  一笏、(b〉においては壁面磨擦の影響で鉛直面は主応力面ではなくなる。結論として、たとえぱスライス側閥のせん断力をゼ簾とするJanbほ簡易法の仮定は(a〉に対しては妥当であるが、(b〉に対しては妥当でない。すなわち、{羅面力に対するイ反定の妥当性は問題によって異なり、常に妥当性を有するような{反定は喜冶Eしない。な:お、一般化された極限平衡法では側面における安全率を仮定するが、たとえば図一3(a)の鉛直面に対しては。。の安全率が対応し、B線に舛してはこれがすべり線であることから1の安全率が対応する。すなわち、一般化された極限平衡法で側面とt・て任意の面を考えるとき、対応した安全率は1と。。の間に必ず存在する。4.極限平衡法と上界法の関係 地盤を一列に並んだブロックあるいはスライス群に分割した場合、支持力や斜面安定を上界法を用いて必ず解析できることは別の発衷2)で述べているので、定式化や解研例はそれを参考にされたい。ここでは、一般化された極限平衡法で側面の安全率を1とした楊合の解が同じブ篇ックシステムに対する上界解と一致することを指摘しておく。この理由は極限平衡法において論しているつりあい系に可容な変位増分場を与えたときの内力のする仮想挫事が上界法で求める内力仕事に一致することから、仮想他事の原理を胴いて説明できる。この原理を用いれば、極限平衡法で側函の安全率を任意に仮驚する場合でも、上界法と同一の手続きで解を求めることができることになる。q評5i。55.極限平衡法で上。下界解が求められた実例c繍1、φ皿30。、q器三、 一般化された極限平衡法を駕いて、ブ撒ック闘面とそこでの安全率7=o、すべり面の初期値」、と4.から推定できることである。図一4は支持力問題で、図示した\、 の選び方によっては、上・下界解と同し解が求められることは、3・陶』、, ’ブロックシステムを用い、すべての面上の安全率を1と仮定したときに求められた極限平衡解でこれは上界解と完全に一致している。 図一5は、図示したスライスシステムを期い・スライス間の安金率図一4を。。と仮定したときに求められた極限平衡解でこれは下界解と完全に一致している。なお、どちらの楊合にも、ブ臓ック間蒲の上端と角度た実例         q。国22,9c=1、φ=300、q篇1、7謬0 / / 〆\、㍗ク\︸は固定して、長さを変イヒさせて支持プコを最ノ」、イヒしており、 図に1示した極限単衡法で上界解が求められ\ 職の’   璽閑 //!!のは最小化後の支持力とすべり顔である。  ’ 一’ 曜 一6.結論 極限平衡解はすべり線解・下界解の必要条件にあたる。極限平衡法におけるブロック側面力の仮定の妥当性は問題によって異なり、常に 図一5 極限平衡法で下界解が求められ妥当な仮定は存在しない。一般化された極限平衡法におけるブ篇ック   た実例側面での安全率開しても、存在範囲が1∼。。であること以外には直接的な手がかりはない。極限平衡法ではブロック間面とそこに作用する力(あるいはそこでの安全率)の仮定の仕方によっては、上・下界解と同じ解が求められる。参考文献1)榎・八木・矢田部:一般化された極限平衡法による安定・支持力解析、第24回土質エ学研究発裟会、pp.1567畦568, 1989.2)Enokieta1.=UpPerBoundムnalysisUsi漁gBlockSystem,翫oceedingsof25舳ムnnua1選egtia呂of 3SS士IEE,三990.一62一
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  • タイトル
  • 埋立地盤の地震増幅特性
  • 著者
  • 森本巌・安田進・土谷尚・田上裕
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 63〜64
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30819
  • 内容
  • 第25園土質工学研究発表会(調 山) 平成2年6月25E−8埋立地盤の地震動増幅特性基礎地盤”ンサルタンッ(株〉正員○森本巌正員 安田進正員 士谷尚基礎地盤コンサルタンツ(株)正員  田上裕基礎地盤コンサルタンツ(株〉九州工業大学工学部1.はじめに 咋年10月に起こったロマプリータ地震(M7・1)による埋立地の被害は岡じような埋立地を抱えるわが国にも大きな衝撃を与えた。わが国でも1987年に千葉県東方沖を震源とするM67の地震で東京湾岸の埋立地が広範囲に液状化した。その原隣は埋立地盤が強度的に弱かったこともさることながら、轡然地盤よりも大きな地震動が生じたことも大きく影響していると考えられる。本報窃は、埋立地盤における地震動増幅特性を践往の地震観測結果と地震応答解析の両方から検討した結果をまとめたものである。 図一1に貿マプリータ地震におけるサンフランシス  0溜 o.24ゴ締訓ト・2コ湾岸地域の最大加速度分布を示す。この分布図は水    o聞¶   窮鵬    *でびの震央距離80∼100kmでは埋立地盤の加速度が地の地盤                 、o             。129  鷺        0.28よりもかなり大きくなっていることがわかる。 図一3は千葉県東方沖地震における最大舶速度と震          バ   .へ央距離の関係である。 これも同様に埋立地盤の舶速度團砂丘   圏醜賑  』}□㈱㈹  囮醐丘麟   単位ga1が地の地盤に比べて大きくなっていることがわかる。145 サンフランシスコ湾羅の最大加速度図一1    (ロマプリータ地震)㊥  虹2疇地表 蓋oo最  BO大加 ⑳轡⑳地 O表 o㊥O  岡加度  40400 Oo3肥      O    ⑳200   O    訟最大速OO     △ OO還(gal)  20500夢       oO度・。。。△塵穐LO巷(唇al)   O ⑳o勧  ㊥⑫..拶㌔8        △o   O           r一一r    59   60   70   80   9β  三〇書  UO30  40 50   哺   70   80   鵠   1陰0  蓋10   震央距離(km〉        震央距離(騒皿)図一3 地表最大加速度と震央距離の関係図一2    (1987年千葉東方沖地震)地表最大加速度と震央距離の関係 (1989年嶽マプリータ地震)Slte 盆esPQnse C溢aracter三stic Q氣 Recla1鳳ed La難d ;lwaQMO盆IMOTO(北iso−jibanConsultantsCo、,Ltd.〉、Susu隅YASUDA(訳yus擁!ast、τSUCHlyAandY眠takaT麟0肥(Kiso−jibaRCoRsultantsCo.,Ltd、〉一63一of Tecね、),Hisas蓋i 3.地震応答解析結果よりみた埋立地の増囁特性 東京湾の埋立地盤(図一4〉を対象として一次発地震応答解折(プログラム”SHAKE”〉を行い、地震動増幅特性を検討した。地層のS波速度はN傭より文献(1〉の式で求め、G,hのひずみ依存性曲線は既往データから平均的な値を設定した。 モデル地盤の一・例を図一5に示す。基盤入力加速慶は地盤の非線形性の影響をみるため、50,100,150,200ga1の4種類とし、地震波形は比較的長周期成分                                          継を多く禽む「八戸港(姶68年十勝沖地震〉賂成分」を基盤入射波に変換したものを罵いた。 なお地震基麹窪は洪積層上面とした。 表一1には地盤の固膏周期,基盤までの深さおよび各基盤加速度簿の地                                             東表最大撫速度を示す。表中の抵弧内の数値は億答倍率(地表最大加速度/                                             京基盤入力加速度(2鋤〉を表している。また図一6には基盤触速度と地表最                                   鷹夢湾大加速度の関係を示す。 この結果より次のことがわかる。 ①.硲答倍率は地点によってかなり異なるが、圭.G∼1、5焙の潤にくるものが多い。②、基盤が深いモデルは鱒答倍灘が低く、基盤が浅いモデルは応答倍率が高いo③「基盤加速度が大きくなるに従って応答倍率は低下し 深土  尉  概                           図㎜4 地震応答解析実施地点N餌 踊    てくるが、その低下傾購は単純ではないo  N皿  庄冥050 度質050 度賞G sO                               表一1 地表最大加速度一・覧表                      Z O                     !                      !15              ユoo                     ノ地齪 ン纏の                ノ〆1☆1             地             機              20G             最 20    20       20             大             触             煽              loo 諺o    コG             度 褥                !              × 馳βG0     田0    200 錫匠琵基盤最大触逗度i区]E)講編編仙)坦ll肥の435l o22且78D593量z50 3毛1             {鯛D40モデル4515L53533 耳I Oio5β7置2‘o 歪8βz5    図一5 埋立士飽盤0358紛 8         の一・例  園一6 基盤加速度と 55               地衰最大茄速度の関係4.観測値と計算値の比較                        露頭基盤最大竣1巡度伽ll5ρ 59“,33) 89“,7ω 5I1卯”3(1.13口o(1.70Il5U,22)q.監5 ε5搾8(1.3ω 55〔耳、肛o)“.18} 95ω.95,持o1“225し70〔1,131‘5『q,0η133{o.8η 8‘i5警z27ll,5の11.5D“.“} 5911.田}L““、‘粋1‘311,‘31田3273〔1,きω 1L.37}(1.80 72300(0,駐51 (o、921207“、3ω田3q,zsl225“.13}2σ『u.飢}口昌{0.ε9)Z75“,3の273“.言”225〔耳.置3}※カノコ内の数値は応答倍率 図一2および図一3からわかるように地震動の観測結果では埋立地盤が硬質地盤に比べて、最大で2∼3倍応』答が大きくなっている。 これに対して地震応答解析より得られる地盤の応答倍率は、最大で三7倍程度である。萄方の応答倍率は定義が違うので、厳密に比較する意味はないが、傾向として地震応答解析による応答倍率が小さいといえるであろう。このような差異の生じる原蓉として次のものが挙げられるo①,地盤剛性の分布………軟弱な下部簿楽購騒(シルト,粘土,〉が厚い場合には、この麗のどこかで大きなひ ずみが集中し、それより上にはエネルギーが伝わらなくなり、その結果応答倍率が小さくなることが多い。②,等価線形法によるモデル化・・一…上記のエネルギー集中による剛性低下および減衰定数の増加は、等緬線 形法を閑いると、助長されるようである。 ③。2次元性・一……一般的に地盤は水平方向には成属しているといわれているが、微視的には地層厚も物性も変化している。特に埋立地盤ではその変化が著しいため、地盤を水平成層と仮定する一次元モデルには限界があるのかもしれない。 ④、3次元性………埋立地盤での大きな加速度は東窟湾,サンフランシスコ湾だけではなく、メキシコ地震(1985〉でも約400kmも離れたメキシコシティでおおきな触速度が生じている。これらの地域に共通していることは、基盤の形状が盆状であり、その上に軟らかい地溺が堆積していることである・ 以上、埋立地盤の地震動特性を予測するにはまだまだ解決していかなければならない点が多い。今後、地震観測地点の地盤特性を考藩して、埋立地盤の増幅特性を検討していきたい。〈参考文献>1〉清水恵助=東京渉地匿における自然地盤ならびに埋立地盤の地質工掌的研究,1984 2〉鰹設省;東宗湾周辺圭色帯の地盤,…卯3 3)鎌akal,a、etaL CSMIP Strong胎tio爲9ecor齢from難e Santa Cr暇Mou蚊ains(しo肥Prleta》Cal遅omねE群th卿櫨e of Octo擁r17,三989,CP鵬  4)擁立防災科学技術センター:1987年12月17日 千葉県東,方沖地震,強震速報Ho、37,婚88                      −64一
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  • タイトル
  • 破砕帯地すべりの土質力学的特性
  • 著者
  • 矢田部龍一・八木則男・榎明潔
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 65〜66
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30820
  • 内容
  • 第25回土質工学研究発蓑会E−6(醗山) 平成2年6月26破砕帯地すべりの土質力学的特性                      愛媛大学工学部 正 ○矢田部龍一、八木則男、榎明潔1.まえがき 変成岩地帯のいわゆる破砕帯地すべりは土質力学的取り扱いが遅れている。例えば、すべり面の強度定数は逆算により求められるのが一般的であるが、排水状態での摩擦角が数度というようなケースも結構見られる。土質力学的には納得できないような強度定数が爽際の設計に使われている。これは、破砕帯地すべりが複雑な現象であり、すべり薗の土のせん断試験結果を周いた解析を行っても実際の現象を説明できない(安全率が1にならないという意味で)ことが多い。そのような理由によりすべり薗の土の強度定数をせん断試験により求めるという初歩的な努力を怠ってきており、その結果、力学的な機構の解明が遅れてきたからである。 本報告では破砕帯地すべりの挙動を解明する第1歩として機構の解明を目的として移動量と降雨量の関係ならびにすべり面の粘土の強度特性を調べた結果を述べる。2.降雨と移動量の相関 破砕帯地すべりの多くは豪雨時に活発な変動を示す。したがって、その挙動は有効応力に支配されていることが予想される。そこで、有効応力と間接的には関係している降雨量と移動量の関係を調べた。 關一1に秩父帯の谷の内地すべり地の観測結果より求めた月間移動量と月閲降雨量の関係を示す。これから移動量と降雨量には正の相関          OOGL−26m    ⑦/侵 8区が認められる。図一2に囎国各地の地すべり地の観測結果より乗めた移動量と降雨量の関係を示す。これは、ばらっきはあるが移動量と降㊥GL一工Om         O/1・仁ω 6∈Φ繭量の関係を原点を通る直線で代表させたものであるn。四国の地すべりの年闇移動量は大きいもので数c跡である。豪雨時に数十㈱から数mも移動する例もあるが、完金に崩壊することは稀である。図に示した以外でも照国の地すべりの多くは移動量と降爾量の聞に正の相関が認められる。u6α40。/言隔2 ⑫/      (Ta負ino“cわilρ¢0ε0    100   200   3qo  dQntれ1y rainfal1 伽m} 以上のことから、破砕帯地すべりの移動挙動は有効応力に支配されていること、崩壊現象ではなくクリープ挙動であることがわかる。し図一1 移動量と降爾量の関係たがって、機構の解明を行うためには有効応力とクリープという観点    (谷の内地すべり)が必要である。霞93.地すべり粘土の強度定数 地すべり粘土の強度定数を求めるにあたって、大きな問題が二っある。一っは蹴れの問題であり、もう一つはビーク強度と残留強度といo優Φ旧う二つの強度の問題である。仙℃りりば有意義である。      グ      TanまめouchiΦ 地すべり地のすべり薗の不かく乱試料を採取することは沖積地盤のそれと比べて非常に難しい。不かく乱試料の強度定数を求めることが     Ikumiρq大変なので.乱した試料のせん断試験結果から強度定数を推定できれ10      Kurokawa5        Nuta        グ        1具uyose       四uしa’同         ノ       Kawado>q−qo鼠       uヒsu引00      2GO     400腿onthlyrainfan(mm 図一3は強度定数に与える乱れの影響を調べた結果の一例である。図一2 四圏各地の地すべり地の岡魏は不かく乱試料と種々の乱れを与えた試料の三動試験より求めた    移動量と降雨量の関係酬ech&縫ic&lch&r&cteristicsGffracturedzonelaRdslide,R.Yat&be,N,Ya8iaΩd図,獄aoki(闘me駈v、)                   一65一 有効応力基準による破壊強度線である。また、試料は鷺波川帯の善徳地すべりのすべり薦より採取した黒色片岩である。これからφ’には乱れの影響は少なく、不かく乱試料のφ7は{ 3 隅樽NC    Zentoku貰り蔵宴2練り返し再圧密試料を痢いて求められることがオ)かる。 残留強度は土質力学では殆ど扱われていない。残留強度は 工   ㎜@7ノξ)FOC  O  d瓢/ 釦粘土に大変位が与えられた時の強度で紬土粒子の配向によりピーク強度よりもかなり小さい値となる。現に動いている地0 0o1  3  3  4  5(σゴ÷σ3’1/2〔kg至1cm21すべりのすべり面の粘土は残留強度になっている部分も多いと書われており.このような地すべりの解析には残留強度に図一3 強度定数に与える乱れの影響関する定数が爾いられる。それに対して.いわゆる初生地すべりの解析にはピーク強度に関する定数が用いられる。 図一4に強度定数(有効応力基準によるピークでの内部摩擦角φ聾、残留状態での内部摩擦角φ,〉と塑性指数Σ,の関係を地質帯別に示すD3’。なお、C’、C,はいずれもゼロで    o恥   o         O O 30  の ロ08_   魯 舶O④ある。これから破砕帯の地すべり枯土のφ’の多くは25。、33。程度であること、残留状態では摩擦角はぴへ・15σ程度低下し、10。、25。となることがわかる。すべり面の粘土は上述したよ一20罫博   OSほnb㈱船φ’10   @ 〃    φ,うな摩擦角を持っているので比較的緩斜面でもすべりが発生   △距kめu  φ■   A 〃    φrする。また、地質帯別にみると三波川帯の粘土のφ’と1,がばらついているのに対して.御荷鉾帯の粘土のそれは比較的似通っている。もっと多くの地すべり地の粘土の強度特性を調べておけば、地質帯あるいは地域毎の特徴を明らかにでき、   OC駈chibu φ「o   田 〃    φ,o20     406G  1P(%〉図一4 φ7 φ,とIpの関係実務的に役立っ。 すべり藏精土のφ’、φ,は以上のように求められるが、                     これを実際の安定解析に適絹するには多くの問題が詑)る。例えば、粘土の強度定数のばらつきの問題である。                      一点の試験結果で全域を代表させることには無理がある。 どの程度のばらっきがあるのか実際に調査する必要がある。その弛にも地すべり粘土の強度を試験により調べ実際の安定解析に鋼いるには多くの問題があるが                        少なくとも粘土の強度定数を求めておくことだけでもしておけば今後の機構の解明に役立つと思われる。5、あとがき 破砕帯地すべりの土質力学的特性の一端について述べた。これまで、破砕帯地すべりは地質構造の複雑さなどにより土質力学的解明が困難であるとされていた。しかし.著者らが調べた隈りでは有効応力の観点を持つこと、土のせん断特性を試験により求めることという非常に基本的立場を持ちさえすれば十分に土質力学的アプローチが可能であると思われる。行致サイドにおいても地すべり粘土の強度特性に関する資料が蓄積されることを期待したい。参考文献1〉矢照部龍一・、八木則男、榎明潔1 破砕帯地すべりの移動特性に及ぼす降雨の影響、地すべり、第26巻、  第3号、pp,40∼46、1989.2)矢細部籠一、八木則男、榎明潔: 破砕帯地すべり粘土の力学特性、土木学会論文集、第406号、pp,43∼  51、1989.3)矢田部龍一、八木躍男、榎明潔、 松田久和:破砕帯地すべり粘土のリングせん駈特性・第25回土質工学  研究発表会、1ggo、一66一
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  • タイトル
  • 1989年ロマ・プリエタ地震における液状化調査と噴砂の物理的特性
  • 著者
  • 沼田淳紀・森伸一郎
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 67〜70
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30821
  • 内容
  • 第25園土質工学研究発表会(岡 山) 平成2年6月27D−71989奪ロマ・プリエタ地震における液状イヒ調萱と蜜砂の物理的性質                         飛鵬建設㈱正会員  森伸一・郎正会員○沼田淳紀1.はじめに 1989年10月17日17時O虚分(現地時間〉に、米國カリフォルニア州サンタクルズ市付近のサンアンドレアス断愚で、マグニチュードMs謀7、三(USGS〉の地震が発生し、人口密度の低い震源域のみならず、震源から100K研北方に離れたサンフランシスコ市(以後SF市と略)とオークランド衛を含むサンフランシスコ湾岸地域(ベイェリァ)に大きな被害をもたらした。この地震は、震源地の山の名前にちなみ、ロマ・プリエタ地震と名付けられた。 高度化の進んだ近代都市の地震被害と被害の発生機構に寄与する地盤の影響とを調査するために、筆者の一人が現地調奮をする機会を得た。ここでは、この地震における液状化の発生状況と構造物被害との関連を述べるとともに、液状化による喰砂の物理的性質なかでも粒度特性とコンシステンシー特性にっいて述べる。2. 液状イヒ発盗状況 地盤の液状化は、サンフランシスコ湾岸地域の北部の埋立地および震源域に近いサンタクルズ市などで数多く発生し、震央から約慧3Km離れた地点においても確認された。園一三に液状化の発生地点を示すσこの図は、UC3のR3、SeedらDによる國を塞にしている。この図で、○はSeedらによるものであり、鐙は筆嶺も確認したものである。なお、湾岸地域の臨海部はほとんど全てが埋立地である。ここで特徴的なことは、湾岸地域では液状化の発生が北部に集中しており、南部には 高架橋     アラメダ軍航空基地          \サンフランシス諦   サ 、アラメダ・リージ鋤ハ㌧ク         ソAiγSS被害    ッ  オークランド国際空港          ラ!/藤1醸燃懇見られないことである。これは、牝部は水締め(Hydr簾1ic−f1ll)による埋め立てであるのに対し、南部は粒度分布のよい山地の士砂による埋め立てかもしくはなんらかの軟弱地盤//対策がなされているという説明で納得できるoこのことは、液状化に対する対策方法を示唆していると考えられる。また、砂ノぜ図には栗林・龍岡の経験式2)による液状化の限界距離を示すo湾摩地域北部埋立地の液状化地点はこの限界線を大きく超え’郎力’トスており、1987年12月の千葉県棄方沖地震において限界線を大きく超えた東京湾臨海部で多くの液状化が見られた例と酷似している。3.㊨震央液状イヒと餐羅造物被害 今回の地震被害は、地盤震害の様相が強いと考えられる3}。肋タ幅ズ市ここでは、液状化と構造物被害の関連について述べ、構造物Ωo。ワトソノ獅に対する液状化の影響を論ずる。今園の助震被害のうち、液状化によると考えられる大きな規模の被害は、①マリーナ地区(Ma∫ina⇒istrict〉におけるガス・水道・下水等の地中埋設管・道路舗装の被害と一部の家屋被害②オークランド国際空港、アラメダ海軍航空基地の滑走酪等とオークランド港湾の空港・港湾施設の被害である。そのほか、湾岸北部では、    モスランディンク■oo10  2G  30距離(㎞塾 OR、BSeedらによるD 働森:噴砂確認・採取匪li一 圭  κ菱 :1犬化発生地点もi邸efactionandStructureDa斑agesiRτlhei989Lo飛aPrletaEalthqua短 and Physical Propel・tiesofLiqじeずledSands:Shln7ichiroMORl,Ats疑跣ol・i醐MAIIA(TOBIS田MACoτporatlon)                       一67一 1,,’一    〆蕉、へ}質拶醐穫麟   綻鋳、糊   鋪羅   ハ   琶     w 写真一1にマリーナ地落の典型的な建物被害である角地の1鮭を駐車場とする4階建て木造アパートの被書を示す。このような被審は、基本的には、軟弱な埋め立て地盤内によって増幅され長周期化された地盤震璽むカ§、 亦目玄寸畠勺{こ1嗣罫生 ・瓢錨態蝦繍霧灘灘灘難、                     写真一2わクランド国際空港  写莫一1マリーナ迦醒の典型的建物被害の現象が被害を助長したものと考えること      の滑走路被害       (角地4階建アパ_卜)ができる。鞭2にオ㎜クラン麟空港の滑走鱒灘害購麟曙…爾戸誹瀦                               騰愉鋤   一腰灘鰻轍醜影灘._.謡、.、’黛罵箋.難.ポ「.被害と判断されるoさらに、この地点は、文献劇によれぱ、給53年                                写真一3AWSS鋳鉄製埋設本管の被審蚤時の海岸線に近く、海彫線と切盛り境騨の間の埋立地にあり、それらの境界とほぼ直交する。また、この埋立地区は19G6年の地震では震度が大きかった。以上のことから、この被害は、地盤の違いによる応力集中かもしくは液状化による鯛方移動が主要因であると考えられる。4.噴砂の物理試験【試験方法】 採取した28試料にっいて、含水量試験、比塾試験、粒度試験およびコンシステンソー限界試験を実施した。また、玉っを除き試料のコンシステンソー限界は酔であったが、一部の試料にっいてはあえて塑性指数を求めるため試験を実施した。試験は漂則としてJIS規格の方法に準拠したが、次の点を若干変えて爽施した。 粒度試験については、①200mm以上の残留物のほとんどが採取時の混在物であるので、200mm通過試料のみを1吏用した。②JIS A1204に示す分敵方法9により分散を行なった。③0、212,0.田O,0.125mmのふるいを膿えた。 コンシステンシー限騨試験については、①液性限界試験では、試料の溝切りは数回に分けて慎重に行なった。②塑性隈界試験では、試料をガラス板止、に3湘程度に平たく押し広げ、径伽矯程度のひもを切り出し、その試料をガラス板上でへらを使い転がし、ひもが切れた特点の禽水比を塑性眼界とした。5)【試験結果】 物理試験結果の一覧表を表一1に示した。地重および粒度は地域ごとにほぼ岡程度の値を示している。確実性の高い噴砂についてみると(表一玉に示す据およびLのもの〉、その粒度特性は、継粒分含有率iΨが42∼972%と広範囲に分布しているのに対し、紬土分禽有率pCは2.7∼9、7%であり少ない。また、均等係数Ucがi「8∼50と小さいのが特徴的である。晦三6の試料は、シルトに分類される。 コンシステンソー限界試験を実施した結果の塑性指数lpは3.2∼9「6と小さく噴砂が低塑牲であることがわかる。なかでも、翼016の試料は通常の方法でlpが求められた。このlpより求めた活性度(Ac司p/PC〉は076であり、や一68一 表一1 1989年10月ロマ プ1ノエタ地震における液状化噴砂の物理的性質(採取地点の構造物被害との対応〉NoPC拭料名 土質分類 比 重  PF%             %D50UcWLI pAc%口m地 形雛窪色  調混夜物および臭気関迷する構造物被薯等3ン舛尋片貝殻片貝殻片畏殻片下水埋設管水道埋設管護岸背面舗袋亀裂角地建物・ガス管披霧勢地建物・水道管被霧家屋・水道管被寄舗装・水道管被寄角地建物披寄家馴皮書マリーナ地区(Mari陥Pistricし》12345578且MA−1漁咽2MA−3恥一4MA−5灘一5撚一7融一aMA−3匡0融一1G塁ユ融一ulSFl卿12,717[S一円022,586〔S−F]’2266517.54.4§965矯1416藍718192.4o.三岨魯,5o,4205.115855O I403ヨ20.620.0(sc》’927082且222324251,玉23773三‘28.ユ§.51.52,6521葺.65.7G,1502.72,5B2呈3.35.20,呈302.6430240o藍4025o,2252.4123436302120畳60223520.o3.8o.畳254.25.4O O844.0駐706285272273901950215028088 1291824lSFlo告【s−F辱繭2266叢26532,67281162ε.60A−2〔S一門’2lS円’監2704267聲25552548255775440GA−4lML)972oA−5モスランディング(Moss LaRdingl矧L一[  (SM)  2符主20窪42糺一2 (SPの   2724肌一3 [S一円’2 269159〔S−F茎’2SC−2 [S−Fr2lSFl■1SC−3ls舛甲1SC−4SC−5SF’1サンフ響ンシスコ7.54.5且45502502,535三3.59.4O,3402,52729.15.90,i20265526蓋31531976252o呈40O【25FraRcisol2654lE灰色LE灰掲色(黄》L灰褐色(黄)海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地LELL認しLELしも?嬉灰魚灰褐魚灰色緑灰色灰色灰掲色緑灰色灰褐色貝般片貝殼片貝殻片角岬7ハ㌧卜・ガス蟹披害員殻片 枯土塊557113角桝ハ㌧卜大破・火事1.1?4躰5o?632044L?LLL灰渇魚緑灰隻貝殻片 小石小石オークランド園際空港灰喝魚(鑓1木片埋設管被害避路舗談亀裂駐車場舗襲亀裂灰褐融(鋤灰褐饒(黄)悪臭も灰色小石盛土被書海兵隊研究施設穴破同   上植え込みの噴砂道路舗茨・2F建物被審盛 土砂 氏砂 丘』E灰編色(黄)LE灰褐色(黄)(埋 土)LEL?茶褐魚灰色黄褐色黄糊色■ 色木片 ]ンクr替臭(埋 土)灰色灰掲漁灰掲色員殻片 コγケll一ト片隠河道旧河道旧溝遊(オー妨ンドプ距刀一ス)もL露L木片 コンクリート片河雌堤防・テニスコー}被憲周   上フ道管破び 地6駐3.4O,2202.o4.o0,2202.427SF嶋iSFq2巳2〔S一門■22,6726.43.50,2402.o28醐一三285o叢go三7正3502.92570270824.34.3IS一円。2SF’1質059[S−Fj’22.5”海岸埋立地海庫埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸埋立地海岸堰立地a闘eda25α6内(Sa霞5.GF胃一1268.9(S−Clり4(S一のSC423.a〔S−Fr2亡s謂02サンククルズ(Sanm Cruzl201.8O i782,571(S−C)自4監59.4o,ユ95呂,42,5?9lSFド10八一監oA一ぴo.155B.3(sc)監3オークランド・アラメダ(Oakla醐A127.55.924海岸埋立地海岸埋立地海摩埋立地海犀埋立熾し?地山し?地山色建物擬傷員穀片貝殻片     AWSS本管破撮3ン弼外  力−似  ガス群管破掲地甲嬬:乱されていない噴砂□まであり確実に噴砂と判断されるゆ,㍑噴砂ロが乱れているが確実に咬砂と判断される。 ㌧?:吸砂と、慰われる(確実性は、5眺程度)。蓼h闘Pとすると(S購1となる。春2:翼Pとすると(S鵜となる。ホ3:蹴すると(S縫》と儲。窒婦Pとすると(S−M》と砺。零5劇蝦郷、」ISに肘蘇通りの方法で求められた。禰の旅と剛韓して求め砺翻こは、塑書蝦界が匡4糀度鰍な確.)PF=細拉分含有串(〈0、074㈲)一PC:粘土分含有串(く0.00頽匿),D50=平均拉径,Uc:均等係数,WL=液性限野,I p:塑性瘤数、Ac:活健度や低い濡性度であることがわかる。他の試料にっいても、ここで求めたlpは、通常の方法と比較して大き目に求まっていると考えられるので、実際には活性度は低いと考えられる。  図一2には全試料の粒径加積曲線を、そして図一3∼6には餐地域別のものを示した。ただし、ここに示した粒罎加積曲線は確実憧の高い噴砂にっいて示してある。アラメダの丼o播の噴砂は他の噴砂と較べ明かに異質であることがわかる。これは、アラメダにあるリージョナルパ砂内クラウ7メモリア1レビザの駐車場の舗装の割れ目より噴出したものである。園一2より、No16を除けぱ、この地震の噴砂の粒度分布は狭い範囲に限定されることがわかる。図一7には、前述のマリーナ地区およびSF市南部で採取した地由の粒度曲線を示した。地山の粒度朗線は、噴砂のそれと農く一致している。このことは、本来地山潜体が液状化しやすい性質を持っていたということ示している。5.日本の事例との比較 千葉県東方沖地震では、東京湾岸埋立地において多くの騰砂が確認された。6,ロマ・プリエタ地震は、サンフランシスコ市においても多くの被害があり、特に埋立地であるマリーナ地区で多くの被害があった。被審程度の差はあるものの、両者の地震では埋立地で多く液状化が発生したという点が特徴的である。  図一8には、ロマ・プリエタ地震における噴砂の粒度分布の範囲を1964年新潟塊震,1983葎段本海中部地震および1%7年千葉察東方沖地震のもの6〕とともに示した。粒疫分布の範匪はロマ・プリエタ地震の噴砂は、千葉藥東方沖地震のものとほぼ同じであることが図一8よりわかる。しかし、試料悔、玉6の曲線を除けば、ロマ・プリエタ地震の噴砂は細粒分の多いように見えるが、ほとんどが細粒分側に片寄っているもののおおむね新潟地震および日本海中部地震の爾地震の噴砂の範囲と重なる。  贋砂の細粒分愈有率PFと粘土分含有率PCの関係を示したものが園一9である。この図には9本の地震の贋砂のデータ4)も併せて示した。地震によらず、PFは広く分布しているがPCはおおむね10以下である。PFが多くてもPCが少なく、シルト分が卓越するのは、海岸埋立、地の噴砂の日米共通の特徴といえる。このような特徴を持っ噴砂は液状化強度が低いことを筆者らは確認している7,8}が、加えて、このように細粒分含有率が多くても、粘土分含欝率が少なく低塑性のシルト質の砂も液状化を起こすことが、ロマ・プリエタ地震においてもわかった。                            一69一 謝 辞:現地調査は、森が文部省調査団に調査協力という形で同行して行なったσ1司行することを快く認めて戴きました國長の京都大学防災研究所教授の亀田弘行先生をはじめ飽の団員の先生方に深謝致します。また、液状化調査の一部は東北大学工学部教授の柳澤栄豫先生と一緒に行なったものである。重ねて感謝致します。さらに、現地調奮では、米国の多くの研究著・技術者の力々にたいへん多くの御協力を戴いた。併せて感謝致します。蕊loo雲loo謝数n誕21横←索中睡呵醐50阻田1日亘50麟噸噸麟璽頻i麟ロマ吻エタ膿  o0、00iG、Oi1GO   0、i   l、O    iG                MA  o0.001雲loo図一3 噴砂の粒径加積曲線(マリーナ)噴砂の粒後加積曲線(全試料)まlooアラメダ駅海嘲50麟噸噸中障田囲50OA蟹蠣蝦  00.00i0o,OOl   o、Oi100   OOi   o,l   i、0   10loo 0,l   l、0    10図一5 噴砂の粒径加積曲線(モスランディング)漢100サンタ勿レズls副a襯}榎予ML粒径D(mm〉       粒径D(餓m〉図一4 噴砂の粒径加積醜線(アラメダ)黛tooモスランデイング(Mossta昌伽gl榎トlAl襯側根景ioo   OO1   0、1   1。0    10      粒 径 D(m国)  l立径D(圃図一2マリーナ晦in訂横十地山榎十中中皿咽50繊田囲50SC覇噸o鼠顛噸oO、Ol  O,l   l,0   10   100O,00iO、001   0.Ol   鞍 径 D(m鵬)図一6蜜ioo損←憲劇50畿姻G図一7噴砂の粒径加積曲線(サンタクルズ)       ノノ!ノ. ぜ_/ノケ  雁賜惚の離Q1麟手葉県東方沖膿の麟蓼珊瞬十餅膿の離Q50一…購螂働離鮒40   粒後D(mm)図一8。麟ロマ靭エタ膿の麟 60一一一新潟地震の噴砂0、oi  o,1   1,0   100、001地山の粒径過積舶線7σ 〆 、〆『      〆/ノ//      ノ 1后        !1,一/! /ん__ロマグ1踊雲嚇       〃!ノノlOO 0.l   l,O   lO粒 経 D(撮m)醐脇籟本欝部緩の麟{侭ゆloo袈30  』H20各地震による噴砂の粒度範囲の比較   撫   iooO       評C=iO寵婚忘華弱ぽび心厚疫)”『−(冊甲用’o o g Q o                               O IO2G301050 60708090田O                                       細粒分含有率PF(%}参考文献                     図一9 噴砂の細粒分含有議押と粘土分奮有率PCの関係1)lll3Scc」.etallThc[G脇al,rl醐llar願uake。r職・bcrl7。髭9BglGc。覧ccl匙・i翻C。跨sidcraU。ns,1’rcl個naryllep。rし。n伽Seis皿Gl。区ical副 1涌1艮cerin麟specしs・fτhcocし・bcrl7,1§巳9s3nしacruz(L。mal’rleし藷》llar噛u3ke、Ucl3/EERC曽89/14諏娯4・198蝋02〉栗林栄一,龍岡文夫,吉田耀一=明治以降の本邦の地盤液状化履歴,土木研究所獄報第35号,197412、蔚柵罐編麗嚴願萎諸欝琴鈎豹顕ζ総ヨ懸饗撒識嚢雛離覆矯薬騰議羅謙謡論塩耀鰯騙爾1:橘・・  PP 5σ3−8Zま5〉蔀1一郎,言翻隆明,’,躰鞍,長谷II隅弘=19875肝難匙餌〔方〆随震で生肱噴砂のコ”ステンシー特1生・第2姻到鷺工学研究魏絵舘灘概劉三・三98駐5  PP,267−2了06)裸IIll一会ll,1躰鞍,長谷III翻’,;1§87年12月圭旧千劃練方沖1膿における1鰍化謝置,窺3回蝦工学研究発瑳絵締1“腰畿蓋9885・PP・943”§457)森lllr一郎,長谷川隠弘=綱核分禽宵率の異なる噴砂の液状化曜寺1盤i 日木建築学会大会学術講演概要梨,198910, p騨439H3928)沼畔紀,太鰍之,鮒榔,麟鰍,淋鞍漁7軒顯勅き1,膿で脳纈砂の灘化特{生(鰍分舗物綴磯騨勺検討),勲回鉢学 会地震工学研究晃衷会,19総7,PP2鑛一244一70一
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  • タイトル
  • 月の開発利用のためのリモートセンシング等調査について
  • 著者
  • 後藤恵之輔
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 71〜72
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30822
  • 内容
  • 第25囲ま質濫学研究発褒会(「轟 LLl) 5F郁ζ2∫F6弄i28B−8月の醗利壌のためのリモートセンシング等調査にりいて長崎大学工学部 正会員 後藤恵之輔■。 まえ力還き 宇宙開発は・大深度地下利尾や海洋闘発と並ぶニューフ瓢ンティアの一つである。宇宙ステーションが1996隼から建設に入り,2000年には運用の段階に入る。これに次ぐステップとして,月さらに火星等惑墨の開発利用が爵画されている. そのためには・月基地や火星基地などを建設しなければならないが・これに先立って月・惑星の探査を行っておく必要がある。本分では,月に焦点を当てて1,これまでに行われたソ連・米国の調査を紹介した後,基地建設のための調査について,調糞対象および項目と観測方法を述べ,さらに具体的な検討例にっいて私見を展開するものである。2。これまでの調査 月に関する探査活動は,これまでソ連と米国によって行われてきた。ソ連のルナ,ゾンドの岡計画と,米国のレンジャー,ルナ・オービター,サーベイヤーおよびアポ獄の各射画がそれである。 (1)ルナ(Luna)辮面 この爵颪は無人探査で,1959隼1月のルナ1暑に始まり1976年のルナ24号で終わった。職に,ルナ3号は地球からは見ることのできない,月の裏翻の写真撮影に成功し,13号ではペネトロメータにより初めて月面の物理的挫質が明らかにされた。さらに,玉7弩ではレゴリス(月の土)の機械的特性の試験がペネトロメータを用いて行オ)れ,18号ではレーダ高度説により地形の変化およびレゴリスの深さが調べられた。月から持ち帰ったサンプルの総重は320kgであった。 (2)サーベイヤー(Surveyer)貢†画 1970年までに人闘を月に弼達させることを目的として’,3つの有人宇宙船計面(アポロ6∼8)と平行して実施された3つの無人探査計画の最後のもの(偲の2つはレンジヤー餅画とルナ・オービター計画)である。その目的は,①月面への軟着陸技術の闘発と検誕・②アポロ月着陸鉛の設群のためのデータの取得(着陸船に対する支持力等)・③月に関する科学的探恋である。この鍬画によって得られた科学的債報の一部を表一工に示す。 (3)アポロ(査pollo)爵唾1 金部で17の宇宙齢が打ち上げられたが伊実際に月を訪れたのはアポロ8,10’v17号である。月面.とでの人閲による探査が行われたのは・玉969無7月20日アポ郎U号   表一1サーベィヤー置聴における観灘鵠と樽られた科鋤潴(_鋤nの蒲陸齢イーグルが初めてで,その後招,14∼17号の鍬6回である。全部で玉2名の宇宙飛行士が月面を歩き2鰻器またはセンサー合計384kgのサンプルを持ち帰った。月面上での実験(S践SS)3。基地建設のための調糞 表一3は,月面に基地を建設するために必要な,リモートセンシングなどの調責による観測対象と必要な観測装置である。地球上とはちょっと違う観測対無を以下にいくつか示す。月衷面掬質の凝集力土壌力学矯表面サンプラー内容の一部を表一2に示す。姫られた科学的箭報男灘撮灘難琴儒写購む)rvカメラ鮫搬羅融と嫉該 飛行勝御ジヤイロ羅螺騨魏欝暴旋せん 黙ll講離逡轡 加遼度計藻査綴抵抗灘度計月表面の濃農、熟慣性,赤外放碧とその方向 奏騰饗 指陶性アンテナ (工)基地材料関係 基地の建設に当っては,材料として月面で簿られる資源 三2貞go1ユo l4一71∼ l5APO1沁 16Apo三lo 三7oOOOSurveysエncludingRem。teSensi轟9・fthe阿。・n£・rltsDevel・pmentan撒ilizati。nlK・Goしob(NagasakiUniversiしy)AgoHoQQo月の塘質闘査土質工学実験Apoユ10QQoOO水素の存在量の掘握が特に重要である。闇鞭1欄翻最1舞畿纈面翻糞 HOQOにコンクリートを胴いることを考えた場合(図一玉)にはApol10婁験内容QOOOやヘリウム等が禽まれているといわれているが,基地建設OOを有効に活用しなければならない。レゴリスの中には水素裂一2 アボロ酵画における月面上での実験内容(㎜部)睾,   (2)環境関{系畏一3 海のリモー}センシング等餌査による嬢測甜餓と必頸な観測捜置”O元楽狙撤OOO0 0レゴリ籾彫さ.分布0水oOQoOoO盗震O融力o放耕叢oO簿粒子.照石0Qoo塘盤の力学的性質地下のあ度分窟0oO O月震 (2)基地構造設言f 薄面は宇宙といっても決して無重力ではなく,地球の三/6グ〉重力がある。このため,規模の大きな構造物は岩盤で支持するのが安全であるが,そうでない場合には支持力や沈下量を推定しておく必要がある。その際ア地球上で麗に実績のある公式に頼らざるを得ない。支持力を算定する場合には,例えばq、1驚αβγ毒Nq+βcN。+γ2DfNq(テルツァギーの式)があり,沈下量を算定する場会には,S冒04∫壽’・。鳳警dh (De Beer      ハ  え ハ の式)やS惣τ  ε  (三一V㌘状チモシェン認の式1などがある。チルツァギーの式ではレゴリスの密度,支持力係数と内部ま     CONCRETE IUP{AR βASE酢1膳醜謙理想的な欄噸ンクリ外2}さつ角φの関係およびφそのもの,馳Beerの式ではN値とレゴリスの厚さ(分かっているだけでも30細こ及ぶ所もある),チモτ』τ髭三繍含水比シェンコの式では弾瞥定数をそれぞれ求めておく必要がある・皮βo (3)遵蹟建設 基地と基地あるいは各種の生産工場を繕ぶには,達絡のための道路がなければならない。道跳建設の方法には,レゴリスに散水して凍結させる工法・レゴリスにレーザービームを照射して融解後固化させる工法などが考えられる。いずれにしても伊レゴリスの熱特性を調べなければならず,サンプルリターンの必要がある。     水の吸収帯射釦馨_ 〕0〆がで㍗旨…“イ、〆\ロき ロフ  ゆウ  コし  きぼ  ぼコ  しア  さりリ  マま  きコ  ユァコ     波摂(!,Rま,図一2 砂(Chelsea sa匪d)の反射特盤3} 謝辞=本文を草するに当たり,2・と3,については文献工)を大いに参照し,4,の(3)にっいては箏宙園発事業極 岩畷 勉氏の談による湧が大きかった。記して深甚の謝意を表する次第である。 参考文献 1) r月・惑星リモートセンシングミッシ董ン調奄委員会」報告書,昭和62隼度(1988,3)および63年度(1989・3)・2)T・D・Li駐,C・ncretel駐むnL,V。L9,N・。7,PP。48−53(Ju1。1987),3)P. ,S曾aiΩ&S.H。駐avis,Re田QしeSensing:TheQuaa七itabive直PProac麟cGra瞬ii1ユ,P,244(1978).一72一口fパ簾責その俺べ肇ヤタ磁力蹄撤粒子計矯峯撫喜麦ならない。o 0Q O岩石・鉱覆地下空潤内飾網造ペクトロメータによりγ線を測定するなどしなければ地下痢造を知ることができる。これに薄して日蔭の場合には,能動型のリモートセンシングが必要で,例えばγ線ス窩肇ルに水の吸叛帯が見られれば7その物質中に水の存在穣レ麦日向の場含には図一2のように鱈象物の反躯スペクトo填形・糟π繍遭水素.ヘリウム3彦 雨 痴 壌住に際しては水や氷の探変が必要となるが,調査地が熱赤聾酵月面でも岡様である。したがって,基地建設および居溜面亀形・地鉦−貰源 人間はどこにいようとも水なしでは生きられない。騒 譲安憂占メ墨どのような大きさの阻石がどのような頻度で落下するかというデータ(落下時の速度も)が必要である。ジモートセンシング置鯵髪窒占メ些瞬闘対象報が要求される。また,建設中および建設後に基地構遭物が唄石によって損傷を受ける危険性があるため,x縁スペクトロメ1タび地下の温度分布の把握が重要であり,人体に有審な親舞講   観   灘   貰   巌放射線や磁力等にっいても炉できるだけ精度の高い惰4.具体的な検討例  (1)生命維持γ縁スペクトヲム 基地外灘壁等の断熱性能を定める必要から,埴表及
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  • タイトル
  • 総合的地盤像の視点
  • 著者
  • 中堀和英
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 73〜74
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30823
  • 内容
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  • タイトル
  • 豊橋市周辺地盤の3次元地盤情報システムについての検討
  • 著者
  • 瀬川進・河邑眞・荒井智美
  • 出版
  • 第25回土質工学研究発表会講演集
  • ページ
  • 75〜76
  • 発行
  • 1990/06/01
  • 文書ID
  • 30824
  • 内容
  • 第25馴土質工学研究発表会C−9(賑1 山} 再三括曳2三卜6月豊橋市周辺地盤の3次元地盤情報システムの検討30豊橋技術科学大学大学院 学生会員 ○瀬川  進豊橋技術秘学大学    正会員  河愚  眞富士通      正会蟹 荒井智葵圭。はじめに 近矩、地方公共団体および大学などの地盤請鰻データベース各種団体において、地盤情報に関するデータベース化と地盤情報システムの構築力暫テわれている。 しカ】し、士斑盤データベースの規格は、現在・検討の段階にある。表示サフシスチム検累サフシス子ム        解擁サプシステムそこで、各・団体では、目的に応じた規格で地盤データをデータベース化し、種々 ・地形図      ・デづの未知点の袖閣  ・2次塑醐披定断面図の表示                    。ボーリング位麗図       (睡傾、地質)       。3次元地屡推定フロックの表承の活尾方法を開発している。本研究では  。ボ_リング桟状図    .クラスタ_分析                    ・等深度7虫平断薗図       (SPSS統霞十ノてッケージ)一活屠例として、豊橋市周辺の地盤デー  ・f錨方向鉛直断面図   ・鰯鋤餓液捌ヒの芋り定タヘースを嗣い豊橋市周辺地盤の地層地盤状態を考察することを目的とした3次                                く出力先〉                                          ユ元地盤情報シス私構築の検討を行った・     出 力  萎傷ツター 3次元的な地履地盤状態の叢定方法と      図一1 東三溝地盤情輯シスチムの構成しては、主体とずる地層推定駈面図より縦し馳彫・ックに・黙る茄の地層齪断醐ここより・r鍛脚鵜蚕鍛華   1     7璽   『主体とした各地潜推定漸面磯問の連続性を考慮する方法を用い  道1簿)、、ている。また、地層ブロックの表示方法としては、コンビューターグこラフィック(CG〉を罵いている。蝶虚三河湾 このシステムは、図一1に示す地盤データの検索・解析・推壼・粥嗣}瞬廃擦19号定地腰データの表示の3つのサブシステムと入カサブシスチム     :より漸さ縦いる・検索においては・Nl醜どの臆方向断  酔2腔リング分布面図、等深度水平断面図なとの検索が行え、解析においては、距離の重みづけによるN燈の来知点での補驚などが行える。表示については・3次元の地屡錐定ブほックの表承において各種の目的に応じた考察を行うことができる表示システムを持つ。また、地盤情報データベースは、地盤データ、地表面標高データ、地形データの3つのデータにより構成されている。図一2は・ボーリング分布暖の検索例である。同時に、この図は本システムの検索範囲と地形データをボしている。検索範囲は、図土地理院発行の2万5千分の1地形図の縦2枚、横3枚の6枚分である。ボーリングの位置や地縢地盤推定のメッシュ分割は、標準地域メッシュコードに基づいて行っている。現在、地盤データの保有数は、881本であり、そのうち、343本については・躊代区分と地質データを憬背している。 東三河における地層地盤状態の概要は、東三河地形区として豊橋・田際臨海部低地、豊川低地、小坂井低TH衆EE鰍E群SlO蹴COLORCO脚丁εRGRAP田CSFO昭睦ESUBSu民FACEGROuNDしAYERA盆OUNDTOYOHAS“IAss。clatepr・ぐess。r,T・y。 ashlUniversity・fTechn・1・gy・NAKOτOKA)AMURAGraduate,ToyohasmUniversityofTechnol・gy・SUSU剛S冠GA)A Engineer,FuJitsuCo.Lもd・,TOMO門IARAl                     −75一 地、豊川左岸段廷、高師原・天伯原台地など8地区に分けられる。また、地   平野部    丘陵部癌構成としては、沖積層(上部砂礫屡、上部砂層、上部粘土層)、新期洪積屡(下部砂礫縢、下部粘土膚)、中・古期洪積櫻からなっている。         砂。祉.砂礫                                            (新期洪積贋) 地層分割に隅いた要因は、クラスター分析による葬類似度と地質学の4つ                                     砂(沖積層)の基本原理である。クラスター分析には・土質データ(土質名・色調・特性・ 砂礫                                     (新期洪穣層〉   砂・粘土・砂礫N値〉、地質ヂータ(地形区、時代区分、地質)、位醗データ(深度、ボー         (中瞭,顯暦)リングの水平問隔〉をデーダとして用いている。土質データは、砂礫、中砂、                                      図一3 地層モデノレ粗砂を砂屡、また、粘土、シルトを粘土・シルi・縢としている。地蟹データの時代区分と地質については、東三河の R25g                      備(m〉地層蹴と膿データを備す騨一:ノ1 重76m l了9−81 監85葺88一0ゆ              Oo O          QQoo、劃溌︵           o\石QoO  o ングデータを考慰し推定している。ここ 皿親娚洪綱 σ冒そ》O σ o   O oで、地層分割の雄定例を示す。推定位置      ’『“懲ε』                                                lo沖槻層        O r.Fは図一2に示す位遷で、時代区分と地質.。。。3。OP。’『 ._ 。。・。8馨Q。。。・  一中期洪根O  o・き=’oo旧瞬﹁、一悶洪縮                    新期洪薯貫層r0 )oc   .・1イ・   、,窯。。。。。D。  。。 oQデータは、図一3に氷す地層モデルを用                             oo o・いている。図一4,が、地層分割の推定結果である。                                          一箋om      筋『     鷹 地履ブロックの大きざは、地履漸面図      圏 砂  園鰍  屡祐土’シルトの推定における信頼性が高くなることと、        図一4 地層推定漸薗図異なる方向で推定した地層断面図の連続髄加えることができるシスデムで決定し   難難:ζ『・ている・また・地彫ロックは・地雛定    ,ご鎗驚滋懸…1鷲 」.噺面図のメッシュによる分割により決定する。本研究で推定を行った地域は、図一2形の表示など6種類8バータンで行うことができるo図一5に金面の衰承例を示す。この表示例は、本システム上ではカラーで                          図一5 地層ブほック全面の裏示あるが、本梗概においては、印刷の都合上、臼黒となっている。カラー表示例については講演時に紹介する・5.おわりに 本研究で構築したシスデムにおいて、2次元地層断面図の推定では、クラスター分析の葬類似度と地質学における4つの基本原理を用いて愛知県が昭和56年に行った調査2)で推定した地膳断面図に類似した地層の分割が行えた。また、3次充的な地獺地盤状態の推定は、細部においては今後の研究が必要と患われるが・推定を行った地域の全体的な地層の分布状態の推定においては・成果が上げられている。                      【参考文献}   1〉建設省計画局、愛知県:愛知県榮三湾地区の地盤(都市地盤調査報告書第4巻〉(1963)   2)愛知県防災会議地震部会:愛知県の地質・地盤(資料編その2、三河部)(1981)                      一76一
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