JP2004257171A - 盛立面の転圧管理方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】盛立面の転圧管理作業と並行して、盛立材料の品質を高精度に評価することができると共に、労力、時間及び費用を大幅に低減できる盛立面の転圧管理方法及び装置を提供する。
【解決手段】予め振動ローラで試験用材料を転圧するときに振動ローラに発生する振動加速度と、振動加速度に対応する試験用材料の内部摩擦角φや含水比ｗ、密度との関係を示す情報を取得する（Ｓ１〜Ｓ３）。次に、実際に盛立面を振動ローラで転圧するときに発生する振動ローラの振動加速度を計測する（Ｓ４）。次に、盛立面の転圧時に計測された振動加速度を、予め取得された情報とから内部摩擦角や密度を即座に算出して、盛立面が所定品質の地盤となっているか否かを判定する（Ｓ５）。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は盛立面の転圧管理方法及び装置に関し、更に詳細には広範な盛立面の締固め状態を非破壊で計測する方法とこれを実施するための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、例えば盛立施工した地盤はそのままでは通常の地盤に比較して密度が低く軟弱である。このため広い範囲を盛立した場合には大型振動ローラを用いて盛立材料に振動と荷重を加え材料を締固める（転圧する）ことが必要である。
【０００３】
特に、ダム用地、道路用地、空港用地、鉄道用地、及び宅地造成地では長年にわたり地盤に負荷がかかるため転圧を入念に行う必要がある。この際、盛立てした地盤の品質を評価することが不可欠となるが、例えば土を盛土する場合、従来は以下のような方法によって密度を測定することにより間接的に評価していた。
【０００４】
本来、盛立地盤にはすべりに対する安定性が要求され、品質管理もこれに対応して転圧盛立地盤のせん断強度（内部摩擦角）を指標とすることが望ましいが、そのような強度管理を日常的に行っている事例は皆無である。
【０００５】
地盤の密度を測定するには、例えば砂置換法、水置換法、ＲＩ（ラジオアイソトープ（放射性同位元素））法などがある。これらのうち、砂置換法や水置換法は、地盤を掘削して粒径の揃った砂または水により置き換えることにより掘削した穴の体積を求め、これを掘削地盤の質量を求めた体積で除すことにより湿潤密度を求めるものである。
【０００６】
また、ＲＩ法では線源から伝わるガンマ線で材料の湿潤密度を求め、中性子線で含水量を求め、これらから乾燥密度と含水比を求めるものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の盛立地盤の評価方法は、地盤の転圧後における品質確認のために行われるものであり、転圧中の品質管理という面では何ら貢献しないものであった。
【０００８】
また、従来の評価方法においては、多大な労力と時間及び費用を要するため、測定頻度がきわめて少なくなってしまい、盛立面全体の正確な評価ができなかった。例えば置換法においては、地盤が粒径の大きなロック材料などの場合、大量にサンプルを取る必要があるため、多大の労力と費用がかかる。
【０００９】
また、非破壊のＲＩ法にしても、空港用地等の広大な範囲をすべて計測するには、膨大な手間がかかり、転圧中にリアルタイムに値を求め、転圧不足に対処することは困難である。
【００１０】
本発明者等は、地盤の転圧時に振動ローラに発生する振動加速度と地盤の含水比及び内部摩擦角、又は振動加速度と密度とが相関関係を有し、振動加速度を介して、含水比及び内部摩擦角、又は密度などの盛立面の品質を面的且つリアルタイムに判定できることを見出した。
【００１１】
本発明はかかる事情に鑑みてされたもので、盛立面の転圧管理作業と並行して、盛立面の品質を面的且つリアルタイムに判定できると共に、労力、時間及び費用を大幅に低減できる盛立面の転圧管理方法及び装置を提供することを技術的課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明の盛立面の転圧管理方法は、前述した技術的課題を解決するために以下のように構成されている。
【００１３】
すなわち、振動ローラによって盛立材料を転圧する際の管理方法であって、予め前記盛立材料から採取した試験用材料を前記振動ローラで転圧するときに、前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の内部摩擦角との関係を示す情報を取得し、前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに発生する前記振動ローラの振動加速度を計測し、前記盛立面を転圧するときに計測された前記振動加速度と、前記予め取得された関係とから内部摩擦角を求め、前記盛立面が所定の内部摩擦角の地盤となっているか否かを判定することを特徴とする。
【００１４】
本発明によれば、転圧作業時に振動ローラの振動加速度を計測するだけで、盛立面全体の品質を正確に評価できると共に、盛立面の品質管理に要する労力、時間及び費用を大幅に低減できる。
【００１５】
また、前記振動加速度と前記材料の含水比の関係を予め盛立材料で取得し、前記材料の含水比と内部摩擦角との関係を予め室内試験で取得し、前記両者の関係から前記盛立面における内部摩擦角を判定し、この判定された内部摩擦角を基準値と比較して前記盛立面が所定品質の地盤となっているか否かを判定することができる。
【００１６】
この場合は、転圧時に振動加速度から含水比を判定し、これを予め室内試験で求めた含水比と内部摩擦角の関係と比較することによって、盛立地盤における内部摩擦関係を判定できるので、盛立面全体の品質をくまなく、且つリアルタイムに判定できる。
【００１７】
ここで、振動加速度（乱れ率）と内部摩擦角の関係を直接求めず、含水比を介在させる理由は、通常内部摩擦角と含水比との関係が、別途に先行して求まることが多いからである。
【００１８】
すなわち、たとえばロックフィルダムにおいては、工事の本格着手前に、建設用地付近の材料を採取し、室内試験によって内部摩擦角を調べ、盛立材料としてふさわしい品質の材料かどうかを吟味する。
【００１９】
三軸圧縮試験などで内部摩擦角を求める時、含水比も同時に測定するのが普通であり、この時点で内部摩擦角と含水比の関係が既に得られている。
【００２０】
しかし、この段階では使用する振動ローラの機種すら決まっていない全く工事着手前の時期であり、振動加速度と含水比の関係を調べるため転圧試験は未だ実施することができない。
【００２１】
工事が本格化し、振動ローラの振動加速度を測定する転圧試験を実施する際には、非常に高価な三軸圧縮試験を改めて実施することは避けたいので、測定が簡単で安価な含水比測定試験のみ実施して、振動加速度と含水比の関係を取得し、これを先に得られた内部摩擦角と含水比との関係と比較して、内部摩擦角を評価するのが現実的である。
【００２２】
また、本発明は、振動ローラによって盛立面を転圧する際の管理方法であって、予め試験用材料を前記振動ローラで転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、振動加速度に対応する前記試験用材料の密度との関係を示す情報を取得し、前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに発生する前記振動ローラの振動加速度を計測し、前記盛立面を転圧するときに計測された前記振動加速度と、前記予め取得された関係とから、前記盛立面が所定の密度の地盤となっているか否かを判定することを特徴とする。
【００２３】
本発明においても、転圧作業時に振動ローラの振動加速度を計測するだけで、盛立面全体の品質を正確に評価できると共に、盛立面の品質管理に要する労力、時間及び費用を大幅に低減できる。
【００２４】
上記盛立面の転圧管理方法は、以下のような装置により実施することが可能である。
【００２５】
すなわち、この装置は、盛立面を転圧するための振動ローラと、前記振動ローラに搭載され前記振動ローラの振動加速度を計測する加速度センサと、前記振動ローラで試験用材料を転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の内部摩擦角との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに計測された前記振動ローラの振動加速度と、前記記憶手段に記憶されている前記関係とから、前記盛立面が所定の内部摩擦角の地盤となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００２６】
また、この装置は、盛立面を転圧するための振動ローラと、前記振動ローラに搭載され前記振動ローラの振動加速度を計測する加速度センサと、前記振動ローラで試験用材料を転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の密度との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに計測された前記振動ローラの振動加速度と、前記記憶手段に記憶されている前記関係とから前記盛立面が所定の密度の地盤となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００２７】
前記加速度センサとしては、ストレインゲージ、ジャイロセンサなどの機械式センサが利用できるのは勿論、レーザー光の速度差を利用した無接点センサを使用することもできる。
【００２８】
また、前記振動ローラの位置を計測する位置検出手段を備えることができ、この場合には振動ローラの位置と地盤の内部摩擦角、又は密度とを関連付けることができるので、転圧すべき地盤をもれなく所定の品質になるまで転圧できる。
【００２９】
前記位置検出手段としては、ＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ 全地球測位システム）を利用することができる。
【００３０】
また、前記振動ローラに、前記加速度センサで得られた情報を外部に送信する送信手段を備えることができ、この場合には外部でデータの管理ができる。
【００３１】
また、前記振動ローラに、前記位置検出手段で得られた情報を外部に送信する送信手段を備えることができ、この場合も外部でデータの管理ができる。
【００３２】
送信手段としては、無線ＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）を利用できる。
【００３３】
また、前記振動ローラに、前記判定手段による判定結果を表示する表示手段を備えることができ、この場合は振動ローラのオペレータが盛立面の品質を判断しながら振動ローラを操作できる。
【００３４】
また、前記振動ローラに、前記位置検出手段で得られた情報を表示する表示手段を備えることができ、この場合は振動ローラのオペレータが振動ローラの位置を認識できるので、転圧すべき範囲をもれなく転圧できる。
【００３５】
また、前記振動ローラに、前記判定手段による判定結果を外部から認識可能に表示する表示手段を備えることができ、この場合には振動ローラをリモコンなどで外部から操作して、盛立面をもれなく所定の品質になるまで転圧できる。
【００３６】
また、前記振動ローラの位置と、この位置における前記盛立面の前記判定手段による判定結果をグラフ化する手段と、前記グラフを表示する表示手段とを備えることができ、この場合は盛立面の品質を即座に判断できる。
【００３７】
また、前記振動ローラに、各種情報を外部に送信する送信手段を備えると共に、前記各種情報を記憶する記憶手段を備え、前記記憶手段に記憶されている前記各種情報を外部から変更可能にできる。
【００３８】
また、前記各種の情報に基づいて、三次元的に前記盛立面の任意空間における前記盛立面の物性値を把握することができる。
【００３９】
上記各構成要素は、可能な限り自由に組み合わせることができる。
【００４０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る盛立面の転圧管理方法及び装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
（第１実施形態）
図１は、本発明の盛立面の転圧管理方法を示すフローチャートである。この転圧管理方法は、振動ローラによって盛立面を転圧する際の管理方法であって、予め実験を行い、盛立に使用する材料から試験用材料を採取し、この試験用材料から更に供試材料を採取し、この供試材料を実験室などで圧縮せん断して、内部摩擦角を求めこれと含水比との関係を測定する（ステップ１）。
【００４１】
また、この試験用材料を振動ローラで転圧するときに、振動ローラに発生する振動加速度と、この振動加速度に対応する試験用材料の含水比を測定する（ステップ２）。
【００４２】
次に、ステップ１で測定した試験用材料の供試材料の含水比と内部摩擦角との関係を、ステップ２で測定した転圧時における振動加速度と含水比との関係と比較し、試験用材料の振動加速度と内部摩擦角との関係を検出する（ステップ３）。
【００４３】
次に、盛立面を振動ローラで転圧するときに発生する振動ローラの振動加速度を計測し（ステップ４）、この計測された振動加速度を、上記予め取得された情報、すなわち、試験用材料の振動加速度と内部摩擦角との関係から内部摩擦角を算出して、盛立面が所定品質の地盤となっているか否かを即座に判定する（ステップ５）。
【００４４】
上記のように、盛立面の転圧時に振動ローラに発生する振動加速度から、内部摩擦角を検出する理由、及び内部摩擦角を検出するのに含水比を測定する理由を次に説明する。
【００４５】
地盤の材料が例えば土であった場合、地盤の安定性を支配するのは土のせん断強さであり、土のせん断に対する抵抗は粘着力と内部摩擦力との合成力である。そして、土に発生するせん断応力がせん断強さより大きくなったときに、破壊が起こる。
【００４６】
ところで、土の粘着力は土の粒子が互いに引き合う力に起因する抵抗であり、粘土のように粒子が小さいほどこの力が優勢となる。また、内部摩擦力は、土粒子の機械的な噛み合わせによって生じる抵抗であり、粒子が大きいほどこの力が優勢となる。
【００４７】
一方、土にせん断力が作用した場合に、すべり面の法線方向に働く力をＱ、すべり面に沿って働く摩擦力をＲとすると、Ｒ＝Ｑｔａｎφが成り立つ。角度φは、すべり面の法線方向とせん断力の方向とのなす角度であり、摩擦角と呼ばれる。また、ｔａｎφを摩擦係数と呼ぶ。
【００４８】
いま、土中のある面において物体が摩擦抵抗にうち勝って動き出す瞬間を考えると、土中のせん断応力τが土のせん断強さｓに達したときであるから、ｓ＝σｔａｎφとなる。このとき、摩擦角φを土の内部摩擦角という。この内部摩擦角φを検出することによって、土の品質を判定することができる。なお、ロックフィルダムなどの盛立面に使用する土は粘土分がほとんどないので、粘着力は考慮する必要がない。
【００４９】
一方、内部摩擦角φは含水比ｗと一定の相関関係がある。土の内部摩擦角（せん断抵抗角）φは、地盤工学会基準「土の圧密排水（ＣＤ）三軸圧縮試験方法」（ＪＧＳ ０５２４−２０００）によって測定する。含水比ｗは、日本工業規格「土の含水比試験方法」（ＪＩＳ Ａ１２０３：１９９９）によって測定する。
【００５０】
ところで、内部摩擦角φの測定に要する労力、時間及び費用は、含水比ｗの測定に要する労力、時間及び費用に比べて非常に大きく、また、盛立面の内部摩擦角を直接測定するのは難しい。これに対して、盛立面の地盤の含水比ｗを測定するのは容易である。
【００５１】
そこで、本発明では、試験用材料から供試材料を採取し、この供試材料を実験室などで圧縮せん断して、内部摩擦角を求め、含水比との関係を測定する。内部摩擦角を実験室で測定するのは、比較的容易である。
【００５２】
そして、試験用材料を振動ローラで転圧し、振動ローラに発生する振動加速度と、盛立面における地盤の含水比との関係を測定し、これを供試材料における含水比と内部摩擦角との関係と比較することにより、試験用材料の振動加速度と内部摩擦角との関係を示す情報を取得することができる。
【００５３】
なお、試験用材料の内部摩擦角は、上記のように一旦供試材料の含水比と内部摩擦角との関係を検出し、試験用材料の含水比と上記関係とから求めることができるが、ローラ転圧後の盛立面から試料を採取し、室内試験によって内部摩擦角を直接測定してもよい。
【００５４】
次に、上記盛立面の転圧管理方法を実施するための転圧管理装置について説明する。図２は、本発明を適用した盛立面の転圧管理システム１０を示す。この転圧管理システム１０は、転圧すべき盛立面１１に配置された１台又は複数台、本実施形態では２台の振動ローラ１２と、これらの振動ローラ１２と無線ＬＡＮ１３で接続され各種の演算処理を行うべく管理室１４に設置されたサーバＰＣ（パーソナルコンピュータ）２５と、振動ローラ１２の位置を検出する検出手段としてのＧＰＳ（Ｇｌｏｂａｌ Ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ 全地球測位システム）１５とを備えている。
【００５５】
次に、上記各構成要素について説明する。振動ローラ１２は、図３にも示すように、励振手段（図示せず）によって振動する転圧用のローラ１６と、転圧時にローラ１６に発生する振動加速度を計測する加速度センサ１７と、この加速度センサ１７で計測された振動加速度から後述の加速度情報（乱れ率）を算出する加速度演算処理装置１８と、この加速度演算処理装置１８から送られたデータ表示する表示手段としてのノート型ＰＣ（パーソナルコンピュータ）１９とを備えている。
【００５６】
また、この振動ローラ１２は、ＧＰＳ１５の衛星３４（図２）からの情報を受信する移動局２０と、無線ＬＡＮ１３用のアンテナ２１及び特定小電力アンテナ２２と、後述の盛立面の良否判定結果を外部から認識可能に表示する表示手段としてのパトライト２３とを備えている。
【００５７】
管理室１４には、図２に示すように、ノート型ＰＣ１９から送られたデータを表示するサーバＰＣ２５と、データ後処理用ＰＣ２６と、カラープリンタ２７と、無線ＬＡＮ１３用のアンテナ２８とを備えている。
【００５８】
更に、サーバＰＣ２５には、盛立面１１にいる作業者が携帯するモバイルＰＣ３０が無線ＬＡＮ１３によって接続されると共に、ＪＶ事務所３１及び工事事務所３２など関係部門に備えられたＰＣ（図示せず）が光ケーブル３３によって接続されている。
【００５９】
なお、図２のＧＰＳ１５における衛星３４から送られた位置情報は、位置精度を向上させる目的で基地局３５に設置されたＧＰＳ固定局３６において修正され、この修正情報が振動ローラ１２に送られて、振動ローラ１２の正確な絶対位置が特定される。なお、移動局２０からの情報のみで位置精度が保たれれば、ＧＰＳ固定局３６は省略できる。
【００６０】
基地局３５には、上記ＧＰＳ固定局３６と、無線ＬＡＮ１３用の無線アンテナ（特定小電力）３７とが備えられている。なお、上記各ＰＣに代えて、ＰＤＡ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｄｉｇｉｔａｌ Ａｓｓｉｓｔａｎｔｓ）やモバイルＰＣなどを使用することもできる。
【００６１】
次に、この盛立面の転圧管理システム１０の作用を説明する。ここでは、予め盛立面の材料から試験用材料を採取し、この試験用材料から更に供試材料を採取する。そして、この供試材料を実験室などで圧縮せん断し、内部摩擦角φを測定して、含水比ｗとの関係を室内試験で予め求めておく。
【００６２】
図４は供試材料の含水比ｗと内部摩擦角φとの関係を示し、横軸が含水比ｗ、縦軸が内部摩擦角φである。図４から分かるように、含水比ｗと内部摩擦角φとは一定の相関関係があり、これらの関係を直線４０で近似する。この直線４０から、例えば盛立面の設計強度φ＝４１°と設定したときには、含水比ｗを４％以下にすればよいことが分かる。
【００６３】
また、予め実験で試験用材料を振動ローラ１２で転圧したときに発生する振動加速度と、盛立面の地盤における含水比ｗとの関係を測定する。ここでは、試験用材料の転圧時に発生する振動加速度が、加速度演算処理装置１８で高速フーリエ解析（ＦＦＴ）された後、周波数領域での演算処理により乱れ率が算出される。この乱れ率は、数式１によって算出されるが、転圧回数が多いほど大きくなる。
【００６４】
【数１】

【００６５】
そして、図５に示すように、算出された乱れ率と含水比ｗとの関係をグラフ化する。図５の横軸は含水比ｗ、縦軸は乱れ率である。例えばロックフィルダムなどの盛立面に使用する材料の場合、図５において、▲２▼▲３▼▲４▼は転圧試験を区別するための記号である。また、ＣＨ級、ＣＭ級、ＣＬ級はダム基礎岩盤を分類する記号であり、ＣＨ級は比較的固い岩盤、ＣＭ級は多少柔らかい岩盤、ＣＬ級は柔らかい岩盤を示す。この乱れ率と含水比ｗとの関係も、直線４１で近似する。
【００６６】
次に、図４及び図５を比較して、乱れ率と内部摩擦角φとの関係を求め、この関係をグラフ化する。図６は、乱れ率と内部摩擦角φとの関係を示すグラフであり、横軸が乱れ率、縦軸が内部摩擦角φである。この乱れ率と内部摩擦角φとの関係も判定基準ライン４２としての直線で近似する。
【００６７】
いま、設計強度を満足する内部摩擦角φを４１°とすると、縦軸の４１°から横軸と平行に直線４３を引き、この直線４３と判定基準ライン４２との交点における乱れ率０．４以上の乱れ率であれば、盛立面として適していると判定される。
【００６８】
なお、判定基準ライン４２は、設計条件などによって、図６中の黒点の集合体における略中心、上側、又は下側に引くことができる。下側になるほど安全サイドになる。図４から図６のグラフは、ノート型ＰＣ１９に記憶される。
【００６９】
このようにして、試験用材料における乱れ率と内部摩擦角φとの関係を検出した後、盛立面１１を振動ローラ１２で実際に転圧し、振動ローラ１２に発生する振動加速度を測定する。振動ローラ１２に発生する振動加速度は加速度センサ１７で計測され、この振動加速度が加速度演算処理装置１８に供給され、ここで高速フーリエ解析（ＦＦＴ）された後、数式１によって乱れ率が算出される。
【００７０】
算出された乱れ率は、ノート型ＰＣ１９に送信される。ノート型ＰＣ１９は判定結果として機能し、入力された乱れ率が、図６のグラフにおける判定基準ライン４２と比較され、上記の判定方法によって地盤が盛立面として適しているか否かが判断される。
【００７１】
一方、振動ローラ１２に搭載したＧＰＳ移動局２０から得た振動ローラ１２の位置情報と、振動ローラ１２による転圧回数の情報と、判定された盛立面の品質情報とがグラフ化されて、ノート型ＰＣ１９の画面上で表示されて、振動ローラ１２のオペレータは盛立面の品質を確認しながら転圧できる。また、同情報が、無線ＬＡＮ１３を介してサーバＰＣ２５に送信される。
【００７２】
サーバＰＣ２５においては、上記各種の情報が適宜グラフ化され、データベースに登録すると同時に、無線ＬＡＮ１３、又は光ケーブル３３を介して、モバイルＰＣ３０、及びＪＶ事務所３１，工事事務所３２のＰＣに送信される。これらのモバイルＰＣ３０及びＪＶ事務所３１，工事事務所３２のＰＣにおいては、送られてきた情報がリアルタイムに表示される。
【００７３】
これによって、盛立面１１，管理室１４，ＪＶ事務所３１，工事事務所３２などにおいて、転圧作業と並行してリアルタイムに盛立面１１の物性値を把握できるので、盛立面１１における品質管理を容易に且つ適正に行うことができる。
【００７４】
また、ノート型ＰＣ１９における判定結果は、振動ローラ１２に送信されてパトライト２３によって外部に表示される。これにより、振動ローラ１２の周囲にいる作業員が盛立面の品質を即座に認識できるので、例えばリモコンなどによって外部から振動ローラ１２の操作を適正に行うことができる。
【００７５】
更に、管理室１４のデータ後処理用ＰＣ２６によって、サーバＰＣ２５内に構築されたデータベースに基づいて、三次元的に盛立面の任意空間（任意の平面、縦断面図）で盛立面の物性値を把握し、盛立品質管理、材料配置計画や施工計画、盛立面による構築物の設計へのフィードバックをして、有効に役立てることができる。
【００７６】
例えばロックフィルダムの堤体内を転圧する場合に本発明を適用した場合には、図５に基づいて計測した振動加速度（乱れ率）から含水比ｗを検出し、図７に示すように、この含水比ｗの分布状況をグラフ化できる。図７中の色の濃い点が含水比の高いところである。同様の図は上記で求められた乱れ率、内部摩擦角、密度、転圧回数についてもグラフ化できる。これら品質情報の分布を盛土の設計に利用できる。
【００７７】
また、図８に示すように、上記で求められた乱れ率、含水比ｗ、内部摩擦角φ、転圧回数のそれぞれについて、ヒストグラムが作成される。これらのヒストグラムに基づいて、ロック材料の設計施工が行われる。なお、図８中の密度のヒストグラムについては、後述の第２実施形態で説明する。
【００７８】
このように、本発明によれば、事前に盛立面から採取した試験用材料の振動加速度である乱れ率と内部摩擦角φとの関係を示す情報を取得し、実際の転圧作業時に振動ローラ１２の振動加速度を計測してこれを前記情報と比較することにより、盛立面１１における内部摩擦角φを検出し、これによって盛立面１１全体の品質を即座に且つ正確に評価できると共に、盛立面の品質管理に要する労力、時間及び費用を大幅に低減できる。
【００７９】
また、振動ローラ１２の位置を計測する位置検出手段としてＧＰＳ１５を利用するので、振動ローラ１２の位置と地盤の品質を関連付けることができ、盛立面１１をもれなく所定の品質になるまで転圧できる。
【００８０】
また、振動ローラ１２には、上記各種の情報を外部に送信する送信手段として無線ＬＡＮ１３を備えているので、外部でリアルタイムに品質管理が可能になる。
【００８１】
更に、振動ローラ１２には、判定結果を表示する表示手段としてノート型ＰＣ１９を備えているので、振動ローラ１２のオペレータが盛立面１１における現在転圧中の場所と、その場所における地盤の品質を考慮しながら振動ローラ１２を操作できるので、適正な転圧が可能になる。
【００８２】
なお、ノート型ＰＣ１９及びサーバＰＣ２５は、表示手段、記憶手段、判定手段、グラフ化手段などの各機能のうち全部又は一部を備えることができる。
（第２実施形態）
図９は、本発明に係る第２実施形態の盛立面の転圧管理方法を示すフローチャートである。ここでは、先ず、予め盛立材料から採取した試験用材料を用いて実験を行い、試験用材料を振動ローラで転圧するときに、振動ローラに発生する振動加速度と、この振動加速度に対応する試験用材料の密度との関係を示す情報を取得する（ステップ５１）。
【００８３】
試験用材料の密度は、従来の方法で測定できる。また、第１実施形態と同様に、振動加速度から乱れ率を算出し、この乱れ率と密度との関係を求めることもできる。
【００８４】
次に、実際に盛立面を振動ローラで転圧するときに発生する振動ローラの振動加速度を計測し（ステップ５２）、この計測された振動加速度から数式１を介して乱れ率を算出し、この乱れ率を上記予め取得した情報、すなわち、乱れ率と密度との関係を示す情報とを比較して、盛立面が所定品質の地盤となっているか否かを判定する（ステップ５３）。
【００８５】
第２実施形態をロックフィルダムに適用した場合、計測された振動加速度から密度を検出し、図８に示すように、検出された密度のヒストグラムを作成できる。
【００８６】
この第２実施形態においては、上記第１実施形態の内部摩擦角φに代えて材料の密度をパラメータとして使用するものであり、それ以外は第１実施形態と略同様であるので、詳細な説明は省略する。また、この第２実施形態の盛立面の転圧管理方法は、上記盛立面の転圧管理システム１０によって実施できる。
【００８７】
なお、盛立に使用する材料としては、土以外に、ＲＣＤ（Ｒｏｌｌｅｒ Ｃｏｍｐａｃｔｅｄ Ｄａｍ）コンクリート、アスファルトなどがある。本発明による盛立面の転圧管理方法及び装置は、これらの各種の材料を用いた盛立面の転圧を管理する際に適用できる。
【００８８】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、予め試験用材料の振動加速度と内部摩擦角又は密度との関係を取得し、転圧作業時に振動ローラの振動加速度を計測して、これを上記振動加速度と内部摩擦角又は密度との関係を示す情報と比較するだけで、盛立面における地盤の品質を即座に且つ面的に正確に判定できると共に、盛立面の安定状況も同時に確認でき、更に従来の方法に比べて、労力、時間及び費用を大幅に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る第１実施形態の盛立面の転圧管理方法を示すフローチャートである。
【図２】本発明に係る第１実施形態の盛立面の転圧管理システムを示す図である。
【図３】本発明に係る第１実施形態の振動ローラを示す図である。
【図４】本発明に係る第１実施形態の試験用材料の含水比と内部摩擦角との関係を示す図である。
【図５】本発明に係る第１実施形態の試験用材料の含水比と乱れ率との関係を示す図である。
【図６】本発明に係る第１実施形態の試験用材料の乱れ率と内部摩擦角との関係を示す図である。
【図７】本発明をロックフィルダムに適用した場合の含水比の分布状況を示す図である。
【図８】本発明をロックフィルダムに適用した場合の乱れ率、密度、含水比及び内部摩擦角のヒストグラムを示す図である。
【図９】本発明に係る第２実施形態の盛立面の転圧管理方法を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１０ 転圧管理システム
１１ 盛立面
１２ 振動ローラ
１３ 無線ＬＡＮ（送信手段）
１４ 管理室
１５ ＧＰＳ（位置検出手段）
１６ ローラ
１７ 加速度センサ
１８ 加速度演算処理装置
１９ ノート型ＰＣ（表示手段）
２０ 移動局
２１ アンテナ
２２ 特定小電力アンテナ
２３ パトライト（外部から認識可能な表示手段）
２５ サーバＰＣ（記憶手段、判定手段、グラフ化手段）
２６ データ後処理用ＰＣ
２７ カラープリンタ
２８ アンテナ
３０ モバイルＰＣ
３１ ＪＶ事務所
３２ 工事事務所
３３ 光ケーブル
３４ 衛星
３５ 基地局
３６ ＧＰＳ固定局
３７ 無線アンテナ（特定小電力）
４０ 直線
４１ 直線
４２ 判定基準ライン
４３ 直線
φ 内部摩擦角
ｗ 含水比

Claims (14)

1. 振動ローラによって盛立面を転圧する際の管理方法であって、
   予め前記盛立面の盛立材料から採取した試験用材料を前記振動ローラで転圧するときに、前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の内部摩擦角との関係を示す情報を取得し、
   前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに発生する前記振動ローラの振動加速度を計測し、
   前記盛立面を転圧するときに計測された前記振動加速度と、前記予め取得された関係とから内部摩擦角を求め、前記盛立面が所定の内部摩擦角の地盤となっているか否かを判定することを特徴とする盛立面の転圧管理方法。
2. 前記振動加速度と前記材料の含水比の関係を予め盛立面で取得し、
   前記材料の含水比と内部摩擦角との関係を予め室内試験で取得し、
   前記両者の関係から前記盛立面における内部摩擦角を判定し、
   この判定された内部摩擦角を基準値と比較して前記盛立面が所定品質の地盤となっているか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の盛立面の転圧管理方法。
3. 振動ローラによって盛立面を転圧する際の管理方法であって、
   予め試験用材料を前記振動ローラで転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の密度との関係を示す情報を取得し、
   前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに発生する前記振動ローラの振動加速度を計測し、
   前記盛立面を転圧するときに計測された前記振動加速度と、前記予め取得された関係とから密度を求めて、前記盛立面が所定の密度となっているか否かを判定することを特徴とする盛立面の転圧管理方法。
4. 盛立面を転圧するための振動ローラと、
   前記振動ローラに搭載され前記振動ローラの振動加速度を計測する加速度センサと、
   前記振動ローラで試験用材料を転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の内部摩擦角との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、
   前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに計測された前記振動ローラの振動加速度と、前記記憶手段に記憶されている前記関係とから、前記盛立面が所定の内部摩擦角となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする盛立面の転圧管理装置。
5. 盛立面を転圧するための振動ローラと、
   前記振動ローラに搭載され前記振動ローラの振動加速度を計測する加速度センサと、
   前記振動ローラで試験用材料を転圧するときに前記振動ローラに発生する振動加速度と、前記振動加速度に対応する前記試験用材料の密度との関係を示す情報を記憶する記憶手段と、
   前記盛立面を前記振動ローラで転圧するときに計測された前記振動ローラの振動加速度と、前記記憶手段に記憶されている前記関係とから、前記盛立面が所定の密度となっているか否かを判定する判定手段とを備えたことを特徴とする盛立面の転圧管理装置。
6. 前記振動ローラの位置を計測する位置検出手段を有することを特徴とする請求項４又は５に記載の盛立面の転圧管理装置。
7. 前記振動ローラが、前記加速度センサで得られた情報を外部に送信する送信手段を備えていることを特徴とする請求項４から６の何れかに記載の盛立面の転圧管理装置。
8. 前記振動ローラが、前記位置検出手段で得られた情報を外部に送信する送信手段を備えていることを特徴とする請求項６又は７に記載の盛立面の転圧管理装置。
9. 前記振動ローラが、前記判定手段による判定結果を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項４から８の何れかに記載の盛立面の転圧管理装置。
10. 前記振動ローラが、前記位置検出手段で得られた位置情報を表示する表示手段を有することを特徴とする請求項６から９の何れかに記載の盛立面の転圧管理装置。
11. 前記振動ローラが、前記判定手段による判定結果を外部から認識可能に表示する表示手段を有することを特徴とする請求項４から１０の何れかに記載の盛立面の転圧管理装置。
12. 前記振動ローラの位置と、この位置における前記盛立面の前記判定手段による判定結果をグラフ化する手段と、前記グラフを表示する表示手段とを有することを特徴とする請求項６から１１の何れかに記載の盛立面の転圧管理装置。
13. 前記振動ローラが、各種情報を外部に送信する送信手段を有すると共に、前記各種情報を記憶する記憶手段を有し、
    前記記憶手段に記憶されている前記各種情報を外部から変更可能であることを特徴とする請求項４から１２のいずれかに記載の盛立面の転圧管理装置。
14. 前記各種の情報に基づいて、三次元的に前記盛立面の任意空間における前記盛立面の物性値を把握することを特徴とする請求項４から１２のいずれかに記載の盛立面の転圧管理装置。

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