JP7311853B2 - Methods, programs, and systems for determining soil quality - Google Patents

Methods, programs, and systems for determining soil quality Download PDF

Info

Publication number
JP7311853B2
JP7311853B2 JP2019149402A JP2019149402A JP7311853B2 JP 7311853 B2 JP7311853 B2 JP 7311853B2 JP 2019149402 A JP2019149402 A JP 2019149402A JP 2019149402 A JP2019149402 A JP 2019149402A JP 7311853 B2 JP7311853 B2 JP 7311853B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soil
humic acid
acid content
ground
soil sample
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2019149402A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2021032575A (en
Inventor
孝文 吉井
伸治 田中
朋徳 室矢
俊二 柚木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Japan Home Shield Corp
Original Assignee
Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Japan Home Shield Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI), Japan Home Shield Corp filed Critical Tokyo Metropolitan Industrial Technology Research Instititute (TIRI)
Priority to JP2019149402A priority Critical patent/JP7311853B2/en
Publication of JP2021032575A publication Critical patent/JP2021032575A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7311853B2 publication Critical patent/JP7311853B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
  • Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Description

本発明は、土質を判別するための方法、プログラム、及びシステムに関する。 The present invention relates to methods, programs, and systems for determining soil quality.

軟弱地盤の上に建築物等が建築されると、建築物等の自重により沈下して建築物等の水平が損なわれる不同沈下を生じる場合がある。水平の復元が困難な場合には建築物が放棄され、たとえ復元できたとしても莫大な補修コストが発生する。水平が損なわれた建物等を続けて使用すると使用者の健康が損なわれる場合もある。従って、地盤を構成する土質を調査することで、不同沈下のリスクが高い軟弱地盤に対して建築物等を建築する前に土質を把握した上で、このような軟弱地盤に対して地盤を改良することが望ましい。 When a building or the like is built on soft ground, it may subside under its own weight, resulting in uneven subsidence in which the level of the building or the like is impaired. If it is difficult to restore the horizontal level, the building will be abandoned, and even if it can be restored, a huge repair cost will be incurred. Continuing to use a building whose horizontality is impaired may damage the health of the user. Therefore, by investigating the soil properties that make up the ground, it is possible to understand the soil properties before constructing buildings, etc. on soft ground that has a high risk of uneven settlement, and then improve the ground for such soft ground. It is desirable to

例えば、特許文献1には、改良土の配合設計方法が開示されている。当該改良土の配合設計方法は、強熱減量試験を用いて、土質調査を行う。そして、強熱減量試験から得られた土質調査の結果に基づいて、改良対象土が有機質土及び高有機質土であるか否かを判定することを特徴としている。 For example, Patent Literature 1 discloses a method for designing a mixture of improved soil. For the method of designing the mixture of the improved soil, a soil survey is conducted using an ignition loss test. Then, it is characterized by determining whether the soil to be improved is organic soil or high organic soil based on the result of the soil investigation obtained from the ignition loss test.

特開2005-273387号公報JP 2005-273387 A

ところで、地盤の不同沈下は、軟弱地盤の軟弱土に含まれているフミン酸によって生じる問題である。フミン酸は、地盤改良に用いるセメント系固化剤の固化不良を起こす。このため、軟弱地盤を改良する場合に、精度よく地盤のフミン酸の含有率を推定する必要がある。
しかしながら、特許文献1に開示の強熱減量試験は、地盤改良の固化不良を起こす有機質土の含有率を測定することができるが、不同沈下のリスクが高い軟弱土、すなわち地盤のフミン酸の含有率を直接測定することができない。この結果、強熱減量試験による地盤のフミン酸の含有率の推定方法では、推定精度が低く、信頼性の高い地盤のフミン酸含有率の推定を提供することができない。
By the way, uneven subsidence of the ground is a problem caused by humic acid contained in the soft soil of the soft ground. Humic acid causes poor solidification of cement-based solidifying agents used for ground improvement. Therefore, when improving soft ground, it is necessary to accurately estimate the content of humic acid in the ground.
However, the ignition loss test disclosed in Patent Document 1 can measure the content of organic soil that causes poor solidification of ground improvement, but soft soil with a high risk of uneven settlement, that is, the content of humic acid in the ground The rate cannot be measured directly. As a result, the method for estimating the humic acid content of the ground by the ignition loss test has low estimation accuracy and cannot provide highly reliable estimation of the humic acid content of the ground.

本発明はこのような事情に鑑みて発明されたものであり、本発明の目的は、簡易かつ高精度に地盤のフミン酸含有率を推定することができる、土質を判別するための方法、プログラム、及びシステムを提供することである。 The present invention was invented in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a method and program for determining soil quality, which can easily and highly accurately estimate the humic acid content of the ground. , and to provide a system.

本発明の一態様に係る地盤のフミン酸含有率の推定方法は、土試料に剪断応力を印加する応力印加工程と、剪断応力によって、土試料が弾性変形する第1状態から、非弾性変形する第2状態に移行しようとするときに、第1状態と第2状態との境界における剪断歪である土試料降伏歪を取得する降伏歪取得工程と、降伏歪を用いて、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率を推定するフミン酸含有率推定工程と、を含む。 A method for estimating the humic acid content of ground according to one aspect of the present invention includes a stress applying step of applying a shear stress to a soil sample, and a first state in which the soil sample is elastically deformed by the shear stress, and is non-elasticly deformed. A yield strain acquisition step of acquiring a soil sample yield strain, which is a shear strain at the boundary between the first state and the second state when about to shift to the second state, and using the yield strain, the ground to which the soil sample belongs and a humic acid content estimation step of estimating the estimated humic acid content of.

この方法によれば、簡易かつ高精度に地盤のフミン酸含有率を推定することができる。 According to this method, the humic acid content of the ground can be estimated simply and with high accuracy.

上記方法において、応力印加工程は、正弦波振動又は単方向の回転運動により、土試料に剪断応力を徐々に増加することを含んでもよい。 In the above method, the step of applying stress may comprise gradually increasing shear stress on the soil sample by sinusoidal vibration or unidirectional rotational motion.

この方法によれば、再現性の高い測定データを得ることができる。 According to this method, highly reproducible measurement data can be obtained.

上記方法において、応力印加工程は、レオメータを用いて、土試料に剪断応力を印加することを含んでもよい。 In the above method, the stress applying step may comprise applying shear stress to the soil sample using a rheometer.

この方法によれば、簡易な装置を用いて、降伏歪を取得することができる。 According to this method, the yield strain can be obtained using a simple device.

上記方法において、降伏歪取得工程は、剪断応力によって、土試料の貯蔵弾性率が一定な値である第1値から低下して第2値に至るときに、第2値に対応する剪断歪を降伏歪として取得することを含み、第2値は、第1値よりも2%以上20%以下低下した数値であってもよい。 In the above method, in the yield strain acquisition step, when the storage modulus of the soil sample decreases from a first value, which is a constant value, to a second value due to shear stress, a shear strain corresponding to the second value is obtained. The second value may be a numerical value lower than the first value by 2% or more and 20% or less, including obtaining the yield strain.

この方法によれば、簡易な方法を用いて、降伏歪を取得することができる。 According to this method, the yield strain can be obtained using a simple method.

上記方法において、第2値は、第1値よりも5%低下した数値であってもよい。 In the above method, the second value may be a numerical value that is 5% lower than the first value.

この方法によれば、簡易な方法を用いて、降伏歪を取得することができる。 According to this method, the yield strain can be obtained using a simple method.

上記方法において、フミン酸含有率推定工程は、予め算定した、土の降伏歪とフミン酸含有率との相関式を用いて、降伏歪に対応する推定フミン酸含有率を算定することを含んでもよい。 In the above method, the humic acid content rate estimation step may include calculating an estimated humic acid content rate corresponding to the yield strain using a previously calculated correlation between the yield strain of the soil and the humic acid content rate. good.

この方法によれば、簡易な方法を用いて、地盤のフミン酸含有率を推定することができる。 According to this method, the humic acid content of the ground can be estimated using a simple method.

上記方法において、少なくとも一部が異なるフミン酸含有率を有する複数の改質土における土試料を用いて、相関式を生成する相関式生成工程、をさらに含んでもよい。 The above method may further include a correlation equation generating step of generating a correlation equation using soil samples of a plurality of modified soils, at least some of which have different humic acid contents.

この方法によれば、簡易な方法を用いて、相関式を生成することができる。 According to this method, a correlation formula can be generated using a simple method.

上記方法において、相関式生成工程は、応力印加工程及び降伏歪取得工程によって、複数の改質土における土試料のそれぞれの降伏歪を取得することと、複数の改質土における土試料のそれぞれの降伏歪と、複数の改質土における土試料のそれぞれのフミン酸含有率とを用いて、相関式を生成することと、を含んでもよい。 In the above method, the step of generating the correlation equation includes obtaining the yield strain of each of the soil samples of the plurality of modified soils by the stress applying step and the yield strain obtaining step, and obtaining the yield strain of each of the soil samples of the plurality of modified soils. generating a correlation equation using the yield strain and the humic acid content of each of the soil samples in the plurality of modified soils.

この方法によれば、降伏歪を用いて、相関式を生成することができる。 According to this method, the yield strain can be used to generate the correlation equation.

上記方法において、相関式生成工程は、前記フミン酸含有率推定工程が行われる前に行われる工程であってもよい。 In the above method, the step of generating the correlation equation may be a step performed before the step of estimating the content of humic acid.

この方法によれば、相関式によって、推定フミン酸含有率を算定することができる。 According to this method, the estimated humic acid content can be calculated from the correlation formula.

上記方法において、相関式生成工程は、一回のみ行われる工程であってもよい。 In the above method, the correlation equation generating step may be a step performed only once.

この方法によれば、相関式の生成が簡易になる。 This method simplifies the generation of the correlation equation.

本発明の一態様に係る地盤のフミン酸含有率の推定プログラムは、1つ又は複数のコンピュータに、本発明の何れか一つの態様に係る土質判別方法を用いた処理を実行させる。 A ground humic acid content estimation program according to one aspect of the present invention causes one or a plurality of computers to execute processing using the soil determination method according to any one aspect of the present invention.

このプログラムによれば、簡易かつ高精度に地盤のフミン酸含有率を推定することができる。 According to this program, it is possible to estimate the humic acid content of the ground simply and with high accuracy.

本発明の一態様に係る土質判別システムは、本発明の何れか一つの態様に係る土質判別方法に関する処理を実行する情報処理部を備える。 A soil determination system according to one aspect of the present invention includes an information processing unit that executes processing related to the soil determination method according to any one aspect of the present invention.

このシステムによれば、簡易かつ高精度に地盤のフミン酸含有率を推定することができる。 According to this system, it is possible to estimate the humic acid content of the ground simply and with high accuracy.

本発明によれば、簡易かつ高精度に地盤のフミン酸含有率を推定することが可能な、土質を判別するための方法、プログラム、及びシステムを提供することである。 According to the present invention, it is an object of the present invention to provide a method, program, and system for discriminating soil quality, which can easily and accurately estimate the humic acid content of the ground.

本実施形態に係る土質判別システムの構成を説明するためのブロック図である。1 is a block diagram for explaining the configuration of a soil discrimination system according to this embodiment; FIG. 本実施形態に係る回転型レオメータの構成を説明するための図である。1 is a diagram for explaining the configuration of a rotational rheometer according to this embodiment; FIG. 本実施形態に係る回転型レオメータの測定部の構成を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the configuration of the measuring section of the rotational rheometer according to the embodiment; 本実施形態に係る回転型レオメータの制御部の構成を説明するためのブロック図である。FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of a control unit of the rotational rheometer according to the embodiment; 本実施形態に係る回転型レオメータによって生成された貯蔵弾性率-剪断歪曲線を示す図である。FIG. 4 is a storage modulus-shear strain curve generated by a rotational rheometer according to the present embodiment; 本実施形態に係るコンピュータの構成を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for explaining the configuration of a computer according to the embodiment. 本実施形態に係る相関情報DBの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of correlation information DB which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る相関情報DBに対応するγe-Fcプロット図及び近似曲線を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a γe-Fc plot diagram and an approximated curve corresponding to the correlation information DB according to this embodiment; 本実施形態に係る土質判別システムによる地盤のフミン酸含有率の推定を説明するためのフローチャート図である。FIG. 4 is a flow chart for explaining estimation of humic acid content in ground by the soil discrimination system according to the present embodiment. 本実施形態に係る土質判別システムの測定に用いられる土試料の種類を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the kind of soil sample used for the measurement of the soil discrimination|determination system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る土質判別システムの測定に用いられる土試料の種類を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the kind of soil sample used for the measurement of the soil discrimination|determination system which concerns on this embodiment. 本実施形態に係る土質判別システムによる推定フミン酸含有率の精度を説明するための図である。FIG. 4 is a diagram for explaining the accuracy of an estimated humic acid content rate by the soil discrimination system according to the present embodiment; 本実施形態に係る土質判別システムによる推定フミン酸含有率とフミン酸含有率との関係を説明するための図である。FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between the estimated humic acid content rate and the humic acid content rate by the soil discrimination system according to the present embodiment;

以下に本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の構成要素は同一又は類似の符号で表している。図面は例示であり、各部の寸法や形状は模式的なものであり、本発明の技術的範囲を当該実施形態に限定して解するべきではない。 Embodiments of the present invention are described below. In the following description of the drawings, identical or similar components are denoted by identical or similar reference numerals. The drawings are examples, and the dimensions and shapes of each part are schematic, and the technical scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments.

[実施形態]
<土質判別システム1>
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係る土質判別システム1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る土質判別システム1の構成を説明するためのブロック図である。
[Embodiment]
<Soil discrimination system 1>
First, the configuration of a soil determination system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a block diagram for explaining the configuration of a soil discrimination system 1 according to this embodiment.

本実施形態に係る土質判別システム1は、試料のレオロジー特性を測定する回転型レオメータ2と、回転型レオメータ2の測定結果に対して計算や分析等の処理を実行するコンピュータ3とを備えている。この回転型レオメータ2及びコンピュータ3は、通信ケーブルLを介して通信可能に接続されている。なお、回転型レオメータ2及びコンピュータ3は、通信ケーブルLではなく、LAN、インターネット等のネットワークを介して互いに通信可能に接続されていてもよい。 A soil discrimination system 1 according to this embodiment includes a rotational rheometer 2 that measures the rheological properties of a sample, and a computer 3 that executes processing such as calculation and analysis on the measurement results of the rotational rheometer 2. . The rotational rheometer 2 and computer 3 are connected via a communication cable L so as to be communicable. Note that the rotational rheometer 2 and the computer 3 may be communicably connected to each other not via the communication cable L but via a network such as a LAN or the Internet.

<回転型レオメータ2>
次に、図2乃至図5を参照しながら、本実施形態に係る回転型レオメータ2の構成について説明する。図2は、本実施形態の回転型レオメータ2の構成を説明するための図である。図3a乃至図3dは、本実施形態の回転型レオメータ2の測定部10の構成を説明するための図である。図4は、本実施形態に係る回転型レオメータ2の制御部20の構成を説明するためのブロック図である。図5は、本実施形態に係る回転型レオメータ2によって生成された貯蔵弾性率-剪断歪曲線を示す図である。
<Rotational rheometer 2>
Next, the configuration of the rotational rheometer 2 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 5. FIG. FIG. 2 is a diagram for explaining the configuration of the rotational rheometer 2 of this embodiment. 3a to 3d are diagrams for explaining the configuration of the measuring section 10 of the rotational rheometer 2 of this embodiment. FIG. 4 is a block diagram for explaining the configuration of the controller 20 of the rotational rheometer 2 according to this embodiment. FIG. 5 is a diagram showing a storage modulus-shear strain curve generated by the rotational rheometer 2 according to this embodiment.

本実施形態に係る回転型レオメータ2は、測定部10と、測定部10の動作を制御する制御部20と、全体の動作を駆動する駆動部30と、測定部10を支持しながら制御部20及び駆動部30を収容するハウジング40とを備えている。 The rotary rheometer 2 according to the present embodiment includes a measurement unit 10, a control unit 20 that controls the operation of the measurement unit 10, a drive unit 30 that drives the overall operation, and a control unit 20 that supports the measurement unit 10. and a housing 40 that accommodates the drive unit 30 .

測定部10は、可動な上部測定部10aと、ハウジング40に固定されている下部測定部10bとを有する。また、上部測定部10a及び下部測定部10bの各構成部品が同軸に設けられている。 The measuring section 10 has a movable upper measuring section 10 a and a lower measuring section 10 b fixed to the housing 40 . Further, each component of the upper measuring section 10a and the lower measuring section 10b is provided coaxially.

上部測定部10aは、上部センサ11と、この上部センサ11が取り付けられているロッド13とを有する。この上部センサ11は、円板状のセンサであり、表面に刻み加工が施されてもよい。また、上部センサ11の直径及びロッド13の直径とも、10mmである。ロッド13は、駆動部30の駆動力を上部センサ11に伝達するように、駆動部30に連結されている。 The upper measurement part 10a has an upper sensor 11 and a rod 13 to which the upper sensor 11 is attached. This upper sensor 11 is a disk-shaped sensor, and may be subjected to notching on the surface. Both the diameter of the upper sensor 11 and the diameter of the rod 13 are 10 mm. The rod 13 is connected to the driving portion 30 so as to transmit the driving force of the driving portion 30 to the upper sensor 11 .

下部測定部10bは、下部センサ12と、下部プレート14と、フェンス16とを有する。下部プレート14は、ハウジング40に固定されており、下部センサ12は、下部プレート14の上面の中央側に設けられており、フェンス16は、下部センサ12の上面から突起するようにこの下部センサ12の中央側に設けられている。 The lower measuring section 10 b has a lower sensor 12 , a lower plate 14 and a fence 16 . The lower plate 14 is fixed to the housing 40, the lower sensor 12 is provided on the center side of the upper surface of the lower plate 14, and the fence 16 protrudes from the upper surface of the lower sensor 12. is located in the center of the

また、下部センサ12は、円板状のセンサであり、表面に刻み加工が施されてもよい。この下部センサ12は、上部センサ11よりも大きく形成され、直径が21mmである。下部プレート14は、円板状をなしており、直径が70mmである。なお、以下の説明では、上部センサ11と下部センサ12とを区別しない場合に、「両センサ」と総称することがある。 Further, the lower sensor 12 is a disc-shaped sensor, and the surface thereof may be notched. The lower sensor 12 is formed larger than the upper sensor 11 and has a diameter of 21 mm. The lower plate 14 is disc-shaped and has a diameter of 70 mm. In the following description, when the upper sensor 11 and the lower sensor 12 are not distinguished from each other, they may be collectively referred to as "both sensors".

フェンス16は、リング状をなしており、外壁面の直径が13mmであり、内壁面の直径が11mmである。すなわち、フェンス16の内壁面の形状は、上部センサ11の外形よりも少々大きく形成されている。こうして、上部センサ11がフェンス16の内側に入って下部センサ12に向かうことが可能である。また、フェンス16が下部センサ12に取り付けたときに、フェンス16の下部センサ12の上面から突起する高さ(以下、「フェンス16の突起高さ」とする。)は3mmである。こうして、フェンス16の内壁面と、下部センサ12の上面とは、凹部18を構成する。 The fence 16 is ring-shaped and has an outer wall surface with a diameter of 13 mm and an inner wall surface with a diameter of 11 mm. That is, the shape of the inner wall surface of the fence 16 is slightly larger than the outer shape of the upper sensor 11 . Thus, it is possible for the upper sensor 11 to go inside the fence 16 towards the lower sensor 12 . Further, when the fence 16 is attached to the lower sensor 12, the height of the fence 16 protruding from the upper surface of the lower sensor 12 (hereinafter referred to as "protrusion height of the fence 16") is 3 mm. Thus, the inner wall surface of the fence 16 and the upper surface of the lower sensor 12 form a recess 18 .

この凹部18は、試料を収容するとともに、下部センサ12の機能を発揮する。また、凹部18によって、液体以外の試料、例えば粉末状の試料、小さな粒や塊等によって構成されている試料のような、レオロジー特性を測定するために一定の量(一定な厚さ)が必要な試料に対して、その測定条件を形成することができる。さらに、凹部18の内壁面、すなわちフェンス16の内壁面の直径は、この内壁面に対して正弦波振動又は単方向の回転をしながらこの内壁面を通過する上部センサ11の直径よりも1mm程度大きく形成されている。このような構成によって、上部センサ11の動作の自由度を確保することができるとともに、両センサによって測定されたデータの再現性を向上することができる。 This concave portion 18 accommodates the sample and exhibits the function of the lower sensor 12 . In addition, the concave portion 18 allows a certain volume (constant thickness) to be measured for rheological properties of samples other than liquids, such as powder samples, samples composed of small grains or clumps, etc. Measurement conditions can be created for any sample. Furthermore, the diameter of the inner wall surface of the recess 18, that is, the inner wall surface of the fence 16, is about 1 mm larger than the diameter of the upper sensor 11 that passes through this inner wall surface while vibrating sinusoidally or rotating in one direction with respect to this inner wall surface. formed large. With such a configuration, it is possible to secure the degree of freedom of movement of the upper sensor 11 and improve the reproducibility of the data measured by both sensors.

制御部20は、情報処理部の一例であり、CPU又はGPUとして構成されるプロセッサ21と、DRAM等によって構成されデータやプログラムを一時的に記憶するメインメモリ22と、ユーザ等との間で情報のやり取りを行う入出力部23と、有線又は無線の通信を制御する通信部24と、磁気ディスク又はフラッシュメモリ等によって構成されデータやプログラムを記憶するストレージ25とを備える。 The control unit 20 is an example of an information processing unit. Information is exchanged between a processor 21 configured as a CPU or GPU, a main memory 22 configured by a DRAM or the like and temporarily storing data and programs, and a user or the like. , a communication unit 24 for controlling wired or wireless communication, and a storage 25 configured by a magnetic disk, flash memory, or the like for storing data and programs.

プロセッサ21は、ストレージ25等に記憶されているプログラムをメインメモリ22に読み込んで、そのプログラムに含まれる命令を実行する。入出力部23は、例えば、キーボード等の入力装置、及びディスプレイ等の出力装置を含む。 The processor 21 loads a program stored in the storage 25 or the like into the main memory 22 and executes instructions included in the program. The input/output unit 23 includes, for example, an input device such as a keyboard and an output device such as a display.

通信部24は、ネットワークアダプタ等のハードウェア、各種の通信用ソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実装される。本実施形態では、通信部24は、コンピュータ3等の外部の装置との通信を行う。 The communication unit 24 is implemented as hardware such as a network adapter, various types of communication software, or a combination thereof. In this embodiment, the communication unit 24 communicates with an external device such as the computer 3 .

また、プロセッサ21は、ストレージ25等に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行することによって、試料のレオロジー特性の測定に関する処理を実行する応力印加部211と、応力印加部211によって測定されたデータの処理に関する処理を実行する降伏歪取得部212とを有する。 In addition, the processor 21 executes instructions included in a program stored in the storage 25 or the like, thereby executing a stress applying unit 211 that performs processing related to measurement of the rheological properties of the sample, and and a yield strain acquisition unit 212 that performs processing related to data processing.

応力印加部211は、試料に応力を印加することによって、試料のレオロジー特性を測定する。本実施形態に係る応力印加部211は、例えば、土試料に剪断応力を印加することによって、その土試料のレオロジー特性を測定する。また、本実施形態に係る測定の対象となるレオロジー特性は、剪断応力の増加による、土試料の貯蔵弾性率G´及びその貯蔵弾性率G´に対応する剪断歪γの変化特性である。なお、以下のでは、特別な説明がない場合、試料は、地盤から採取された土試料を例として説明する。 The stress applying unit 211 measures rheological properties of the sample by applying stress to the sample. The stress applying unit 211 according to this embodiment measures the rheological properties of the soil sample by, for example, applying shear stress to the soil sample. Further, the rheological properties to be measured according to the present embodiment are change properties of the storage elastic modulus G' of the soil sample and the shear strain γ corresponding to the storage elastic modulus G' due to an increase in shear stress. In the following, unless otherwise specified, the sample will be explained as an example of a soil sample collected from the ground.

また、応力印加部211は、例えば、測定部10の上部センサ11を用いて、下部センサ12側の凹部18に保持されている土試料に接触して剪断応力を印加する。この応力印加部211は、例えば、上部センサ11の下部センサ12に対しての正回転と逆回転とが交差に行われる正弦波振動により、土試料への印加する剪断応力を徐々に増加する。また、応力印加部211は、単方向の回転運動により、土試料への印加する剪断応力を徐々に増加してもよい。 Further, the stress applying unit 211 uses the upper sensor 11 of the measuring unit 10, for example, to contact the soil sample held in the recess 18 on the lower sensor 12 side and apply shear stress. The stress applying unit 211 gradually increases the shearing stress applied to the soil sample, for example, by sinusoidal vibration in which the upper sensor 11 rotates forward and backward with respect to the lower sensor 12 at the crossings. Moreover, the stress applying unit 211 may gradually increase the shear stress applied to the soil sample by unidirectional rotational motion.

降伏歪取得部212は、応力印加部211によって測定された土試料の貯蔵弾性率G´及びその貯蔵弾性率G´に対応する剪断歪γの測定データを記憶してまとめることで、貯蔵弾性率-剪断歪曲線を生成する。そして、降伏歪取得部212は、生成した土試料に係る貯蔵弾性率-剪断歪曲線を用いて、降伏歪γeを取得する。 The yield strain acquiring unit 212 stores and summarizes the measurement data of the storage elastic modulus G′ of the soil sample measured by the stress applying unit 211 and the shear strain γ corresponding to the storage elastic modulus G′, thereby obtaining the storage elastic modulus - Generate a shear strain curve. Then, the yield strain obtaining unit 212 obtains the yield strain γe using the generated storage modulus-shear strain curve of the soil sample.

ここで、土試料は、印加される剪断応力の増加によって、弾性変形する第1状態から、非弾性変形する第2状態に移行する。貯蔵弾性率-剪断歪曲線の形状から捉えると、図5に示すように、土試料が弾性変形するときに、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の形状はほぼ水平の直線状をなしている。一方、土試料が非弾性変形するときに、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の形状は貯蔵弾性率G´が減少する方向に折れ曲がるように傾斜し、スリップ状をなしている。以下では、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の、土試料が弾性変形するときに係るほぼ水平の直線である部分を「貯蔵弾性率プラト域」とし、この貯蔵弾性率プラト域に係る一定な値である貯蔵弾性率G´「プラト域の貯蔵弾性率Gp´」とする。なお、非弾性変形する第2状態は、弾塑性変形及び塑性変形等の弾性変形以外の様々な変形状態を含む。 Here, the soil sample transitions from a first state of elastic deformation to a second state of non-elastic deformation due to an increase in applied shear stress. From the shape of the storage modulus-shear strain curve, as shown in FIG. 5, when the soil sample is elastically deformed, the shape of the storage modulus-shear strain curve forms a substantially horizontal straight line. On the other hand, when the soil sample undergoes inelastic deformation, the shape of the storage modulus-shear strain curve slopes in the direction in which the storage modulus G' decreases, forming a slip shape. In the following, the portion of the storage modulus-shear strain curve, which is an almost horizontal straight line related to the elastic deformation of the soil sample, is defined as the “storage modulus plateau region”, and a constant value related to this storage modulus plateau region A certain storage modulus G' is defined as a storage modulus Gp' in the plateau region. In addition, the second state of non-elastic deformation includes various deformation states other than elastic deformation, such as elastic-plastic deformation and plastic deformation.

本実施形態に係る降伏歪γeは、土試料が剪断応力によって弾性変形する第1状態から、非弾性変形する第2状態に移行しようとするときに、第1状態と第2状態との境界における剪断歪γである。すなわち、降伏歪γeは、土試料の弾性限度である。図5の場合において、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の降伏歪γeよりも左側の部分は、弾性変形する第1状態を示し、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の降伏歪γeよりも右側の部分は、非弾性変形する第2状態を示す。また、本実施形態に係る境界は、弾性変形する第1状態から非弾性変形する第2状態に移行するときの変化点であるが、土の性質の相違によって、境界は一定な範囲を有する境界領域であってもよい。 The yield strain γe according to the present embodiment is defined as is the shear strain γ. That is, the yield strain γe is the elastic limit of the soil sample. In the case of FIG. 5, the left side of the storage modulus-shear strain curve of the yield strain γe shows the first state of elastic deformation, and the storage modulus-shear strain curve of the right side of the yield strain γe is , indicates a second state of inelastic deformation. In addition, the boundary according to the present embodiment is the point of change when the first state of elastic deformation changes to the second state of non-elastic deformation. It can be a region.

また、本実施形態に係る降伏歪γeは、貯蔵弾性率-剪断歪曲線の折れ曲がり部分に位置する。降伏歪γeと貯蔵弾性率プラト域との関係から捉えると、普通の土や特殊土等の土の性質によって違いがあるが、降伏歪γeは、第1値であるプラト域の貯蔵弾性率Gp´から、この第1値の約2%以上20%以下低下した場合の第2値である貯蔵弾性率G´に対応する剪断歪γである。また、普通の住宅を建つための土試料の場合では、降伏歪γeは、第1値であるプラト域の貯蔵弾性率Gp´から約5%低下した第2値に対応する剪断歪γである。言い換えれば、図5に示すように、降伏歪γeに対応する第2値である貯蔵弾性率Ge´と第1値であるプラト域の貯蔵弾性率Gp´との差ΔG´は、約プラト域の貯蔵弾性率Gp´の5%である。 Moreover, the yield strain γe according to the present embodiment is located at the bending portion of the storage modulus-shear strain curve. From the relationship between the yield strain γe and the storage modulus Plato region, there are differences depending on the properties of the soil such as ordinary soil and special soil, but the yield strain γe is the storage modulus Gp ', the shear strain γ corresponding to the storage modulus G', which is the second value when the first value is decreased by about 2% or more and 20% or less. In addition, in the case of a soil sample for building an ordinary house, the yield strain γe is the shear strain γ corresponding to the second value, which is about 5% lower than the first value, the storage modulus Gp′ in the plateau region. . In other words, as shown in FIG. 5, the difference ΔG′ between the storage modulus Ge′, which is the second value corresponding to the yield strain γe, and the storage modulus Gp′ in the plateau region, which is the first value, is about the plateau region is 5% of the storage modulus Gp' of

このように、本実施形態に係る回転型レオメータ2は、制御部20の制御に基づいて、上部センサ11が、その上部センサ11及び下部センサ12の間に配置されている土試料に対して正弦波振動を与える。そして、回転型レオメータ2の両センサは、両センサの間の試料に生じる応力(トルク)及び変位を検出し、土試料のレオロジー特性を測定し、降伏歪γeを取得する。 Thus, in the rotary rheometer 2 according to this embodiment, the upper sensor 11 is sine-sine with respect to the soil sample arranged between the upper sensor 11 and the lower sensor 12 based on the control of the control unit 20 . Give wave vibration. Both sensors of the rotary rheometer 2 detect the stress (torque) and displacement occurring in the sample between the two sensors, measure the rheological properties of the soil sample, and acquire the yield strain γe.

<コンピュータ3>
続いて、図6乃至図8を参照しながら、本実施形態に係るコンピュータ3の構成について説明する。図6は、本実施形態に係るコンピュータ3の構成を説明するためのブロック図である。図7は、本実施形態に係る相関情報DB351の一例を示す図である。図8は、本実施形態に係る相関情報DB351に対応するγe-Fcプロット図及び近似曲線を示す図である。
<Computer 3>
Next, the configuration of the computer 3 according to this embodiment will be described with reference to FIGS. 6 to 8. FIG. FIG. 6 is a block diagram for explaining the configuration of the computer 3 according to this embodiment. FIG. 7 is a diagram showing an example of the correlation information DB 351 according to this embodiment. FIG. 8 is a diagram showing a γe-Fc plot diagram and an approximate curve corresponding to the correlation information DB 351 according to this embodiment.

コンピュータ3は、情報処理部の一例であり、CPU又はGPUとして構成されるプロセッサ31と、DRAM等によって構成されデータやプログラムを一時的に記憶するメインメモリ32と、ユーザ等との間で情報のやり取りを行う入出力部33と、有線又は無線の通信を制御する通信部34と、磁気ディスク又はフラッシュメモリ等によって構成されデータやプログラムを記憶するストレージ35とを備える。 The computer 3 is an example of an information processing unit, and includes a processor 31 configured as a CPU or GPU, a main memory 32 configured by a DRAM or the like for temporarily storing data and programs, and a user or the like. It includes an input/output unit 33 for exchanging data, a communication unit 34 for controlling wired or wireless communication, and a storage 35 configured by a magnetic disk, flash memory, or the like and storing data and programs.

プロセッサ31は、ストレージ35等に記憶されているプログラムをメインメモリ32に読み込んで、そのプログラムに含まれる命令を実行する。 The processor 31 loads a program stored in the storage 35 or the like into the main memory 32 and executes instructions included in the program.

入出力部33は、例えば、キーボード、マウス、及びタッチパネル等の情報入力装置、マイクロフォン等の音声入力装置、カメラ等の画像入力装置、ディスプレイ等の画像出力装置、及びスピーカ等の音声出力装置を含む。 The input/output unit 33 includes, for example, an information input device such as a keyboard, mouse, and touch panel, an audio input device such as a microphone, an image input device such as a camera, an image output device such as a display, and an audio output device such as a speaker. .

通信部34は、ネットワークアダプタ等のハードウェア、各種の通信用ソフトウェア、又はこれらの組み合わせとして実装される。本実施形態では、通信部34は、回転型レオメータ2等の外部の装置との通信を行う。 The communication unit 34 is implemented as hardware such as a network adapter, various types of communication software, or a combination thereof. In this embodiment, the communication unit 34 communicates with external devices such as the rotational rheometer 2 .

ストレージ35は、地盤のフミン酸含量を予測するための様々な情報を記憶し、例えば、降伏歪γeとフミン酸含有率Fcとの相関性を示す相関情報DB351を有する。また、相関情報DB351の少なくとも一部が、コンピュータ3以外の他の装置において管理されるようにしてもよい。 The storage 35 stores various information for predicting the humic acid content of the ground, and has, for example, a correlation information DB 351 indicating the correlation between the yield strain γe and the humic acid content Fc. Also, at least part of the correlation information DB 351 may be managed by a device other than the computer 3 .

相関情報DB351は、後述する推定フミン酸含有率Fcrを算定するための数式(1)を生成するためのデータベースであり、図7に示すように、相関性の一例である複数の改質土における土試料(以下、「改質土試料」とする。)のフミン酸含有率Fcと降伏歪γeとの相関性を示すデータ、すなわち、各フミン酸含有率Fcの数値と各フミン酸含有率Fcの数値に対応する各降伏歪γeの数値とに関する測定データを格納する。 The correlation information DB 351 is a database for generating Equation (1) for calculating the estimated humic acid content Fcr, which will be described later. As shown in FIG. Data showing the correlation between the humic acid content Fc and the yield strain γe of a soil sample (hereinafter referred to as “improved soil sample”), that is, the numerical value of each humic acid content Fc and each humic acid content Fc Measured data relating to each yield strain γe value corresponding to the value of is stored.

ここで、複数の改質土試料の性質、その調製方法、及び複数の改質土試料のそれぞれの降伏歪γeの取得について説明する。複数の改質土試料のうち、少なくとも一部の改質土試料は、他の改質土試料と異なるフミン酸含有率Fcを有する。また、このような改質土試料は、予め複数のフミン酸含有率Fcがほぼ0であるフミン酸未含有の改質土試料を準備した上で、人工的に様々な量のフミン酸(フミン酸の量が「0」であるものを含む。)をフミン酸未含有の改質土試料に入れることによって調製されたものである。すなわち、各改質土試料のフミン酸含有率Fcは、事前に取得されている。このような改質土試料の調製は、様々方法によって行われることが可能である。例えば、まず、地盤調査において圧密試験に実施されたボーリングから取得したシルトに分類される土試料を、-30℃で凍結し、棚温度0℃で凍結かつ乾燥することによって、凍結乾燥シルトを生成する。そして、凍結乾燥シルトに対して、所定量の粉末状のフミン酸を加え、攪拌して均一化した上で、所定量の水を添加して十分に混合かつ練ることによって、一定な含水率を有する改質土試料を調製する。その後、調製された改質土試料を4℃である冷蔵庫に一晩以上保管するで、改質土試料の調製が完成する。さらに、改質土試料の降伏歪γeの取得方法は、上述した本実施形態に係る回転型レオメータ2によって取得されるものであるため、詳細な説明を省略する。なお、上述した本実施形に係る複数の改質土試料の調製及び複数の改質土試料のそれぞれの各降伏歪γeの取得は、予め一回のみ行わればよい。 Here, properties of a plurality of improved soil samples, a preparation method thereof, and acquisition of yield strain γe of each of the plurality of improved soil samples will be described. Among the plurality of modified soil samples, at least some of the modified soil samples have a humic acid content Fc different from that of other modified soil samples. In addition, such modified soil samples are obtained by preparing in advance a plurality of humic acid-free modified soil samples having a humic acid content Fc of approximately 0, and then artificially adding various amounts of humic acid (humic acid (including those with an acid content of "0") into modified soil samples containing no humic acid. That is, the humic acid content Fc of each modified soil sample is obtained in advance. Preparation of such modified soil samples can be performed by various methods. For example, first, a soil sample classified as silt obtained from boring conducted in a consolidation test in a ground survey is frozen at -30 ° C., and freeze-dried at a shelf temperature of 0 ° C. to produce freeze-dried silt. do. Then, a predetermined amount of powdery humic acid is added to the freeze-dried silt, and after stirring and homogenizing, a predetermined amount of water is added and sufficiently mixed and kneaded to obtain a constant moisture content. Prepare an improved soil sample with After that, the prepared modified soil sample is stored in a refrigerator at 4° C. overnight or longer to complete the preparation of the modified soil sample. Further, the method for obtaining the yield strain γe of the modified soil sample is obtained by the rotational rheometer 2 according to the present embodiment described above, so detailed description thereof will be omitted. Note that the preparation of the plurality of modified soil samples and the acquisition of the yield strain γe of each of the plurality of modified soil samples according to the present embodiment described above need only be performed once in advance.

また、プロセッサ31は、ストレージ35等に記憶されているプログラムに含まれる命令を実行することによって、地盤のフミン酸含有率を推定するための数式の生成に関する処理を実行する相関式生成部311と、地盤の推定フミン酸含有率Fcrの算定に関する処理を実行するフミン酸含有率推定部312とを有する。 The processor 31 also includes a correlation equation generation unit 311 that executes processing related to generation of a mathematical formula for estimating the humic acid content of the ground by executing instructions included in a program stored in the storage 35 or the like. , and a humic acid content rate estimating unit 312 that executes processing related to calculation of the estimated humic acid content rate Fcr of the ground.

相関式生成部311は、以下の数式(1)を生成する。
Fcr(%)=2976.55*γe-24.81 ・・・ (1)
Correlation formula generator 311 generates the following formula (1).
Fcr(%)=2976.55*γe−24.81 (1)

より詳細に説明すると、相関式生成部311は、まず、相関情報DB351に格納されている測定データを取得し、それらの測定データを用いて図8に示すようなγe-Fcプロット図及び近似曲線を生成する。そして、相関式生成部311は、この近似曲線の指数関数近似により、上記の近似式である数式(1)を生成する。また、この場合に係る決定係数R2は、0.85である。なお、相関情報DB351に格納されている測定データが変更しない限り、相関式生成部311は、一回だけ上記の数式(1)を生成して記憶する。すなわち、相関式生成部311は、推定フミン酸含有率Fcrを算定する度に数式(1)を生成する必要がない。一方、相関情報DB351に格納されている測定データが変更した場合、相関式生成部311は、上述した数式(1)の生成方法に基づいて、改めて数式(1)を生成してもよい。 More specifically, the correlation formula generation unit 311 first acquires the measurement data stored in the correlation information DB 351, and uses the measurement data to generate the γe-Fc plot and approximate curve as shown in FIG. to generate Then, the correlation formula generation unit 311 generates Equation (1), which is the above approximation formula, by exponential approximation of this approximation curve. Also, the coefficient of determination R2 in this case is 0.85. Unless the measurement data stored in the correlation information DB 351 is changed, the correlation formula generator 311 generates and stores the above formula (1) only once. In other words, the correlation formula generator 311 does not need to generate Equation (1) every time it calculates the estimated humic acid content Fcr. On the other hand, when the measurement data stored in the correlation information DB 351 is changed, the correlation formula generating section 311 may generate Formula (1) again based on the method for generating Formula (1) described above.

フミン酸含有率推定部312は、土試料の降伏歪γeを用いて、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定する。この場合において、フミン酸含有率推定部312は、土試料の降伏歪γeを上記の数式(1)に代入して、推定フミン酸含有率Fcrを算定する。 The humic acid content rate estimator 312 estimates the estimated humic acid content rate Fcr of the ground to which the soil sample belongs, using the yield strain γe of the soil sample. In this case, the humic acid content rate estimator 312 substitutes the yield strain γe of the soil sample into the above equation (1) to calculate the estimated humic acid content rate Fcr.

このように、本実施形態に係るコンピュータ3は、土試料の降伏歪γeを用いて、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定する。なお、以下の説明では、推定フミン酸含有率Fcrと区別するために、「フミン酸含有率Fc」を「実際のフミン酸含有率Fc」とすることもある。また、「推定フミン酸含有率Fcr」と「フミン酸含有率Fc」とを区別しない場合に、両者を「フミン酸含有率F」と総称することがある。さらに、説明の便宜のために、「地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定すること」を「地盤のフミン酸含有率を推定する」又は「地盤のフミン酸含有率の推定」と簡略化することがある。 Thus, the computer 3 according to the present embodiment uses the yield strain γe of the soil sample to estimate the estimated humic acid content Fcr of the ground to which the soil sample belongs. In the following description, "humic acid content Fc" may be referred to as "actual humic acid content Fc" in order to distinguish from estimated humic acid content Fcr. Moreover, when the "estimated humic acid content rate Fcr" and the "humic acid content rate Fc" are not distinguished, both may be collectively referred to as the "humic acid content rate F". Furthermore, for convenience of explanation, "estimating the estimated humic acid content Fcr of the ground" is simplified as "estimating the humic acid content of the ground" or "estimating the humic acid content of the ground". Sometimes.

<土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定工程>
続いて、図9を参照しながら、本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定工程について説明する。図9は、本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定を説明するためのフローチャート図である。
<Estimation process of the humic acid content rate of the ground by the soil discrimination system 1>
Subsequently, the process of estimating the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to this embodiment will be described with reference to FIG. 9 . FIG. 9 is a flowchart for explaining the estimation of the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to this embodiment.

ここで、土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定を説明する前に、まず、有機質土を例として、降伏歪γeと、フミン酸含有率Fcとの相関性について説明する。降伏歪γeは、土の弾性変形と非弾性変形との境界における剪断歪γ、すなわち土の弾性限度である。フミン酸含有率Fcは、土における粘物質の含有率である。 Here, before explaining the estimation of the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1, first, the correlation between the yield strain γe and the humic acid content Fc will be explained by taking organic soil as an example. The yield strain γe is the shear strain γ at the boundary between elastic and inelastic deformation of the soil, ie the elastic limit of the soil. The humic acid content Fc is the clay content in the soil.

土は、有機質土及びシルト等の種類を有する。この例に係る有機質土は、例えば、植物由来の粘物質を有する。また、粘物質の主な要素物質は、フミン酸である。一方、この例に係るシルトは、例えば、鉱物を主体とする。このような有機質土及びシルトのそれぞれに剪断応力を印加して、それぞれの貯蔵弾性率-剪断歪曲線を取得する。この場合において、有機質土に係る貯蔵弾性率-剪断歪曲線の貯蔵弾性率プラト域の剪断歪γ軸方向の長さは、シルトに係る貯蔵弾性率-剪断歪曲線の貯蔵弾性率プラト域の剪断歪γ軸方向の長さよりも長い。よって、有機質土の降伏歪γe1は、シルトの降伏歪γe2よりも大きい。すなわち、有機質土によりもフミン酸含有率Fcが低いシルトの降伏歪γe2に比べて、フミン酸含有率Fcが高い有機質土の降伏歪γe1は大きい。つまり、土のフミン酸含有率Fcと降伏歪γeとは、正比例の相関性を有する。従って、有機質土の降伏歪γeを測定して取得することによって、この有機質土の降伏歪γeと相関するフミン酸含有率(推定フミン酸含有率Fcr)を推定することができる。 Soils include types such as marsh and silt. The organic soil according to this example has, for example, plant-derived clay. Humic acid is the main component of viscous substances. On the other hand, the silt according to this example is, for example, mainly composed of minerals. A shear stress is applied to each of such organic soils and silts to obtain respective storage modulus-shear strain curves. In this case, the length in the γ-axis direction of the storage modulus-shear strain curve storage modulus plateau region of the storage modulus-shear strain curve for organic soil is the storage modulus-shear strain curve storage modulus plateau region length for silt. longer than the length in the strain γ-axis direction. Therefore, the yield strain γe1 of organic soil is larger than the yield strain γe2 of silt. That is, the yield strain γe1 of organic soil with a high humic acid content Fc is larger than the yield strain γe2 of silt with a lower humic acid content Fc than organic soil. That is, the soil humic acid content Fc and the yield strain γe have a direct proportional correlation. Therefore, by measuring and obtaining the yield strain γe of the organic soil, it is possible to estimate the humic acid content (estimated humic acid content Fcr) that correlates with the yield strain γe of the organic soil.

本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定工程の説明に戻る。
まず、土試料を準備する(S10)。
The description will return to the process of estimating the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to the present embodiment.
First, a soil sample is prepared (S10).

本実施形態では、地盤のフミン酸含有率を推定しようとする地盤から土を採取することで、土試料を準備する。具体的には、例えば、地盤のフミン酸含有率を推定しようとする地盤のある採取位置から、有機質土である土試料をSWS試験機の試験孔から採取する。そして、採取された土試料をすみやかにポリエチレン製袋に封入し、冷暗所に保管する。なお、地盤に建てる建物等の重さ等の仕様によって、土試料の採取位置の深さは変化する。例えば、重さが約2t/m2である戸建住宅を建つ場合では、土試料の採取位置の深さは約0m以上5m以下の範囲であればよい。すなわち、土試料の採取位置は、地盤の一定な深さがある位置に限られることがなく、地盤の浅い位置であってもよく、さらに、地盤の表面であってもよい。 In this embodiment, a soil sample is prepared by collecting soil from the ground from which the humic acid content of the ground is to be estimated. Specifically, for example, a soil sample, which is organic soil, is collected from a test hole of an SWS tester from a sampling position where the humic acid content of the ground is to be estimated. Then, the collected soil sample is immediately sealed in a polyethylene bag and stored in a cool and dark place. Note that the depth of the soil sample sampling position changes depending on the specifications such as the weight of the building to be built on the ground. For example, when building a detached house with a weight of about 2 t/m 2 , the depth of the soil sample collection position should be in the range of about 0 m or more and 5 m or less. In other words, the position for collecting a soil sample is not limited to a position at a certain depth in the ground, but may be a shallow position in the ground, or may be the surface of the ground.

ここで、本実施形態に係る土試料について詳細に説明する。まず、図10(a)乃至図11を参照しながら、本実施形態に係る土試料の種類について説明する。本実施形態に係る土試料は、盤のフミン酸含有率の推定に用いられる有機質土(例えば、腐植土)である。また、異なる種類の土の降伏歪が異なるという視点から捉えると、図14(a)、(b)及び図15に示すように、測定ID1乃至29に係る腐植土の降伏歪γeはほぼ0.05以上の範囲に分布しており、測定ID30乃至112に係るシルト質の土の降伏歪γeはほぼ0.05以下の範囲に分布している。このため、本実施形態に係る土試料は、降伏歪γeが約0.05以上の土である。 Here, the soil sample according to this embodiment will be described in detail. First, types of soil samples according to this embodiment will be described with reference to FIGS. The soil sample according to the present embodiment is organic soil (for example, humus soil) used for estimating the humic acid content of the board. Also, from the viewpoint that different types of soil have different yield strains, as shown in FIGS. 05 or more, and the yield strain γe of the silty soil related to the measurement IDs 30 to 112 is distributed in a range of approximately 0.05 or less. Therefore, the soil sample according to the present embodiment is soil having a yield strain γe of about 0.05 or more.

次に、土試料を設置する(S11)。 Next, a soil sample is installed (S11).

本実施形態では、土試料が回転型レオメータ2の測定部10に設置される。具体的には、測定部10の下部測定部10bの凹部18に、フェンス16の突起高さを超えるように、ステップS10において準備された土試料を乗せる。そして、凹部18に乗せられた土試料の表面をスパーテルで軽く慣らし、土試料の上面をフェンス16の突起高さと一致させる。 In this embodiment, a soil sample is placed in the measuring section 10 of the rotary rheometer 2 . Specifically, the soil sample prepared in step S10 is put on the concave portion 18 of the lower measuring portion 10b of the measuring portion 10 so as to exceed the projection height of the fence 16. As shown in FIG. Then, the surface of the soil sample placed on the concave portion 18 is lightly smoothed with a spatula, and the top surface of the soil sample is made to match the height of the projection of the fence 16. - 特許庁

続いて、土試料に剪断応力を印加する(S12)。 Subsequently, shear stress is applied to the soil sample (S12).

本実施形態では、土質判別システム1は、回転型レオメータ2の上部センサ11を用いて、ステップS11において下部測定部10bの凹部18に設置された土試料に対して作用する剪断応力を徐々に増加するように印加する。 In this embodiment, the soil discrimination system 1 uses the upper sensor 11 of the rotary rheometer 2 to gradually increase the shear stress acting on the soil sample placed in the recess 18 of the lower measurement part 10b in step S11. Apply so that

具体的には、回転型レオメータ2の制御部20は、上部センサ11の土試料への剪断応力の印加動作を制御する。例えば、制御部20は、まず、上部センサ11が土試料に与える鉛直方向の荷重が5Nになるように、上部センサ11を土試料に接触させる。そして、制御部20は、上部センサ11が土試料に印加する剪断応力が10Paから直線的に増加するとともに、周波数が1Hzになるように、上部センサ11を土試料に対して正回転と逆回転とが交差に行われる正弦波振動させる。また、この場合において、上部センサ11が滑り始めた時点で、上部センサ11による剪断応力の印加が停止される。すなわち、土試料が弾性変形する第1状態から塑性変形する第2状態に移行した時点で、両センサによる土試料に対する測定が終了する。 Specifically, the controller 20 of the rotary rheometer 2 controls the application of shear stress to the soil sample by the upper sensor 11 . For example, the control unit 20 first brings the upper sensor 11 into contact with the soil sample so that the vertical load applied by the upper sensor 11 to the soil sample is 5N. Then, the control unit 20 rotates the upper sensor 11 forward and backward with respect to the soil sample so that the shear stress applied to the soil sample by the upper sensor 11 increases linearly from 10 Pa and the frequency becomes 1 Hz. And the oscillating sine waves are made to intersect. In this case, the application of shear stress by the upper sensor 11 is stopped when the upper sensor 11 starts to slip. That is, when the soil sample transitions from the first state in which the soil sample is elastically deformed to the second state in which it is plastically deformed, the measurement of the soil sample by both sensors ends.

また、土質判別システム1は、上部センサ11を土試料に剪断応力を印加させるとともに、上部センサ11及び下部センサ12を用いて、剪断応力の増加による土試料の貯蔵弾性率G´及びその貯蔵弾性率G´に対応する剪断歪γの変化に関するデータを測定する。そして、土質判別システム1は、回転型レオメータ2の制御部20を用いて、測定されたデータを記憶し、貯蔵弾性率-剪断歪曲線を生成する。 In addition, the soil discrimination system 1 causes the upper sensor 11 to apply shear stress to the soil sample, and uses the upper sensor 11 and the lower sensor 12 to determine the storage elastic modulus G′ of the soil sample and its storage elasticity due to the increase in shear stress. Data are measured on the change in shear strain γ as a function of modulus G′. Then, the soil discrimination system 1 uses the control unit 20 of the rotational rheometer 2 to store the measured data and generate a storage modulus-shear strain curve.

次に、土試料の降伏歪γeを取得する(S13)。 Next, the yield strain γe of the soil sample is obtained (S13).

本実施形態では、土質判別システム1は、回転型レオメータ2の制御部20を用いて、ステップS12において生成された貯蔵弾性率-剪断歪曲線から降伏歪γeを取得する。具体的には、制御部20は、土試料の貯蔵弾性率-剪断歪曲線を用いて、例えば、第1値であるプラト域の貯蔵弾性率Gp´から約5%低下した第2値に対応する剪断歪γを降伏歪γeとして取得する。 In this embodiment, the soil determination system 1 uses the controller 20 of the rotational rheometer 2 to acquire the yield strain γe from the storage modulus-shear strain curve generated in step S12. Specifically, the control unit 20 uses the storage modulus-shear strain curve of the soil sample, for example, to correspond to a second value that is about 5% lower than the first value, the storage modulus Gp′ in the plateau region. The shear strain γ applied is obtained as the yield strain γe.

その後、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定する(S14)。
本実施形態では、土質判別システム1は、土質を判別しようとする土試料の降伏歪γeを用いて、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定する。この場合において、土質判別システム1のコンピュータ3は、数式(1)によって、推定フミン酸含有率Fcrを算定する。
After that, the estimated humic acid content Fcr of the ground to which the soil sample belongs is estimated (S14).
In this embodiment, the soil discrimination system 1 estimates the estimated humic acid content Fcr of the ground to which the soil sample belongs, using the yield strain γe of the soil sample whose soil is to be discriminated. In this case, the computer 3 of the soil discrimination system 1 calculates the estimated humic acid content rate Fcr by Equation (1).

こうして、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrの推定が完了する。 This completes the estimation of the estimated humic acid content Fcr of the ground to which the soil sample belongs.

なお、本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定工程では、推定する度に必要な土試料の量は約10cm3である。また、土試料を回転型レオメータ2に設置してから、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率F cr の推定が完了するまでに必要な時間は、約10分である。このため、本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定は、迅速かつ簡易に行われることができる。 In the step of estimating the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to this embodiment, the amount of soil sample required for each estimation is about 10 cm 3 . Moreover, the time required to complete the estimation of the estimated humic acid content F cr of the ground to which the soil sample belongs after placing the soil sample in the rotational rheometer 2 is about 10 minutes. Therefore, the estimation of the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to this embodiment can be performed quickly and easily.

<土質判別システム1による地盤フミン酸含有率の推定精度の検証>
続いて、図12及び図13を参照しながら、本実施形態に係る土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定精度について検証する。
<Verification of estimation accuracy of ground humic acid content rate by soil discrimination system 1>
Next, with reference to FIGS. 12 and 13, the accuracy of estimating the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 according to this embodiment will be verified.

ここで、図12は、本実施形態に係る土質判別システム1によるフミン酸含有率の推定精度を説明するための図である。ここで、図12に示されている各比較IDに係るデータは、例えば、「γe(%)」、「Fc(%)」、「Fcr(%)」、及び「Fc/Fcr」の項目を含む。「Fc(%)」には、予めフミン酸含有率Fcが取得されている各改質土試料の実際のフミン酸含有率Fcが含まれる。「γe(%)」には、各改質土試料の降伏歪γe(例えば、回転型レオメータ2によって取得された降伏歪γe)が含まれる。「Fcr(%)」には、各改質土試料の降伏歪γeを用いて推定された各改質土試料の推定フミン酸含有率Fcrが含まれる。「Fc/Fcr」には、各改質土試料の推定フミン酸含有率Fcrと実際のフミン酸含有率FcとのFc/Fcrの数値が含まれる。また、図13は、図12の一部データをプロット図にしたものであり、本実施形態に係る土質判別システム1による推定フミン酸含有率Fcrと実際のフミン酸含有率Fcとの関係を説明するための図である。図13に示されている直線は、推定フミン酸含有率Fcrと実際のフミン酸含有率Fcとが一致する場合を示す。 Here, FIG. 12 is a diagram for explaining the estimation accuracy of the humic acid content rate by the soil discrimination system 1 according to this embodiment. Here, the data related to each comparison ID shown in FIG. include. “Fc (%)” includes the actual humic acid content Fc of each modified soil sample whose humic acid content Fc has been obtained in advance. "γe (%)" includes the yield strain γe of each modified soil sample (for example, the yield strain γe obtained by the rotational rheometer 2). "Fcr (%)" includes the estimated humic acid content Fcr of each improved soil sample estimated using the yield strain γe of each improved soil sample. "Fc/Fcr" includes the value of Fc/Fcr between the estimated humic acid content Fcr and the actual humic acid content Fc of each modified soil sample. Further, FIG. 13 is a plot diagram of part of the data of FIG. 12, and explains the relationship between the estimated humic acid content Fcr by the soil discrimination system 1 according to the present embodiment and the actual humic acid content Fc. It is a figure for doing. The straight line shown in FIG. 13 indicates the case where the estimated humic acid content Fcr and the actual humic acid content Fc match.

ところで、地盤調査で軟弱地盤と判断された地盤に建物を建築する場合では、まず、軟弱地盤の地盤改良を行う必要がある。地盤改良は、様々な方法によって行われることが可能であるが、そのなかの一つの方法は、固化材、例えば、普通のセメント(以下では、「セメント」とする。)を用いて、軟弱地盤を固化(固結)する方法である。このセメントによる地盤を改良する方法は、軟弱地盤にセメントを流し込むことで、セメントの水和反応により、地盤の固化を図る。具体的には、この方法は、セメントから溶出したCa2+と軟弱地盤に含まれている水とが反応して水和鉱物を生成することによって、固化物の強度発現に寄与し、地盤の固化の実現を可能にする。 By the way, when constructing a building on the ground that is determined to be soft ground by a ground survey, it is necessary to first improve the soft ground. Ground improvement can be carried out by various methods, one of which is to use a solidifying material such as ordinary cement (hereinafter referred to as "cement") to soften the ground. It is a method of solidifying (consolidating). In this method of improving the ground using cement, the cement is poured into the soft ground to solidify the ground through the hydration reaction of the cement. Specifically, in this method, Ca2+ eluted from cement reacts with water contained in soft ground to produce hydrated minerals, which contributes to the development of strength of the solidified material and promotes solidification of the ground. enable realization.

これに対して、軟弱地盤のフミン酸含有率Fcが一定な数値を超えた場合に、セメントから溶出したCa2+は、軟弱地盤に含まれている水との水和反応をする前に、フミン酸と結合し、塩化カルシウムCaCl2を生成する。このような塩化カルシウムCaCl2は、未水和セメント粒子表面に沈着する。この結果、セメントの水和反応が妨げられ、地盤の固化不良が生じてしまう。すなわち、軟弱地盤のフミン酸含有率Fcが一定な数値を超えると、セメントの固化不良による地盤の固化不良に係る問題が生じる。ここで、フミン酸含有率Fcの「一定な数値」は、軟弱地盤の土の性質及び使用する固化材等によって、異なる。例えば、普通のセメントを使用して普通の土によって構成されている軟弱地盤を改良する場合(以下、「普通のセメントによる地盤改良」とする。)について、軟弱地盤のフミン酸含有率Fcが約1%以上であるときに、セメントの固化不良が発生する可能性が高い。言い換えれば、軟弱地盤のフミン酸含有率Fcが約1%以下である場合に、セメントの固化不良が生じ難いと言える。 On the other hand, when the humic acid content Fc of the soft ground exceeds a certain value, the Ca2+ eluted from the cement is dissolved in the humic acid to form calcium chloride CaCl2. Such calcium chloride CaCl2 is deposited on the surface of unhydrated cement particles. As a result, the hydration reaction of cement is hindered, resulting in poor solidification of the ground. That is, when the humic acid content Fc of the soft ground exceeds a certain value, there arises a problem of poor solidification of the ground due to poor solidification of the cement. Here, the "constant numerical value" of the humic acid content Fc varies depending on the properties of the soil of the soft ground, the solidification material used, and the like. For example, when improving soft ground composed of ordinary soil using ordinary cement (hereinafter referred to as "soil improvement with ordinary cement"), the humic acid content Fc of the soft ground is about When it is 1% or more, there is a high possibility that cement hardening failure will occur. In other words, when the humic acid content Fc of the soft ground is approximately 1% or less, it can be said that poor solidification of cement is unlikely to occur.

従って、推定フミン酸含有率Fcrが実際のフミン酸含有率Fcに対してのFc/Fcrの数値が約1%以下であれば、普通のセメントによる地盤改良の固化不良を抑制することができる。 Therefore, if the Fc/Fcr value of the estimated humic acid content Fcr relative to the actual humic acid content Fc is about 1% or less, poor solidification of ground improvement with ordinary cement can be suppressed.

これらのことから、以下では、本実施形態に係る土質判別システム1による推定フミン酸含有率Fcrと、それらの推定フミン酸含有率Fcrに対応する実際のフミン酸含有率Fcとの比較データの一部(8件)を用いて、それぞれのFc/Fcrの数値が約1%以下であるか否かを分析することで、土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定精度について検証する。 For these reasons, below, one of comparison data between the estimated humic acid content Fcr by the soil discrimination system 1 according to the present embodiment and the actual humic acid content Fc corresponding to the estimated humic acid content Fcr By analyzing whether each value of Fc/Fcr is about 1% or less, the accuracy of estimating the humic acid content of the ground by the soil discrimination system 1 is verified.

図12及び図13に示すように、比較データの8件において、推定フミン酸含有率Fcrと実際のフミン酸含有率FcとのFc/Fcrの数値が1%以下のものは、比較ID1,2,5,6の4件がある。また、Fc/Fcrの数値が約1%であるものは、比較ID3,7の2件がある。このため、75%の比較データが約1%以下の範囲内に収まれている。さらに、今回の比較データのなか、最もFc/Fcrの数値が大きな比較ID4のFc/Fcrの数値が1.31%という1%に近い数値である。つまり、本実施形態に係る土質判別システム1によって予測された8件の推定フミン酸含有率Fcrは、概に実用できる範囲内に収まれている。このため、土質判別システム1による地盤のフミン酸含有率の推定は、高精度に地盤の推定フミン酸含有率Fcrを推定することができ、実際に戸建住宅を建つための土質判別に使用することが可能である。 As shown in FIGS. 12 and 13, in the eight cases of comparative data, those with a Fc/Fcr value of 1% or less between the estimated humic acid content Fcr and the actual humic acid content Fc are comparative IDs 1 and 2. , 5 and 6. In addition, there are two cases with comparison IDs 3 and 7 having a Fc/Fcr value of approximately 1%. As such, 75% of the comparative data falls within a range of about 1% or less. Furthermore, among the comparison data this time, the Fc/Fcr value of comparison ID4, which has the largest Fc/Fcr value, is 1.31%, which is close to 1%. That is, the eight estimated humic acid contents Fcr predicted by the soil discrimination system 1 according to the present embodiment are generally within a practical range. Therefore, the estimation of the humic acid content rate of the ground by the soil discrimination system 1 can estimate the estimated humic acid content rate Fcr of the ground with high accuracy, and is used for soil discrimination for actually building a detached house. Is possible.

このように、本実施形態では、上述した特徴を有する、地盤のフミン酸含有率を推定することによって、土試料の降伏歪γeを取得することだけで、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率Fcrを算定することが可能となる。このため、本実施形態では、簡易かつ迅速に地盤のフミン酸含有率の推定を実施することができる。
また、本実施形態に係る地盤のフミン酸含有率の推定結果のFc/Fcrの数値は、概に実用できる範囲以内のものである。このため、地盤のフミン酸含有率の推定結果は、高い精度及び信頼性を有するものである。よって、本実施形態に係る地盤のフミン酸含有率の推定は、実際に戸建住宅を建つための地盤の沈下量予測に使用することが可能である。
また、本実施形態に係る地盤のフミン酸含有率の推定に必要な土試料は、僅かの10cm3程であるため、土試料の採取がSWS調査機のような簡易な装置で行われることができ、専用の採取装置の用意及び大量な土試料の準備等に係る手間やコスト等の負担を抑制することができ、簡易に地盤のフミン酸含有率の推定のための準備を行うことができる。
また、本実施形態に係る地盤のフミン酸含有率の推定に必要な時間は、僅かの10分程であるため、迅速に地盤の推定フミン酸含有率Fcrの推定結果を得ることができる。よって、この地盤のフミン酸含有率の推定結果に基づく地盤改良工事や建築工事等が効率よく行われることができ、地盤のフミン酸含有率の推定による経済的な効果及び利益を向上することができる。
また、本実施形態に係る地盤のフミン酸含有率の推定に係る操作は、準備された土試料を回転型レオメータ2に設置することのみであるため、地盤のフミン酸含有率の推定に係る操作が簡単になり、地盤のフミン酸含有率の推定に係る工夫やコスト等を低減できるとともに、操作ミス等による推定結果の精度不良を抑制することができる。
従って、本実施形態に係る土試料の降伏歪γeにより地盤のフミン酸含有率を推定することは、簡易かつ高精度の推定結果を得ることができる。
Thus, in the present embodiment, the estimated humic acid content of the ground to which the soil sample belongs can be obtained only by obtaining the yield strain γe of the soil sample by estimating the humic acid content of the ground, which has the characteristics described above. It becomes possible to calculate the rate Fcr. Therefore, in the present embodiment, it is possible to easily and quickly estimate the humic acid content of the ground.
In addition, the numerical value of Fc/Fcr in the result of estimating the humic acid content of the ground according to this embodiment is generally within a practical range. Therefore, the estimation result of the humic acid content of the ground has high accuracy and reliability. Therefore, the estimation of the humic acid content of the ground according to this embodiment can be used to predict the amount of ground subsidence for actually building a detached house.
In addition, since the soil sample necessary for estimating the humic acid content of the ground according to this embodiment is only about 10 cm3, the soil sample can be collected with a simple device such as an SWS investigation machine. , it is possible to suppress the labor and cost burden associated with preparing a dedicated sampling device and preparing a large amount of soil samples, etc., and it is possible to easily prepare for estimating the humic acid content of the ground.
In addition, since the time required for estimating the humic acid content of the ground according to the present embodiment is only about 10 minutes, the estimation result of the estimated humic acid content of the ground Fcr can be quickly obtained. Therefore, ground improvement work, building construction, etc. can be efficiently carried out based on the estimation result of the humic acid content of the ground, and it is possible to improve the economic effect and profit by estimating the humic acid content of the ground. can.
Further, since the operation for estimating the humic acid content of the ground according to the present embodiment is only to install the prepared soil sample in the rotational rheometer 2, the operation for estimating the humic acid content of the ground is simplified, it is possible to reduce the ingenuity and costs related to the estimation of the humic acid content of the ground, and it is possible to suppress the inaccuracy of the estimation results due to operational errors and the like.
Therefore, estimating the humic acid content of the ground from the yield strain γe of the soil sample according to this embodiment can obtain a simple and highly accurate estimation result.

[変形例]
本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。以下では、本発明に係る変形例について説明する。
[Modification]
The present invention is not limited to the above embodiments and can be applied in various modifications. Modifications according to the present invention will be described below.

上記実施形態では、土試料への剪断応力の印加は回転型レオメータ2によって行われるものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、コンピュータ3が回転型レオメータ2の内部に設けられているものであってもよい。 In the above embodiment, the shear stress is applied to the soil sample by the rotary rheometer 2, but the configuration is not limited to the above. It can be anything that exists.

上記実施形態では、コンピュータ3が回転型レオメータ2の外部に設けられているものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、土試料の剪断歪γを計測できる装置であってもよい。 In the above embodiment, the computer 3 is provided outside the rotational rheometer 2. However, the computer 3 is not limited to the above configuration, and may be a device capable of measuring the shear strain γ of a soil sample. .

上記実施形態では、軟弱地盤の改良方法は普通のセメントを用いて行われるものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、普通のセメント以外の様々な固化材を採用してもよい。例えば、改良材は、特殊セメントと、普通のセメント及び石膏の混合固化材と、消石灰と、消石灰及び石膏の混合固化材との何れかの一種であってもよい。また、混合固化材は、構成成分を様々な比率で混合してもよい。 In the above embodiment, the method for improving soft ground is described as being performed using ordinary cement, but the configuration is not limited to the above, and various solidification materials other than ordinary cement may be employed. . For example, the improving material may be one of a special cement, a mixed hardening material of ordinary cement and gypsum, slaked lime, and a mixed hardening material of slaked lime and gypsum. Also, the mixed consolidation material may mix the components in various ratios.

上記実施形態では、推定フミン酸含有率F cr を計算するときに、回転型レオメータ2によって取得された降伏歪γeがそのまま推定フミン酸含有率F cr の計算に使用されているが、上記方法に限定されるものではない。例えば、回転型レオメータ2によって取得された降伏歪γeに対して所定な量の調整を行ってもよい。この場合において、調整後の降伏歪γeを用いて推定フミン酸含有率F cr を計算すればよい。また、降伏歪γeは、一定な公差を有するものであってもよい。 In the above embodiment, when calculating the estimated humic acid content F cr , the yield strain γ e obtained by the rotational rheometer 2 is used as it is for calculating the estimated humic acid content F cr , but the above method is not limited to For example, a predetermined amount of adjustment may be made to the yield strain γ e obtained by the rotational rheometer 2 . In this case, the estimated humic acid content F cr may be calculated using the yield strain γ e after adjustment. Also, the yield strain γ e may have a certain tolerance.

上記実施形態では、ストレージ35は相関情報DB351を有するものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、ストレージ35は異なる情報DB又は他の情報DBを有してもよい。例えば、ストレージ35は、相関情報DB351のほかに、特殊土に関する情報DBをさらに有してもよい。 In the above embodiment, the storage 35 is described as having the correlation information DB 351, but the configuration is not limited to the above, and the storage 35 may have a different information DB or other information DB. For example, the storage 35 may further have an information DB regarding special soil in addition to the correlation information DB 351 .

上記実施形態では、土試料はSWS試験機によって採取されるものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、異なる方法によって採取されるものであってもよい。 In the above embodiment, the soil sample was explained as being collected by the SWS tester, but the configuration is not limited to the above, and it may be collected by a different method.

上記実施形態では、フェンス16は下部センサ12に取り付けられたものとして説明したが、上記構成に限定されるものではなく、土試料を保持するとともに、両センサによる測定が出来れば、フェンス16は様々な寸法、形状、及び取付位置を有することができる。例えば、フェンス16は、上部センサ11に取り付けられたものであってもよい。また、上部センサ11及び下部センサ12の両方に寸法が異なるフェンスが取り付けられてもよい。さらに、フェンス16は、リング状以外の形状であってもよい。 In the above embodiment, the fence 16 has been described as being attached to the lower sensor 12, but the configuration is not limited to the above. can have any size, shape, and mounting position. For example, fence 16 may be attached to upper sensor 11 . Moreover, fences with different dimensions may be attached to both the upper sensor 11 and the lower sensor 12 . Furthermore, the fence 16 may have a shape other than the ring shape.

以上説明した実施形態は、本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定して解釈するためのものではない。実施形態が備える各要素並びにその配置、材料、条件、形状及びサイズ等は、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。また、異なる実施形態で示した構成同士を部分的に置換し又は組み合わせることが可能である。 The embodiments described above are for facilitating understanding of the present invention, and are not intended to limit and interpret the present invention. Each element included in the embodiment and its arrangement, materials, conditions, shape, size, etc. are not limited to those illustrated and can be changed as appropriate. Also, it is possible to partially replace or combine the configurations shown in different embodiments.

1…土質判別測システム、2…回転型レオメータ、3…コンピュータ、10…測定部、10a…上部測定部、10b…下部測定部、11…上部センサ、12…下部センサ、13…ロッド、14…下部プレート、16…フェンス、18…凹部、20…制御部、211…応力印加部、212…降伏歪取得部、311…相関式生成部、312…フミン酸含有率推定部 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Soil discrimination measurement system, 2... Rotary rheometer, 3... Computer, 10... Measurement part, 10a... Upper measurement part, 10b... Lower measurement part, 11... Upper sensor, 12... Lower sensor, 13... Rod, 14... Lower plate 16 Fence 18 Recess 20 Control unit 211 Stress application unit 212 Yield strain acquisition unit 311 Correlation equation generation unit 312 Humic acid content rate estimation unit

Claims (12)

土試料に剪断応力を印加する応力印加工程と、
前記剪断応力によって、土試料が弾性変形する第1状態から、非弾性変形する第2状態に移行しようとするときに、前記第1状態と前記第2状態との境界における剪断歪である降伏歪を取得する降伏歪取得工程と、
前記降伏歪を用いて、土試料が属する地盤の推定フミン酸含有率を推定するフミン酸含有率推定工程と、
を含む、
土質判別方法。
a stress applying step of applying shear stress to the soil sample;
Yield strain, which is the shear strain at the boundary between the first state and the second state when the soil sample is about to transition from the first state in which the soil sample elastically deforms to the second state in which the soil sample deforms inelastically due to the shear stress A yield strain acquiring step of acquiring
a humic acid content estimation step of estimating the estimated humic acid content of the ground to which the soil sample belongs using the yield strain;
including,
Soil discrimination method.
前記応力印加工程は、正弦波振動又は単方向の回転運動により、土試料に剪断応力を徐々に増加することを含む、請求項1に記載の土質判別方法。 2. The soil quality determination method according to claim 1, wherein said stress applying step includes gradually increasing shear stress on the soil sample by sinusoidal vibration or unidirectional rotational motion. 前記応力印加工程は、レオメータを用いて、土試料に剪断応力を印加することを含む、請求項1又は2に記載の土質判別方法。 3. The soil quality determination method according to claim 1, wherein the stress applying step includes applying a shear stress to the soil sample using a rheometer. 前記降伏歪取得工程は、前記剪断応力によって、土試料の貯蔵弾性率が一定な値である第1値から低下して第2値に至るときに、前記第2値に対応する剪断歪を降伏歪として取得することを含み、前記第2値は、前記第1値よりも2%以上20%以下低下した数値である、請求項1乃至3の何れか一項に記載の土質判別方法。 The yield strain acquiring step yields a shear strain corresponding to the second value when the storage modulus of the soil sample decreases from a first value, which is a constant value, to a second value due to the shear stress. 4. The soil quality determination method according to any one of claims 1 to 3, wherein the second value is a numerical value lower than the first value by 2% or more and 20% or less. 前記第2値は、前記第1値よりも5%低下した数値である、請求項4に記載の土質判別方法。 5. The soil quality determination method according to claim 4, wherein said second value is a numerical value that is 5% lower than said first value. 前記フミン酸含有率推定工程は、予め算定した、土の降伏歪とフミン酸含有率との相関式を用いて、前記降伏歪に対応する前記推定フミン酸含有率を算定することを含む、請求項1乃至5の何れか一項に記載の土質判別方法。 The humic acid content rate estimation step includes calculating the estimated humic acid content rate corresponding to the yield strain using a pre-calculated correlation equation between the yield strain of soil and the humic acid content rate. Item 6. The method for determining soil characteristics according to any one of Items 1 to 5. 少なくとも一部が異なるフミン酸含有率を有する複数の改質した土試料を用いて、前記相関式を生成する相関式生成工程、をさらに含む、請求項6に記載の土質判別方法。 7. The soil quality determination method according to claim 6, further comprising a correlation equation generation step of generating said correlation equation using a plurality of modified soil samples, at least some of which have different humic acid contents. 前記相関式生成工程は、前記応力印加工程及び前記降伏歪取得工程によって、前記複数の改質した土試料のそれぞれの降伏歪を取得することと、
前記複数の改質した土試料のそれぞれの降伏歪と、前記複数の改質した土試料のそれぞれのフミン酸含有率とを用いて、前記相関式を生成することと、
を含む、請求項7に記載の土質判別方法。
In the step of generating a correlation equation, obtaining the yield strain of each of the plurality of modified soil samples through the step of applying stress and the step of obtaining yield strain;
generating the correlation equation using the yield strain of each of the plurality of modified soil samples and the humic acid content of each of the plurality of modified soil samples;
The soil discrimination method according to claim 7, comprising:
前記相関式生成工程は、前記フミン酸含有率推定工程より前に行われる工程である、請求項7又は8に記載の土質判別方法。 9. The method of discriminating soil properties according to claim 7, wherein said correlation equation generating step is a step performed before said humic acid content rate estimating step. 前記相関式生成工程は、一回のみ行われる工程である、請求項7乃至9の何れか一項に記載の土質判別方法。 The soil quality determination method according to any one of claims 7 to 9, wherein the correlation formula generation step is a step performed only once. 1つ又は複数のコンピュータに、請求項1乃至10の何れか一項に記載の土質判別方法を用いた処理を実行させる、
地盤のフミン酸含量を予測するための土質判別プログラム。
causing one or more computers to perform processing using the soil discrimination method according to any one of claims 1 to 10;
A soil discrimination program for predicting the humic acid content of ground.
請求項1乃至10の何れか一項に記載の土質判別方法に関する処理を実行する情報処理部を備える、
土質判別システム。
An information processing unit that executes processing related to the soil determination method according to any one of claims 1 to 10,
Soil classification system.
JP2019149402A 2019-08-16 2019-08-16 Methods, programs, and systems for determining soil quality Active JP7311853B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019149402A JP7311853B2 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Methods, programs, and systems for determining soil quality

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019149402A JP7311853B2 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Methods, programs, and systems for determining soil quality

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2021032575A JP2021032575A (en) 2021-03-01
JP7311853B2 true JP7311853B2 (en) 2023-07-20

Family

ID=74676695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019149402A Active JP7311853B2 (en) 2019-08-16 2019-08-16 Methods, programs, and systems for determining soil quality

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7311853B2 (en)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139672A (en) 2001-11-06 2003-05-14 Tomoyoshi Nishimura Displacement control type single-plane shear testing machine capable of pneumatic loading
JP2005273387A (en) 2004-03-26 2005-10-06 Kajima Corp Mixing design method for improved soil
JP2018154998A (en) 2017-03-16 2018-10-04 清水建設株式会社 Plastic fluidity evaluation method of excavated earth in chamber in earth pressure type shield construction method, evaluation device, and earth pressure type shield excavator

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7369960B2 (en) * 2019-08-16 2023-10-27 ジャパンホームシールド株式会社 Methods, programs, and systems for predicting land subsidence

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003139672A (en) 2001-11-06 2003-05-14 Tomoyoshi Nishimura Displacement control type single-plane shear testing machine capable of pneumatic loading
JP2005273387A (en) 2004-03-26 2005-10-06 Kajima Corp Mixing design method for improved soil
JP2018154998A (en) 2017-03-16 2018-10-04 清水建設株式会社 Plastic fluidity evaluation method of excavated earth in chamber in earth pressure type shield construction method, evaluation device, and earth pressure type shield excavator

Also Published As

Publication number Publication date
JP2021032575A (en) 2021-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Bruning et al. Experimental study on the damage evolution of brittle rock under triaxial confinement with full circumferential strain control
Carrière et al. Rheological properties of clayey soils originating from flow-like landslides
Bažant et al. Microplane model M5 with kinematic and static constraints for concrete fracture and anelasticity. I: Theory
You et al. Dynamic modulus simulation of the asphalt concrete using the X-ray computed tomography images
Nguyen et al. A size-dependent constitutive modelling framework for localised failure analysis
US11460385B2 (en) Compaction control system for and methods of accurately determining properties of compacted and/or existing ground materials
Pisanò et al. Simulating stiffness degradation and damping in soils via a simple visco-elastic–plastic model
Rezania et al. Numerical analysis of Ballina test embankment on a soft structured clay foundation
Beainy et al. Dynamical response of vibratory rollers during the compaction of asphalt pavements
Naderi-Boldaji et al. 3D finite element simulation of a single-tip horizontal penetrometer–soil interaction. Part I: Development of the model and evaluation of the model parameters
Wang et al. Experimental study on the coefficient of lateral pressure at rest for calcareous soils
Fu et al. An elastoplastic model for soft sedimentary rock considering inherent anisotropy and confining-stress dependency
Yang et al. Constitutive modelling of Otaniemi soft clay in both natural and reconstituted states
Lee et al. Experimental study of estimating the subgrade reaction modulus on jointed rock foundations
Jia et al. Dynamic and cyclic properties of soils
JP7311853B2 (en) Methods, programs, and systems for determining soil quality
Hu et al. Modification of the gravity increase method in slope stability analysis
Badakhshan et al. Application of particle stiffness fabric tensor for modeling inherent anisotropy in rocks
Zhu et al. A modified creep index and its application to viscoplastic modelling of soft clays
Yu et al. A new model for response of laterally loaded piles in soil-rock mixtures
Karmakar Numerical modeling of soil flow and pressure distribution on a simple tillage tool using computational fluid dynamics
Liu Discrete element methods for asphalt concrete: development and application of user-defined microstructural models and a viscoelastic micromechanical model
Bayraktaroglu et al. A state-dependent multilaminate constitutive model for anisotropic sands
JP7369960B2 (en) Methods, programs, and systems for predicting land subsidence
Minchin Jr et al. Computer applications in intelligent compaction

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200121

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20220531

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220815

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230525

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230530

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230628

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7311853

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150