JP2010203154A - 良液作製管理システム及び方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】液状の掘削泥水用泥膜形成剤や掘削泥水用分散剤を用いて良液を作製する場合においてその作製状況を事前に把握する。
【解決手段】本発明に係る良液作製管理システム51は、データ入力設定部52と、きざみ時間に対応する掘削地山部分の体積ΔVV及びその質量ΔMSを算出する掘削地山算出部54と、土砂分離装置のスクリーンで分離される土砂の体積及び質量を算出するスクリーン土砂算出部55と、同じくサイクロンで分離される土砂の体積及び質量を算出するサイクロン土砂算出部56と、デカンタを稼働させる条件を満たしたかどうかを判定するデカンタ判定部57と、デカンタで分離される土砂の体積及び質量を算出するデカンタ土砂算出部58と、該デカンタのオーバー泥水を良液とするとともに該良液の量が所望の量に達しているかどうかを判定する良液判定部59とからなる演算処理部60を備える。
【選択図】 図1
Description
全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を求めるとともに、演算を行う際の時間増分であるきざみ時間を設定し、
前記きざみ時間を用いて掘削深度DEPを求め、
前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSとを求め、
掘削深度DEPに応じた地山の解膠率Fを用いて未解膠土の体積Δk1とそれに含まれる乾土量の質量ΔMS1とを求めるとともに解膠後における体積Δk2を算出し、
掘削深度DEPに応じた礫分割合Gを用いて前記スクリーンで除去される礫分の質量ΔMS2とその体積Δk3とを算出し、
前記ΔMS1及びΔMS2を加算することで前記スクリーンで分離される土砂の乾土量ΔMSscを算出するとともに、前記Δk2及びΔk3を加算することで該スクリーンで分離される土砂の体積ΔVscを算出し、
掘削深度DEPに応じた砂分割合Sを用いて前記サイクロンで分離除去される砂分の質量ΔMScycを算出するとともにその体積ΔVcycを算出し、
前記ΔVVから前記ΔVsc及び前記ΔVcycを差し引いた残留体積FKVを算出するとともに、前記ΔMSから前記ΔMSsc及び前記ΔMScycを差し引いた残留乾土量FKMSを求め、
全循環泥水体積TVと全循環泥水中乾土量TMSを、次式、
TV=TV+FKV (22)
TMS=TMS+FKMS (23)
で累加的に算出するとともに、循環泥水密度DENを、次式、
DEN=(TMS・Gs+TV・Gs−TMS)/TV/Gs (25)
Gs;土粒子密度
で算出し、
循環泥水密度DENが、前記デカンタを稼働させる下限値DDEC以上となったかどうかを判定し、
DEN≧DDEC (26)
でなければ、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc (27)
で累加的に算出するとともに、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って、次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
DEN≧DDEC (26)
であれば、きざみ時間の間に前記デカンタに供給される泥水の体積ΔQ1を入力又は設定し、
前記デカンタに供給される泥水中の乾土量ΔQ1MSを、次式、
ΔQ1MS=(Gs/(Gs−1))・(DEN−1)・Q1 (28)
で算出し、
前記デカンタの稼働条件から定まるケーキ乾土量DCMS及びケーキ含水比EWを用いてケーキの体積ΔDCVを、次式、
ΔDCV=DCMS・(1/Gs+EW) (29)
で算出するとともに、オーバーフロー体積ΔQ2を、次式、
ΔQ2=ΔQ1−ΔDCV (30)
で算出し、
良液体積RVを、次式、
RV=RV+ΔQ2 (31)
から累加的に算出するとともに、オーバーフロー中の乾土量ΔQ2MSが、
ΔQ2MS=ΔQ1MS−DCMS (32)
であることを用いて、良液の乾土量RMSを、次式、
RMS=RMS+ΔQ2MS (33)
から累加的に算出し、
良液の体積RV及び該良液中の乾土量RMSを用いて、良液密度RDを、次式、
RD=(RMS・Gs+RV・Gs−RMS)/RV/Gs (34)
から算出するとともに、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ1 (35)
で累加的に算出し、
良液の体積量RVが目標体積量RSKVに達したかどうかを判定し、
RV≧RSKV (37)
ではなくかつ掘削深度DEPが掘削最終深度に達していない場合、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
RV≧RSKV (37)
であれば演算を終了するものである。
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ2 (38)
で累加的に算出するものである。
TVI=VTRENCH+GV+OV (1)
VTRENCH;掘削開始時にGLSの深さに満たされる泥水量
GV;土砂分離装置に設けられた原水槽に満たされる泥水量
OV;循環泥水を貯留するための循環槽に満たされる泥水量
で求めるとともに、全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を次式、
TV=TVI (3)
TMS=(SSN/1000)・TVI (4)
DEP=GLS (5)
SSN;初期泥水の粘土量
GLS;掘削開始時の深度
で求め、
前記掘削深度DEPを、次式、
DEP=DEP+C・KZ (7)
KZ;きざみ時間
C ;掘削速度
から累加的に求め、
前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSを、前記掘削深度DEPに応じた地山の土粒子質量密度SS及び前記掘削深度DEPに応じた地山の含水比Wを用いて、次式、
ΔVV=A・C・KZ (8)
ΔMS=SS・ΔVV (9)
SS;1/(1/Gs+W) (10)
A ;掘削孔の断面積
でそれぞれ求め、
前記未解膠土の体積Δk1を、次式、
Δk1=ΔVV・(1−F) (11)
から算出するとともに、それに含まれる乾土量の質量ΔMS1を、次式、
ΔMS1=SS・Δk1 (12)
から求め、
前記解膠後における体積Δk2を、次式、
Δk2=ΔMS1・(1/Gs+W+MBW) (13)
MBW;土塊含水比増加分
で算出し、
前記礫分の質量ΔMS2を、次式、
ΔMS2=ΔMS・F・G・(1+MGFr) (14)
MGFr;スクリーン礫の細粒分付着比
から算出するとともに、その体積Δk3を、次式、
Δk3=ΔMS2・(MGW+1/Gs) (15)
MGW;スクリーン礫の含水比
で算出し、
前記砂分の質量ΔMScycを、次式、
ΔMScyc=ΔMS・F・S・(1+YFr) (18)
YFr;サイクロン土砂の細粒分付着比
で算出するとともに、その体積ΔVcycを、次式、
ΔVcyc=ΔMScyc・(YW+1/Gs)
=ΔMS・F・S・(1+YFr)
・(YW+1/Gs) (19)
YW;サイクロン土砂の含水比
で算出するものである。
前記データ入力設定部は、
全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を求めるとともに、演算を行う際の時間増分であるきざみ時間を設定し、前記きざみ時間を用いて掘削深度DEPを求めるようになっており、
前記スクリーン土砂算出部は、
掘削深度DEPに応じた地山の解膠率Fを用いて未解膠土の体積Δk1とそれに含まれる乾土量の質量ΔMS1とを求めるとともに解膠後における体積Δk2を算出し、
掘削深度DEPに応じた礫分割合Gを用いて前記スクリーンで除去される礫分の質量ΔMS2とその体積Δk3とを算出し、
前記ΔMS1及びΔMS2を加算することで前記スクリーンで分離される土砂のΔMSscを算出するとともに、前記Δk2及びΔk3を加算することで該スクリーンで分離される土砂の体積ΔVscを算出するようになっており、
前記サイクロン算出部は、
掘削深度DEPに応じた砂分割合Sを用いて前記サイクロンで分離除去される砂分の質量ΔMScycを算出するとともに、その体積ΔVcycを算出するようになっており、
前記演算処理部は、
前記ΔVVから前記ΔVsc及び前記ΔVcycを差し引いた残留体積FKVを算出するとともに、前記ΔMSから前記ΔMSsc及び前記ΔMScycを差し引いた残留乾土量FKMSを求め、
全循環泥水体積TVと全循環泥水中乾土量TMSを、次式、
TV=TV+FKV (22)
TMS=TMS+FKMS (23)
で累加的に算出するとともに、循環泥水密度DENを、次式、
DEN=(TMS・Gs+TV・Gs−TMS)/TV/Gs (25)
で算出するようになっており、
前記デカンタ判定部は、
循環泥水密度DENが、デカンタを稼働させる下限値DDEC以上となったかどうかを判定し、
前記演算処理部は、
DEN≧DDEC (26)
でなければ、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc (27)
で累加的に算出するとともに、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って、次のきざみ時間TZについて上述の演算を繰り返し行う一方、
DEN≧DDEC
であれば、きざみ時間KZの間に前記デカンタに供給される泥水の体積ΔQ1を入力又は設定するようになっており、
前記デカンタ土砂算出部は、
前記デカンタに供給される泥水中の乾土量ΔQ1MSを、次式、
ΔQ1MS=(Gs/(Gs−1))・(DEN−1)・Q1 (28)
で算出し、
デカンタの稼働条件から定まるケーキ乾土量DCMS及びケーキ含水比EWを用いてケーキの体積ΔDCVを、次式、
ΔDCV=DCMS・(1/Gs+EW) (29)
で算出するとともに、オーバーフロー体積ΔQ2を、次式、
ΔQ2=ΔQ1−ΔDCV (30)
で算出し、
良液体積RVを、次式、
RV=RV+ΔQ2 (31)
から累加的に算出するとともに、オーバーフロー中の乾土量ΔQ2MSが、
ΔQ2MS=ΔQ1MS−DCMS (32)
であることを用いて、良液の乾土量RMSを、次式、
RMS=RMS+ΔQ2MS (33)
から累加的に算出し、
良液の体積RV及び該良液中の乾土量RMSを用いて、良液密度RDを、次式、
RD=(RMS・Gs+RV・Gs−RMS)/RV/Gs (34)
から算出するとともに、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ1 (35)
で算出するようになっており、
前記良液判定部は、
良液の体積量RVが目標体積量RSKVに達したかどうかを判定し、
前記演算処理部は、
RV≧RSKV (37)
ではなくかつ掘削深度DEPが掘削最終深度に達していない場合、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
RV≧RSKV (37)
であれば演算を終了するものである。
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ2 (38)
で累加的に算出するものである。
TVI=VTRENCH+GV+OV (1)
VTRENCH;掘削開始時にGLSの深さに満たされる泥水量
GLS;掘削開始時の深度
GV;土砂分離装置に設けられた原水槽に満たされる泥水量
OV;循環泥水を貯留するための循環槽に満たされる泥水量
で求めるとともに、全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を次式、
TV=TVI (3)
TMS=(SSN/1000)・TVI (4)
DEP=GLS (5)
SSN;初期泥水の粘土量
GLS;掘削開始時の深度
で求め、前記掘削深度DEPを、次式、
DEP=DEP+C・KZ (7)
KZ;きざみ時間
C ;掘削速度
から累加的に求めるようになっており、
前記掘削地山算出部は、前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSを、前記掘削深度DEPに応じた地山の土粒子質量密度SS及び前記掘削深度DEPに応じた地山の含水比Wを用いて、次式、
ΔVV=A・C・KZ (8)
ΔMS=SS・ΔVV (9)
SS;1/(1/Gs+W) (10)
Gs;土粒子密度
A ;掘削孔の断面積
でそれぞれ求めるようになっており、
前記スクリーン土砂算出部は、前記未解膠土の体積Δk1を、次式、
Δk1=ΔVV・(1−F) (11)
から算出するとともに、それに含まれる乾土量の質量ΔMS1を、次式、
ΔMS1=SS・Δk1 (12)
から求め、
前記解膠後における体積Δk2を、次式、
Δk2=ΔMS1・(1/Gs+W+MBW) (13)
MBW;土塊含水比増加分
で算出し、
前記礫分の質量ΔMS2を、次式、
ΔMS2=ΔMS・F・G・(1+MGFr) (14)
MGFr;スクリーン礫の細粒分付着比
から算出するとともに、その体積Δk3を、次式、
Δk3=ΔMS2・(MGW+1/Gs) (15)
MGW;スクリーン礫の含水比
で算出するようになっており、
前記サイクロン土砂算出部は、前記砂分の質量ΔMScycを、次式、
ΔMScyc=ΔMS・F・S・(1+YFr) (18)
YFr;サイクロン土砂の細粒分付着比
で算出するとともに、その体積ΔVcycを、次式、
ΔVcyc=ΔMScyc・(YW+1/Gs)
=ΔMS・F・S・(1+YFr)
・(YW+1/Gs) (19)
YW;サイクロン土砂の含水比
で算出するようになっているものである。
VTRENCH;掘削開始時にGLSの深さに満たされる泥水量
GV;土砂分離装置の原水槽に満たされる泥水量
OV;循環槽に満たされる泥水量
GLS;掘削開始時の深度
の各数値を、データ入力設定部52を介して入力する(ステップ101)。各数値は、施工計画段階で決定されている設計値を用いる。
TVI=VTRENCH+GV+OV (1)
で求めるとともに、掘削孔の断面積Aを次式、
A=L・B (2)
L;掘削孔としての溝孔の設計掘削長さ
B;掘削孔としての溝孔の設計掘削幅
で求める(ステップ102)。かかる演算は、データ入力設定部52で行う。
TV=TVI (3)
TMS=(SSN/1000)・TVI (4)
DEP=GLS (5)
でそれぞれ求める(ステップ104)。
掘削条件を入力したら、以下の手順で土砂分離装置4のスクリーン6及びサイクロン7で除去される掘削土砂の量を求める。掘削土砂の量を求めるにあたっては、演算を行う際の時間増分(以下、きざみ時間KZと呼ぶ)を適宜設定し、該きざみ時間KZに対応する地山部分(以下、地山スライスと呼ぶ)についてそれぞれ掘削土砂の量を求めつつ、それらを累加することで、掘削地山全体の量を求める。きざみ時間KZは、演算処理能力と演算精度との兼ね合いで適宜設定すればよい。
C=C1(j) (6)
で求める(ステップ105)。かかる演算はデータ入力設定部52で行う。
DEP=DEP+C・KZ (7)
で累加することにより、該きざみ時間中の掘削深度DEPを求める(ステップ106)。ここで、右辺のDEPは、直前のきざみ時間KZでの掘削深度である。
ΔVV=A・C・KZ (8)
ΔMS=SS(i)・ΔVV (9)
でそれぞれ求める(ステップ107)。かかる演算は掘削地山算出部54で行う。
SS(i)=1/(1/Gs+W(i)) (10)
Gs;土粒子密度(t/m3)
で求めることができる。ここで、W(i)は、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における地山の含水比である。かかるW(i)は、掘削深度DEP及び地層区分iに対応付けた形で記憶手段に記憶してあり、掘削深度DEPから地層区分iを特定し、さらにその地層区分iに対応するW(i)を上述の記憶手段から読み出すことで、掘削深度DEPに対応したW(i)を求め、さらにはSS(i)、ΔMSを順次求めることができる。
次に、土砂分離装置4のスクリーン6で分離除去される土砂分をスクリーン土砂算出部55で以下のように評価する。まず、きざみ時間KZに対応する掘削地山部分を、掘削によって解膠される土砂分と解膠されない土砂分とに分ける。
Δk1=ΔVV・(1−F(i)) (11)
から算出する(ステップ108)。ここで、F(i)は、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における土の解膠率であり、該地層区分における含水比、液性指数(含水比とコンシステンシーで定まる値)及び砂分から定まる。
ΔMS1=SS(i)・Δk1 (12)
から乾土量の質量ΔMS1を求める(ステップ109)。
Δk2=ΔMS1・(1/Gs+W(i)+MBW) (13)
で算出する(ステップ110)。
ΔMS2=ΔMS・F(i)・G(i)・(1+MGFr) (14)
MGFr;スクリーン礫の細粒分付着比
から算出する(ステップ111)。
Δk3=ΔMS2・(MGW+1/Gs) (15)
MGW;スクリーン礫の含水比
で算出する(ステップ112)。
ΔMSsc=ΔMS1+ΔMS2
=ΔMS1+ΔMS・F(i)・G(i)・(1+MGFr)(16)
で算出する(ステップ113)。
ΔVsc=Δk2+Δk3
=Δk2+ΔMS・F(i)・G(i)・(1+MGFr)
・(MGW+1/Gs) (17)
で算出する(ステップ114)。
土砂分離装置4のサイクロン7で分離除去される土砂分をサイクロン土砂算出部56で以下のように評価する。すなわち、解膠された土砂分のうち、土砂分離装置4のサイクロン7で除去されるのは砂分であることを踏まえ、その質量ΔMScycを、解膠前の地山スライスの質量ΔMSに解膠率F(i)を乗じ、さらに砂分割合S(i)を乗じる次式、
ΔMScyc=ΔMS・F(i)・S(i)・(1+YFr) (18)
YFr;サイクロン土砂の細粒分付着比
で算出する(ステップ115)。
ΔVcyc=ΔMScyc・(YW(i)+1/Gs)
=ΔMS・F(i)・S(i)・(1+YFr)
・(YW(i)+1/Gs) (19)
YW(i);サイクロン土砂の含水比
で算出する(ステップ116)。
きざみ時間KZに相当する地山スライスの体積ΔVVから、スクリーン6で分離される土砂の体積ΔVscと、サイクロン7で分離される土砂の体積ΔVcycとを差し引いた残留体積FKVは、
FKV=ΔVV−ΔVsc−ΔVcyc (20)
であり、同じく乾土量の質量ΔMSから、スクリーン6で分離される乾土量の質量ΔMSscと、サイクロン7で分離される乾土量の質量ΔMScycとを差し引いた残留乾土量FKMSは、
FKMS=ΔMS−ΔMSsc−ΔMScyc (21)
である。
TV=TV+FKV (22)
TMS=TMS+FKMS (23)
で算出する(ステップ117)。
M=(Gs/(Gs−1)・(D−1)・V) (24)
で表すことができるので、これを用いて循環泥水密度DENを、次式、
DEN=(TMS・Gs+TV・Gs−TMS)/TV/Gs (25)
で算出する(ステップ118)。
DEN≧DDEC (26)
でなければ(ステップ119、NO)、デカンタ5を稼働する密度条件にはなっていないので、デカンタ土砂算出部58での演算処理はスキップする。
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc (27)
で算出する(ステップ120)。
であれば(ステップ119、YES)、デカンタ5を稼働する密度条件になっているので、デカンタ5による分離除去の算出プロセスに進む。なお、デカンタ判定部57による判定結果を受けた上述の演算処理は演算処理部60で行う。
次に、デカンタ5で分離除去される土砂分をデカンタ土砂算出部58で以下のように評価する。まず、きざみ時間KZの間に土砂分離装置4を含む循環系統からデカンタ5に供給される泥水の体積ΔQ1を入力又は設定する(ステップ121)。ΔQ1は、少なすぎると、良液の作製速度が遅く、多すぎると、循環泥水密度DENが低下してデカンタ5への供給自体が不可能になり、結局は良液を作製することができなくなるため、それらの範囲内においてデカンタ5の設置台数や規模を考慮しながら適宜定める。
ΔQ1MS=(Gs/(Gs−1))・(DEN−1)・Q1 (28)
で算出する(ステップ122)。
ΔDCV=DCMS・(1/Gs+EW) (29)
で算出する(ステップ123)。
ΔQ2=ΔQ1−ΔDCV (30)
で算出する(ステップ124)。
RV=RV+ΔQ2 (31)
から算出する(ステップ125)。ここで、右辺のRVは、直前のきざみ時間KZまでの累積値であり、対象きざみ時間KZでの量を加算することで、該対象きざみ時間KZまでの累積値として算出することができる。
ΔQ2MS=ΔQ1MS−DCMS (32)
であることを用いて、良液の乾土量RMSを、次式、
RMS=RMS+ΔQ2MS (33)
から算出する(ステップ126)。ここで、右辺のRMSは、直前のきざみ時間KZまでの累積値であり、これに対象きざみ時間KZでの値を加算することで、該対象きざみ時間KZでの累積値を算出することができる。
RD=(RMS・Gs+RV・Gs−RMS)/RV/Gs (34)
から算出する(ステップ127)。
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ1 (35)
で算出する(ステップ128)。
TMS=TMS−ΔQ1MS (36)
で算出可能であり、循環泥水密度DENは、(25)式を再計算することで算出することができる。
RV≧RSKV (37)
でなければ(ステップ129、NO)、良液の体積量RVが未だ目標体積量RSKVに達していないので、掘削深度DEPが掘削最終深度LDEPに達していない限り(ステップ130、NO)、ステップ105に戻り、次のきざみ時間TZについて上述の演算を繰り返し行う。
RV≧RSKV (37)
であれば(ステップ129、YES)、必要な量の良液を確保可能なパターンとして演算を終了する。
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ2 (38)
で算出すればよい。
TMS=TMS−ΔQ2MS (39)
で算出可能であり、循環泥水密度DENは、(25)式を再計算することで算出することができる。
52 データ入力設定部
54 掘削地山算出部
55 スクリーン土砂算出部
56 サイクロン土砂算出部
57 デカンタ判定部
58 デカンタ土砂算出部
59 良液判定部
60 演算処理部
Claims (8)
- 泥水で満たされた掘削孔を所定の掘削条件に従って掘り下げつつ土砂分離装置に設けられたスクリーン及びサイクロンで前記掘削孔内の泥水から土砂を分離除去して該サイクロンのオーバー泥水を前記掘削孔に循環させる一方、前記サイクロンのオーバー泥水をデカンタに供給してそのオーバー泥水から良液を作製する場合において、掘削された地山の量を算出するとともに、前記スクリーン、前記サイクロン及び前記デカンタで分離除去される土砂の量を算出することで、前記デカンタのオーバー泥水から作製される良液の量を演算する良液作製管理方法であって、
全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を求めるとともに、演算を行う際の時間増分であるきざみ時間を設定し、
前記きざみ時間を用いて掘削深度DEPを求め、
前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSとを求め、
掘削深度DEPに応じた地山の解膠率Fを用いて未解膠土の体積Δk1とそれに含まれる乾土量の質量ΔMS1とを求めるとともに解膠後における体積Δk2を算出し、
掘削深度DEPに応じた礫分割合Gを用いて前記スクリーンで除去される礫分の質量ΔMS2とその体積Δk3とを算出し、
前記ΔMS1及びΔMS2を加算することで前記スクリーンで分離される土砂の乾土量ΔMSscを算出するとともに、前記Δk2及びΔk3を加算することで該スクリーンで分離される土砂の体積ΔVscを算出し、
掘削深度DEPに応じた砂分割合Sを用いて前記サイクロンで分離除去される砂分の質量ΔMScycを算出するとともにその体積ΔVcycを算出し、
前記ΔVVから前記ΔVsc及び前記ΔVcycを差し引いた残留体積FKVを算出するとともに、前記ΔMSから前記ΔMSsc及び前記ΔMScycを差し引いた残留乾土量FKMSを求め、
全循環泥水体積TVと全循環泥水中乾土量TMSを、次式、
TV=TV+FKV (22)
TMS=TMS+FKMS (23)
で累加的に算出するとともに、循環泥水密度DENを、次式、
DEN=(TMS・Gs+TV・Gs−TMS)/TV/Gs (25)
Gs;土粒子密度
で算出し、
循環泥水密度DENが、前記デカンタを稼働させる下限値DDEC以上となったかどうかを判定し、
DEN≧DDEC (26)
でなければ、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc (27)
で累加的に算出するとともに、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って、次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
DEN≧DDEC
であれば、きざみ時間の間に前記デカンタに供給される泥水の体積ΔQ1を入力又は設定し、
前記デカンタに供給される泥水中の乾土量ΔQ1MSを、次式、
ΔQ1MS=(Gs/(Gs−1))・(DEN−1)・Q1 (28)
で算出し、
前記デカンタの稼働条件から定まるケーキ乾土量DCMS及びケーキ含水比EWを用いてケーキの体積ΔDCVを、次式、
ΔDCV=DCMS・(1/Gs+EW) (29)
で算出するとともに、オーバーフロー体積ΔQ2を、次式、
ΔQ2=ΔQ1−ΔDCV (30)
で算出し、
良液体積RVを、次式、
RV=RV+ΔQ2 (31)
から累加的に算出するとともに、オーバーフロー中の乾土量ΔQ2MSが、
ΔQ2MS=ΔQ1MS−DCMS (32)
であることを用いて、良液の乾土量RMSを、次式、
RMS=RMS+ΔQ2MS (33)
から累加的に算出し、
良液の体積RV及び該良液中の乾土量RMSを用いて、良液密度RDを、次式、
RD=(RMS・Gs+RV・Gs−RMS)/RV/Gs (34)
から算出するとともに、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ1 (35)
で累加的に算出し、
良液の体積量RVが目標体積量RSKVに達したかどうかを判定し、
RV≧RSKV (37)
ではなくかつ掘削深度DEPが掘削最終深度に達していない場合、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
RV≧RSKV (37)
であれば演算を終了することを特徴とする良液作製管理方法。 - 前記累計補給泥水体積HKVを、前記(35)式に代えて、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ2 (38)
で累加的に算出する請求項1記載の良液作製管理方法。 - 掘削開始時の泥水体積TVIを次式、
TVI=VTRENCH+GV+OV (1)
VTRENCH;掘削開始時にGLSの深さに満たされる泥水量
GV;土砂分離装置に設けられた原水槽に満たされる泥水量
OV;循環泥水を貯留するための循環槽に満たされる泥水量
で求めるとともに、全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を次式、
TV=TVI (3)
TMS=(SSN/1000)・TVI (4)
DEP=GLS (5)
SSN;初期泥水の粘土量
GLS;掘削開始時の深度
で求め、
前記掘削深度DEPを、次式、
DEP=DEP+C・KZ (7)
KZ;きざみ時間
C ;掘削速度
から累加的に求め、
前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSを、前記掘削深度DEPに応じた地山の土粒子質量密度SS及び前記掘削深度DEPに応じた地山の含水比Wを用いて、次式、
ΔVV=A・C・KZ (8)
ΔMS=SS・ΔVV (9)
SS;1/(1/Gs+W) (10)
A ;掘削孔の断面積
でそれぞれ求め、
前記未解膠土の体積Δk1を、次式、
Δk1=ΔVV・(1−F) (11)
から算出するとともに、それに含まれる乾土量の質量ΔMS1を、次式、
ΔMS1=SS・Δk1 (12)
から求め、
前記解膠後における体積Δk2を、次式、
Δk2=ΔMS1・(1/Gs+W+MBW) (13)
MBW;土塊含水比増加分
で算出し、
前記礫分の質量ΔMS2を、次式、
ΔMS2=ΔMS・F・G・(1+MGFr) (14)
MGFr;スクリーン礫の細粒分付着比
から算出するとともに、その体積Δk3を、次式、
Δk3=ΔMS2・(MGW+1/Gs) (15)
MGW;スクリーン礫の含水比
で算出し、
前記砂分の質量ΔMScycを、次式、
ΔMScyc=ΔMS・F・S・(1+YFr) (18)
YFr;サイクロン土砂の細粒分付着比
で算出するとともに、その体積ΔVcycを、次式、
ΔVcyc=ΔMScyc・(YW+1/Gs)
=ΔMS・F・S・(1+YFr)
・(YW+1/Gs) (19)
YW;サイクロン土砂の含水比
で算出する請求項1又は請求項2記載の良液作製管理方法。 - 前記SSを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における土粒子の質量密度SS(i)とし、前記Wを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における地山の含水比W(i)とし、前記Fを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における土の解膠率F(i)とし、前記Gを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における礫分割合G(i)とし、前記Sを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における砂分割合S(i)とし、前記YWを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分におけるサイクロン土砂の含水比YW(i)とした請求項3記載の良液作製管理方法。
- 掘削条件を入力又は設定するデータ入力設定部と、前記掘削条件に従って掘削される地山であってきざみ時間に対応する掘削地山部分の体積ΔVV及びそれに含まれる乾土量の質量ΔMSを算出する掘削地山算出部と、前記きざみ時間で掘削される地山部分のうち、土砂分離装置に設けられたスクリーンで分離される土砂の体積及び質量を算出するスクリーン土砂算出部と、前記きざみ時間で掘削される地山部分のうち、土砂分離装置に設けられたサイクロンで分離される土砂の体積及び質量を算出するサイクロン土砂算出部と、デカンタを稼働させる条件を満たしたかどうかを判定するデカンタ判定部と、前記きざみ時間で掘削される地山部分のうち、サイクロンのオーバー泥水が供給されるデカンタで分離される土砂の体積及び質量を算出するデカンタ土砂算出部と、該デカンタのオーバー泥水を良液とするとともに該良液の量が所望の量に達しているかどうかを判定する良液判定部とからなる演算処理部を備えた良液作製管理システムであって、
前記データ入力設定部は、
全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を求めるとともに、演算を行う際の時間増分であるきざみ時間を設定し、前記きざみ時間を用いて掘削深度DEPを求めるようになっており、
前記スクリーン土砂算出部は、
掘削深度DEPに応じた地山の解膠率Fを用いて未解膠土の体積Δk1とそれに含まれる乾土量の質量ΔMS1とを求めるとともに解膠後における体積Δk2を算出し、
掘削深度DEPに応じた礫分割合Gを用いて前記スクリーンで除去される礫分の質量ΔMS2とその体積Δk3とを算出し、
前記ΔMS1及びΔMS2を加算することで前記スクリーンで分離される土砂のΔMSscを算出するとともに、前記Δk2及びΔk3を加算することで該スクリーンで分離される土砂の体積ΔVscを算出するようになっており、
前記サイクロン算出部は、
掘削深度DEPに応じた砂分割合Sを用いて前記サイクロンで分離除去される砂分の質量ΔMScycを算出するとともにその体積ΔVcycを算出するようになっており、
前記演算処理部は、
前記ΔVVから前記ΔVsc及び前記ΔVcycを差し引いた残留体積FKVを算出するとともに、前記ΔMSから前記ΔMSsc及び前記ΔMScycを差し引いた残留乾土量FKMSを求め、
全循環泥水体積TVと全循環泥水中乾土量TMSを、次式、
TV=TV+FKV (22)
TMS=TMS+FKMS (23)
で累加的に算出するとともに、循環泥水密度DENを、次式、
DEN=(TMS・Gs+TV・Gs−TMS)/TV/Gs (25)
で算出するようになっており、
前記デカンタ判定部は、
循環泥水密度DENが、デカンタを稼働させる下限値DDEC以上となったかどうかを判定し、
前記演算処理部は、
DEN≧DDEC (26)
でなければ、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc (27)
で累加的に算出するとともに、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って、次のきざみ時間TZについて上述の演算を繰り返し行う一方、
DEN≧DDEC
であれば、きざみ時間KZの間に前記デカンタに供給される泥水の体積ΔQ1を入力又は設定するようになっており、
前記デカンタ土砂算出部は、
前記デカンタに供給される泥水中の乾土量ΔQ1MSを、次式、
ΔQ1MS=(Gs/(Gs−1))・(DEN−1)・Q1 (28)
で算出し、
デカンタの稼働条件から定まるケーキ乾土量DCMS及びケーキ含水比EWを用いてケーキの体積ΔDCVを、次式、
ΔDCV=DCMS・(1/Gs+EW) (29)
で算出するとともに、オーバーフロー体積ΔQ2を、次式、
ΔQ2=ΔQ1−ΔDCV (30)
で算出し、
良液体積RVを、次式、
RV=RV+ΔQ2 (31)
から累加的に算出するとともに、オーバーフロー中の乾土量ΔQ2MSが、
ΔQ2MS=ΔQ1MS−DCMS (32)
であることを用いて、良液の乾土量RMSを、次式、
RMS=RMS+ΔQ2MS (33)
から累加的に算出し、
良液の体積RV及び該良液中の乾土量RMSを用いて、良液密度RDを、次式、
RD=(RMS・Gs+RV・Gs−RMS)/RV/Gs (34)
から算出するとともに、累計補給泥水体積HKVを、次式、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ1 (35)
で算出するようになっており、
前記良液判定部は、
良液の体積量RVが目標体積量RSKVに達したかどうかを判定し、
前記演算処理部は、
RV≧RSKV (37)
ではなくかつ掘削深度DEPが掘削最終深度に達していない場合、前記掘削深度DEPを算出する工程に戻って次のきざみ時間について上述の演算を繰り返し行う一方、
RV≧RSKV (37)
であれば演算を終了することを特徴とする良液作製管理システム。 - 前記累計補給泥水体積HKVを、前記(35)式に代えて、
HKV=HKV+ΔVsc+ΔVcyc+ΔQ2 (38)
で累加的に算出する請求項5記載の良液作製管理システム。 - 前記データ入力設定部は、掘削開始時の泥水体積TVIを次式、
TVI=VTRENCH+GV+OV (1)
VTRENCH;掘削開始時にGLSの深さに満たされる泥水量
GLS;掘削開始時の深度
GV;土砂分離装置に設けられた原水槽に満たされる泥水量
OV;循環泥水を貯留するための循環槽に満たされる泥水量
で求めるとともに、全循環泥水体積TV、全循環泥水中乾土量TMS及び掘削深度DEPのそれぞれについて掘削開始時の初期値を次式、
TV=TVI (3)
TMS=(SSN/1000)・TVI (4)
DEP=GLS (5)
SSN;初期泥水の粘土量
GLS;掘削開始時の深度
で求め、前記掘削深度DEPを、次式、
DEP=DEP+C・KZ (7)
KZ;きざみ時間
C ;掘削速度
から累加的に求めるようになっており、
前記掘削地山算出部は、前記きざみ時間における掘削地山部分の体積ΔVVとそれに含まれる乾土量の質量ΔMSを、前記掘削深度DEPに応じた地山の土粒子質量密度SS及び前記掘削深度DEPに応じた地山の含水比Wを用いて、次式、
ΔVV=A・C・KZ (8)
ΔMS=SS・ΔVV (9)
SS;1/(1/Gs+W) (10)
Gs;土粒子密度
A ;掘削孔の断面積
でそれぞれ求めるようになっており、
前記スクリーン土砂算出部は、前記未解膠土の体積Δk1を、次式、
Δk1=ΔVV・(1−F) (11)
から算出するとともに、それに含まれる乾土量の質量ΔMS1を、次式、
ΔMS1=SS・Δk1 (12)
から求め、
前記解膠後における体積Δk2を、次式、
Δk2=ΔMS1・(1/Gs+W+MBW) (13)
MBW;土塊含水比増加分
で算出し、
前記礫分の質量ΔMS2を、次式、
ΔMS2=ΔMS・F・G・(1+MGFr) (14)
MGFr;スクリーン礫の細粒分付着比
から算出するとともに、その体積Δk3を、次式、
Δk3=ΔMS2・(MGW+1/Gs) (15)
MGW;スクリーン礫の含水比
で算出するようになっており、
前記サイクロン土砂算出部は、前記砂分の質量ΔMScycを、次式、
ΔMScyc=ΔMS・F・S・(1+YFr) (18)
YFr;サイクロン土砂の細粒分付着比
で算出するとともに、その体積ΔVcycを、次式、
ΔVcyc=ΔMScyc・(YW+1/Gs)
=ΔMS・F・S・(1+YFr)
・(YW+1/Gs) (19)
YW;サイクロン土砂の含水比
で算出するようになっている請求項5又は請求項6記載の良液作製管理システム。 - 前記SSを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における土粒子の質量密度SS(i)とし、前記Wを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における地山の含水比W(i)とし、前記Fを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における土の解膠率F(i)とし、前記Gを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における礫分割合G(i)とし、前記Sを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分における砂分割合S(i)とし、前記YWを、掘削地山を深さ方向に1,2,3・・・nと区分したときのi番目の地層区分におけるサイクロン土砂の含水比YW(i)とした請求項7記載の良液作製管理システム。
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CN103203292A (zh) * | 2013-03-17 | 2013-07-17 | 徐州雷曼机械科技有限公司 | 灌注桩泥浆净化处理装置用楔形双层平衡泥浆筛 |
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JP2002235073A (ja) * | 2000-10-31 | 2002-08-23 | Ohbayashi Corp | 泥水工法に用いる良液作製システム及び方法 |
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