JP4169633B2 - 比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、主として岸壁や護岸等の背面の埋立地盤の土砂の吸い出し、流出によって岸壁や護岸等の背面地盤に発生する空洞・ゆるみ領域を判定する比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、岸壁や護岸等の背面の埋立地盤では、その埋立て土砂の吸い出しや流出等による岸壁や護岸等のヤード表面等の陥没が問題となっている。
【０００３】
これらの陥没は、岸壁や護岸の隙間から、埋立て土砂が潮の干満等によって吸い出され、岸壁や護岸等の背面地盤内に空洞やゆるみ領域が発生し、それが拡大することによって生じている。
【０００４】
しかしながら、従来においては、その地盤内の空洞・ゆるみ領域を確かめるために、ボーリング試験を複数個所で行なわねばならず、従って、対象とする地盤の空洞・ゆるみ領域を点や線でしか確かめることができないという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、主として岸壁や護岸背面の埋立地盤において、従来複数個所のボーリング試験によって点や線でしかその空洞・ゆるみ領域を確かめることができなかったものを、すでに確立されているＥＭ探査や比抵抗トモグラフィー等の比抵抗値分布の測定と、標準貫入試験、三成分コーン貫入試験、三成分コーン貫入試験またはＲＩコーン貫入試験等の原位置試験の結果を利用して、これらの上記測定と試験の結果に基づいて対象とする地盤のゆるみ・空洞領域を適確に判定することのできる比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法を提供する。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、対象とする地盤の比抵抗値分布を、ＥＭ探査、比抵抗トモグラフィー等の測定方法により測定し、標準貫入試験、三成分コーン貫入試験またはＲＩコーン貫入試験等の原位置試験を実施し、その原位置試験結果より原位置相対密度を換算し、さらに上記で測定した比抵抗値分布の比抵抗値と、原位置相対密度との相関関係を求めて、空洞・ゆるみ領域と評価する原位置相対密度を定め、それ以下に相当する比抵抗値の範囲を空洞・ゆるみ領域とする比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法からなる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明するが、まず本発明の比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法では、その評価の対象とする地盤の比抵抗値分布を測定する。
【０００８】
この測定方法の手段の一つとして用いられるマルチ周波数型ＥＭ探査による測定方法は、図１のマルチ周波数型ＥＭ探査の基本原理概要図に示すように、送信コイル１に交流電流を流すことにより１次磁場２が発生し、次にこの１次磁場２の変化（交流）による電磁誘導現象で地中に渦電流３が誘起され、渦電流３により発生する２次磁場４強度を測定する。
【０００９】
さらに、１次磁場２強度、２次磁場４強度の比より比抵抗を求めることにより、その地盤の比抵抗値分布を測定する。なお、図１において、５で示すのは受信コイルである。
【００１０】
また、この測定方法の他の手段として用いられる比抵抗トモグラフィーでは、図２の測定系の概略図に示すように、ボーリング孔中および地表面に２本のボーリング孔間を取り囲むように多数の孔中電極６および地表電極７を配置し、ある地表電極７より電流を流すと、地盤中には地盤の電気特性、即ち比抵抗分布に応じた電位分布が形成され、この電位分布を他の地表電極７で測定することにより、この電位分布における見掛け比抵抗値が得られる。
【００１１】
この電流電極および電位電極の配置を順次移動し、孔間を取り囲むように繰り返し測定を行なっていくものであり、解析は、測定した見掛け比抵抗値をもとにインバージョン解析を行ない、観測値と整合する最適モデルとして比抵抗断面図を出力するものである。
【００１２】
以上に説明した測定方法により地盤の比抵抗値分布を測定した後に実施する原位置試験には標準貫入試験、三成分コーン貫入試験およびＲＩコーン貫入試験の３つの試験があり、以下にそれらの概略を説明する。
【００１３】
まず、上記の標準貫入試験は動的な貫入試験であり、この方法は１９５９年に土質工学会サウンディング試験法委員会でＪＩＳ原案が作成され、１９６１年にＪＩＳ Ａ １２１９として初めて制定されたものであり、現在そのＮ値と種々の物性との相関性が整理され、Ｎ値に基づく種々の設計基準や指針が整備されている。
【００１４】
そこで、上記標準貫入試験を実施し、得られるＮ値より下記のＮ値と相対密度との関係を示す下記の（式−１）を用いて原位置相対密度Ｄｒを求める。なお、相対密度Ｄｒと緩みの程度は表１に示すとおりである。
【００１５】
【表１】
【数１】
【００１７】
次に、三成分コーン貫入試験は、電気的に直接先端抵抗を測定することに加えて、間隙水圧や周面摩擦力も同時に測定できるコーンの出現によって土圧などを測定でき、地盤工学会基準ＪＧＳ１４３５−１９９５で定められた電気式静的コーン貫入試験で、図３及び図４のごとく、コーン８、ロッド９、貫入装置１０、深さ測定器１２、測定装置１１及び固定装置１３から構成され、コーン８の背後に、間隙水圧を測定するためのフィルタ１４を取り付けている。
【００１８】
そこで、上記により電気的に直接測定した先端抵抗ｑｔより、下記の（式− ２）及び（式−３）を用いて原位置相対密度Ｄｒを求める。
【００１９】
【数２】
【００２０】
ここで、地下水位は、ボーリング結果または三成分コーン試験結果から得られる間隙水圧分布より求め、湿潤密度は、物理試験結果より設定するものである。
【００２１】
さらに、ＲＩコーン貫入試験は、コーン貫入と同時に土の含水比と湿潤密度を測定できるラジオアイソトープ貫入試験機を使用した試験方法であり、前記の電気式静的コーン貫入試験機（三成分コーン貫入試験）に、ラジオアイソトープ線源を内蔵させたものであり、先端抵抗ｑｔより前記の（式−２）及び（式−３）を用いて、原位置相対密度Ｄｒを下記により求める。
【００２２】
【数３】
【００２３】
ここで、地下水位は、ボーリング結果または三成分コーン試験結果から得られる間隙水圧分布より求め、湿潤密度は、ＲＩコーン試験結果から得られる湿潤密度より設定する。
【００２４】
そこで、前記のマルチ周波数型ＥＭ探査や比抵抗トモグラフィー等で測定した比抵抗値分布で得られた比抵抗値と、前記原位置試験で算定された原位置相対密度Ｄｒとの相関関係を求める。
【００２５】
この例を図５に示しており、標準貫入試験のＮ値から源位置相対密度Ｄｒを算定し、この相対密度Ｄｒと図中の縦軸に比抵抗値を示した関係が直線状になることが判った。
【００２６】
また、別に電気的なコーン試験から求めた原位置相対密度Ｄｒと比抵抗値との図６の関係線図もほぼ直線状になることが判った。
【００２７】
従って、事前にその地盤の相対密度Ｄｒと比抵抗値との関係が判っていれば、比抵抗値の分布を調べる試験を行なって、その地盤がゆるいまたは空洞と評価する相対密度Ｄｒを定め、それ以下に相当する比抵抗値の部分がゆるいまたは空洞であることが判ることになる。
【００２８】
この比抵抗値と原位置相対密度Ｄｒとの関係を図７に示しており、この図７の関係線図に基づいてゆるいまたは空洞と評価する原位置相対密度を２０％と定めたときに、Ｄｒ≦２０％に相当する比抵抗値の範囲を求め、次に上記図７で得られた原位置相対密度ＤｒがＤｒ≦２０％に相当する比抵抗値の範囲を空洞・ゆるみ領域とする。なお、その地盤がゆるいまたは空洞と評価する相対密度Ｄｒは砂の種類によって異なるので、砂の種類に応じて適宜決定する。
【００２９】
図８は、地盤の比抵抗値分布をマルチ周波数型ＥＭ探査の測定方法で測定した結果による参考例を示しており、ケーソン１５の背面の埋立地盤において、矢印１６で示すのがゆるみ領域であり、この領域の地盤に空洞・ゆるみがあると判定することになる。
【００３０】
以上の通り、本発明の基本的な考え方としては、地盤の相対密度Ｄｒと比抵抗値との関係を把握して、あとは地盤の比抵抗値を求めて、その地盤の空洞またはゆるいことを判断することを特徴としている。
【００３１】
【発明の効果】
以上に説明した本発明の評価方法によれば、岸壁や護岸背面の埋立地盤において、従来複数個所のボーリング試験によって点や線でしか確かめることのできなかったその地盤の空洞やゆるみを、すでに確立されているＥＭ探査などの比抵抗値分布の測定と、標準貫入試験などの原位置試験の結果を利用してその地盤のゆるみや空洞領域を適確に判定することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で適用するマルチ周波数型ＥＭ探査の基本原理概要図である。
【図２】本発明で適用する比抵抗トモグラフィーの測定系の概略図である。
【図３】本発明で適用する電気式静的コーン貫入試験のコーンの形状図である。
【図４】図３の試験機の構成図である。
【図５】本発明を説明する比抵抗値とＮ値からの相対密度との関係を示す分布図である。
【図６】本発明を説明する比抵抗値とコーン先端抵抗からの相対密度との関係を示す分布図である。
【図７】本発明における比抵抗と原位置相対密度Ｄｒとの関係線図である。
【図８】本発明に適用するマルチ周波数型ＥＭ探査結果によりケーソン背面地盤のゆるみ領域を示す例の概略図である。
【符号の説明】
１６ ゆるみ領域
Claims (1)
- 対象とする地盤の比抵抗値分布を、ＥＭ探査、比抵抗トモグラフィー等の測定方法により測定し、標準貫入試験、三成分コーン貫入試験またはＲＩコーン貫入試験等の原位置試験を実施し、その原位置試験結果より原位置相対密度を換算し、さらに上記で測定した比抵抗値分布の比抵抗値と、原位置相対密度との相関関係を求めて、空洞・ゆるみ領域と評価する原位置相対密度を定め、それ以下に相当する比抵抗値の範囲を空洞・ゆるみ領域とする比抵抗値を用いた砂質地盤の空洞・ゆるみ領域の評価方法。
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