JP2013108333A - 強度推定プログラム、強度推定装置、及び強度推定方法 - Google Patents
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Landscapes
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
Abstract
【解決手段】強度推定装置1は、地盤改良体100からサンプリングされた複数の供試体105の供試体強度情報を取得する供試体強度入力部5と、地盤改良体100の強度相関長情報を取得する強度相関長取得部7と、地盤改良体100内の未改良部分の体積の割合を未改良率情報として取得する未改良率入力部9と、未改良部分のサイズを未改良部分サイズ情報として取得する未改良部分サイズ入力部11と、取得された上記の各情報に基づいて、三次元的に分割された複数の要素101からなる地盤改良体100の三次元モデル100Mを複数生成するモデル生成部15と、生成された各々の三次元モデル100Mの一軸圧縮強度を算出するモデル強度算出部17と、を備える。
【選択図】図1
Description
地盤改良体100の複数の箇所をボーリングし、複数の円柱状のコアサンプル103を採取する。コアサンプル103は例えば直径55mmであり、公知のコアリング装置を用いて採取される。続いて、得られたコアサンプル103の外周面に、円柱軸方向に所定間隔(例えば、5cm間隔)で試験位置を設定し、各試験位置に対して針貫入試験を行う(図5のS501)。針貫入試験は、例えば、地盤工学会基準 針貫入試験方法(案)に従って行い、コアサンプル103の所定間隔ごとの各試験位置における針貫入勾配値が得られる。ユーザは、入力装置207(キーボード等)により、各試験位置の位置座標と針貫入勾配値とを関連付けて強度推定装置1に入力する。なお、試験位置は、コアサンプル103の円柱軸方向に直線的に配列されてもよく、コアサンプル103の外周面上に二次元的に配置されてもよい。
上記コアサンプル103からランダムに複数の供試体105を抜き取り、各供試体105について一軸圧縮試験を行い、供試体105の一軸圧縮強度を求める(S505)。供試体105は、例えば、直径55mm、高さ100mmの円柱とする。一軸圧縮試験は、例えば、JIS A1216に従って行う。
続いて、ユーザは、上記コアサンプル103の目視検査を行う。コアサンプル103の目視検査により、コアサンプル103に含まれる未改良部分を容易に確認することができる。すなわち未改良部分は、コアサンプル103のうち一部脆弱な部分、或いはコアサンプル103の一部分が採取時に既に崩壊した部分として目視確認可能である。ユーザは、コアサンプル103全体に対する未改良部分の体積割合を目測で判定し、地盤改良体100に含まれる未改良部分の体積割合の推定値(未改良率情報)とする。続いて、強度推定装置1の未改良率入力部9の入力処理に従って、ユーザは、入力装置207(キーボード等)により、未改良率情報を強度推定装置1に入力する。未改良率入力部9は、取得した未改良率情報を後述のモデル生成部15に送出する(S507)。
また、上記コアサンプル103の目視検査において、ユーザは、上記未改良部分の1箇所当たりのサイズを目測で判定し、地盤改良体100に含まれる未改良部分の1箇所当たりのサイズの推定値(未改良部分サイズ情報)とする。続いて、強度推定装置1の未改良部分サイズ入力部11の入力処理に従って、ユーザは、入力装置207(キーボード等)により、未改良部分サイズ情報を強度推定装置1に入力する。未改良部分サイズ入力部11は、取得した未改良部分サイズ情報を後述のモデル生成部15に送出する(S507)。
続いて、強度推定装置1のモデル生成部15は、上述の供試体強度情報、強度相関長情報、未改良率情報、及び未改良部分サイズ情報に基づいて演算を行い、地盤改良体100の一軸圧縮強度に関する三次元モデル100M(図4参照)を生成する(S511)。具体的には、三次元モデル100Mは、例えば、図4に示されるように、均質の多数の要素(メッシュ)101に分割されてなる。例えば、要素101は5cm立法の直方体とする。各要素101には、当該要素101の一軸圧縮強度と、この一軸圧縮強度に対応する剛性(例えば、弾性係数等)と、が配分される。すなわち、モデル生成部15は、供試体強度情報、強度相関長情報、未改良率情報、及び未改良部分サイズ情報に基づいて、公知の空間統計学的手法に基づく演算を行い、各要素101に対して、一軸圧縮強度と、剛性に関する物性値(例えば、弾性係数)と、を割り振る。このとき、地盤改良体100各部位の強度及び剛性の分布の統計的性質が、三次元モデル100Mに再現されるように、各要素101の一軸圧縮強度及び剛性が設定される。
強度推定装置1のモデル強度算出部17は、モデル生成部15で生成された三次元モデル100Mについて演算を行い、多数の均質の要素で構成された当該三次元モデル100M全体としての一軸圧縮強度を、有限要素法で算出する(S513)。その後再び、地盤改良体モデル生成工程(S511)が行われ、他の三次元モデル100Mが生成される。このように、モデル生成部15による三次元モデル生成(S511)と、モデル強度算出部17による一軸圧縮強度の算出(S513)と、が所定回数繰り返し行われることで(S515)、所定データ数の三次元モデル100Mの一軸圧縮強度が得られる。
強度推定装置1の統計処理部19は、多数の三次元モデル100Mの一軸圧縮強度を統計処理する(S517)。この統計処理では、例えば、多数の三次元モデル100Mの一軸圧縮強度の平均値と標準偏差とが算出される。統計処理部19は、例えば、ディスプレイ装置等に上記平均値と標準偏差とを表示する。このように得られた平均値は、地盤改良体100全体としての一軸圧縮強度の推定値として用いることができる。
また、針貫入試験は、コアサンプル103に与えるダメージも小さい。従って、針貫入試験後のコアサンプル103から供試体105を抜き取って、供試体強度取得工程における一軸圧縮試験の供試体としても再利用することができる。
直径1000mmの地盤改良体の一軸圧縮強度の平均=3330[kN/m2]
直径55mmの供試体の一軸圧縮強度の平均=3858[kN/m2]
直径55mmの供試体の一軸圧縮強度の標準偏差=1165[kN/m2]
との実験結果が示されている。地盤改良体の一軸圧縮強度Quと供試体の一軸圧縮強度quとの比Qu/quは、約0.9である。
直径55mmの供試体の軸圧縮強度の平均=3858[kN/m2]
直径55mmの供試体の軸圧縮強度の標準偏差=1165[kN/m2]
の値を、供試体強度情報として強度推定装置1に入力した。以上の入力に基づいて強度推定装置1による地盤改良体の一軸圧縮強度の平均Quを求めたところ、3300[kN/m2]との結果が得られた。従ってQu/quは約0.9との結果が得られ、総プロによる地盤改良体の一軸圧縮強度に近い値が得られた。よって、本実施形態の強度推定プログラム、強度推定装置1、及び強度推定方法による強度推定では、実際の地盤改良体の一軸圧縮強度に近い合理的な結果が得られることが確認された。
Claims (5)
- 地盤改良体の強度を推定するための強度推定プログラムであって、
コンピュータを、
前記地盤改良体からサンプリングされた複数の供試体の強度に関する情報を供試体強度情報として取得する供試体強度取得手段と、
前記地盤改良体の強度に関する相関長を強度相関長情報として取得する強度相関長取得手段と、
前記地盤改良体内で部分的に地盤改良がなされていない部分である未改良部分の体積の割合を未改良率情報として取得する未改良率取得手段と、
前記未改良部分の1箇所当たりのサイズを未改良部分サイズ情報として取得する未改良部分サイズ取得手段と、
前記供試体強度情報と、前記強度相関長情報と、前記未改良率情報と、前記未改良部分サイズ情報と、に基づいて、三次元的に分割された複数の要素からなる前記地盤改良体の三次元モデルを複数生成する地盤改良体モデル生成手段と、
前記地盤改良体モデル生成工程で生成された各々の前記三次元モデルの強度を算出するモデル強度算出手段と、
として機能させることを特徴とする強度推定プログラム。 - 地盤改良体の強度を推定するための強度推定装置であって、
前記地盤改良体からサンプリングされた複数の供試体の強度に関する情報を供試体強度情報として取得する供試体強度取得手段と、
前記地盤改良体の強度に関する相関長を強度相関長情報として取得する強度相関長取得手段と、
前記地盤改良体内で部分的に地盤改良がなされていない部分である未改良部分の体積の割合を未改良率情報として取得する未改良率取得手段と、
前記未改良部分の1箇所当たりのサイズを未改良部分サイズ情報として取得する未改良部分サイズ取得手段と、
前記供試体強度情報と、前記強度相関長情報と、前記未改良率情報と、前記未改良部分サイズ情報と、に基づいて、三次元的に分割された複数の要素からなる前記地盤改良体の三次元モデルを複数生成する地盤改良体モデル生成手段と、
前記地盤改良体モデル生成工程で生成された各々の前記三次元モデルの強度を算出するモデル強度算出手段と、を備えたことを特徴とする強度推定装置。 - 地盤改良体の強度を推定するための強度推定方法であって、
前記地盤改良体からサンプリングされた複数の供試体の強度に関する情報を供試体強度情報として取得する供試体強度取得工程と、
前記地盤改良体の強度に関する相関長を強度相関長情報として取得する強度相関長取得工程と、
前記地盤改良体内で部分的に地盤改良がなされていない部分である未改良部分の体積の割合を未改良率情報として取得する未改良率取得工程と、
前記未改良部分の1箇所当たりのサイズを未改良部分サイズ情報として取得する未改良部分サイズ取得工程と、
コンピュータが、前記供試体強度情報と、前記強度相関長情報と、前記未改良率情報と、前記未改良部分サイズ情報と、に基づいて、三次元的に分割された複数の要素からなる前記地盤改良体の三次元モデルを複数生成する地盤改良体モデル生成工程と、
コンピュータが、前記地盤改良体モデル生成工程で生成された各々の前記三次元モデルの強度を算出するモデル強度算出工程と、を備えたことを特徴とする強度推定方法。 - 前記地盤改良体モデル生成工程では、
前記三次元モデルをなす各前記要素の各々の強度が、前記供試体強度情報と、前記強度相関長情報と、前記未改良率情報と、前記未改良部分サイズ情報と、に基づいて設定されることを特徴とする請求項3に記載の強度推定方法。 - 前記強度相関長取得工程では、
前記地盤改良体をボーリングして取得した当該地盤改良体のコアサンプルを採取し、前記コアサンプルの外周面に所定間隔で設定した試験位置に対して針貫入試験を行い、前記針貫入試験で得られた各試験位置の針貫入勾配値に基づいて前記相関長を算出することを特徴とする請求項3又は4に記載の強度推定方法。
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JP2011111787A (ja) * | 2009-11-26 | 2011-06-09 | Nomu:Kk | 地盤改良工法 |
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