JP2018017112A - Ground investigation device and ground investigation method - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a ground investigation device capable of largely reducing manhours and cost required for a ground investigation, by continuously executing a liquefaction determination and an evaluation of support performance of the ground by a physical exploration.SOLUTION: A ground investigation device 1 investigates an object ground G for executing a liquefaction determination of the ground and an evaluation of support performance, and comprises: a casing 3 penetrated into the object ground; an exciter 4 for imparting vibration to the casing; a plurality of acceleration detectors 5A and 5B arranged at an interval L on the ground surface G1 of the object ground; an arithmetic operation processing part 82 for calculating a propagation average speed based on a detection signal from the acceleration detectors; and a determination-evaluation part 83 for executing the liquefaction determination of the object ground and the evaluation of the support performance. Here, in the determination-evaluation part, the liquefaction determination is executed from a result of imparting vibration of a condition for generating liquefaction by the exciter, and the support performance is evaluated from the propagation average speed.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置、及びそれを使って調査する地盤調査方法に関するものである。   The present invention relates to a ground investigation device that investigates a target ground in order to perform ground liquefaction determination and evaluation of support performance, and a ground investigation method that uses the ground investigation device.

地盤の安全性のために必要な検討には、基本的に地震時の液状化による被害のおそれの有無と、長期の荷重による不同沈下を生じさせないための支持性能の確認とがある。   The examinations necessary for the safety of the ground basically include whether or not there is a possibility of damage due to liquefaction during an earthquake, and confirmation of support performance to prevent uneven settlement due to long-term load.

従来の一般的な液状化判定は,中〜大規模建築物の場合は標準貫入試験、小規模建築物の場合はスウェーデン式サウンディング(SWS)試験などによる原位置試験によって地盤の強度に関する地盤定数を得て、これらの試験と連動して、地下水位の確認や採取装置(サンプラー)を用いた土試料の採取(サンプリング)と土質推定を行い、さらに必要に応じて採取した土試料をさらに詳細な粒度試験で分析することにより行われる。   The conventional general liquefaction judgment is based on the ground constant related to the strength of the ground by in-situ tests such as the standard penetration test for medium to large scale buildings and the Swedish sounding (SWS) test for small scale buildings. In conjunction with these tests, the groundwater level is confirmed, the soil sample is collected (sampling) using a sampling device (sampler), and the soil quality is estimated, and the soil sample collected is further detailed if necessary. This is done by analyzing the particle size test.

液状化判定の方法として、特許文献1には、建設現場でSWS試験を行って得られた各土層の地盤定数から換算N値を算出し、併せて地下水位の確認を行うとともに、各土層の土質(砂質土か否か)を推定し、予めそれらのパラメータに応じて作成された液状化判定用の図表に基づいて、液状化が起きる地盤か否かを判定するという手法が開示されている。   As a method for determining liquefaction, Patent Document 1 discloses a converted N value from the ground constant of each soil layer obtained by conducting an SWS test at a construction site, and confirming the groundwater level together with each soil. Disclosed is a technique for estimating the soil quality (whether it is sandy soil) and determining whether it is the ground where liquefaction will occur based on the liquefaction determination chart prepared in advance according to these parameters Has been.

また、特許文献2には、ケーシングを地中に挿入してスリーブ内に任意の土層の地盤の試料を収納し、液状化発生の条件に相当する振動加速度をケーシング内の試料に与えることにより、直接的に液状化判定を行う方法が開示されている。こうした方法によれば、調査によるばらつきや誤差を抑えるとともに、液状化判定に要する工数や費用も軽減できる可能性がある。   Further, in Patent Document 2, a casing is inserted into the ground, a ground sample of an arbitrary soil layer is accommodated in a sleeve, and vibration acceleration corresponding to the liquefaction occurrence condition is given to the sample in the casing. A method for directly determining liquefaction is disclosed. According to such a method, it is possible to reduce the man-hours and costs required for liquefaction determination as well as to suppress variations and errors due to investigation.

一方、長期の荷重に対する地盤の支持性能の検討は、既往の液状化判定で用いられるSWS試験やその他の標準貫入試験により得られる地盤の強度に関する地盤定数に基づいて行われる。ここで、建物を支持する構造面での性能という観点からすると、これらの調査法は、それぞれ静的又は動的に地盤に貫入させていく破壊試験であるが、長期及び短期の支持性能との換算方法が多くの実験や実績から導き出されており、建築物の設計では多く採用されている。   On the other hand, the examination of the support performance of the ground for a long-term load is performed based on the ground constant relating to the strength of the ground obtained by the SWS test used in the past liquefaction determination and other standard penetration tests. Here, from the viewpoint of the performance on the structural surface that supports the building, these investigation methods are destructive tests that penetrate the ground statically or dynamically, respectively. Conversion methods have been derived from many experiments and achievements, and are often used in building design.

これらの調査法に対し、実際に建物を支持している状態に相当する弾性域の地盤定数が得られる物理探査による地盤調査法も提案されている。非特許文献1では、物理探査の1つとして「速度検層」を解説している。そこで示されている地盤の弾性波速度検層方法は、標準貫入試験の際に掘削されるボーリング孔を用い、地表面をカケヤなどで起振して発生したせん断波をボーリング孔内に設置した受振器で測定してせん断波速度を算出する方法と、孔内に起振装置と受振器とを含む装置を挿入して測定をおこなうことでせん断波速度を算出する方法とがある。これらの調査法は「PS検層」とも呼ばれ適用事例も多い。   For these survey methods, a ground survey method by geophysical exploration that can obtain a ground constant in an elastic region equivalent to the state of actually supporting a building has also been proposed. Non-Patent Document 1 describes “velocity logging” as one of physical exploration. The ground elastic wave velocity logging method shown here uses a borehole drilled during the standard penetration test, and installed the shear wave generated by shaking the ground surface with kayak etc. in the borehole. There are a method for calculating a shear wave velocity by measuring with a geophone, and a method for calculating a shear wave velocity by inserting a device including a vibration generator and a geophone into a hole and performing measurement. These survey methods are also called “PS logging” and have many applications.

一方、小規模建築物では、対象とする地盤の深度、敷地面積又は経済的な観点からボーリングを実施することが少ないため、こうした速度検層と同等の結果を得る簡便な方法として、特許文献3−5に開示されているような表面波探査による地盤調査法が行われている。これらの特許文献で提案された調査法は、地盤を掘削することなく地表面において起振機によりせん断波を発生させ、地表面に設置された2つの加速度検出器で計測を行い、検出器の設置間隔と発生させたせん断波の到達時間差とから伝搬平均速度を算出するものである。   On the other hand, in small-scale buildings, since drilling is rarely performed from the depth of the target ground, site area, or economical viewpoint, Patent Document 3 discloses a simple method of obtaining results equivalent to such velocity logging. The ground survey method by surface wave exploration as disclosed in -5 is being carried out. The investigation methods proposed in these patent documents generate shear waves with an exciter on the ground surface without excavating the ground, and measure with two acceleration detectors installed on the ground surface. The propagation average velocity is calculated from the installation interval and the arrival time difference of the generated shear wave.

この表面波探査による地盤調査法は、非破壊で調査ができ、直接的に精度良く弾性域の硬軟がわかるという長所を有する反面、土質の評価が難しいために、この調査法単独では液状化のおそれに関する詳細な検討ができないことが課題である。特許文献6には、得られたせん断波の速度構造から、液状化判定の必要性を判断する対象層を特定し、その対象層での位相速度及び対応する周波数並びにその周波数に対応するせん断波の上下振幅とから算出される内部減衰を用いて、対象層の土質性状を推定し、「液状化判定の必要性」を判断することを開示しているが、多くの仮定のもとに算出されているものであって、あくまで概略判定である。   This surface wave exploration method has the advantage of being able to investigate non-destructively and directly know the hardness of the elastic region, but it is difficult to evaluate the soil quality. The problem is that we cannot make detailed examinations about fears. In Patent Document 6, a target layer for determining the necessity of liquefaction determination is specified from the obtained shear wave velocity structure, the phase velocity in the target layer, the corresponding frequency, and the shear wave corresponding to the frequency. Although it is disclosed that the soil properties of the target layer are estimated using the internal attenuation calculated from the vertical amplitude of the soil, and "necessity of liquefaction judgment" is judged, but it is calculated based on many assumptions This is a rough judgment.

一方、特許文献7には、調査対象地盤に対して最初にスウェーデン式サウンディング試験を行って液状化判定をし、液状化する地盤ではないと判定された場合に、表面波探査試験を行う地盤調査方法が開示されている。   On the other hand, Patent Document 7 discloses a ground survey in which a Swedish sounding test is first performed on the ground to be investigated to determine liquefaction, and when it is determined that the ground is not liquefied, a surface wave exploration test is performed. A method is disclosed.

特許第4928094号公報Japanese Patent No. 4928094 特許第5526290号公報Japanese Patent No. 5526290 特開2002−341048号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2002-34148 特開2005−127760号公報JP 2005-127760 A 特開平9−178863号公報JP-A-9-178863 特開2002−55090号公報JP 2002-55090 A 特開2015−196966号公報JP-A-2015-196966

公益社団法人地盤工学会,「地盤調査の方法と解説(二分冊の1)」,平成25年3月,p.98−107Japan Geotechnical Society, “Ground Survey Method and Explanation (Part 1 of 2)”, March 2013, p. 98-107

しかしながら、それぞれの目的に対して必要な地盤調査を個別に行うこととなれば、地盤調査に要する工数や費用が調査毎に掛かることになるため、負担は少なくない。   However, if the ground survey necessary for each purpose is to be performed individually, the number of man-hours and costs required for the ground survey will be required for each survey.

そこで、本発明は、液状化判定と物理探査による地盤の支持性能の評価を連続して行うことにより、地盤調査に要する工数及び費用を大幅に軽減することが可能な地盤調査装置、及びそれを使って調査する地盤調査方法を提供することを目的としている。   Therefore, the present invention provides a ground investigation device capable of significantly reducing the man-hours and costs required for ground investigation by continuously performing liquefaction determination and evaluation of ground support performance by physical exploration, and The purpose is to provide a ground survey method to be used.

前記目的を達成するために、本発明の地盤調査装置は、地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置であって、前記対象地盤に貫入させるケーシングと、前記ケーシングに振動を与える加振機と、前記対象地盤の地表面上に間隔を置いて配置された複数の加速度検出器と、前記加速度検出器からの検出信号に基づいて伝搬平均速度を算出する演算処理部と、前記対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価を行う判定評価部とを備え、前記判定評価部では、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与された結果から液状化判定が行われるとともに、前記伝搬平均速度から支持性能が評価されることを特徴とする。
ここで、加速度検出器又は荷重検出器を前記加振機又はケーシングに接続される軸部に配置させることもできる。
In order to achieve the above object, a ground survey device according to the present invention is a ground survey device for surveying a target ground in order to perform liquefaction judgment and evaluation of support performance of the ground, and a casing that penetrates into the target ground. A vibration exciter that vibrates the casing, a plurality of acceleration detectors arranged at intervals on the ground surface of the target ground, and a propagation average velocity based on detection signals from the acceleration detectors An arithmetic processing unit to calculate, and a determination evaluation unit that performs liquefaction determination and support performance evaluation of the target ground, and the determination evaluation unit is provided with vibration under conditions that cause liquefaction by the shaker. The liquefaction determination is performed from the result of the measurement, and the support performance is evaluated from the propagation average speed.
Here, the acceleration detector or the load detector may be arranged on a shaft portion connected to the vibration exciter or the casing.

また、別の地盤調査装置の発明は、地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置であって、前記対象地盤に貫入させるケーシングと、前記ケーシングに振動を与える加振機と、前記加振機の振動回数を測定する振動回数測定部と、前記振動回数から伝搬平均速度又は地盤剛性を算出する演算処理部と、前記対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価を行う判定評価部とを備え、前記判定評価部では、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与された結果から液状化判定が行われるとともに、前記伝搬平均速度又は地盤剛性から支持性能が評価されることを特徴とする。   Further, the invention of another ground survey device is a ground survey device for surveying a target ground in order to perform ground liquefaction determination and support performance evaluation, and a casing to be penetrated into the target ground, and the casing A vibrator for applying vibration, a vibration frequency measuring unit for measuring the vibration frequency of the vibrator, an arithmetic processing unit for calculating a propagation average speed or ground rigidity from the vibration frequency, liquefaction determination of the target ground, and A determination evaluation unit that evaluates support performance, wherein the determination evaluation unit performs liquefaction determination from a result of applying vibration under conditions that cause liquefaction by the shaker, and the propagation average speed Alternatively, the support performance is evaluated from the ground rigidity.

さらに、前記ケーシングの先端には水位センサが取り付けられており、前記水位センサによって地下水が検知された場合に、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与される構成とすることもできる。   Furthermore, a water level sensor is attached to the front end of the casing, and when ground water is detected by the water level sensor, a vibration under a condition that causes liquefaction to be generated by the shaker may be applied. it can.

さらに、前記ケーシング内には水圧検出器が取り付けられており、前記加振機によって振動が付与されている間の間隙水圧が前記水圧検出器によって測定され、前記判定評価部では、間隙水圧が任意に設定した条件を超えた場合に液状化と判定する構成とすることができる。   Further, a water pressure detector is mounted in the casing, and the pore water pressure is measured by the water pressure detector while vibration is applied by the shaker. It can be set as the structure which determines with liquefaction when the conditions set to (1) are exceeded.

また、前記判定評価部では、前記伝搬平均速度から地盤の支持性能の評価指標となる地盤の許容支持力度及び推定沈下量が算出される構成とすることもできる。さらに、前記判定評価部では、前記伝搬平均速度から表層地盤の周期及び増幅率が算出される構成とすることもできる。   Further, the determination and evaluation unit may be configured to calculate the allowable bearing force level and the estimated subsidence amount of the ground serving as an evaluation index of the ground support performance from the propagation average speed. Furthermore, the determination / evaluation unit may be configured to calculate a period of the surface layer ground and an amplification factor from the propagation average velocity.

そして、地盤調査方法の発明は、地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を、上記いずれかに記載の地盤調査装置を使って調査する地盤調査方法であって、前記対象地盤に前記ケーシングを貫入する工程と、前記ケーシングに前記加振機によって液状化が発生する条件の振動を与える工程と、前記加速度検出器、荷重検出器又は振動回数測定部による計測を行う工程と、前記判定評価部により液状化判定を行う工程と、前記液状化判定の結果、液状化と判定されなかった場合に前記演算処理部で前記伝搬平均速度を算出して支持性能の評価を行う工程とを備えたことを特徴とする。   And the invention of the ground survey method is a ground survey method for surveying the target ground to perform liquefaction judgment and support performance evaluation of the ground using any of the ground survey devices described above, A step of penetrating the casing into the target ground, a step of giving vibration to the casing under conditions that cause liquefaction by the vibrator, and a step of measuring by the acceleration detector, the load detector or the vibration frequency measuring unit And a step of performing liquefaction determination by the determination evaluation unit, and if the result of the liquefaction determination does not determine liquefaction, the arithmetic processing unit calculates the propagation average speed and evaluates support performance. And a process.

このように構成された本発明の地盤調査装置及び地盤調査方法は、対象地盤に貫入されるケーシングを振動させる加振機と、地表面上に配置される加速度検出器とを備えている。また、判定評価部では、対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価が行われる。   The ground survey device and the ground survey method of the present invention configured as described above include a vibration exciter that vibrates a casing that penetrates the target ground, and an acceleration detector that is disposed on the ground surface. Moreover, in the judgment evaluation part, the liquefaction judgment of a target ground and evaluation of support performance are performed.

このため、液状化判定と物理探査による地盤の支持性能の評価を連続して行うことができ、地盤調査に要する工数及び費用を大幅に軽減することが可能になる。   For this reason, it is possible to continuously evaluate the support performance of the ground by liquefaction determination and geophysical exploration, and it is possible to greatly reduce the man-hours and costs required for the ground survey.

また、液状化判定と物理探査の両方で加振機が兼用される構成であるため、部品コストが削減できるうえに、調査中の据え替えが不要となる。さらに、液状化判定と物理探査の両方を行うので、精度が高い地盤調査結果を得ることができる。   In addition, since the vibration exciter is used for both liquefaction determination and physical exploration, the cost of parts can be reduced and replacement during investigation is unnecessary. Furthermore, since both liquefaction determination and physical exploration are performed, a highly accurate ground survey result can be obtained.

そして、地表面上に配置される加速度検出器であれば、汎用の加速度計が使用できるため、簡単に構成することができる。一方、加振機又はケーシングに接続される軸部に加速度検出器又は荷重検出器が配置される場合は、地盤調査装置の設置及び撤去を簡単に行うことができる。   And if it is an acceleration detector arrange | positioned on the ground surface, since a general purpose accelerometer can be used, it can comprise easily. On the other hand, when the acceleration detector or the load detector is disposed on the shaft portion connected to the shaker or the casing, the ground investigation device can be easily installed and removed.

さらに、加速度検出器等に代えて振動回数測定部を設けた場合は、加振機の振動回数を測定することで、得られた振動回数の測定結果から対象地盤の伝搬平均速度や地盤剛性を求めることができる。このため、地盤の支持性能や地盤の揺れやすさに関する評価指標を、振動回数から算出させることができる。   In addition, when a vibration frequency measurement unit is provided instead of the acceleration detector, etc., by measuring the vibration frequency of the vibration exciter, the propagation average speed and ground rigidity of the target ground can be determined from the obtained vibration frequency measurement results. Can be sought. For this reason, the evaluation index regarding the support performance of the ground and the ease of shaking of the ground can be calculated from the number of vibrations.

また、水位センサを設ける構成であれば、地下水を検知したときのみ詳細な液状化判定を行うことができるようになり、地下水位以深か否かによって液状化の判定を簡略化して効率的に調査を進めることができる。   In addition, if a configuration is provided with a water level sensor, detailed liquefaction determination can be performed only when groundwater is detected, and liquefaction determination is simplified depending on whether or not it is deeper than the groundwater level, and an efficient investigation is performed. Can proceed.

さらに、ケーシング内に水圧検出器が取り付けられて、振動の付与時の過剰間隙水圧の変化が把握できる構成であれば、液状化が発生する地盤か否かの判定を高精度で行うことができる。   Furthermore, if the water pressure detector is attached in the casing and the change in excess pore water pressure at the time of applying vibration can be grasped, it is possible to determine with high accuracy whether the ground is liquefied or not. .

また、判定評価部では、伝搬平均速度から地盤の許容支持力度及び推定沈下量という地盤の支持性能の評価指標を自動的に算出させることができる。さらに、表層地盤の周期及び増幅率という地震時の地盤の揺れやすさに関する評価指標を、自動的に算出させることもできる。   In addition, the determination / evaluation unit can automatically calculate an evaluation index of the support performance of the ground, such as the allowable support strength of the ground and the estimated subsidence amount, from the propagation average speed. Furthermore, it is possible to automatically calculate an evaluation index relating to the ease of shaking of the ground during an earthquake, such as the period of the surface ground and the amplification factor.

本実施の形態の地盤調査装置の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the ground investigation apparatus of this Embodiment. 本実施の形態の地盤調査方法を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining the ground investigation method of this Embodiment. 貫入試験機の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the penetration testing machine. 対象地盤の上部層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the upper layer of object ground. 対象地盤の中間層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the intermediate | middle layer of the target ground. 対象地盤の下部層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the lower layer of the target ground. 振動の周期及び加速度と震度との関係を説明する図である。It is a figure explaining the relationship between the period and acceleration of vibration, and seismic intensity. 過剰間隙水圧比の変化の一例を示した図である。It is the figure which showed an example of the change of excess pore water pressure ratio. 実施例1の貫入試験機の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the penetration testing machine of Example 1. FIG. 対象地盤の上部層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the upper layer of object ground. 対象地盤の中間層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the intermediate | middle layer of the target ground. 対象地盤の下部層の試験状況を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the test condition of the lower layer of the target ground. 実施例2の貫入試験機の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of the penetration testing machine of Example 2. FIG. 実施例2の別の貫入試験機の構成を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed the structure of another penetration testing machine of Example 2. FIG. 実施例2の地盤調査装置によって得られた加速度又は荷重のデータの利用方法を説明する図である。It is a figure explaining the utilization method of the data of the acceleration or load obtained by the ground investigation apparatus of Example 2. FIG. 実施例3の地盤調査装置で測定される振動回数を説明する図である。It is a figure explaining the frequency | count of a vibration measured with the ground investigation apparatus of Example 3. FIG. フーリエ変換による振動解析の一例を示した説明図である。It is explanatory drawing which showed an example of the vibration analysis by a Fourier transform. 振動数とせん断波速度(伝搬平均速度)との相関関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating correlation with a frequency and a shear wave velocity (propagation average velocity).

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図1は、本実施の形態の地盤調査装置1の構成を説明するためのブロック図である。また、図2は、本実施の形態の地盤調査方法の工程を説明するフローチャートである。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of the ground investigation device 1 of the present embodiment. Moreover, FIG. 2 is a flowchart explaining the process of the ground investigation method of this Embodiment.

本実施の形態の地盤調査装置1は、貫入試験機2と、調査の対象地盤Gの地表面G1に生じる加速度を計測する加速度検出器5A,5Bと、貫入試験機2及び加速度検出器5A,5Bの制御処理部7と、計測データを記憶させるとともに各種演算処理を行うパーソナルコンピュータなどのPC部8とによって主に構成される。   The ground survey device 1 of the present embodiment includes an penetration testing machine 2, acceleration detectors 5A and 5B that measure acceleration generated on the ground surface G1 of the ground G to be surveyed, a penetration testing machine 2 and an acceleration detector 5A, It is mainly configured by a control processing unit 7 of 5B and a PC unit 8 such as a personal computer for storing measurement data and performing various arithmetic processes.

貫入試験機2は、図3に示すように、ベースマシンとなる小型掘削機21と、対象地盤Gに貫入させるケーシング3と、ケーシング3に振動を与える加振機4とによって主に構成される。   As shown in FIG. 3, the penetration testing machine 2 is mainly configured by a small excavator 21 serving as a base machine, a casing 3 that penetrates the target ground G, and a vibrator 4 that vibrates the casing 3. .

小型掘削機21は、ボーリング試験装置よりも簡易な構成の移動式の掘削機であって、クローラタイプのバイブロドリル掘削機などが使用できる。小型掘削機21は、アーム23の先端にリーダ22が取り付けられており、鉛直方向に向けて柱状に立てられたリーダ22に沿って、スライダ24を上下方向に移動させることができる。   The small excavator 21 is a mobile excavator having a simpler configuration than the boring test apparatus, and a crawler type vibro drill excavator or the like can be used. The small excavator 21 has a leader 22 attached to the tip of an arm 23, and can move the slider 24 in the vertical direction along the leader 22 standing in a column shape in the vertical direction.

スライダ24とともに上下動可能な軸部であるロッド25は、地盤調査時にはケーシング3が接続される。このケーシング3は、上方に配置される加振機4に接続されており、加振機4によってケーシング3に任意の周波数の上下方向の振動を付与することができる。   The rod 25 that is a shaft portion that can move up and down together with the slider 24 is connected to the casing 3 during the ground survey. The casing 3 is connected to a vibration exciter 4 disposed above, and the vibration of the vertical direction of an arbitrary frequency can be applied to the casing 3 by the vibration exciter 4.

また、ケーシング3の先端には、水位センサ61が取り付けられる。さらに、ケーシング3の内空には、水圧検出器62が取り付けられる。このため、ケーシング3の先端が、地下水Wが存在する地層に突入すると、水位センサ61によって検知される。さらに、ケーシング3内に周囲の水が入り込んで地下水Wと連通されると、水圧検出器62によって地層の間隙水圧が測定できるようになる。   A water level sensor 61 is attached to the tip of the casing 3. Further, a water pressure detector 62 is attached to the inner space of the casing 3. For this reason, when the tip of the casing 3 enters the formation where the groundwater W exists, the water level sensor 61 detects the casing 3. Further, when ambient water enters the casing 3 and communicates with the groundwater W, the water pressure detector 62 can measure the pore water pressure in the formation.

加速度検出器5A,5Bは、図1に示すように、調査が行われる対象地盤Gの地表面G1上に間隔Lを置いて設置される。詳細には、貫入試験機2から少し離れた位置で、間隔Lだけ離して2つの加速度検出器5A,5Bが設置される。   As shown in FIG. 1, the acceleration detectors 5A and 5B are installed at an interval L on the ground surface G1 of the target ground G to be investigated. Specifically, two acceleration detectors 5 </ b> A and 5 </ b> B are installed at a position slightly apart from the penetration testing machine 2 and separated by an interval L.

制御処理部7は、加振機4の振動を制御する発振部71と、各種センサ等からのデータを収集する計測部72と、計測部72で収集されたデータを信号に変換する信号処理部73と、PC部8との送受信を行うための通信部74とによって主に構成される。   The control processing unit 7 includes an oscillating unit 71 that controls the vibration of the vibrator 4, a measuring unit 72 that collects data from various sensors and the like, and a signal processing unit that converts the data collected by the measuring unit 72 into a signal. 73 and a communication unit 74 for performing transmission / reception with the PC unit 8.

発振部71では、加振機4に付与する振動の加速度と周期を制御することができる。この加速度と周期は、PC部8で任意に設定することができる。そして、実際に加振機4によって付与された振動の加速度と周期のデータは、計測部72によって収集される。   The oscillating unit 71 can control the acceleration and period of vibration applied to the vibrator 4. The acceleration and cycle can be arbitrarily set by the PC unit 8. Then, the acceleration and period data of the vibration actually applied by the shaker 4 is collected by the measuring unit 72.

また、計測部72では、水位センサ61の検知データが収集される。さらに、水圧検出器62によって検出された水圧のデータも、計測部72によって収集される。   In the measurement unit 72, detection data of the water level sensor 61 is collected. Further, the data of the water pressure detected by the water pressure detector 62 is also collected by the measuring unit 72.

また、加速度検出器5A,5Bも計測部72に接続されており、加振機4によって発生したケーシング3の振動が、対象地盤Gを伝搬して地表面G1に到達することで加速度検出器5A,5Bによって検知される。   The acceleration detectors 5A and 5B are also connected to the measuring unit 72, and the vibration of the casing 3 generated by the vibration exciter 4 propagates through the target ground G and reaches the ground surface G1, whereby the acceleration detector 5A. , 5B.

加速度検出器5A,5Bによって検知された加速度波形の検出信号は、信号処理部73においてノイズ除去のためのフィルタ処理などが施されて、通信部74を介してPC部8に計測データとして送信される。   The detection signal of the acceleration waveform detected by the acceleration detectors 5A and 5B is subjected to filter processing for noise removal in the signal processing unit 73 and transmitted as measurement data to the PC unit 8 via the communication unit 74. The

PC部8は、通信部(図示省略)などの一般的なコンピュータの構成の他に、データ記憶部81、演算処理部82、判定評価部83などを備えている。データ記憶部81には、計測部72によって収集されて送信されてきた計測データを蓄積させる。   The PC unit 8 includes a data storage unit 81, an arithmetic processing unit 82, a judgment evaluation unit 83, and the like in addition to a general computer configuration such as a communication unit (not shown). In the data storage unit 81, the measurement data collected and transmitted by the measurement unit 72 is accumulated.

また、演算処理部82では、データ記憶部81に記憶された計測データに基づいた各種演算が行われる。さらに、判定評価部83では、データ記憶部81に記憶された計測データや演算処理部82によって演算された値に基づいて、対象地盤Gの液状化判定及び支持性能の評価が行われる。   The arithmetic processing unit 82 performs various calculations based on the measurement data stored in the data storage unit 81. Further, the determination evaluation unit 83 performs liquefaction determination of the target ground G and evaluation of support performance based on the measurement data stored in the data storage unit 81 and the value calculated by the calculation processing unit 82.

次に、本実施の形態の地盤調査装置1を使用した地盤調査方法について説明する。図2は、本実施の形態の地盤調査方法の調査の流れを説明するフローチャートである。   Next, a ground survey method using the ground survey device 1 of the present embodiment will be described. FIG. 2 is a flowchart for explaining the survey flow of the ground survey method of the present embodiment.

まずステップS1では、対象地盤Gの地表面G1に貫入試験機2を据え付けるとともに、加速度検出器5A,5Bが間隔Lを置いて地表面G1上に設置される(図1及び図4参照)。   First, in step S1, the penetration testing machine 2 is installed on the ground surface G1 of the target ground G, and the acceleration detectors 5A and 5B are installed on the ground surface G1 with an interval L (see FIGS. 1 and 4).

貫入試験機2に取り付けられたケーシング3は、例えば25cm単位や50cm単位などの設定された測定単位に従って、鉛直方向に段階的に貫入されていく(ステップS2)。   The casing 3 attached to the penetration testing machine 2 is penetrated stepwise in the vertical direction according to a set measurement unit such as a unit of 25 cm or a unit of 50 cm (step S2).

そして、液状化判定を行う地層にケーシング3が到達したときに、加振機4によって振動が付与されることになる。ここで、図7に示すように、地震の震度の大きさによって、振動の周期と加速度との間には一定の関係がある。   Then, when the casing 3 reaches the formation where the liquefaction determination is performed, vibration is applied by the vibration exciter 4. Here, as shown in FIG. 7, there is a certain relationship between the vibration period and the acceleration depending on the magnitude of the seismic intensity.

このため、試験を行う前のケーシング3を所望する深度まで貫入させるための掘進の際には、発振部71によって地震動の対象とならないような高周波数(例えば20Hz−50Hz程度)の振動を付与することで、ケーシング3を推進させればよい。   For this reason, at the time of excavation for penetrating the casing 3 before the test to a desired depth, a vibration with a high frequency (for example, about 20 Hz to 50 Hz) is applied by the oscillating unit 71 so as not to be a target of earthquake motion. Thus, the casing 3 may be propelled.

そして、図4に示すように、対象地盤Gの上部層G2の調査が開始される。ステップS3では、対象地盤Gのある地域の設計時に想定すべき地震の大きさに基づいて、上部層G2に振動が付与される。   Then, as shown in FIG. 4, the investigation of the upper layer G2 of the target ground G is started. In step S3, vibration is applied to the upper layer G2 based on the magnitude of the earthquake that should be assumed when designing the area where the target ground G is located.

例えば、震度6弱の中地震動を設計目標値とした建物を構築する場合、図7に示すように、0.5sec(2Hz)の周期で200galの加速度の振動を、加振機4によってケーシング3に付与する。この付与する振動の周期と加速度の設定は、PC部8で行われ、その設定された周期と加速度の正弦波振動が、発振部71の制御により加振機4からケーシング3に付与される。   For example, when building a building with medium seismic intensity of less than 6 seismic intensity as a design target value, as shown in FIG. 7, vibration of 200 gal acceleration is applied to the casing 3 by the vibrator 4 at a cycle of 0.5 sec (2 Hz). Give. The setting of the period and acceleration of the vibration to be applied is performed by the PC unit 8, and the set period and acceleration sine wave vibration is applied from the vibrator 4 to the casing 3 by the control of the oscillation unit 71.

ここまでの貫入過程において、ケーシング3の先端に取り付けられた水位センサ61が水を検知していなければ、上部層G2は地下水W以浅の液状化が起き難い地層と判定できる。例えば、判定評価部83では、水位センサ61によって水が検知されていない状態をもって、「液状化なし」と判定させることができる(ステップS4)。   If the water level sensor 61 attached to the tip of the casing 3 does not detect water in the intrusion process so far, the upper layer G2 can be determined as a formation in which liquefaction below the groundwater W hardly occurs. For example, the determination / evaluation unit 83 can determine “no liquefaction” in a state in which water is not detected by the water level sensor 61 (step S4).

一方、ケーシング3が振動すると、図4に模式的に示すように、上部層G2をせん断波P1が伝搬し、地表面G1上に設置された加速度検出器5A,5Bによって伝搬された振動が検出される(ステップS5)。   On the other hand, when the casing 3 vibrates, as schematically shown in FIG. 4, the shear wave P1 propagates through the upper layer G2, and vibrations propagated by the acceleration detectors 5A and 5B installed on the ground surface G1 are detected. (Step S5).

加速度検出器5A,5Bによってそれぞれ検出された検出信号は、信号処理部73でフィルタ処理された後に、PC部8に送信される。そして、ステップS6では、演算処理部82において伝搬平均速度Vsが算出される。 The detection signals detected by the acceleration detectors 5A and 5B are filtered by the signal processing unit 73 and then transmitted to the PC unit 8. In step S <b> 6, the arithmetic processing unit 82 calculates the propagation average velocity V s .

伝搬平均速度Vsは、2つの加速度検出器5A,5Bの間隔Lと、せん断波P1の到達時間差とにより算出することができる。そして、算出された伝搬平均速度Vsから、上部層G2の地盤の支持性能の評価指標を算出することができる(ステップS7)。 The propagation average velocity V s can be calculated from the interval L between the two acceleration detectors 5A and 5B and the arrival time difference of the shear wave P1. And the evaluation index of the support performance of the ground of the upper layer G2 can be calculated from the calculated propagation average velocity V s (step S7).

以下に、地盤の支持性能の評価指標としての許容支持力度の算定方法について説明する。伝搬平均速度Vsに基づいて算出される地盤の許容支持力度の算定式は、砂質土地盤の許容支持力度qasと、粘性土地盤の許容支持力度qacというように土質によって異なっている。 Below, the calculation method of the allowable bearing capacity as an evaluation index of the supporting performance of the ground will be described. The calculation formula of the allowable bearing capacity of the ground calculated based on the propagation average velocity V s differs depending on the soil, such as the allowable bearing capacity q as of sandy ground and the allowable bearing capacity q ac of the viscous ground. .

<砂質土地盤の場合>
qas=((6.50×10-3)×0.954Vs+4.70)×β×BF×Nγ
<粘性土地盤の場合>
qac=14.63×10-4×α×(0.954Vs)2.2573
ここで、α、βは基礎の形状係数、BFは基礎底面の短辺幅、Nγは支持力係数を示す。こうした式は、例えば国土交通省告示第1113号第二「地盤の許容応力度を定める方法」の支持力式から導くことができる。
<For sandy land>
q as = ((6.50 × 10 -3 ) × 0.954V s +4.70) × β × B F × N γ
<In case of viscous land>
q ac = 14.63 × 10 -4 × α × (0.954V s ) 2.2573
Here, α and β are the shape factor of the foundation, BF is the short side width of the bottom surface of the foundation, and N γ is the bearing force coefficient. These formulas can be derived, for example, from the bearing capacity formula of Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism Notification No. 1113 No. 2 “Method of Determining the Allowable Stress Level of the Ground”.

さらに、伝搬平均速度Vsに基づいて、地盤の支持性能の評価指標として推定沈下量を算定することができる。ここで、推定沈下量には、即時沈下量Seと、圧密沈下量Sdとの2種類がある。 Furthermore, based on the propagation average velocity V s , the estimated settlement can be calculated as an evaluation index of the support performance of the ground. Here, the estimated subsidence is an immediate subsidence S e, there are two types of consolidation settlement amount S d.

<即時沈下量>
Se=IS×(1-νs 2)×(qs×B)/E'
E'=0.0019Vs 3+1.34Vs 2
ここで、ISは沈下係数、qsは基礎に作用する荷重度、Bは基礎底面幅を示す。
<Immediate settlement amount>
S e = I S × (1-ν s 2 ) × (q s × B) / E '
E '= 0.0019V s 3 + 1.34V s 2
Here, I S is the load level acting on the subsidence coefficient, q s is basic, B denotes a basic bottom width.

<圧密沈下量>
Sd=mv×(σ+Δσ'-Py)×h
Py=98×((0.954Vs)/95)1.961
ここで、mvは体積圧縮係数、σは有効上載圧、Δσ'は増加有効地中応力、hは層厚を示す。こうした式は、「建築基礎構造設計指針(一般社団法人日本建築学会,2001年版)」の沈下量算定式から導くことができる。
<Consolidation settlement>
S d = m v × (σ + Δσ'-P y ) × h
P y = 98 × ((0.954V s ) / 95) 1.961
Here, m v is a volume compression coefficient, σ is an effective upper pressure, Δσ ′ is an increased effective underground stress, and h is a layer thickness. These formulas can be derived from the subsidence calculation formula in the “Guidelines for Structural Design of Architectural Buildings (The Architectural Institute of Japan, 2001 edition)”.

さらに、伝搬平均速度Vsから表層地盤となる上部層G2の周期と増幅率を推定することもできる。要するに、地震時の地盤の揺れやすさを把握することができる。 Furthermore, it is also possible to estimate the period and the amplification factor of the upper layer G2 as the surface layers from the propagation average velocity V s. In short, it is possible to grasp the ease of ground shaking during an earthquake.

この地震時の地盤の揺れやすさについては、例えば限界耐力計算で使われている表層地盤増幅特性を計算する方法によって、地盤の支持性能の評価指標として算定することができる。また、「2001年版 限界耐力計算法の計算例とその解説(国土交通省住宅局建築指導課外)」に従って算定することもできる。   The ease of shaking of the ground at the time of the earthquake can be calculated as an evaluation index of the supporting performance of the ground by, for example, a method of calculating the surface layer ground amplification characteristics used in the limit strength calculation. It can also be calculated according to the “2001 calculation example of the limit yield strength calculation method and its explanation (outside the building guidance section of the Housing Bureau, Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism)”.

上部層G2の調査が完了した後には、再びケーシング3を貫入させて、図5に示すように、対象地盤Gの中間層G3の調査を開始する。この中間層G3は、地下水W以深の地層であるため、貫入中にケーシング3の先端に取り付けられた水位センサ61が水を検知して、PC部8に検知データが送信される。   After the survey of the upper layer G2 is completed, the casing 3 is inserted again, and the survey of the intermediate layer G3 of the target ground G is started as shown in FIG. Since the intermediate layer G3 is a formation deeper than the groundwater W, the water level sensor 61 attached to the tip of the casing 3 detects water during penetration, and the detection data is transmitted to the PC unit 8.

このため、中間層G3では、まず、液状化の判定が行われる(ステップS4)。液状化の判定に際しては、ステップS3で説明したように、設計時に想定すべき地震に基づいて中間層G3に振動が付与される。   For this reason, in the intermediate layer G3, first, liquefaction is determined (step S4). When determining liquefaction, as described in step S3, vibration is applied to the intermediate layer G3 based on an earthquake that should be assumed at the time of design.

ケーシング3によって中間層G3に振動が与えられると、液状化が発生するおそれのある地層では、図8に示すように間隙水圧が上昇することになる。ケーシング3の内部には、水圧検出器62が取り付けられているので、振動付与時の中間層G3の間隙水圧の変化を捉えることができる。   When vibration is applied to the intermediate layer G3 by the casing 3, in the formation where liquefaction may occur, the pore water pressure increases as shown in FIG. Since the water pressure detector 62 is attached inside the casing 3, it is possible to capture the change in the pore water pressure of the intermediate layer G3 when the vibration is applied.

地層には、通常その上部の荷重による地中応力が作用しており、各層において上載圧による地中応力と間隙水圧との差が実際の地中の有効応力となるが、間隙水圧が過度に増加していくと、有効応力がほぼ0の状態になって液状化が発生することになる。   Underground stress is usually applied to the stratum, and the difference between underground stress due to overload and pore water pressure in each layer is the effective stress in the ground, but the pore water pressure is excessive. As it increases, the effective stress becomes almost zero and liquefaction occurs.

図8は、過剰間隙水圧比の変化の一例を示したものであるが、過剰間隙水圧比が1.0に近い段階というのは、有効応力が殆ど無くなった状態であり、判定評価部83では「液状化が発生する層である」という判定がされることになる。   FIG. 8 shows an example of the change in the excess pore water pressure ratio. The stage where the excess pore water pressure ratio is close to 1.0 is a state in which the effective stress has almost disappeared. That is, it is determined that the layer is a layer in which crystallization occurs.

そこで、水圧検出器62によって検出された間隙水圧の計測データから演算処理部82で算出された過剰間隙水圧比が、予め定められた閾値を超えたときに、ステップS4では液状化が発生していると判定する。そして、液状化発生箇所GWを有する中間層G3が液状化層と判定されると、有効な地盤補強を行う必要があると判断されることになる。   Accordingly, when the excess pore water pressure ratio calculated by the calculation processing unit 82 from the pore water pressure measurement data detected by the water pressure detector 62 exceeds a predetermined threshold, liquefaction occurs in step S4. It is determined that When the intermediate layer G3 having the liquefaction occurrence location GW is determined to be a liquefied layer, it is determined that effective ground reinforcement needs to be performed.

このため、中間層G3に対するその後の地盤の支持性能の評価指標の算定は行う必要がなくなる。すなわち、地盤補強によって中間層G3の支持性能が向上することになるため、この時点での算定が不要になる。   For this reason, it is not necessary to calculate the evaluation index of the subsequent support performance of the ground for the intermediate layer G3. That is, since the support performance of the intermediate layer G3 is improved by the ground reinforcement, the calculation at this time becomes unnecessary.

中間層G3の調査が完了した後には、再びケーシング3を貫入させて、図6に示すように、対象地盤Gの下部層G4の調査を開始する。この下部層G4も地下水W以深の地層であるため、判定評価部83において液状化判定が行われる。   After the survey of the intermediate layer G3 is completed, the casing 3 is inserted again, and the survey of the lower layer G4 of the target ground G is started as shown in FIG. Since the lower layer G4 is also a formation deeper than the groundwater W, the determination evaluation unit 83 performs liquefaction determination.

想定地震条件による加振(ステップS3)を行って液状化が発生していないと判定(ステップS4)されると、下部層G4を伝搬したせん断波P2を検出した地表面G1の加速度検出器5A,5Bの計測データに基づいて、伝搬平均速度Vsが算出される(ステップS6)。そして、ステップS7では、算出された伝搬平均速度Vsから下部層G4の地盤の支持性能の評価指標が算出される。 If it is determined that liquefaction has not occurred (step S4) by performing excitation (step S3) based on the assumed earthquake condition, the acceleration detector 5A for the ground surface G1 that detects the shear wave P2 propagated through the lower layer G4. , 5B, the propagation average velocity V s is calculated (step S6). Then, in step S7, the evaluation index of the supporting performance of the ground of the lower layer G4 is calculated from the calculated propagation average speed V s.

次に、本実施の形態の地盤調査装置1、及びそれを使用した地盤調査方法の作用について説明する。   Next, the operation of the ground survey device 1 of the present embodiment and the ground survey method using the same will be described.

このように構成された本実施の形態の地盤調査装置1は、対象地盤Gに貫入されるケーシング3を振動させる加振機4と、地表面G1上に配置される加速度検出器5A,5Bとを備えている。また、判定評価部83では、対象地盤Gの液状化判定及び支持性能の評価が行われる。   The ground survey device 1 of the present embodiment configured as described above includes a vibration exciter 4 that vibrates the casing 3 that penetrates the target ground G, and acceleration detectors 5A and 5B that are disposed on the ground surface G1. It has. Moreover, in the determination evaluation part 83, liquefaction determination of the target ground G and evaluation of support performance are performed.

このため、液状化判定と物理探査による地盤の支持性能の評価を連続して行うことができ、地盤調査に要する工数及び費用を大幅に軽減することが可能になる。   For this reason, it is possible to continuously evaluate the support performance of the ground by liquefaction determination and geophysical exploration, and it is possible to greatly reduce the man-hours and costs required for the ground survey.

まずは、液状化判定と物理探査の両方で加振機4が兼用される構成であるため、貫入試験機2の部品コストを削減することができる。さらには、調査中に液状化判定と物理探査の両方を行うにも、貫入試験機2であれば据え替えが不要であるため、別々の装置で調査を行う場合と比べて工数及び工費を減らすことができる。
また、地表面G1上に配置される加速度検出器5A,5Bであれば、汎用の加速度計が使用できるため、簡単に構成することができる。
First, since the vibration exciter 4 is used for both liquefaction determination and physical exploration, the parts cost of the penetration tester 2 can be reduced. Furthermore, in order to perform both liquefaction determination and physical exploration during the survey, the penetration test machine 2 does not require replacement, so the number of man-hours and costs are reduced compared with the case where the survey is performed with a separate device. be able to.
Moreover, since the general-purpose accelerometer can be used if it is the acceleration detectors 5A and 5B arranged on the ground surface G1, it can be configured easily.

そして、本実施の形態の地盤調査装置1であれば、液状化判定と物理探査の両方を行うので、多面的な判断が可能となり、精度の高い地盤調査結果を得ることができる。   And if it is the ground investigation apparatus 1 of this Embodiment, since both liquefaction determination and physical exploration are performed, multi-faceted judgment will be possible and a highly accurate ground investigation result can be obtained.

また、ケーシング3の先端に水位センサ61が取り付けられていれば、地下水Wを検知したときのみ、過剰間隙水圧比などに基づく詳細な液状化判定を行うという構成にすることができる。すなわち、地下水位以深か否かによって液状化の判定を簡略化することで、液状化のおそれのない地層の調査が短時間で行えるようになり、効率的に調査を進めていくことができる。   Further, if the water level sensor 61 is attached to the tip of the casing 3, a detailed liquefaction determination based on the excess pore water pressure ratio or the like can be performed only when the groundwater W is detected. In other words, by simplifying the determination of liquefaction depending on whether it is deeper than the groundwater level, it becomes possible to investigate the formation without fear of liquefaction in a short time, and the investigation can be carried out efficiently.

さらに、ケーシング3内に水圧検出器62が取り付けられて、振動の付与時の過剰間隙水圧の変化が把握できるようにすることで、液状化が発生する地盤か否かの判定を高精度で行うことができるようになる。   Furthermore, the water pressure detector 62 is attached in the casing 3 so that the change in the excess pore water pressure at the time of applying the vibration can be grasped, so that it is determined with high accuracy whether the ground is liquefied or not. Will be able to.

また、判定評価部83では、伝搬平均速度Vsから地盤の許容支持力度及び推定沈下量という地盤の支持性能の評価指標を自動的に算出させることができる。さらに、表層地盤の周期及び増幅率という地震時の地盤の揺れやすさに関する評価指標も、判定評価部83によって自動的に算出させることができる。 In addition, the judgment and evaluation unit 83 can automatically calculate an evaluation index of the ground support performance such as the allowable ground support strength and the estimated subsidence amount from the propagation average velocity V s . Furthermore, the evaluation index regarding the ease of shaking of the ground at the time of the earthquake, such as the period of the surface ground and the amplification factor, can be automatically calculated by the judgment evaluation unit 83.

以下、前記した実施の形態とは別の形態の実施例1について、図9−図12を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。   Hereinafter, Example 1 of a form different from the above-described embodiment will be described with reference to FIGS. The description of the same or equivalent parts as the contents described in the above embodiment will be described with the same terms or the same reference numerals.

本実施例1では、前記実施の形態とは構成が異なる貫入試験機9について説明する。実施例1の貫入試験機9は、図9に示すように、ベースマシンとなるSWS試験機91と、対象地盤Gに貫入させるケーシング3Aと、ケーシング3Aに振動を与える加振機4Aとによって主に構成される。   In Example 1, a penetration tester 9 having a configuration different from that of the above embodiment will be described. As shown in FIG. 9, the penetration tester 9 of the first embodiment is mainly composed of an SWS tester 91 serving as a base machine, a casing 3A that penetrates the target ground G, and a vibration exciter 4A that applies vibration to the casing 3A. Configured.

SWS試験機91は、小規模建築物の地盤調査で実績があるスウェーデン式サウンディング試験機である。SWS試験機91は、スウェーデン式サウンディング(SWS)試験の際に使用されるスクリューポイントに段階的に荷重を載荷させるための錘部92を備えている。   The SWS testing machine 91 is a Swedish sounding testing machine with a track record in ground surveys of small buildings. The SWS testing machine 91 includes a weight portion 92 for loading a load stepwise on a screw point used in a Swedish sounding (SWS) test.

このSWS試験機91の軸部であるロッド93には、ケーシング3Aが接続される。また、ケーシング3Aは、上方に配置される加振機4Aに接続されており、加振機4Aによってケーシング3Aに任意の周波数の上下方向の振動を付与することができる。   The casing 3 </ b> A is connected to a rod 93 that is a shaft portion of the SWS testing machine 91. Moreover, the casing 3A is connected to a vibration exciter 4A disposed above, and the vibration of the arbitrary frequency can be applied to the casing 3A by the vibration exciter 4A.

さらに、ケーシング3Aの先端には、水位センサ61が取り付けられる。また、ケーシング3Aの内空には、水圧検出器62が取り付けられる。なお、加速度検出器5A,5B、制御処理部7及びPC部8の構成は、前記実施の形態で説明した貫入試験機2と同じになるため、詳細な説明は省略する。   Further, a water level sensor 61 is attached to the tip of the casing 3A. A water pressure detector 62 is attached to the inner space of the casing 3A. Note that the configurations of the acceleration detectors 5A and 5B, the control processing unit 7, and the PC unit 8 are the same as those of the penetration testing machine 2 described in the above embodiment, and thus detailed description thereof is omitted.

次に、本実施例1の貫入試験機9を備えた地盤調査装置を使用した地盤調査方法について説明する。まずステップS1では、対象地盤Gの地表面G1に貫入試験機9を据え付けるとともに、加速度検出器5A,5Bが間隔Lを置いて地表面G1上に設置される(図10参照)。   Next, the ground investigation method using the ground investigation apparatus provided with the penetration testing machine 9 of the first embodiment will be described. First, in step S1, the penetration tester 9 is installed on the ground surface G1 of the target ground G, and the acceleration detectors 5A and 5B are installed on the ground surface G1 with an interval L (see FIG. 10).

貫入試験機9に取り付けられたケーシング3Aは、測定単位に従って鉛直方向に段階的に貫入されていき、液状化判定を行う地層にケーシング3Aが到達したときに、加振機4Aによって振動が付与されることになる。   The casing 3A attached to the penetration testing machine 9 is penetrated stepwise in the vertical direction according to the measurement unit, and when the casing 3A reaches the formation where the liquefaction determination is performed, vibration is applied by the vibrator 4A. Will be.

ここで、貫入試験機9による地盤調査の前に、対象地盤Gに対してSWS試験が行われていた場合は、その試験孔を利用することができる。その際には、試験孔よりも少し大き目の直径のケーシング3Aが、試験孔に貫入されることになる。   Here, when the SWS test is performed on the target ground G before the ground investigation by the penetration testing machine 9, the test hole can be used. At that time, a casing 3A having a diameter slightly larger than the test hole is inserted into the test hole.

そして、図10に示すように、対象地盤Gの上部層G2の調査が開始される。ここまでの貫入過程において、ケーシング3Aの先端に取り付けられた水位センサ61が水を検知していなければ、判定評価部83では「液状化なし」という簡略化された判定が行われる。   Then, as shown in FIG. 10, the investigation of the upper layer G2 of the target ground G is started. In the penetration process so far, if the water level sensor 61 attached to the tip of the casing 3A does not detect water, the determination evaluation unit 83 performs a simplified determination of “no liquefaction”.

続いて、対象地盤Gのある地域の設計時に想定すべき地震の大きさに基づいてPC部8で設定された周期と加速度の正弦波振動が、加振機4Aによってケーシング3Aに付与される。   Subsequently, a sinusoidal vibration having a period and acceleration set by the PC unit 8 based on the magnitude of an earthquake to be assumed when designing an area with the target ground G is applied to the casing 3A by the vibration exciter 4A.

ケーシング3Aが振動すると、上部層G2を伝搬したせん断波P1が加速度検出器5A,5Bによって検出され、制御処理部7を介してPC部8に送信される。この計測データに基づいて、演算処理部82では伝搬平均速度Vsが算出される。 When the casing 3A vibrates, the shear wave P1 propagated through the upper layer G2 is detected by the acceleration detectors 5A and 5B and transmitted to the PC unit 8 via the control processing unit 7. Based on this measurement data, the arithmetic processing unit 82 calculates the propagation average velocity V s .

さらに、算出された伝搬平均速度Vsから、上部層G2の地盤の支持性能の評価指標として、許容支持力度及び推定沈下量が算出される。このようにして上部層G2の調査が完了した後には、再びケーシング3Aを貫入させて、図11に示すように、対象地盤Gの中間層G3の調査を開始する。 Furthermore, from the calculated propagation average velocity V s , an allowable bearing force level and an estimated settlement amount are calculated as an evaluation index of the supporting performance of the ground of the upper layer G2. After the investigation of the upper layer G2 is completed in this way, the casing 3A is inserted again, and the investigation of the intermediate layer G3 of the target ground G is started as shown in FIG.

この中間層G3は、地下水W以深の地層であるため、貫入中にケーシング3Aの先端に取り付けられた水位センサ61が水を検知して、PC部8に検知データが送信される。   Since the intermediate layer G3 is a formation deeper than the groundwater W, the water level sensor 61 attached to the tip of the casing 3A detects water during penetration, and the detection data is transmitted to the PC unit 8.

そして、中間層G3では、まず、判定評価部83において液状化の判定が行われる。ここで「液状化が発生する層である」という判定がされると、中間層G3の調査は終了し、再びケーシング3Aを下部層G4に向けて貫入させることになる。   In the intermediate layer G3, first, the determination evaluation unit 83 determines liquefaction. If it is determined that the layer is a layer in which liquefaction occurs, the investigation of the intermediate layer G3 is finished, and the casing 3A is again penetrated toward the lower layer G4.

続いて、図12に示すように、対象地盤Gの下部層G4の調査が開始される。この下部層G4も地下水W以深の地層であるため、判定評価部83において液状化判定が行われ、液状化が発生していないと判定された場合には、伝搬平均速度Vsが算出されて、それに基づいて下部層G4の支持性能の評価指標が算出される。 Subsequently, as shown in FIG. 12, the investigation of the lower layer G4 of the target ground G is started. Since this lower layer G4 is also a formation deeper than the groundwater W, the determination evaluation unit 83 performs liquefaction determination, and when it is determined that liquefaction has not occurred, the propagation average velocity V s is calculated. Based on this, an evaluation index of the support performance of the lower layer G4 is calculated.

このように構成された実施例1の地盤調査装置は、SWS試験機91をベースに貫入試験機9を構成するため、SWS試験を実施した後に、その延長線上で地盤調査を追加することが容易にできる。   Since the ground investigation device of Example 1 configured in this way constitutes the penetration tester 9 based on the SWS tester 91, it is easy to add a ground investigation on the extension line after the SWS test is performed. Can be.

この場合は、SWS試験と同じ試験孔を利用することができるので、ケーシング3Aの貫入が容易になる。さらに、SWS試験の試験結果である地盤定数などと併せて、総合的に土質性状を判定することができるようになる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
In this case, since the same test hole as the SWS test can be used, penetration of the casing 3A becomes easy. Furthermore, the soil properties can be comprehensively determined together with the ground constant, which is the test result of the SWS test.
Other configurations and functions and effects are substantially the same as those of the above-described embodiment or other examples, and thus description thereof is omitted.

以下、前記した実施の形態及び実施例1とは別の形態の実施例2について、図13−図15を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。   Hereinafter, Example 2 of a form different from the above-described embodiment and Example 1 will be described with reference to FIGS. In addition, about the description of the part same or equivalent to the content demonstrated in the said embodiment or Example 1, it attaches | subjects and demonstrates the same term or the same code | symbol.

本実施例2では、前記実施の形態及び実施例1で説明した地盤調査装置1のように加速度検出器5A,5Bを地表面G1上に設置するのではなく、加速度検出器又は荷重検出器を備えた貫入試験機2A,9Aによって構成される地盤調査装置について説明する。   In the second embodiment, the acceleration detectors 5A and 5B are not installed on the ground surface G1 as in the ground survey device 1 described in the embodiment and the first embodiment, but an acceleration detector or a load detector is used. A ground investigation device constituted by the penetration testing machines 2A and 9A provided will be described.

まず、図13を参照しながら貫入試験機2Aについて説明する。この貫入試験機2Aは、前記実施の形態で説明した貫入試験機2と同じ構成である。相違する点は、貫入試験機2Aの加振機4又は加振機4とケーシング3とを接続させる軸部であるロッド25に、加速度検出器26が取り付けられている点である。   First, the penetration testing machine 2A will be described with reference to FIG. The penetration testing machine 2A has the same configuration as the penetration testing machine 2 described in the above embodiment. The difference is that an acceleration detector 26 is attached to a rod 25 that is a shaft portion that connects the vibration exciter 4 or the vibration exciter 4 and the casing 3 of the penetration testing machine 2A.

小型掘削機21によって振動を与えながら掘削するということは、いわば地盤に動的に載荷試験をしていることになるため、せん断剛性を求める試験と同様の結果が得られることになる。そこで、加振機4又はロッド25に加速度検出器26(又は荷重検出器)を取り付けることで、貫入試験機2A自体で加速度等の計測が行えるようにする。   Excavation while applying vibration by the small excavator 21 means that the load test is dynamically performed on the ground, so that the same result as the test for obtaining the shear rigidity can be obtained. Therefore, by attaching an acceleration detector 26 (or load detector) to the vibration exciter 4 or the rod 25, the penetration testing machine 2A itself can measure acceleration and the like.

貫入試験機2Aのケーシング3を、加振機4で振動を与えながら対象地盤Gに掘進させていくと、図15の左端に示すように、掘進方向(下方向)と上方向へのリバウンドを繰り返しながら貫入が行われることになる。同質の地層内では、多少のばらつきがあったとしても、ほぼ同様の加速度(又は荷重)が計測されることになり、地層境界を超えると加速度(又は荷重)も変化することになる。   When the casing 3 of the penetration testing machine 2A is dug into the target ground G while being vibrated by the vibrator 4, as shown at the left end of FIG. The intrusion will be repeated. Within the same formation, even if there is some variation, almost the same acceleration (or load) will be measured, and if the boundary is exceeded, the acceleration (or load) will also change.

一方、計測された加速度(又は荷重)の測定値が0に近い状態は、液状化が発生している状態と考えられる。そこで、加速度検出器26によって検出された値が閾値より小さくなった場合に、判定評価部83において「液状化が発生する層である」という判定をさせることができる。   On the other hand, a state where the measured value of acceleration (or load) is close to 0 is considered to be a state where liquefaction has occurred. Therefore, when the value detected by the acceleration detector 26 is smaller than the threshold value, the determination / evaluation unit 83 can determine that the layer is a layer in which liquefaction occurs.

そして、加速度の計測データを一定の深度ごと(例えば1cm単位)に加重平均化すると、図15の中央に示すように、区間ごと(地層ごと)の地盤剛性が算出されることになり、地盤の支持性能の評価指標とすることができる。   Then, when the acceleration measurement data is weighted and averaged at a certain depth (for example, in units of 1 cm), as shown in the center of FIG. 15, the ground stiffness for each section (for each stratum) is calculated. It can be used as an evaluation index of support performance.

さらに、算出された地盤剛性は、図15の右端に示すようにせん断波速度(伝搬平均速度)に近似するため、前記実施の形態で説明したような許容支持力度や推定沈下量などの地盤の支持性能の評価指標を算出させることもできる。   Furthermore, since the calculated ground rigidity approximates the shear wave velocity (propagation average velocity) as shown in the right end of FIG. 15, the ground support such as the allowable bearing force and the estimated subsidence amount as described in the above embodiment is used. An evaluation index of support performance can also be calculated.

一方、図14に示した貫入試験機9Aは、前記実施例1で説明した貫入試験機9と同じ構成である。相違する点は、貫入試験機9Aの加振機4A又は加振機4Aとケーシング3Aとを接続させる軸部であるロッド93に加速度検出器94が取り付けられている点である。   On the other hand, the penetration tester 9A shown in FIG. 14 has the same configuration as the penetration tester 9 described in the first embodiment. The difference is that an acceleration detector 94 is attached to a rod 93 which is a shaft portion for connecting the vibrator 4A of the penetration tester 9A or the vibrator 4A and the casing 3A.

このように構成された実施例2の貫入試験機2A,9Aを備えた地盤調査装置は、加振機4,4A又はロッド25,93に加速度検出器26,94(又は荷重検出器)が配置されているので、別途、加速度検出器5A,5Bを設置する必要がなく、地盤調査装置の設置及び撤去を簡単に行うことができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
In the ground investigation device provided with the penetration testing machines 2A and 9A of Example 2 configured as described above, the acceleration detectors 26 and 94 (or load detectors) are arranged on the vibrators 4 and 4A or the rods 25 and 93, respectively. Therefore, it is not necessary to separately install the acceleration detectors 5A and 5B, and the ground survey device can be easily installed and removed.
Other configurations and functions and effects are substantially the same as those of the above-described embodiment or other examples, and thus description thereof is omitted.

以下、前記した実施の形態及び実施例1,2とは別の形態の実施例3について、図16−図18を参照しながら説明する。なお、前記実施の形態又は実施例1,2で説明した内容と同一乃至均等な部分の説明については、同一用語又は同一符号を付して説明する。   Hereinafter, Example 3 of a form different from the above-described embodiment and Examples 1 and 2 will be described with reference to FIGS. In addition, about the description of the part same or equivalent to the content demonstrated in the said embodiment or Example 1, 2, it attaches | subjects and demonstrates the same term or the same code | symbol.

本実施例3では、前記実施の形態及び実施例1で説明した地盤調査装置1のように加速度検出器5A,5Bを地表面G1上に設置したり、実施例2で説明したように加速度検出器又は荷重検出器を備えた貫入試験機2A,9Aによって構成される地盤調査装置を使用したりするのではなく、加振機4,4Aの振動回数を測定する構成の地盤調査装置を使用する。   In the third embodiment, the acceleration detectors 5A and 5B are installed on the ground surface G1 as in the ground survey device 1 described in the embodiment and the first embodiment, or the acceleration detection is performed as described in the second embodiment. Rather than using a ground surveying device composed of penetration testers 2A and 9A equipped with a vibration detector or a load detector, a ground surveying device configured to measure the number of vibrations of the vibrators 4 and 4A is used. .

地盤調査装置では、前記実施の形態及び実施例1,2などで説明したように対象地盤Gに加振機4,4Aによって振動を与える。そこで本実施例3では、この加振機4,4Aの振動回数を振動回数測定部によって測定する。   In the ground investigation device, as described in the above embodiment and Examples 1 and 2, the target ground G is vibrated by the vibrators 4 and 4A. Therefore, in the third embodiment, the number of vibrations of the vibrators 4 and 4A is measured by the vibration number measuring unit.

振動回数を測定する振動回数測定部としては、例えば加振機4,4Aから出力される信号から振動を測定するものが利用できる。振動回数とするためには、単純に単位時間あたりに発生した振動を読み取らせることができる。また、等速で掘進していく場合は、単位深度あたりに発生させた振動を振動回数とすることもできる。   As the vibration frequency measurement unit for measuring the vibration frequency, for example, a device that measures vibration from signals output from the vibrators 4 and 4A can be used. In order to obtain the number of vibrations, the vibration generated per unit time can be simply read. In addition, when excavating at a constant speed, the vibration generated per unit depth can be used as the number of vibrations.

図16は、1cmの掘進をするのに5回振動させた場合の荷重と深度との関係を例示している。振動回数は、振動数と相関のある値のため、図17に示すようにフーリエ変換による振動解析を行うことができる。ここで、図17のFAは、地盤調査装置で起振させた振動回数に該当するピークを示し、FBは対象地盤Gの卓越振動数を示している。   FIG. 16 exemplifies the relationship between the load and the depth when oscillating 5 times to make a 1 cm excavation. Since the number of vibrations is a value correlated with the frequency, vibration analysis by Fourier transform can be performed as shown in FIG. Here, FA in FIG. 17 indicates a peak corresponding to the number of vibrations generated by the ground investigation device, and FB indicates the dominant frequency of the target ground G.

ここで、対象地盤Gの卓越振動数FBは、振動の影響範囲の土の地盤剛性kと、影響範囲の土の重量mによるものと考えられる。振動の影響範囲と重量は、土質ごとに異なることになるが、換言すれば土質ごとにある程度決定できる指標と言える。すなわち、対象地盤Gの地盤剛性kは、振動数fに土質ごとの係数(m)を乗じることで求められることになる。
f=(k/m)0.5/2π (1)
Here, the dominant frequency FB of the target ground G is considered to be due to the soil ground stiffness k in the affected range of the vibration and the soil weight m in the affected range. The influence range and weight of the vibration will differ depending on the soil type. In other words, it can be said that it can be determined to some extent for each soil type. That is, the ground stiffness k of the target ground G is obtained by multiplying the frequency f by the coefficient (m) for each soil.
f = (k / m) 0.5 / 2π (1)

また、表面波探査による地盤調査法で求められるせん断波速度V(伝搬平均速度)も、地盤剛性kと相関性のある数値である。このため、図18に示すように、土質ごとの卓越振動数FBとせん断波速度Vとの相関関係から、振動数fに置き換えた以下の式が求められる。
V=βS・f (2)
ここで、係数βSは土質ごとに特定される係数である。実測値に基づいてある土質の係数βSを求めると、βS=1.2という値が得られた。このように、土質ごとに係数βSを算出しておくことで、振動数fから伝搬平均速度(V)を直接的に算出することができる。
Further, the shear wave velocity V (propagation average velocity) obtained by the ground survey method by surface wave exploration is also a numerical value correlated with the ground stiffness k. For this reason, as shown in FIG. 18, from the correlation between the dominant frequency FB and the shear wave velocity V for each soil, the following equation replaced with the frequency f is obtained.
V = β S · f (2)
Here, the coefficient β S is a coefficient specified for each soil type. When the coefficient β S of a certain soil quality was obtained based on the actually measured value, a value of β S = 1.2 was obtained. Thus, by calculating the coefficient β S for each soil, the propagation average velocity (V) can be directly calculated from the frequency f.

さらに、上記(1),(2)式を整理すると、以下の(3)式で表される。
k=αS・f2 (3)
ここで、係数αSは、振動の影響範囲と影響範囲の土の重量mとで規定される係数である。要するに、αSを土質ごとに設定することで、(3)式によって直接的に振動数f(Hz)から地盤剛性kを求めることが可能になる。
Furthermore, when the above formulas (1) and (2) are arranged, they are expressed by the following formula (3).
k = α S · f 2 (3)
Here, the coefficient α S is a coefficient defined by the vibration influence range and the soil weight m in the influence range. In short, by setting α S for each soil, it is possible to obtain the ground stiffness k directly from the frequency f (Hz) by the equation (3).

そして、係数αSを調整することで、振動数f(Hz)は単純に単位時間あたりの振動回数と置き換えることができる。また、等速で掘進していく場合は、単位深度あたりの振動回数を振動数fに置き換えられるように係数αSを調整することもできる。 Then, by adjusting the coefficient α S , the frequency f (Hz) can be simply replaced with the number of vibrations per unit time. In addition, when excavating at a constant speed, the coefficient α S can be adjusted so that the number of vibrations per unit depth can be replaced with the frequency f.

また、深さ方向に地盤の硬軟の変化を相対比較するような場合には、振動の荷重値Pによる重み付けを行うために、荷重値Pを乗じることを前提に係数αSを調整することもできる。 In addition, when relative changes in ground hardness are compared in the depth direction, the coefficient α S may be adjusted on the assumption that the load value P is multiplied in order to weight the vibration load value P. it can.

このように構成された実施例3の地盤調査装置は、振動回数測定部を備えているため、加振機4,4Aの振動回数を測定することができる。そして、得られた振動回数の測定結果から対象地盤Gの伝搬平均速度や地盤剛性kを求めることで、地盤の支持性能や地盤の揺れやすさに関する評価指標を算出させることができる。
なお、他の構成及び作用効果については、前記実施の形態又は他の実施例と略同様であるので説明を省略する。
Since the ground investigation device according to the third embodiment configured as described above includes the vibration frequency measurement unit, the vibration frequency of the vibrators 4 and 4A can be measured. Then, by obtaining the propagation average speed and the ground rigidity k of the target ground G from the obtained measurement results of the number of vibrations, it is possible to calculate an evaluation index regarding the support performance of the ground and the ease of shaking of the ground.
Other configurations and functions and effects are substantially the same as those of the above-described embodiment or other examples, and thus description thereof is omitted.

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態又は実施例に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。   The embodiment of the present invention has been described in detail above with reference to the drawings. However, the specific configuration is not limited to this embodiment or example, and the design changes are within the scope of the present invention. Are included in the present invention.

例えば、前記実施の形態及び実施例では、水位センサ61及び水圧検出器62を備えた構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、地下水の有無に関わらず液状化判定を行う場合は、水位センサ61を省略することができる。また、水圧検出器62が省略されていても、加速度検出器5A,5B,26,94の検出結果から液状化の発生の有無を判定することができる。   For example, in the above-described embodiments and examples, the configuration including the water level sensor 61 and the water pressure detector 62 has been described, but the configuration is not limited thereto. For example, when liquefaction determination is performed regardless of the presence or absence of groundwater, the water level sensor 61 can be omitted. Even if the water pressure detector 62 is omitted, it is possible to determine whether or not liquefaction has occurred from the detection results of the acceleration detectors 5A, 5B, 26, and 94.

1 地盤調査装置
2 貫入試験機
25 ロッド(軸部)
3 ケーシング
4 加振機
5A,5B 加速度検出器
61 水位センサ
62 水圧検出器
82 演算処理部
83 判定評価部
9 貫入試験機
93 ロッド(軸部)
3A ケーシング
4A 加振機
2A,9A 貫入試験機
26,94 加速度検出器
G 対象地盤
G1 地表面
W 地下水
L 間隔
Vs 伝搬平均速度
1 Ground survey device 2 Penetration testing machine 25 Rod (shaft)
3 Casing 4 Exciters 5A, 5B Acceleration detector 61 Water level sensor 62 Water pressure detector 82 Arithmetic processing unit 83 Judgment evaluation unit 9 Penetration tester 93 Rod (shaft)
3A Casing 4A Exciter 2A, 9A Penetration testing machine 26, 94 Acceleration detector G Target ground G1 Ground surface W Groundwater L Interval
V s propagation average speed

Claims (8)

地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置であって、
前記対象地盤に貫入させるケーシングと、
前記ケーシングに振動を与える加振機と、
前記対象地盤の地表面上に間隔を置いて配置された複数の加速度検出器と、
前記加速度検出器からの検出信号に基づいて伝搬平均速度を算出する演算処理部と、
前記対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価を行う判定評価部とを備え、
前記判定評価部では、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与された結果から液状化判定が行われるとともに、前記伝搬平均速度から支持性能が評価されることを特徴とする地盤調査装置。
A ground surveying device that surveys the target ground in order to perform ground liquefaction judgment and support performance evaluation,
A casing that penetrates into the target ground;
A vibrator for applying vibration to the casing;
A plurality of acceleration detectors arranged at intervals on the ground surface of the target ground;
An arithmetic processing unit that calculates a propagation average velocity based on a detection signal from the acceleration detector;
A determination evaluation unit that performs liquefaction determination and support performance evaluation of the target ground,
The determination and evaluation unit performs liquefaction determination based on a result of applying vibration under conditions that cause liquefaction by the shaker, and supports performance from the propagation average speed. Survey equipment.
地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置であって、
前記対象地盤に貫入させるケーシングと、
前記ケーシングに振動を与える加振機と、
前記加振機又はケーシングに接続される軸部に配置される加速度検出器又は荷重検出器と、
前記加速度検出器又は荷重検出器からの検出信号に基づいて伝搬平均速度を算出する演算処理部と、
前記対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価を行う判定評価部とを備え、
前記判定評価部では、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与された結果から液状化判定が行われるとともに、前記伝搬平均速度から支持性能が評価されることを特徴とする地盤調査装置。
A ground surveying device that surveys the target ground in order to perform ground liquefaction judgment and support performance evaluation,
A casing that penetrates into the target ground;
A vibrator for applying vibration to the casing;
An acceleration detector or a load detector disposed on a shaft connected to the shaker or casing;
An arithmetic processing unit that calculates a propagation average velocity based on a detection signal from the acceleration detector or the load detector;
A determination evaluation unit that performs liquefaction determination and support performance evaluation of the target ground,
The determination and evaluation unit performs liquefaction determination based on a result of applying vibration under conditions that cause liquefaction by the shaker, and supports performance from the propagation average speed. Survey equipment.
地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を調査する地盤調査装置であって、
前記対象地盤に貫入させるケーシングと、
前記ケーシングに振動を与える加振機と、
前記加振機の振動回数を測定する振動回数測定部と、
前記振動回数から伝搬平均速度又は地盤剛性を算出する演算処理部と、
前記対象地盤の液状化判定及び支持性能の評価を行う判定評価部とを備え、
前記判定評価部では、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与された結果から液状化判定が行われるとともに、前記伝搬平均速度又は地盤剛性から支持性能が評価されることを特徴とする地盤調査装置。
A ground surveying device that surveys the target ground in order to perform ground liquefaction judgment and support performance evaluation,
A casing that penetrates into the target ground;
A vibrator for applying vibration to the casing;
A vibration frequency measuring unit for measuring the vibration frequency of the shaker;
An arithmetic processing unit that calculates a propagation average speed or ground rigidity from the number of vibrations,
A determination evaluation unit that performs liquefaction determination and support performance evaluation of the target ground,
In the determination evaluation unit, liquefaction determination is performed from a result of applying vibration under conditions that cause liquefaction by the shaker, and support performance is evaluated from the propagation average speed or ground rigidity. Ground investigation device.
前記ケーシングの先端には水位センサが取り付けられており、前記水位センサによって地下水が検知された場合に、前記加振機によって液状化が発生する条件の振動が付与されることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の地盤調査装置。   A water level sensor is attached to a tip of the casing, and when ground water is detected by the water level sensor, vibration of a condition that causes liquefaction is applied by the shaker. The ground investigation device according to any one of 1 to 3. 前記ケーシング内には水圧検出器が取り付けられており、前記加振機によって振動が付与されている間の間隙水圧が前記水圧検出器によって測定され、前記判定評価部では、間隙水圧が任意に設定した条件を超えた場合に液状化と判定することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の地盤調査装置。   A water pressure detector is mounted in the casing, and the pore water pressure is measured by the water pressure detector while vibration is applied by the shaker, and the pore water pressure is arbitrarily set in the judgment and evaluation unit. The ground investigation device according to any one of claims 1 to 4, wherein the ground investigation device is determined to be liquefied when the measured condition is exceeded. 前記判定評価部では、前記伝搬平均速度から地盤の支持性能の評価指標となる地盤の許容支持力度及び推定沈下量が算出されることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか一項に記載の地盤調査装置。   6. The determination evaluation unit calculates an allowable bearing force level and an estimated subsidence amount of the ground serving as an evaluation index of the supporting performance of the ground from the propagation average speed. 6. Ground survey equipment. 前記判定評価部では、前記伝搬平均速度から表層地盤の周期及び増幅率が算出されることを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の地盤調査装置。   The ground evaluation device according to any one of claims 1 to 6, wherein the determination evaluation unit calculates a period and an amplification factor of the surface layer ground from the propagation average velocity. 地盤の液状化判定と支持性能の評価とを行うために対象地盤を、請求項1乃至6のいずれか一項に記載の地盤調査装置を使って調査する地盤調査方法であって、
前記対象地盤に前記ケーシングを貫入する工程と、
前記ケーシングに前記加振機によって液状化が発生する条件の振動を与える工程と、
前記加速度検出器、荷重検出器又は振動回数測定部による計測を行う工程と、
前記判定評価部により液状化判定を行う工程と、
前記液状化判定の結果、液状化と判定されなかった場合に前記演算処理部で前記伝搬平均速度を算出して支持性能の評価を行う工程とを備えたことを特徴とする地盤調査方法。
A ground survey method for surveying a target ground using the ground survey device according to any one of claims 1 to 6, in order to perform ground liquefaction determination and support performance evaluation,
Penetrating the casing into the target ground;
Providing the casing with vibrations under conditions that cause liquefaction by the vibrator;
A step of performing measurement by the acceleration detector, load detector or vibration frequency measurement unit;
Performing the liquefaction determination by the determination evaluation unit;
A ground investigation method comprising: a step of calculating the propagation average speed by the arithmetic processing unit and evaluating the support performance when the liquefaction determination does not determine liquefaction.
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