JP7138173B2 - 土壌の液状化可能特性を評価するための静的ペネトロメータ及び関連する方法 - Google Patents
土壌の液状化可能特性を評価するための静的ペネトロメータ及び関連する方法 Download PDFInfo
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- E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil
Description
本発明は、地質工学及び地質学の分野に関する。それは、一般にペネトロメータと呼ばれる、土壌の貫入に対する抵抗を測定するための装置、及び関連する測定方法に関する。それは特に、土壌の液状化可能特性を評価するための試験を行うための静的ペネトロメータに関する。
新しい準地震基準は、地震帯における地質工学的研究の間の液状化の危険性に関して、土壌の系統的な特徴付けにつながる。地震運動中の土壌の液状化は、間隙水圧の増大による土壌の剛性の低下及び/又はそのせん断強度の低下を意味する。土壌特性のこれらの変化は、重大な永久歪み(沈下、地すべり)、又は有効応力の実質的な相殺(大きな歪み、拡散の現象)さえも引き起こす可能性がある。
本発明の目的は、最新技術の解決策に対する代替的な解決策、特に静的ペネトロメータを提案することであり、これは実施が簡単で、土壌の液状化可能特性のより直接的な評価を可能にする。
本発明は、土壌の液状化可能特性を評価するためのペネトロメータに関するものであって、
-測定チップによって第1の端部で終端されている、少なくとも1つの中央ロッドと、
-少なくとも1つの中空管であって、前記中央ロッドを取り囲み、後者は前記中空管の内側をスライドできる、少なくとも1つの中空管と、
を含み、
前記ペネトロメータは、前記中空管に固く取り付けられた外部体と可動体とを含む電動シリンダをさらに含み、前記可動体は、
-前記中央ロッドの第2の端部に運動を伝達して、前記測定チップの前記土壌への制御された押圧をもたらし、且つ前記運動を生じさせるために加えられた力を測定するように構成され、
-前記中央ロッドの前記第2の端部に所定の周波数で振動を加えることに適している。
・前記所定の周波数は1~5ヘルツの範囲である;
・前記電動シリンダは、運動を生じさせる前記可動体の作動及び速度、加えられた前記力、並びに前記振動を加えること又は前記振動の停止が、プログラムされた順序で実行され得る、又は相互に制御され得るように、電子的に制御される;
・前記ペネトロメータは、支持手段によって加えられた支持力を伝達する目的で、前記中空管と前記中央ロッドとを所定の深さまで前記土壌に押し込ませるための、前記中空管に固く取り付けられたセルを含む。
(a)前記中空管と前記中央ロッドとによって形成された対を前記土壌中に押圧して、前記測定チップを所定の深さにし、前記測定チップを前記中空管に接触させる;
c)第1の運動を生じさせるために前記可動体を作動させ、前記測定チップの前記土壌への第1の制御された押圧を生じさせ、前記第1の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する;
d)前記可動体を介して前記中央ロッドの前記第2の端部に所定の周波数で振動を加え、同時に前記可動体を作動させて第2の運動を生じさせ、前記測定チップの前記土壌への第2の制御された押圧を生じさせ、前記第2の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する;
e)前記振動を停止させる;
f)第3の運動を生じさせるために前記可動体を作動させ、前記測定チップの前記土壌への第3の制御された押圧を生じさせ、前記第3の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する。
・前記方法は、ステップc)の前に、以下のステップb)を含む:
b)前記可動体を作動させて、それを前記中央ロッドの前記第2の端部と接触させる;
・ステップc)は、前記第1の押圧の後に、静止状態で前記第2の端部から前記可動体に伝達される反力を測定することも含む;
・ステップf)は、前記第3の押圧の後に、静止状態で前記第2の端部から前記可動体に伝達される反力の測定も含む;
・ステップd)において、前記測定された加えられた力を実質的に一定に保つように、前記第2の運動の速度は調整される;
・ステップd)において、前記測定された加えられた力がステップc)で測定された前記加えられた力と実質的に等しく保たれるか、又は可能な限り近づくように、前記第2の運動の速度は調整されるべきである;
・前記可動体の運動速度は16cm/sに達し得る;
・前記可動体の収縮位置と伸長位置との間の最大運動は75mmである;
・前記可動体の、前記第1の運動は10mmであり、前記第2の運動は30mmであり、且つ前記第3の運動は10mmである。
本発明のさらなる特徴及び利点は、添付の図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう:
- 図1は、土壌の貫入への抵抗を二重測定した試験曲線を示す。
出願人は、静的ペネトロメータを用いる液状化可能な土壌の事前同定法(H. Hosseini-Sadrabadi et al, "Identification of liquefiable soils by static penetrometer: principle and numerical modelling", Journees Nationales de Geotechnique et de Geologie de l'Ingenieur, Nancy 2016を参照)を開発している。この方法は2つの測定、すなわち、2cm/sの一定の押圧速度でのチップ抵抗の測定(Qc 2cm/s- 静的モードと記す)と、静止状態のチップ抵抗の測定(
Claims (13)
- 土壌の液状化可能特性を評価するためのペネトロメータ(100)であって、
測定チップ(11)によって第1の端部で終端されている、少なくとも1つの中央ロッド(1)と、
少なくとも1つの中空管(2)であって、前記中央ロッド(1)を取り囲み、前記中央ロッド(1)は前記中空管(2)の内側をスライドできる、少なくとも1つの中空管(2)と、
を含み、
前記ペネトロメータ(100)は、前記中空管(2)に固く取り付けられた外部体(61)と可動体(62)とを含む電動シリンダ(6)を含むことを特徴とし、
前記可動体(62)は、
前記中央ロッド(1)の第2の端部(12)に運動を伝達して、前記測定チップ(11)の前記土壌への制御された押圧をもたらし、且つ前記運動を生じさせるために加えられた力を測定するように構成され、
前記中央ロッド(1)の前記第2の端部(12)に所定の周波数で振動を加えるように構成されている、
ペネトロメータ(100)。 - 前記所定の周波数は、1~5ヘルツの範囲である、請求項1に記載のペネトロメータ(100)。
- 前記電動シリンダ(6)は、運動を生じさせる前記可動体(62)の作動及び速度、加えられた前記力、並びに前記振動を加えること又は前記振動の停止が、プログラムされた順序に従って実行され得る、又は相互に制御され得るように、電子的に制御されることを特徴とする、請求項1又は2に記載のペネトロメータ(100)。
- 支持手段によって加えられる支持力を伝達する目的で、前記中空管(2)と前記中央ロッド(1)とを所定の深さまで前記土壌に押し込むようにするための、前記中空管(2)に固く取り付けられたセルを含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のペネトロメータ(100)。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載のペネトロメータ(100)を使用することができ、
以下のステップ:
a)前記中空管(2)と前記中央ロッド(1)とによって形成された対を前記土壌中に押圧して、前記測定チップ(11)を所定の深さにし、前記測定チップ(11)を前記中空管(2)に接触させる;
c)第1の運動を生じさせるために前記可動体(62)を作動させ、前記測定チップ(11)の前記土壌への第1の制御された押圧を生じさせ、前記第1の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する;
d)前記可動体(62)を介して前記中央ロッド(1)の前記第2の端部(12)に所定の周波数で振動を加え、同時に前記可動体(62)を作動させて第2の運動を生じさせ、前記測定チップ(11)の前記土壌への第2の制御された押圧を生じさせ、前記第2の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する;
e)前記振動を停止させる;
f)第3の運動を生じさせるために前記可動体(62)を作動させ、前記測定チップの前記土壌への第3の制御された押圧を生じさせ、前記第3の運動を生じさせるために加えられた前記力を測定する;
を含む、土壌の液状化可能特性を評価するための方法。 - ステップc)の前に、以下のステップb)を含む、請求項5に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法:
b)前記可動体(62)を作動させて、それを前記中央ロッド(1)の前記第2の端部(12)と接触させる。 - ステップc)は、前記第1の制御された押圧の後に、静止状態で前記第2の端部(12)によって前記可動体(62)に伝達される反力を測定することも含む、請求項5又は6に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- ステップf)は、前記第3の制御された押圧の後に、静止状態で前記第2の端部(12)によって前記可動体(62)に伝達される反力を測定することも含む、請求項5~7のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- ステップd)において、前記測定された加えられた力を実質的に一定に保つように、前記第2の運動の速度は調整される、請求項5~8のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- ステップd)において、前記測定された加えられた力がステップc)で測定された前記加えられた力と実質的に等しく保たれるか、又はできるだけ近づくように、前記第2の運動の速度は調整される、請求項5~9のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- 前記可動体(62)の運動速度は16cm/sに達し得る、請求項5~10のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- 前記可動体(62)の収縮位置と伸長位置との間の最大運動は75mmである、請求項5~11のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
- 前記可動体(62)の、前記第1の運動は10mmであり、前記第2の運動は30mmであり、且つ前記第3の運動は10mmである、請求項5~12のいずれか1項に記載の土壌の液状化可能特性を評価するための方法。
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