JP7369960B2 - 地盤沈下量を予測するための方法、プログラム、及びシステム - Google Patents
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しかしながら、特許文献1に開示のスウェーデン式サウンディング試験による地盤沈下量を予測するスウェーデン式予測方法は、地盤が破壊されるときの荷重を測定することで、地盤の硬さを判別する方法であるが、直接軟弱土の性質について調査して判定する方法ではない。このため、このスウェーデン式予測方法の判定精度が低く、信頼性の高い地盤沈下量の予測を提供することができない。
また、特許文献2に開示の圧密による地盤沈下量の算出のような圧密試験方法は、精度よく地盤沈下量を予測することができるが、この圧密試験を実施するために、数週間に亘る長い時間が必要となり、試験の手間及びコストの増大が生じてしまう。よって、小規模の建築工事、例えば戸建住宅の建築に係る地盤沈下の予測調査に対しては、この圧密試験方法は、適切な地盤沈下量の予測方法ではない。
<地盤沈下量予測システム1>
まず、図1を参照しながら、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1の構成について説明する。図1は、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1の構成を説明するためのブロック図である。
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。
続いて、図6乃至図12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、本実施形態に係る第1相関情報DB351の一例を示す図である。図8は、本実施形態に係る第2相関情報DB352の一例を示す図である。図9は、本実施形態に係る第3相関情報DB353の一例を示す図である。図10は、本実施形態に係る第1相関情報DB351に対応するγe-Ccプロット図及び近似曲線を示す図である。図11は、本実施形態に係る第2相関情報DB352に対応するγe-Csプロット図及び近似曲線を示す図である。図12は、本実施形態に係る第3相関情報DB353に対応するγe-eプロット図及び近似曲線を示す図である。
Ccr=7.85*γe 0.60 ・・・ (1)
Csr=0.014*γe ・・・ (2)
e0r=8.97*γe^0.38 ・・・ (3)
S=H*Cc/(1+e0)*log10{(p0+Δp)/pc} ・・・ (4)
S=H*Cs/(1+e0)*log10{(p0+Δp)/pc} ・・・ (5)
続いて、図13を参照しながら、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による地盤沈下量の予測工程について説明する。図13は、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による地盤沈下量の予測を説明するためのフローチャート図である。
まず、土試料を準備する(S10)。
次に、本実施形態に係る土試料の品質について説明する。本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による測定は、通常の地盤沈下量による測定(例えば、圧密試験及びSWS試験等による測定)と異なって、その降伏歪γeの測定結果が、測定対象である土試料の品質(土の乱れ程度)による影響を受けること少ない。言い換えれば、降伏歪γeの測定結果の精度を維持するために、通常の地盤沈下量による測定は、乱れの少ない土によって構成された土試料(以下、「乱れの少ない土試料」とする)を採用する必要がある。これに対して、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による測定は、様々な品質を有する土試料を使用することができる。すなわち、本実施形態に係る土試料は、乱れの少ない土試料に限られることがなく、乱れが多い土によって構成された土試料(以下、「乱れた土試料」とする)であってもよい。また、「乱れの少ない土試料」及び「乱れた土試料」のそれぞれを採用する場合に係る降伏歪γeの測定結果について、後述する「土試料の降伏歪γeを取得する(S13)」で説明する。
本実施形態では、コンピュータ3は、ステップS13において回転型レオメータ2によって取得された土試料の降伏歪γeを用いて、土試料の予測間隙比erを取得する。この場合において、コンピュータ3は、土試料の降伏歪γeを数式(3)に代入して、予測間隙比erを算定する。
続いて、図17乃至図19を参照しながら、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による地盤沈下量予測の精度について検証する。図17は、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による予測地盤沈下量Srと公定法による地盤沈下量Sとの差ΔSを説明するための図である。図17において、予測地盤沈下量Srと公定法による地盤沈下量Sとのそれぞれの単位は「m」であり、両者の差ΔSの単位は「cm」である。また、図18は、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による予測地盤沈下量Srと公定法による地盤沈下量Sとの関係を説明するための図である。図18において、直線は差ΔSが「0」のときを示し、直線及び破線によって挟まれている部分は差ΔSが1cm以内の範囲を示し、破線及び一点鎖線によって挟まれている部分は差ΔSが2cm以内の範囲を示す。さらに、図19(a)及び図19(b)は、本実施形態に係る地盤沈下量予測システム1による予測地盤沈下量Srの差ΔSの割合を説明するための図である。
また、本実施形態に係る地盤沈下量の予測結果の差ΔSが、住宅品質に瑕疵があると判断する場合の基準範囲以外のものである。このため、地盤沈下量の予測結果は、高い精度及び信頼性を有するものであり、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できる。
また、本実施形態に係る地盤沈下量の予測は、乱れが少ない土試料のみならず、乱れた土試料を採用することができるため、土試料の採取や保存等が便宜になる。すなわち、本実施形態に係る地盤沈下量の予測は、様々な品質の土試料の使用を可能にすることで、簡易に地盤沈下量の予測に係る土試料の準備を実現できる。よって、地盤沈下量の予測が簡易かつ迅速に行われることができる。
また、本実施形態に係る地盤沈下量の予測に必要な土試料は、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、簡易に地盤沈下量予測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沈下量の予測に必要な時間は、僅かの10分程であるため、迅速に地盤沈下量の予測結果を得ることができる。よって、この地盤沈下量の予測結果に基づく建築工事等が効率よく行われることができ、地盤沈下量の予測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沈下量の予測に係る操作は、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、地盤沈下量の予測に係る操作が簡単になり、地盤沈下量の予測に係る工夫やコスト等を低減できるとともに、操作ミス等による予測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により地盤沈下量を予測することは、簡易かつ高精度に地盤沈下量を予測することができる。
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。
Claims (13)
- 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、前記降伏歪と相関する、予測圧縮指数又は予測膨張指数と、予測間隙比とのそれぞれを取得し、前記予測圧縮指数又は前記予測膨張指数と、前記予測間隙比とに基づいて、土試料が属する地盤の予測沈下量を取得する沈下量予測工程と、
を含む、
地盤沈下量予測方法。 - 前記土試料は、地盤から採取されたシルト質の土であり、乱れた土によって構成されることができる、請求項1に記載の地盤沈下量予測方法。
- 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又は2に記載の地盤沈下量予測方法。
- 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乃至3の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法。
- 前記沈下量予測工程は、
予め算定した剪断歪と圧縮指数との第1相関式を用いて、前記降伏歪に対応する前記予測圧縮指数を算定すること、又は予め算定した剪断歪と膨張指数との第2相関式を用いて、前記降伏歪に対応する前記予測膨張指数を算定することと、
予め算定した剪断歪と間隙比との第3相関式を用いて、前記降伏歪に対応する前記予測間隙比を算定することと、
を含む、請求項1乃至4の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法。 - 土試料情報を取得する情報取得工程、をさらに含む、請求項1乃至5の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法。
- 前記土試料情報は、少なくとも、地盤から採取された土試料の採取位置と関連する、圧密層厚情報と圧力情報とを含む、請求項6に記載の地盤沈下量予測方法。
- 前記圧力情報は、前記地盤の外部からの荷重がないときに、前記採取位置よりも浅い位置にある土が前記採取位置に与える有効上載圧である第1圧力情報と、前記地盤の外部からの荷重による前記採取位置に与える増加圧力である第2圧力情報と、前記地盤の土の圧密降伏応力である第3圧力情報と、を含む、請求項7に記載の地盤沈下量予測方法。
- 前記沈下量予測工程は、前記予測圧縮指数又は前記予測膨張指数と、前記予測間隙比と、前記土試料情報とを用いて、土試料が属する地盤の予測沈下量を取得すること、を含む、請求項6乃至8の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法。
- 土試料に剪断応力を徐々に増加して印加する応力印加工程と、
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降伏歪取得工程と、
前記降伏歪を用いて、前記降伏歪と相関する、予測圧縮指数又は予測膨張指数と、予測間隙比とのそれぞれを取得し、前記予測圧縮指数又は前記予測膨張指数と、前記予測間隙比とに基づいて、土試料が属する地盤の予測沈下量を取得する沈下量予測工程と、
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、
地盤沈下量予測方法。 - 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10に記載の地盤沈下量予測方法。
- 1つ又は複数のコンピュータに、請求項1乃至11の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法を用いた処理を実行させる、
地盤の沈下量を予測するための地盤沈下量予測プログラム。 - 請求項1乃至11の何れか一項に記載の地盤沈下量予測方法に関する処理を実行する情報処理部を備える、
地盤沈下量予測システム。
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---|---|---|---|---|
JP2000302525A (ja) | 1999-04-20 | 2000-10-31 | Ngk Insulators Ltd | ハニカム押出成形用坏土 |
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JP2008138514A (ja) | 2008-01-11 | 2008-06-19 | Arukoihara:Kk | 地盤調査方法および装置 |
JP2016028225A (ja) | 2014-07-10 | 2016-02-25 | 高周波粘弾性株式会社 | 粘弾性特性測定装置及び粘弾性特性測定方法 |
JP2018003346A (ja) | 2016-06-29 | 2018-01-11 | アキュテック株式会社 | 小規模建築物の地盤判定方法、地盤判定システム、および地盤判定プログラム。 |
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