JP5516211B2 - Ground estimation method and ground estimation system - Google Patents
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Description
本発明は、地盤推定方法および地盤推定システムに関するものであり、具体的には、既存のボーリングデータに基づいて所望箇所の地層分布とその地質性状について効率良く推定する技術に関する。 The present invention relates to a ground estimation method and a ground estimation system, and more specifically, to a technique for efficiently estimating a formation distribution at a desired location and its geological properties based on existing boring data.
種々の構造物を構築する際、該当場所の地質性状を事前に把握しておくことは、工事に要するコストや採用すべき工法を想定する上で重要である。そこで、周辺のボーリングデータに基づいて所望の場所の地層等を予測する技術が提案されている。こうした技術としては、例えば、地質調査により直接地質データを収集する手段と、地盤内部の物性値に関する分布情報を非破壊で検出するジオトモグラフィ手段と、各地質区分毎のファジィ化したソフトマップを作成する手段と、前記ジオトモグラフィ手段により得られたジオトモグラムと前記ソフトマップ作成手段で得られたファジィ化したソフトマップデータとを階層型のニューラルネットワーク処理をする手段とからなることを特徴とする地質構造の空間分布を予測して地質図を作成する技術（特許文献１）などが提案されている。 When constructing various structures, it is important to know the geological properties of the relevant location in advance in order to estimate the cost required for construction and the construction method to be adopted. Therefore, a technique for predicting a formation or the like in a desired place based on surrounding boring data has been proposed. These technologies include, for example, means for directly collecting geological data by geological surveys, geotomographic means for non-destructive detection of distribution information on physical properties inside the ground, and fuzzified software maps for each geological category. And a means for hierarchical neural network processing of the geotomogram obtained by the geotomography means and the fuzzified soft map data obtained by the softmap creation means. A technique (Patent Document 1) that creates a geological map by predicting the spatial distribution of a geological structure has been proposed.
しかしながら従来技術によれば、例えば、ボーリング孔間の地質について何らかの推定を行うとしても、三次元に広がる様々な地層の形状を迅速に推定してユーザに提示し、更には、所望の場所および深度の地層についての地質性状を随意に推定することは出来ない。従って、例えば工事場所に関する詳細な地質データが提供される以前に、建築工事の提案営業等の活動が必要な状況があったとしても、該当場所に関する精度良好な地質情報を効率的に得ることは出来ず、当然そうした地質情報に基づく建築コスト、採用工法等を精度良く事前検討することも困難であった。 However, according to the prior art, for example, even if some estimation is made on the geology between the boreholes, the shape of various formations spreading in three dimensions is quickly estimated and presented to the user. It is not possible to arbitrarily estimate the geological properties of the geological formations. Therefore, for example, even if there is a situation that requires activities such as proposed construction work before detailed geological data on the construction site is provided, it is not possible to efficiently obtain geological information with good accuracy about the site. Naturally, it was difficult to accurately examine the construction cost based on such geological information and the construction method adopted in advance.
そこで本発明では、既存のボーリングデータに基づいて所望箇所の地層分布とその地質性状について効率良く推定する技術の提供を目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a technique for efficiently estimating the formation distribution of a desired location and its geological properties based on existing boring data.
上記課題を解決する本発明の地盤推定方法は、地盤推定箇所周辺の複数地点に関し既に得られているボーリングデータに基づいて、地盤推定箇所を含む領域の地層形状と層厚を推定する工程と、各ボーリングデータが含む各地層に関する地質特性値に基づいて、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図を生成し、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を推定する工程と、前記地盤推定箇所に関し推定した地層形状と層厚、および各地層の地質特性値を出力装置に表示する工程と、を含むことを特徴とする。この地盤推定方法は、実行主体として、例えば前記既存ボーリングデータ、三次元地盤モデルの作成プログラム、および等高線図作成プログラムを記憶装置に備え、演算装置により上記各工程に対応した所定プログラムを実行する情報処理装置を想定できる。 The ground estimation method of the present invention that solves the above problems is a step of estimating the formation shape and layer thickness of the region including the ground estimation location, based on the borehole data already obtained for a plurality of locations around the ground estimation location, Based on the geological characteristic values for each stratum included in each boring data, generate a contour map of the geological characteristic values for each stratum in the region including the estimated ground location, and from the position of the estimated ground location in the contour map for each stratum A step of estimating a geological characteristic value in each layer of the estimated ground location, and a step of displaying on the output device the geological shape and thickness estimated for the ground estimated location and the geological characteristic value of each layer on the output device. It is characterized by. In this ground estimation method, as an execution subject, for example, the existing boring data, a three-dimensional ground model creation program, and a contour map creation program are provided in a storage device, and information for executing a predetermined program corresponding to each of the above steps by an arithmetic device A processing device can be assumed.
これによれば、例えば、走向等が互いに入り組んだ地層で構成される地盤であっても、工事計画地など所望の地盤推定箇所について、その地層形状や層厚を三次元で推定すると共に、地盤推定箇所を含む領域中で既に得られている地質特性値の等高線図を作成して、地盤推定箇所における地質特性値（例：Ｎ値、粒度分布等々）を効率良く推定することが可能となる。従来のように、単純な二点間の直線近似等でボーリング孔間の地層形状を推定するといった技術ではこうした状況に対応して所望地点での地質特性値を自在に推定することは困難である。 According to this, for example, even if the ground is composed of strata where the strikes and the like are intricate, the formation shape and layer thickness are estimated in three dimensions for a desired ground estimation location such as a construction planned ground, and the ground It is possible to create a contour map of the geological characteristic values already obtained in the region including the estimated location, and to efficiently estimate the geological characteristic values (eg, N value, grain size distribution, etc.) at the estimated ground location. . It is difficult to estimate the geological characteristic value at a desired point freely according to such a situation by the technique of estimating the formation of the formation between the boreholes by a straight line approximation between two points as in the past. .
なお、前記地盤推定方法において、地盤推定箇所における各地層での地質特性値、および地盤推定箇所に構築する構造物の仕様値を所定の算定式に適用して、構造物構築で地盤に生じる影響の値を算定し、出力装置に表示する工程を含むとしてもよい。例えば、ビルの建築予定地すなわち地盤推定箇所について、該当地盤を構成する各地層での平均Ｎ値を本発明により推定し、これを地盤の弾性係数の算定式に適用して各地層での弾性係数値を特定できる。また、こうして特定した各地層での弾性係数の値、各地層の土質に応じて決まるポアソン比、上記推定した各地層の形状、層厚、およびビル形状などを所定式（例：Steinbrennerの式など）に適用すれば、該当地盤においてビル建築により生じる沈下量を即座に算定することも可能となる。 In the ground estimation method, the geological characteristic values at each location in the ground estimation location and the specification value of the structure to be constructed at the ground estimation location are applied to a predetermined calculation formula, and the effect on the ground due to the construction of the structure The method may include a step of calculating the value of and displaying on the output device. For example, for an estimated building site of a building, that is, an estimated ground location, an average N value in each region constituting the corresponding ground is estimated according to the present invention, and this is applied to a calculation formula for the elasticity coefficient of the ground to apply elasticity in each region. Coefficient value can be specified. In addition, the value of the elastic modulus in each layer specified in this way, the Poisson's ratio determined according to the soil quality of each layer, the estimated shape of each layer, the layer thickness, the building shape, etc. are given formulas (eg Steinbrenner's formula etc.) ), It is possible to immediately calculate the amount of settlement caused by building construction on the relevant ground.
また、本発明の地盤推定システムは、地盤推定を行う情報処理システムであって、標高、層厚等の各種データを含む既存のボーリングデータを格納している記憶装置と、地盤推定箇所に関し入力装置にてユーザからの指定を受け付け、地盤推定箇所周辺における複数地点での既存のボーリングデータを記憶手段から読み出して、このボーリングデータに基づいて、地盤推定箇所を含む領域の地層形状と層厚のデータを推定する処理と、前記複数地点に関する各ボーリングデータより、各地層に関する地質特性値を抽出して、この地質特性値に基づいて、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図のデータを生成し、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を算定する処理と、前記地盤推定箇所に関する地層形状と層厚、および各地層の地質特性値を出力装置に表示する処理と、を実行する演算装置と、を備えることを特徴とする。 The ground estimation system of the present invention is an information processing system that performs ground estimation, and includes a storage device that stores existing boring data including various data such as altitude and layer thickness, and an input device for ground estimation locations. In response to designation from the user, the existing boring data at a plurality of locations around the estimated ground location is read from the storage means, and the geological shape and thickness data of the region including the estimated ground location are read based on this boring data And the geological characteristic value of each layer is extracted from each of the boring data regarding the plurality of points, and the contour map of the geological characteristic value in each region of the region including the ground estimation point is extracted based on the geological characteristic value. And calculate the geological characteristic values of the estimated ground location at each location from the location of the estimated location in the contour map of each location. A process of, characterized in that it comprises an arithmetic unit for performing geological shape and thickness, and a process of displaying on the output device a geological characteristic values of the strata, the relating to the ground estimated location.
本発明によれば、既存のボーリングデータに基づいて所望箇所の地層分布とその地質性状について効率良く推定できる。 According to the present invention, it is possible to efficiently estimate the geological distribution of a desired location and its geological properties based on existing boring data.
−−−適用例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態における地盤推定システムの構成例を示す図である。本実施形態の地盤推定システム１００は、既存のボーリングデータに基づいて所望箇所の地層分布とその地質性状について効率良く推定する情報処理システムであり、例えばサーバ装置を想定できる。このサーバ装置は、各種工事を行う建設業者や或いは工事発注者などが運営して、ある地域で過去に行ったボーリング調査の結果すなわち既存ボーリングデータを記憶装置にて管理している。或いは、前記のサーバ装置が、インターネットやＬＡＮなど所定のネットワーク１４０を介し、既存ボーリングデータを格納しているデータベースサーバ２００等にアクセスし、その格納データ（すなわち既存ボーリングデータ）を利用するとしてもよい。
--- Application example ---
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a ground estimation system in the present embodiment. The ground estimation system 100 of the present embodiment is an information processing system that efficiently estimates the geological distribution of a desired location and its geological properties based on existing boring data. For example, a server device can be assumed. This server device is operated by a construction contractor who performs various works or a work orderer, and manages the results of a boring survey conducted in a past area, that is, existing boring data in a storage device. Alternatively, the server device may access the database server 200 storing the existing bowling data via the predetermined network 140 such as the Internet or LAN and use the stored data (that is, the existing bowling data). .
続いて、地盤推定システム１００のハードウェア構成について説明する。地盤推定システム１００は、ハードディスクドライブなど不揮発性の記憶装置１０１、ＲＡＭなどの不揮発性の記憶手段であるメモリ１０３、記憶装置１０１に保持しているプログラム１０２をメモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵなどの演算装置１０４、キーボードやマウスといった入力装置１０５、およびディスプレイやスピーカー、プリンタ等の出力装置１０６らをＢＵＳ１０８やブリッジ１０９で結び、具備している。また、ネットワーク１４０を介して他装置と通信必要がある状況であれば、通信装置１０７が当然備わっているものとする。地盤推定システム１００が本実施形態の地盤推定方法の実行に必要な機能は、プログラム１０２を演算装置１０４が実行することで実装される機能と言える。 Next, the hardware configuration of the ground estimation system 100 will be described. The ground estimation system 100 includes a non-volatile storage device 101 such as a hard disk drive, a memory 103 that is a non-volatile storage unit such as a RAM, and a CPU that reads the program 102 held in the storage device 101 into the memory 103 and executes it. An arithmetic device 104, an input device 105 such as a keyboard and a mouse, and an output device 106 such as a display, a speaker, and a printer are connected by a BUS 108 and a bridge 109. If it is necessary to communicate with other devices via the network 140, the communication device 107 is naturally provided. The functions necessary for the ground estimation system 100 to execute the ground estimation method of the present embodiment can be said to be functions that are implemented when the arithmetic device 104 executes the program 102.
記憶装置１０１には、プログラム１０２の他に、既存のボーリングデータを格納したボーリングデータベース１２５が格納されている。ボーリングデータベース１２５のデータ構造例等については後述する。また、記憶装置１０１には、地盤推定方法の各工程を実装するためのメインプログラムにあたるプログラム１０２の他、三次元地盤モデル作成プログラム１１０、等高線図作成プログラム１１１が格納されている。三次元地盤モデル作成プログラム１１０は、散在する複数箇所のボーリングデータから得られる各所の標高、層厚等のデータを入力として、ボーリング地点を含んだ領域における地盤の地層形状と層厚の分布を推定し出力するプログラムである（例：http://www.engineering-eye.com/GEORAMA_CIVIL3D/）。また、等高線図作成プログラム１１１は、いわゆるコンターマップ作成用の汎用ソフトウェアを採用すればよい。 In addition to the program 102, the storage device 101 stores a boring database 125 that stores existing boring data. An example of the data structure of the boring database 125 will be described later. The storage device 101 stores a three-dimensional ground model creation program 110 and a contour map creation program 111 in addition to a program 102 corresponding to a main program for implementing each step of the ground estimation method. The three-dimensional ground model creation program 110 receives the elevation, layer thickness, and other data obtained from scattered boring data at multiple locations as input, and estimates the geological shape and thickness distribution of the ground in the region including the boring point. (Eg http://www.engineering-eye.com/GEORAMA_CIVIL3D/). The contour map creation program 111 may employ general-purpose software for creating a so-called contour map.
続いて、地盤推定システム１００の演算装置１０４がプログラム１０２により実現する処理について説明する。地盤推定システム１００は、構造物の計画地すなわち地盤推定箇所に関し、その位置情報等（例：座標値など）のユーザ指定を入力装置１０５（ないしネットワーク１４０を介したユーザ端末３００）にて受け付け、ここで指定を受け付けた地盤推定箇所の周囲（例：所定距離範囲内の領域）において過去になされた複数地点のボーリングの結果すなわち既存ボーリングデータを、ボーリングデータベース１２５より読み出して、この既存ボーリングデータが含んでいる、標高、層厚等のデータを三次元地盤モデル作成プログラム１１０に入力値として設定し、当該三次元地盤モデル作成プログラム１１０より、地盤推定箇所を含む領域の地層形状と層厚のデータを取得する。 Next, processing that is realized by the program 102 by the arithmetic device 104 of the ground estimation system 100 will be described. The ground estimation system 100 accepts user designation of position information etc. (eg, coordinate values, etc.) with respect to a planned site of the structure, that is, a ground estimation location, by the input device 105 (or the user terminal 300 via the network 140), The result of the boring of a plurality of points made in the past around the estimated ground location (for example, the area within the predetermined distance range), that is, the existing boring data is read from the boring database 125, and the existing boring data is The included elevation, layer thickness, and other data are set as input values in the three-dimensional ground model creation program 110. From the three-dimensional ground model creation program 110, the data of the geological shape and layer thickness of the region including the estimated ground location To get.
また、地盤推定システム１００は、前記複数地点の各既存ボーリングデータより、各地層に関する地質特性値（例：平均Ｎ値等）を抽出して、前記等高線図作成プログラム１１１に入力値として設定し、当該等高線図作成プログラム１１１より、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図のデータを取得する。また、地盤推定システム１００は、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を算定する。例えば、ある座標値ｘで示される地盤推定箇所が、地質特性値ａを示す等高線Ａと、地質特性値ｂを示す等高線Ｂとの間に位置していたとする。その場合、地盤推定システム１００は、座標値ｘと等高線Ａないし等高線Ｂとの間の距離ｓを算定し、この距離ｓを、等高線Ａおよび等高線Ｂとの間の地質特性値の傾き（等高線からの距離に比例して地質特性値が増加ないし減少する割合）に乗じることで、地盤推定箇所での地質特性値を算定できる。 Further, the ground estimation system 100 extracts a geological characteristic value (eg, average N value) regarding each layer from each existing boring data at the plurality of points, and sets it as an input value in the contour map creation program 111. From the contour map creation program 111, the data of the contour map of the geological characteristic values in the various layers in the region including the estimated ground location is acquired. Moreover, the ground estimation system 100 calculates the geological characteristic value in each region of the ground estimated location from the position of the ground estimated location in the contour map in the relevant regional layer. For example, it is assumed that the estimated ground location indicated by a certain coordinate value x is located between a contour line A indicating the geological characteristic value a and a contour line B indicating the geological characteristic value b. In that case, the ground estimation system 100 calculates a distance s between the coordinate value x and the contour line A or the contour line B, and uses this distance s as the slope of the geological characteristic value between the contour line A and the contour line B (from the contour line). By multiplying the rate of increase or decrease of the geological characteristic value in proportion to the distance, the geological characteristic value at the estimated ground location can be calculated.
また、地盤推定システム１００は、こうして得られた地盤推定箇所に関する地層形状と層厚、および各地層の地質特性値を出力装置１０６に表示する。或いは、地盤推定システム１００は、こうした情報を必要とするユーザ（例えば、建設業者の担当者等）が利用するユーザ端末３００に宛てて、前記地盤推定箇所に関する地層形状と層厚、および各地層の地質特性値に関するデータを送信するとしてもよい。以下、出力装置１０６に表示を行う処理に関しては同様に、ユーザ端末３００にデータ送信するとしてもよい。 Further, the ground estimation system 100 displays on the output device 106 the formation shape and layer thickness related to the estimated ground location and the geological characteristic values of the various layers. Alternatively, the ground estimation system 100 is directed to the user terminal 300 used by a user who needs such information (for example, a person in charge of a builder, etc.) Data regarding geological characteristic values may be transmitted. Hereinafter, regarding the process of displaying on the output device 106, data may be transmitted to the user terminal 300 in the same manner.
こうした技術によれば、例えば、走向等が互いに入り組んだ地層で構成される地盤であっても、工事計画地など所望の地盤推定箇所について、その地層形状や層厚を三次元で推定すると共に、地盤推定箇所を含む領域中で既に得られている地質特性値の等高線図を作成して、地盤推定箇所における地質特性値（例：Ｎ値、粒度分布等々）を効率良く推定することが可能となる。従来のように、単純な二点間の直線近似等でボーリング孔間の地層形状を推定するといった技術ではこうした状況に対応して所望地点での地質特性値を自在に推定することは困難である。 According to such technology, for example, even if the ground is composed of strata where the strikes and the like are intricate, for the desired ground estimation location such as the construction planned land, the formation shape and layer thickness are estimated in three dimensions, It is possible to create a contour map of the geological characteristic values already obtained in the area including the estimated ground location and efficiently estimate the geological characteristic values (eg N value, grain size distribution, etc.) at the estimated ground location. Become. It is difficult to estimate the geological characteristic value at a desired point freely according to such a situation by the technique of estimating the formation of the formation between the boreholes by a straight line approximation between two points as in the past. .
なお、地盤推定システム１００は、地盤推定箇所における各地層での地質特性値、および地盤推定箇所に構築する構造物の仕様値を所定の算定式に適用して、構造物構築で地盤に生じる影響の値を算定し、出力装置１０６に表示するとしてもよい。例えば、ビル建築の計画地すなわち地盤推定箇所について、該当地盤を構成する各地層での平均Ｎ値を上述の如く推定し、これを地盤の弾性係数の算定式（既存式）に適用して各地層での弾性係数値を特定できる。また、こうして特定した各地層での弾性係数の値、各地層の土質に応じて決まるポアソン比、上記推定した各地層の形状、層厚、およびビル形状などを所定式（例：Steinbrennerの式など）に適用すれば、該当地盤においてビル建築により生じる沈下量を即座に算定することも可能となる。ビル建築に伴う地盤の沈下量をこのように既存ボーリングデータを利用して迅速に算定可能であることは、例えば、構造物の発注主等から計画地の地盤データが提示されていない状況であっても、適宜な精度で推定された沈下量とそれに応じて採用すべき工法やそのコスト等を営業時の提案資料として作成可能となることにつながる。 In addition, the ground estimation system 100 applies the geological characteristic value in each layer in the ground estimation location and the specification value of the structure to be constructed in the ground estimation location to a predetermined calculation formula, and the influence generated on the ground by the construction of the structure. May be calculated and displayed on the output device 106. For example, for the planned site of building construction, that is, the estimated ground location, the average N value in each stratum that constitutes the relevant ground is estimated as described above, and this is applied to the calculation formula (existing formula) for the elastic modulus of the ground. The elastic modulus value in the layer can be specified. In addition, the value of the elastic modulus in each layer specified in this way, the Poisson's ratio determined according to the soil quality of each layer, the estimated shape of each layer, the layer thickness, the building shape, etc. are given formulas (eg Steinbrenner's formula etc.) ), It is possible to immediately calculate the amount of settlement caused by building construction on the relevant ground. The fact that the amount of ground subsidence associated with building construction can be quickly calculated using existing boring data in this way is, for example, the situation where the ground data of the planned land has not been presented by the orderer of the structure. However, the amount of settlement estimated with appropriate accuracy, the construction method to be adopted according to the amount, and the cost, etc. can be created as proposal materials at the time of business.
ここで、前記地盤推定システム１００が演算装置１０４によりプログラム１０２を実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を地盤推定システム１００が備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。 Here, an example has been given in which the ground estimation system 100 implements a necessary function by executing the program 102 by the arithmetic unit 104. However, the ground estimation system 100 includes an electronic circuit or the like that realizes the necessary function. Of course, there is no problem even if the same processing is executed.
−−−データ構成例−−−
続いて、上記地盤推定システム１００が記憶装置１０１にて保持するボーリングデータベース１２５について、そのデータ構成例を示しておく。図２は本実施形態におけるボーリングデータベース１２５のデータ構成例を示す図である。図に示すように、ボーリングデータベース１２５は、ボーリング孔を一意に特定するボーリングＮｏ．と地図上の座標値をキーに、地表面から順次下方に各地層名、該当地層の地質特性値（この例では平均Ｎ値）、層厚、および標高といったデータが対応付けされたレコードの集合体となっている。
--- Data configuration example ---
Next, an example of the data configuration of the boring database 125 held in the storage device 101 by the ground estimation system 100 will be shown. FIG. 2 is a diagram showing a data configuration example of the boring database 125 in the present embodiment. As shown in the figure, the boring database 125 includes a boring No. that uniquely identifies a boring hole. A set of records in which data such as the name of each stratum, the geological characteristic value of the stratum (average N value in this example), stratum thickness, and altitude are associated with the coordinates on the map as keys. It is a body.
−−−処理手順例−−−
続いて、本実施形態の地盤推定方法における実際の処理手順例について説明する。図３は、本実施形態における地盤推定方法の処理手順例を示すフロー図である。以下で説明する地盤推定方法に対応する各種動作は、地盤推定システム１００の演算装置１０４がメモリ１０３に読み出して実行するプログラム１０２によって実現される。そして、このプログラム１０２は、以下に説明される各種の動作を行うためのコードから構成されている。
--- Processing procedure example ---
Next, an actual processing procedure example in the ground estimation method of the present embodiment will be described. FIG. 3 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the ground estimation method in the present embodiment. Various operations corresponding to the ground estimation method described below are realized by a program 102 that the arithmetic unit 104 of the ground estimation system 100 reads into the memory 103 and executes. And this program 102 is comprised from the code | cord | chord for performing the various operation | movement demonstrated below.
この場合、地盤推定システム１００は、構造物の計画地すなわち地盤推定箇所に関し、その位置情報等（例：座標値など）のユーザ指定を入力装置１０５（ないしネットワーク１４０を介したユーザ端末３００）にて受け付ける（ｓ１００）。この地盤推定箇所に関するユーザ指定に際しては、例えば、地盤推定システム１００が、記憶装置１０１にて予め保持している地図データを出力装置１０６に表示（ないしは、ネットワーク１４０を介したユーザ端末３００に送信）し、表示した地図上における、カーソル等を介したマウスなど入力装置１０５（或いはユーザ端末３００）でのクリック動作を受けて、クリック箇所の座標値を地盤推定箇所の位置情報として取得する、といった処理を実行すればよい。図４に、こうした計画地（地盤推定箇所）が含まれる領域の地図の表示画面例を示している。図４に示す例では、計画地を含む３ｋｍ四方の領域にて得られている既存ボーリングデータとして、１０点のボーリング孔（ボーリングＮｏ．１〜Ｎｏ．１０）に関するボーリングデータが存在する例を示している。 In this case, the ground estimation system 100 sends a user designation such as position information (eg, coordinate values) to the input device 105 (or the user terminal 300 via the network 140) regarding the planned site of the structure, that is, the estimated ground location. (S100). When the user is specified for the estimated ground location, for example, the ground estimation system 100 displays map data stored in advance in the storage device 101 on the output device 106 (or transmitted to the user terminal 300 via the network 140). Then, on the displayed map, in response to a click operation with the input device 105 (or the user terminal 300) such as a mouse via a cursor or the like, a process of acquiring the coordinate value of the clicked location as the position information of the ground estimated location Should be executed. FIG. 4 shows an example of a map display screen of an area including such a planned land (ground estimation location). In the example shown in FIG. 4, an example in which boring data relating to 10 boring holes (boring No. 1 to No. 10) exists as existing boring data obtained in a 3 km square area including the planned site is shown. ing.
次に、地盤推定システム１００は、前記ステップｓ１００で指定を受け付けた地盤推定箇所の周囲（例：所定距離範囲内の領域）において過去になされた複数地点（ボーリングＮｏ．１〜Ｎｏ．１０）のボーリングの結果すなわち既存ボーリングデータを、ボーリングデータベース１２５より検索して抽出する（ｓ１０１）。この場合、地盤推定システム１００は、地盤推定箇所の座標値と、ボーリングデータベース１２５における各ボーリング孔の座標値との距離を算定し、地盤推定箇所から所定距離の範囲にある（あった）ボーリング孔で得られたボーリングデータすなわち既存ボーリングデータを検索することになる。勿論、こうした所定距離範囲にある既存ボーリングデータを検索することなく、地盤推定箇所以外の全ての既存ボーリングデータを利用するとしてもよい。例えば、図４に示すように、ボーリングＮｏ．１〜Ｎｏ．１０に関する計１０個の既存ボーリングデータを抽出したとする。 Next, the ground estimation system 100 includes a plurality of points (boring No. 1 to No. 10) that have been made in the past around the estimated ground location (for example, an area within a predetermined distance range) that has been designated in step s100. The result of boring, that is, the existing boring data is retrieved from the boring database 125 and extracted (s101). In this case, the ground estimation system 100 calculates the distance between the coordinate value of the estimated ground location and the coordinate value of each borehole in the borehole database 125, and the borehole that is in the range of a predetermined distance from the estimated ground location. Thus, the boring data obtained in (i.e., existing boring data) is retrieved. Of course, it is possible to use all existing boring data other than the estimated ground location without searching for existing boring data in such a predetermined distance range. For example, as shown in FIG. 1-No. Suppose that a total of 10 existing boring data relating to 10 are extracted.
この場合、地盤推定システム１００は、抽出した既存ボーリングデータが含んでいる、標高、層厚等のデータを三次元地盤モデル作成プログラム１１０に入力値として設定し（ｓ１０２）、当該三次元地盤モデル作成プログラム１１０より、地盤推定箇所を含む領域の地層形状と層厚のデータを取得する（ｓ１０３）。図５は本実施形態における三次元地盤モデルの作成例を示す図である。三次元地盤モデルのデータ例としては、図５に示すように、各ボーリング地点における地表面の標高をもとにした地表面コンター５００、各既存ボーリングデータ間で連続する各地層の走向や層厚を三次元で推定した、地層境界面（俯瞰図）５１０および地層境界断面５２０、などとなる。また、こうして得られる三次元地盤モデルについて、計画地を通る線（図４、図５中のＡ−Ａ’線）で断面を生成すれば、二次元断面５３０が得られる。この二次元断面５３０は、計画地の直下における地盤が、どのような層厚のどのような地層で構成されているのか簡便に示している。図の例では、地表面から順に、Ａ〜Ｅの地層が存在していることを示している。 In this case, the ground estimation system 100 sets the altitude, layer thickness, and other data included in the extracted existing boring data as input values in the three-dimensional ground model creation program 110 (s102), and creates the three-dimensional ground model. From the program 110, data on the formation and thickness of the region including the estimated ground location is acquired (s103). FIG. 5 is a diagram showing an example of creating a three-dimensional ground model in the present embodiment. As an example of the data of the three-dimensional ground model, as shown in FIG. 5, the ground surface contour 500 based on the altitude of the ground surface at each boring point, and the running direction and thickness of the various layers between each existing boring data Is a formation boundary surface (overhead view) 510, a formation boundary section 520, and the like estimated in three dimensions. Further, if a cross section is generated with a line (A-A ′ line in FIGS. 4 and 5) passing through the planned land for the three-dimensional ground model thus obtained, a two-dimensional cross section 530 is obtained. This two-dimensional cross-section 530 simply shows what kind of layer of which layer thickness the ground just under the planned site is composed of. In the example of the figure, it is shown that the formations A to E exist in order from the ground surface.
また、地盤推定システム１００は、前記複数地点の各既存ボーリングデータより、各地層に関する地質特性値（例：平均Ｎ値等）を抽出して、等高線図作成プログラム１１１に入力値として設定し（ｓ１０４）、当該等高線図作成プログラム１１１より、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図のデータを取得する（ｓ１０５）。 In addition, the ground estimation system 100 extracts geological characteristic values (eg, average N value) regarding each layer from each existing boring data at the plurality of points, and sets them as input values in the contour map creation program 111 (s104). ), The contour map data of the geological characteristic values in the various layers in the region including the estimated ground location is acquired from the contour map creation program 111 (s105).
図６は本実施形態における各地層での平均Ｎ値（地質特性値）の分布状況例を示す図であり、図７は本実施形態における各地層での平均Ｎ値（地質特性値）の等高線図例を示す図である。この例の場合、地盤推定システム１００は、ボーリングＮｏ．１〜Ｎｏ．１０の各既存ボーリングデータより、地図上の座標値および各地層に関する平均Ｎ値のデータを取得し、これらデータを等高線図作成プログラム１１１に入力値として与えることになる。等高線図作成プログラム１１１では、どの座標値すなわち場所の、どの地層において、いくらの平均Ｎ値が分布しているか認識し、上記図４にて例示した、計画地を含む３ｋｍ四方の領域における、各地層での平均Ｎ値に関する等高線図（コンターマップ）を作成することになる。図７の例では、等高線図作成プログラム１１１が作成して、地盤推定システム１００が得た等高線図として、上記地層“Ａ”〜“Ｅ”のうち、“地層Ｂ”と“地層Ｃ”における平均Ｎ値の等高線図７００、７１０を示している。 FIG. 6 is a diagram showing an example of the distribution status of the average N value (geological characteristic value) in each region in this embodiment, and FIG. 7 is a contour line of the average N value (geological property value) in each region in this embodiment. It is a figure which shows a figure example. In the case of this example, the ground estimation system 100 has a boring No. 1-No. The coordinate values on the map and the average N value data relating to each region are acquired from each of the existing 10 borehole data, and these data are given to the contour map creation program 111 as input values. The contour map creation program 111 recognizes which coordinate value, that is, how much average N value is distributed in which stratum of the place, and shows various locations in the 3 km square area including the planned land, as illustrated in FIG. A contour map (contour map) relating to the average N value in the layer will be created. In the example of FIG. 7, the contour map created by the contour map creation program 111 and obtained by the ground estimation system 100 is the average of “stratum B” and “stratum C” among the above-mentioned strata “A” to “E”. N-value contour diagrams 700 and 710 are shown.
また、地盤推定システム１００は、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を算定する（ｓ１０６）。例えば、図７の“地層Ｂ”の等高線図７００に示すように、計画地の座標値ｘが、平均Ｎ値“５．０”を示す等高線Ａと、平均Ｎ値“５．５”を示す等高線Ｂとの間に位置していたとする。その場合、地盤推定システム１００は、計画地の座標値ｘと等高線Ａないし等高線Ｂとの間の距離ｓを算定し、この距離ｓを、等高線Ａおよび等高線Ｂとの間の地質特性値の傾き（等高線からの距離に比例して地質特性値が増加ないし減少する割合）に乗じることで、地盤推定箇所での平均Ｎ値を算定できる。例えば、座標値ｘを挟んだ等高線Ａおよび等高線Ｂとの間の距離が、０．３キロメートルであれば、地質特性値の傾きは、（５．５−５．０）／０．３＝“１．６７”となる。また、計画地の座標値ｘと、平均Ｎ値“５．０”を示す等高線Ａとの間の（最短）距離ｓが０．１８キロメートルだっとすれば、これを地質特性値の傾きたる“１．６７”に乗算し、“０．１８×１．６７＝０．３”となる。そこでこの“０．３”が、平均Ｎ値“５．０”からの増分だとして、５．０＋０．３＝“５．３”を、計画地における“地層Ｂ”での平均Ｎ値と推定できる。本実施形態では、地質特性値として平均Ｎ値を例としてあげたが、勿論これに限定されることはなく、その他の値について適用してもよい。 Moreover, the ground estimation system 100 calculates the geological characteristic value in each region of the ground estimated location from the position of the ground estimated location in the contour map in the respective region (s106). For example, as shown in the contour map 700 of “stratum B” in FIG. 7, the coordinate value x of the planned land shows the contour line A indicating the average N value “5.0” and the average N value “5.5”. It is assumed that it is located between the contour line B. In that case, the ground estimation system 100 calculates a distance s between the coordinate value x of the planned land and the contour line A or the contour line B, and uses this distance s as the slope of the geological characteristic value between the contour line A and the contour line B. By multiplying (the rate at which the geological characteristic value increases or decreases in proportion to the distance from the contour line), the average N value at the estimated ground location can be calculated. For example, if the distance between the contour line A and the contour line B across the coordinate value x is 0.3 km, the slope of the geological characteristic value is (5.5-5.0) /0.3= “ 1.67 ". Further, if the (shortest) distance s between the coordinate value x of the planned land and the contour line A indicating the average N value “5.0” is 0.18 km, this is the slope of the geological characteristic value “ Multiplying by 1.67 "gives“ 0.18 × 1.67 = 0.3 ”. Therefore, assuming that “0.3” is an increment from the average N value “5.0”, 5.0 + 0.3 = “5.3” is estimated as the average N value in “stratum B” in the planned site. it can. In the present embodiment, the average N value is taken as an example of the geological characteristic value, but the present invention is of course not limited to this and may be applied to other values.
続いて、地盤推定システム１００は、こうして得られた計画地すなわち地盤推定箇所に関する地層形状と層厚（前記ステップｓ１０３で得た）、および各地層の地質特性値（前記ステップｓ１０６で得た）を含む推定結果を、出力装置１０６に表示する（ｓ１０７）。図８は本実施形態における計画地（地盤推定箇所）に関する推定結果例８００を示す図である。但しこの例では、地盤推定システム１００が、地盤推定箇所における各地層での地質特性値たる平均Ｎ値を、所定の算定式に適用して微小ひずみにおけるせん断弾性係数Ｇ０を推定し、更にはこのせん断弾性係数Ｇ０を、該当地層のポアソン比νを含む所定式に適用して変形係数Ｅ０を算定し、推定結果として出力している。こうした推定に用いる手法や算定式については、既存文献（例：土と基礎47-10、「杭基礎の鉛直荷重〜変位特性の評価入門」桑原、堀越）に示されている通りであり、記憶装置１０１にて必要な算定式は予め格納されている。図８で例示した推定結果では、計画地の地層“Ｂ”〜“Ｅ”のそれぞれについて、層厚、平均Ｎ値、ポアソン比ν（地質で決まるもの）、微小ひずみにおけるせん断弾性係数Ｇ０、および変形係数Ｅ０の各推定値（大崎の式：土質工学会論文報告集,Vol.13,No.4,pp.61〜73,1973、太田の式：第７回土質工学研究発表会,pp.269〜272,1972、など）、変形係数Ｅ０の各推定値から求めた変形係数Ｅ０の平均値、および変形係数Ｅ０に常数（図の例では、0.4ないし0.5）を乗じて得られる弾性係数Ｅ、の各値を含んでいる。 Subsequently, the ground estimation system 100 determines the geological shape and layer thickness (obtained in step s103) and the geological characteristic values (obtained in step s106) of the various layers regarding the planned land thus obtained, that is, the estimated ground location. The estimation result including it is displayed on the output device 106 (s107). FIG. 8 is a diagram showing an estimation result example 800 related to the planned land (ground estimated location) in the present embodiment. However, in this example, the ground estimation system 100 estimates the shear elastic modulus G 0 at a minute strain by applying an average N value, which is a geological characteristic value in each layer in the ground estimation location, to a predetermined calculation formula, The shear modulus G 0 is applied to a predetermined formula including the Poisson's ratio ν of the corresponding formation to calculate the deformation coefficient E 0 and output it as an estimation result. The methods and formulas used for this estimation are as described in existing literature (eg, soil and foundation 47-10, “Introduction to Vertical Load to Displacement Characteristics of Pile Foundation”, Kuwahara, Horikoshi) Calculation formulas necessary for the apparatus 101 are stored in advance. In the estimation results illustrated in FIG. 8, for each of the formations “B” to “E” of the planned site, the layer thickness, the average N value, the Poisson's ratio ν (determined by the geology), the shear elastic modulus G 0 at a small strain , and deformation Kaku Suitei value of the coefficient E 0 (Osaki formula: soil Engineering Society Ronbun report Shu, Vol.13, No.4, pp.61~73,1973, Ota formula: geotechnical research Workshop 7th, Pp.269～272,1972, etc.), the average value of the deformation coefficient E 0 obtained from the estimated value of the deformation coefficient E 0, and in the example of constant to deformation coefficient E 0 (figure multiplied by 0.4 to 0.5) Each value of the obtained elastic modulus E is included.
また、本実施形態において地盤推定システム１００は、地盤推定箇所における各地層での地質特性値、および地盤推定箇所に構築する構造物の仕様値を所定の算定式に適用し、構造物構築で地盤に生じる影響の値を算定し、出力装置１０６に表示するとしてもよい。図９は本実施形態における構造物と地盤の解析モデル例を示す図である。図９にて例示するように、例えば、計画地にてビル建築を行う工事が予定されているとする。例示したビルは、そのサイズが幅５０メートル、奥行き１５メートル、高さ２２ｍであり、地下に高さ７メートルの階を有している。こうしたビルが、上述してきた計画地上に建築されるとした場合、その際に地盤に生じる変化、例えば地盤沈下について本実施形態の地盤推定システム１００が推定する。地盤を構成する地層は上述のとおり、“地層Ａ”〜“地層Ｅ”であるが、地下階の構築時に“地層Ａ”は掘削され、直接基礎としてビルが接するのは“地層Ｂ”となる。よって、沈下量計算時の解析対象としてはこの“地層Ｂ”以下の地層となる。各地層の平均Ｎ値、弾性係数Ｅ、ポアソン比ν、および層厚に関しては、上述までの処理で求めてきた通りである。 Further, in this embodiment, the ground estimation system 100 applies the geological characteristic values in the various layers in the ground estimation location and the specification values of the structure to be constructed in the ground estimation location to a predetermined calculation formula, It is also possible to calculate the value of the influence generated on the output device 106 and display it on the output device 106. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of an analysis model of the structure and the ground in the present embodiment. As illustrated in FIG. 9, for example, it is assumed that construction for building construction is planned at a planned site. The illustrated building has a width of 50 meters, a depth of 15 meters, a height of 22 meters, and a floor of 7 meters in the basement. When such a building is constructed on the planned ground described above, the ground estimation system 100 of the present embodiment estimates changes that occur in the ground at that time, for example, ground subsidence. As mentioned above, the stratums that make up the ground are “stratum A” to “stratum E”, but “stratum A” is excavated at the time of construction of the underground floor, and it is “stratum B” that the building touches directly as the foundation. . Therefore, the analysis target at the time of subsidence calculation is a stratum below this “stratum B”. The average N value, the elastic modulus E, the Poisson's ratio ν, and the layer thickness of each layer are as obtained in the above processing.
この場合、地盤推定システム１００は、こうした計画地すなわち地盤推定箇所について、該当地盤を構成する各地層“地層Ｂ”〜“地層Ｅ”での平均Ｎ値、弾性係数Ｅ、ポアソン比ν、層厚、および、ビル形状を示す上記幅と奥行き、更には建物荷重の各値を、所定式（例：沈下量を算定するSteinbrennerの式など）に適用し、該当地盤においてビル建築により生じる沈下量を算定する。なお、ビル形状を示す上記幅と奥行き、更には建物荷重については、地盤推定システム１００が、入力装置１０５（ないしネットワーク１４０を介したユーザ端末３００）を介してユーザから予め指定を受けておいて記憶装置１０１に保持しているものとする。また地盤推定システム１００は、こうして算定した沈下量について、出力装置１０６にて表示することとなる。図１０は本実施形態における計画地（地盤推定箇所）での沈下量（地盤変化の値）分布例を示す図である。この例では、ビルが直接当接する、すなわち直接基礎となる箇所を中心に沈下量が大きくなっている分布を示している。こうした沈下量の大きさや分布に基づいて、例えば、当該ビル建築の工事に際して、基礎工の種類を直接基礎から杭基礎に変更する、或いは地盤改良を行う、といった工法の提案や、それに要するコストの算定が可能となる。したがって、ビル建築に伴う地盤沈下量をこのように既存ボーリングデータを利用して迅速に算定可能であることは、例えば、構造物の発注主等から計画地の地盤データが提示されていない状況であっても、適宜な精度で推定された沈下量とそれに応じて採用すべき工法やそのコスト等を営業時の提案資料として作成可能となることにつながる。 In this case, the ground estimation system 100 determines the average N value, the elastic modulus E, the Poisson's ratio ν, and the layer thickness in each of the “stratum B” to “stratum E” constituting the corresponding ground for such a planned land, that is, the estimated ground location. Apply the above width and depth indicating the building shape, and each value of the building load to a predetermined formula (eg, Steinbrenner's formula for calculating the amount of settlement), and calculate the amount of settlement caused by building construction on the ground. Calculate. Note that the ground estimation system 100 receives the designation from the user in advance via the input device 105 (or the user terminal 300 via the network 140) for the width and depth indicating the building shape, and also the building load. It is assumed that it is held in the storage device 101. In addition, the ground estimation system 100 displays the subsidence amount calculated in this way on the output device 106. FIG. 10 is a diagram showing an example of distribution of subsidence amount (value of ground change) in the planned land (ground estimated location) in the present embodiment. In this example, a distribution is shown in which the building is in direct contact, that is, the amount of settlement is increased around the direct base. Based on the size and distribution of the subsidence amount, for example, in the construction of the building, the construction method such as changing the type of foundation work directly from foundation to pile foundation, or improving the ground, and the cost required for it Calculation is possible. Therefore, the amount of ground subsidence associated with building construction can be quickly calculated using existing boring data in this way, for example, in the situation where the ground data of the planned land is not presented by the orderer of the structure, etc. Even so, the amount of settlement estimated with appropriate accuracy, the construction method to be adopted according to the amount, and the cost, etc., can be created as proposal materials at the time of business.
以上、本実施形態によれば、走向等が互いに入り組んだ地層で構成される地盤であっても、工事計画地など所望の地盤推定箇所について、その地層形状や層厚を三次元で推定すると共に、地盤推定箇所を含む領域中で既に得られている地質特性値の等高線図を作成して、地盤推定箇所における地質特性値を効率良く推定することが可能となる。従来のように、単純な二点間の直線近似等でボーリング孔間の地層形状を推定するといった技術ではこうした状況に対応して所望地点での地質特性値を自在に推定することは困難である。 As described above, according to the present embodiment, even if the ground is composed of strata in which strikes and the like are complicated, the formation shape and the layer thickness are estimated in three dimensions for a desired ground estimation location such as a construction planned ground. It is possible to create a contour map of the geological characteristic values already obtained in the region including the estimated ground location, and to efficiently estimate the geological property values at the estimated ground location. It is difficult to estimate the geological characteristic value at a desired point freely according to such a situation by the technique of estimating the formation of the formation between the boreholes by a straight line approximation between two points as in the past. .
すなわち、既存のボーリングデータに基づいて所望箇所の地層分布とその地質性状について効率良く推定できる。 That is, it is possible to efficiently estimate the geological distribution at a desired location and its geological properties based on existing boring data.
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。 As mentioned above, although embodiment of this invention was described concretely based on the embodiment, it is not limited to this and can be variously changed in the range which does not deviate from the summary.
１００ 地盤推定システム
１０１ 記憶装置
１０２ プログラム
１０３ メモリ
１０４ 演算装置
１０５ 入力装置
１０６ 出力装置
１０７ 通信装置
１０８ ＢＵＳ
１０９ ブリッジ
１１０ 三次元地盤モデル作成プログラム
１１１ 等高線図作成プログラム
１２５ ボーリングデータベース
２００ データベースサーバ
３００ ユーザ端末
100 Ground Estimation System 101 Storage Device 102 Program 103 Memory 104 Computing Device 105 Input Device 106 Output Device 107 Communication Device 108 BUS
109 Bridge 110 Three-dimensional ground model creation program 111 Contour map creation program 125 Boring database 200 Database server 300 User terminal
Claims (3)
各ボーリングデータが含む各地層に関する地質特性値に基づいて、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図を生成し、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を推定する工程と、
前記地盤推定箇所に関し推定した地層形状と層厚、および各地層の地質特性値を、出力装置に表示する工程と、
を含むことを特徴とする地盤推定方法。 A step of estimating the formation shape and thickness of the region including the ground estimation location based on the borehole data already obtained for a plurality of locations around the ground estimation location;
Based on the geological characteristic values for each stratum included in each boring data, generate a contour map of the geological characteristic values for each stratum in the region including the estimated ground location, and from the position of the estimated ground location in the contour map for each stratum , The process of estimating the geological characteristic values in each layer of the ground estimation location,
A step of displaying on the output device the formation shape and layer thickness estimated for the estimated ground location, and the geological characteristic value of each layer;
The ground estimation method characterized by including.
地盤推定箇所における各地層での地質特性値、および地盤推定箇所に構築する構造物の仕様値を所定の算定式に適用して、構造物構築で地盤に生じる影響の値を算定し、出力装置に表示する工程を含むことを特徴とする地盤推定方法。 In claim 1,
Applying the geological characteristic values at each location at the estimated ground location and the specification values of the structure to be constructed at the estimated ground location to the prescribed calculation formula, calculate the value of the effect on the ground due to the structure construction, and output device The ground estimation method characterized by including the process displayed on this.
標高、層厚等の各種データを含む既存のボーリングデータを格納している記憶装置と、
地盤推定箇所に関し入力装置にてユーザからの指定を受け付け、地盤推定箇所周辺における複数地点での既存のボーリングデータを記憶手段から読み出して、このボーリングデータに基づいて、地盤推定箇所を含む領域の地層形状と層厚のデータを推定する処理と、
前記複数地点に関する各ボーリングデータより、各地層に関する地質特性値を抽出して、この地質特性値に基づいて、地盤推定箇所を含む領域の各地層における地質特性値の等高線図のデータを生成し、当該各地層における等高線図中での地盤推定箇所の位置から、地盤推定箇所の各地層での地質特性値を算定する処理と、
前記地盤推定箇所に関する地層形状と層厚、および各地層の地質特性値を、出力装置に表示する処理と、を実行する演算装置と、
を備えることを特徴とする地盤推定システム。 An information processing system that performs ground estimation,
A storage device storing existing boring data including various data such as altitude and layer thickness;
The input device accepts designation regarding the estimated ground location from the user, reads existing boring data at a plurality of locations around the estimated ground location from the storage means, and based on this drilling data, the formation of the region including the estimated ground location Processing to estimate shape and layer thickness data;
From each of the boring data for the plurality of points, extract the geological characteristic value for each layer, and based on this geological characteristic value, generate the contour map data of the geological characteristic value in each region of the region including the ground estimation point, A process for calculating the geological characteristic values in each layer of the estimated ground location from the position of the estimated ground location in the contour map in each region,
A processing unit that executes a process of displaying the geological shape and thickness of the estimated ground location and the geological characteristic value of each layer on the output device,
A ground estimation system comprising:
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