JPH02225719A - 繊維材料による土壌補強方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、礫、砂、シルトなどの土砂より形成される土
壌を繊維材料で補強する方法に関する。

更に詳しくは、擁壁や法面などの構築物築造に際し繊維
材料と土砂を用いて連続的、かつ合理的に繊維補強土壌
を作業する方法に関するものである。

（従来技術） 土壌全体の安定性、強度を向上させる目的で土壌の中に
補強剤を混入し、土壌にかかる自重や外力によって発生
する土壌内部のせん断変形を拘束し、土壌の見掛は強度
を向上させようとする土壌の補強工法は、数多く開発さ
れ、実施されている。

土壌の補強工法の中で繊維材料、特に長繊維を用いた例
としては、特開昭５５−１６７１７０号公報、および第
３回国際ジオテキスタイル会議（１９８６年ウィーン・
オーストリア）でのＥ、ルフレーヴらの報告［連続長繊
維による土の補強ｊがあるがこれらは、噴射ノズルを用
い、高圧水または圧縮空気を与えることによって長繊維
、例えば、ポリエステルフィラメントを繰り出して施工
面に吹き付ける。また同時に土砂を圧縮空気または、高
速ベルトコンベアーなどにより搬送し、施工面上で、ポ
リエステルフィラメントと混合して逐次、締め固めを行
い、これを所要厚味になるまで、積層することで補強土
を作製するというものである。

ここで作製される補強土の土中における力学的特性を評
価する方法として、三軸圧縮試験法がし２られている。

上述の方法で作製された補強上の力学的特性、５０〜３
３０　ｄＴｅｘのポリエステルマルチを用いて乾燥砂に
対する繊維の混率を０．２％重量比とした時、１３４〜
３５６ｋｐａ／ｄの粘着力を有しており、無補強の土砂
（約１０ｋｐａ／ｃ１１りに比較して大きな差異がある
。

（発明が解決しようとする課題） 特開昭５５−１６７１７０号公報及びＥ、ルフレーヴら
の報告によれば、補強土壌を作製する際に用いる繊維材
料は、連続したマルチフィラメント（通称ヤーンと呼ぶ
）であり、ヤーンを土砂と混合する方法として、ヤーン
を噴射ノズルを用い、高圧水または、圧縮空気を与える
ことに依って、施工面に連続的に吹き付け、同時に土砂
を供給して、ヤンと土砂を交絡させ補強土壌を作製して
いる。

しかしながらこの方法では、マルチフィラメントのパッ
ケージを多数装備することが不可欠な上、マルチフィラ
メントの供給手段に高圧流体を用いる為、施工装置が大
がかりになる上、エネルギーコストが高くつくという問
題がある。また、施工能力の面においてもヤーンの供給
能力に限界がある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、従来技術の土壌補強メカニズムを詳細に
検討した結果、ヤーンを構成する最小単位のフィラメン
トの１本にいたるまで分散した状態で土砂と混合するこ
とにより、土砂と繊維の有効接触面積が多くなって、そ
れによって、繊維と土砂との相互摩擦力が向上し、補強
土性能が向上するはずであり、必ずしも、連続したヤー
ンを使用しなくても繊維材料の形態を選択すれば充分な
補強土性能が得られるにちがいないとの仮説を得るに到
った。従来技術の補強土性能と同等もしくはより以上の
補強土性能を保持しつつ、施工上での従来技術の問題点
を解決した。土壌補強方法を完成させる目的で、繊維材
料の種類、形態、供給方法の面について鋭意研究を続け
た結果、下記に述べる如く、優れた土壌補強方法を見い
出したものである。

すなわち、本発明は１０〜１００ＣＩの繊維長からなる
繊維集合体を分散した状態下で、繊維と土砂とを混合一
体化することを特徴とする土壌の補強方法である。

以下本発明の詳細な説明する。

本発明に用いられる繊維の種類としては、例えばポリア
ミド系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアク
リル系、芳香族ポリアミド系の合成繊維や炭素繊維など
があり、特に限定するものではないが、糸の力学的性質
の面ならびに、特に土中耐久性の面からポリエステル系
、ポリアクリル系合成繊維が好ましく、ポリアクリル系
合成繊維がより好ましい。

１０〜１００ｃｍの繊維長からなる繊維集合体として繊
維長がこの該範囲内で任意の一定長さのものであっても
、あるいは、長さに分布をもったものから構成される集
合体であってもよい。繊維長さが１０ｃｍ未満の場合、
繊維と土砂あるいは、繊維相互間の交絡が不充分となる
為、充分な補強土性能が得られない。また、１００Ｃ１
１を超える場合は、均一な分散ができな（なるため、土
砂との有効接触表面積が少なくなり充分な補強土性能が
得られない、ここで好ましい繊維長としては、２０〜７
０Ｃ１、さらに好ましくは、３０〜５０ｃ１１の範囲の
繊維長を有したものである。繊維集合体の形態の例とし
ては、 （１）連続した繊維〔モノフィラメント、マルチフィラ
メント、紡績糸繊維束（通称トウと呼ばれている）など
〕を任意の長さに切断したカットファイバーの集合物 （２）トウなどを開繊させながら任意の長さに切断した
開繊されたカットファイバーの集合物およびラップ状物 （３）トウなどをローラーでけん切りして作る繊維長に
分布をもったカットファイバーの集合物。

ラップ状物、スライバー などがある。

繊維集合体を分散した状態で土砂と混合する方法として
は、高速ベルトコンベアー、ニューマチックサンドガン
などを用い土砂を繊維集合体に衝突させて、繊維を分散
させると共に土砂と混合する方法などがある。上述の混
合方法を用いて土中の繊維の分散性を良好ならしめるた
めには、前述の繊維集合体の中で、ラップ状物が最も好
ましいが、繊維材料の種類、繊維長などを考慮して、繊
維集合体と、混合方法の組合せを適宜選択して行えばよ
い。

本発明において用いられる土砂は、日本統一土質分類に
よる礫（Ｇ）、礫質上（ＣＦ）、砂（Ｓ）、砂質土（Ｓ
Ｆ）などが最適である。

本発明の実施態様を実施例をもって詳しく説明するが、
本発明は実施例に何ら限定されるものではない。

実施例 図面の装置を用いて、トータルデニールが６０×１０５
デニールのポリアクリル系繊維、トウおよびトータルデ
ニールが３５Ｘ１０’デニールのポリエステル系繊維ト
ウをそれぞれぞれ第１表中の繊維長に切断して得た繊維
集合体１をホッパ３に供給し、供給ローラー６で供給速
度を制御しながら、繊維集合体を送り出し、同時に高速
ベルトコンベアー４で土砂２を繊維集合体１に衝突させ
ることによって土砂と繊維とを混合一体化し補強±７を
作製した。砂は予め乾燥土砂に対して１０％重量比で水
を含有させた日本統一土質分類Ｓ−Ｍを使用した。繊維
の混率は何れも０．２重量％である。

作製した補強土から三輪圧縮試験用テストピース（１０
ｃｍ倍φ　２０Ｃ１１の円柱体）をサンプリングし、側
圧１ｋｇ・ｆ／ｃ−で三軸圧縮試験を実施し、応力〜歪
み曲線を求めて補強土の力学的特性（最大主応力差〕を
評価した。

同時に、テストピース土砂中の繊維の分散状態を目視に
より定性評価を行った。その結果を比較例と対比させて
第１表に示す。ここで第１表中の最大主応力差（応力〜
歪み曲線の陣伏点での応力差）は、繊維と土砂粒子との
絡み合いで双方間に発注してくる摩擦力に直接的に対応
している値で補強土性能を示すものである。

比較例中の実験Ｎａ　８は、従来技術のＥ・ルフレーヴ
らの実験方法に従って作製したポリエステル１５０ｄ／
マルチフイラメントを用いたテストピースを評価した結
果である。結果が示すごとく、本発明方法によって作製
された補強土は、従来技術と同等もしくは、より以上の
補強土性能を存している。一方、後述するごとく、使用
する繊維材料のコストメリット、施工装置、施工能力な
どの面と、補強土性能面を合わせた総合的見地から本方
法は、従来技術に比較し、飛躍的にすぐれた補強土工法
である。

ホ　◎極めて良好、０良好、Δやや不良、×不良（発明
の効果） 繊維材料を用いて補強土を作製する方法において、本発
明方法によると、実施例に示すごとく、従来技術と同等
もしくは、より以上の補強土性能を得ることが可能であ
る。その上、供給する繊維集合体を入手することが、前
述したごとく、容易であるのに加えて、使用する繊維材
料が安価な点など繊維補強土工法分野における本方法の
優位性は従来技術に比して高い。該繊維集合体は予しめ
分散した状態のものであっても、また分散していないも
のであっても、本方法によれば充分に土中にフィラメン
ト状態で存在させることができる。

本方法の方法は、更に従来技術のような高圧流体搬送装
置が不要であり、システムがシンプル（且つ、コンパク
トになるため施工装置を安価に製造することが可能であ
る。又本方法に用いるアクリル、ポリエステルのトウな
どは合成繊維の中でも安価な部類のものであり特にトウ
などのトータルデニールの大きい繊維材料を用いれば、
施工能力の増大、施工期間の短縮化をはかることができ
、施工コスト面において、従来技術より充分にすぐれた
方法であり、繊維材料を用いた補強土工法分野の普及に
貢献するところ大である。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の施工方法の一例のが概略図である。 １−・繊維集合体、２−・・土砂、３−・−・ホッパー
４−・−高速ベルトコンベアー、５−・分散板、６　・
−供給口〜う〜、７−　補強土

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １０〜１００ｃｍの繊維長からなる繊維集合体を分散し
   た状態下で繊維と土砂とを混合一体化することを特徴と
   する土壌の補強方法