JP2002005922A - 飽和地盤作成装置 - Google Patents

飽和地盤作成装置

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JP2002005922A
JP2002005922A JP2000187366A JP2000187366A JP2002005922A JP 2002005922 A JP2002005922 A JP 2002005922A JP 2000187366 A JP2000187366 A JP 2000187366A JP 2000187366 A JP2000187366 A JP 2000187366A JP 2002005922 A JP2002005922 A JP 2002005922A
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saturated ground
housing
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Sunao Kunimatsu
直 国松
Motoharu Jinguji
元治 神宮司
Masanori Hamada
政則 濱田
Hironobu Izumi
博允 泉
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Taisei Corp
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Taisei Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 均一で緩詰めである砂質土層からなる飽和地
盤の作成が短時間で低廉にできる飽和地盤作成装置を提
供する。 【解決手段】 砂質土Sが収容される土槽11であって
砂質土Sの通過が不能で水Wの透過が自在である底板
(分散板11a)を備えるものと、底板(分散板11
a)の下側全体に亘って添設されるハウジング12と、
砂質土Sの中を下側から上側まで透過する水Wを、ハウ
ジング12及び底板(分散板11a)を通じて、土槽1
1に供給する供給手段(第一供給手段13)と、砂質土
Sの中を透過した水Wを土槽11から排水する排水手段
14と、を含み、砂質土Sの中における水Wの透過は、
上昇速度が0.03cm/sから0.15cm/sまで
の範囲にあって砂質土S全体に亘って略均等になされる
飽和地盤作成装置である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、地震時等における
地盤の液状化実験(以下、液状化実験という)に用いら
れる均一で緩詰めである砂質土層からなる飽和地盤の作
成をすることができる飽和地盤作成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来のこの種の飽和地盤作成装置として
は、土槽と、土槽に水を供給する供給手段と、水を貯え
た状態における土槽に砂質土を投入する投入手段とから
構成されるものがある。
【0003】かかる飽和地盤作成装置によれば、供給手
段により水が貯えられた土槽に投入手段により乾燥砂を
徐々に投入して水中で自由落下させることにより、均一
で緩詰めである砂質土層からなる飽和地盤の作成をする
ことができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
飽和地盤作成装置では、水中で砂を自由落下させるた
め、飽和地盤の完成までに長時間かかってしまう。ま
た、設備も大規模化するため、膨大な費用が必要とな
る。
【0005】加えて、乾燥砂を得るのに別途の設備を要
し、しかも、該設備で乾燥砂を得るのに長時間かかって
しまう。
【0006】従って、本発明が解決しようとする課題
は、均一で緩詰めである砂質土層からなる飽和地盤の作
成が短時間で低廉にできる飽和地盤作成装置を提供する
ことにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明に係る飽和地盤作
成装置は、砂質土が収容される土槽であって該砂質土の
通過が不能で水の透過が自在である底板を備えるもの
と、前記底板の下側全体に亘って添設されるハウジング
と、前記砂質土の中を下側から上側まで透過する水を、
前記ハウジング及び前記底板を通じて、該土槽に供給す
る供給手段と、前記砂質土の中を透過した水を前記土槽
から排水する排水手段と、を含み、前記砂質土の中にお
ける水の透過は、上昇速度が0.03cm/sから0.
15cm/sまでの範囲にあって該砂質土全体に亘って
略均等になされることを特徴としている。
【0008】本発明に係る飽和地盤作成装置によれば、
土槽に収容された砂質土の中を水が下側から上側まで一
定範囲の上昇速度で該砂質土全体に亘って略均等に透過
するので、均一で緩詰めである砂質土層からなる飽和地
盤の作成が短時間で低廉にできることになる。
【0009】このような技術的手段において、前記ハウ
ジングとしては、底板の下側全体に亘って添設されるも
のであって、供給手段による円滑な水の供給を確保し得
るものであれば適宜選定して差し支えない。
【0010】但し、砂質土における水の透過の均等性を
強制的に確保しようとする観点からすれば、前記ハウジ
ングは、前記底板に対して割り付けた複数の領域に仕切
られていると共に、前記供給手段は、前記複数の領域の
夫々を通じて水を供給するものであることが好ましい。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいて本発明を詳細に説明する。
【0012】◎実施の形態1 図1は本発明の実施の形態1に係る飽和地盤作成装置の
概略構成を示す斜視図である。
【0013】この実施の形態1において、第一飽和地盤
作成装置1は、同図に示すように、土槽11と、ハウジ
ング12と、第一供給手段13と、排水手段14とから
構成されている。以下、各構成要素について説明する。
【0014】(1)土槽11 土槽11は、液状化実験で用いられる均一で緩詰めであ
る砂質土層を形成することになる砂質土Sが収容される
ものであって、液状化実験では振動土槽11として用い
られる。
【0015】この土槽11は、底板としての分散板11
aを備えている。分散板11aは、砂質土Sが通過しな
いようになっているが、水Wが自由に透過するようにな
っている。このような分散板11aにより、砂質土Sの
ハウジング12の中への浸入を阻止することができ、も
って第一供給手段13による円滑な水Wの供給が確保さ
れることになる。加えて、この分散板11aにおいて
は、水Wの分散を図りながら水Wの透過がなされるよう
になっている。即ち、この分散板11aは、砂質土Sの
中における水Wの透過が均等になされるよう助ける役割
を果たす。
【0016】(2)ハウジング12 ハウジング12は、分散板11aの下側全体に亘って添
設されている。水Wは、分散板11aの下側全体に亘っ
て透過するようになっている。即ち、このハウジング1
2は、砂質土Sの中における水Wの透過が均等になされ
るよう助ける役割を果たす。
【0017】ここで、粒度の変化が大きい等の砂質土S
を用いて液状化実験を行う場合、水Wの透過が砂質土S
全体に亘って均等になされない事態を招くことが懸念さ
れる。しかし、この実施の形態1においては、ハウジン
グ12が分散板11aに対して割り付けた複数の領域1
2aに仕切られていると共に、複数の領域12aの夫々
に対して第一供給手段13が連結されている。従って、
第一供給手段13による水Wの供給が複数の領域12a
の夫々を通じてでき、もって砂質土Sの中における水W
の透過の均等性がいわば強制的に確保されることにな
る。
【0018】(3)第一供給手段13 第一供給手段13は、砂質土Sの中を下側から上側まで
透過する水Wを、ハウジング12及び分散板11aを通
じて、土槽11に供給するものである。この第一供給手
段13は、砂質土Sの中における水Wの透過が上昇速度
が0.03cm/sから0.15cm/sまでの範囲に
あって砂質土S全体に亘って略均等になされるように、
水Wの供給を行う。
【0019】この実施の形態1においては、ハウジング
12が分散板11aに対して割り付けた複数の領域12
aに仕切られていることから、第一供給手段13は、複
数の領域12aの夫々を通じて水Wを供給するようにな
っている。
【0020】この実施の形態1においては、第一供給手
段13は、具体的には、大量の水Wの供給を行う供給貯
槽13aと、資源の有効活用の観点から設けられる浄化
処理槽13bと、一方の端部が供給貯槽13aに連結さ
れ、他方の端部が複数の領域12aの夫々に連結される
供給管13cと、一方の端部が排水手段14に連結さ
れ、途中部分で浄化処理槽13bに連結され、他方の端
部が供給貯槽13aに連結される排水管13dと、供給
管13cにおいて水Wの供給を行う供給ポンプ13e
と、排水管13dにおいて水Wの排水を行う排水ポンプ
13fとから構成されている。このような第一供給手段
13により、大量の水Wの供給が可能となるばかりか、
大量の水Wをリサイクルを図りながら有効に活用できる
ことになり、メンテナンスにかかる費用の低廉化が図ら
れることになる。
【0021】(4)排水手段14 排水手段14は、砂質土Sの中を透過した水Wを土槽1
1から排水するものである。この排水手段14は、具体
的には、土槽11の両側部であって砂質土Sの上側に設
けられる排水口14aと、排水口14aから排水された
水Wを一旦受ける受水槽14bとから構成されている。
受水槽14bに対して排水管13dが連結されている。
即ち、この排水手段14により、第一供給手段13によ
り土槽11に供給される水Wの量に対応した水Wの量を
土槽11から排水できることになる。
【0022】尚、排水口14aとしては、図示しない
が、砂質土Sの中を透過した水Wにより形成される水面
を作成後の飽和地盤の地表面の高さに設定できる可動式
に構成してもよい。
【0023】次に、図1を用いて、この実施の形態1に
係る第一飽和地盤作成装置1の作用について説明する。
尚、供給ポンプ13e及び排水はポンプはともに停止し
ているものとして説明を開始する。
【0024】今、液状化実験が終了した後であって、砂
質土層からなる地盤は間隙比が相当に小さい密詰めの状
態にある。
【0025】このような状態において、供給ポンプ13
eが作動すると、供給貯槽13aの水Wは、供給管13
cを通じて、ハウジング12の複数の領域12aの夫々
に供給される。
【0026】複数の領域12aに水Wが充填されると、
複数の領域12aの水Wの夫々は、分散板11aを通じ
て、土槽11に供給され、続いて砂質土Sの中を下側か
ら上側まで透過する。
【0027】水Wの供給は、砂質土Sの中における水W
の透過が上昇速度が0.03cm/sから0.15cm
/sまでの範囲にあって砂質土S全体に亘って略均等に
なされる(複数の領域12aの夫々について同じ上昇速
度でなされる)。
【0028】このとき、砂質土Sの中で透過していく水
Wは、砂質土Sの土粒子を浮き上がらせるように作用す
るため、密詰めの状態にあった砂質土層からなる地盤
は、急速に間隙比が大きくなり、緩詰めの状態へと変化
していく。
【0029】そして、このような水Wの透過が短時間
(この実施の形態1においては約60秒間と設定した)
継続してなされることにより、均一で緩詰めである砂質
土層が形成されることになる。
【0030】砂質土Sの中を透過した水Wは、排水手段
14を通じて、土槽11から排水され、排水管13dを
通じて、浄化処理槽13bに収容される。浄化処理槽1
3bで浄化された水Wは、排水ポンプ13fにより、排
水管13dを通じて、供給貯槽13aに収容され、再利
用されることになる。
【0031】従って、この実施の形態1によれば、土槽
11に収容された砂質土Sの中を水Wが下側から上側ま
で一定範囲の上昇速度で砂質土S全体に亘って略均等に
透過させることができる。また、従来の飽和地盤作成装
置のように、土槽11に砂質土Sを投入する投入手段や
乾燥砂を得るのに別途の設備等の大規模設備を必要とす
ることがなく、飽和地盤の作成や乾燥砂の取得に長時間
かかるということもない。よって、均一で緩詰めである
砂質土層からなる飽和地盤を短時間で低廉に作成でき
る。
【0032】◎実施の形態2 図2は本発明の実施の形態2に係る第二飽和地盤作成装
置2の概略構成を示す斜視図である。尚、実施の形態1
と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号
を付してここではその詳細な説明を省略する。
【0033】この実施の形態2に係る第二飽和地盤作成
装置2は、同図に示すように、実施の形態1と略同様で
あるが、実施の形態1の第一供給手段13の代えて、ハ
ウジング12の複数の領域12aの夫々に水Wを充填す
る充填手段(図示外)と、ハウジング12の複数の領域
12aの夫々の内部に設けられ、上下動が自在であって
複数の領域12aの夫々の水Wを短時間で土槽11に押
し出す押し出し板23aとからなる第二供給手段23を
有している。尚、押し出し板23aにはジャッキが含ま
れる。ここで、水Wの供給は、実施の形態1と同様、砂
質土Sの中における水Wの透過が上昇速度が0.03c
m/sから0.15cm/sまでの範囲にあって砂質土
S全体に亘って略均等になされる(複数の領域12aの
夫々について同じ上昇速度でなされる)。
【0034】従って、この実施の形態2によれば、第一
供給手段13と同様の役割を果たす第二供給手段23を
有しているので、実施の形態1と同様の効果を享受する
ことができる。
【0035】
【発明の効果】本発明に係る飽和地盤作成装置によれ
ば、以上のように構成したため、均一で緩詰めである砂
質土層からなる飽和地盤を短時間で低廉に作成すること
が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る飽和地盤作成装置
の概略構成を示す斜視図である。
【図2】本発明の実施の形態2に係る飽和地盤作成装置
の概略構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
1…第一飽和地盤作成装置 2…第二飽和地盤作成装置 11…土槽 11a…分散板(底板) 12…ハウジング 12a…複数の領域 13…第一供給手段(供給手段) 13a…供給貯槽 13b…浄化処理 13c…供給管 13d…排水管 13e…供給ポンプ 13f…排水ポンプ 14…排水手段 14a…排水口 14b…受水槽 23…第二供給手段(供給手段) 23a…押し出し板 S…砂質土 W…水
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 泉 博允 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 Fターム(参考) 2D043 AA09 BA10

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 砂質土が収容される土槽であって該砂質
    土の通過が不能で水の透過が自在である底板を備えるも
    のと、 前記底板の下側全体に亘って添設されるハウジングと、 前記砂質土の中を下側から上側まで透過する水を、前記
    ハウジング及び前記底板を通じて、該土槽に供給する供
    給手段と、 前記砂質土の中を透過した水を前記土槽から排水する排
    水手段と、を含み、 前記砂質土の中における水の透過は、上昇速度が0.0
    3cm/sから0.15cm/sまでの範囲にあって該
    砂質土全体に亘って略均等になされることを特徴とす
    る、飽和地盤作成装置。
  2. 【請求項2】 前記ハウジングは、前記底板に対して割
    り付けた複数の領域に仕切られていると共に、前記供給
    手段は、前記複数の領域の夫々を通じて水を供給するも
    のであることを特徴とする、請求項1に記載の飽和地盤
    作成装置。
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