JPH041318A - 岩盤破砕性評価方法 - Google Patents

岩盤破砕性評価方法

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JPH041318A
JPH041318A JP9989890A JP9989890A JPH041318A JP H041318 A JPH041318 A JP H041318A JP 9989890 A JP9989890 A JP 9989890A JP 9989890 A JP9989890 A JP 9989890A JP H041318 A JPH041318 A JP H041318A
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JP
Japan
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rock
layer
elastic wave
deformation coefficient
crushability
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JP9989890A
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English (en)
Inventor
Shigeru Yamazaki
茂 山崎
Keiji Egawa
圭司 江川
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Komatsu Ltd
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Komatsu Ltd
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

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、岩盤破砕性評価方法に係わり、殊に岩盤の爆
砕又は掘削等の破砕に先立ち、予め岩盤評価方法に関す
る。
〔従来の技術〕
従来、例えば大形ブルドーザやパワーシーベルなどの建
設機械による直堀り作業、リッピング作業若しくはブレ
ーカ作業など、又は発破工法などの岩盤爆砕において、
予め作業量や薬量を算定しておくことは、投入滋械の選
定、経費の算定及び工期の把握上で重要なこととされて
いる。かかる目的から従来、次に示されるような岩盤破
砕性評価方法がある。
■弾性波速度Vpによる方法:これは、岩盤上又は岩盤
内の一点において、ハンマ又は発破などにより、人工的
に岩盤内に震動を起せしめ、この震動が地中を伝播する
速度(弾性波速度Vp)を微動針(サイズモグラフ)で
採取し、該岩盤の硬さや層の状態を推定しようとする方
法である0例えば層の状態の把握であれば(実例の第3
図及び第4図を参照すれば)、上記方法により得られる
弾性波速度Vpについて、検測位I(横軸)及び伝播時
間(縦軸)の走時曲線(第3図)を求め、これより該岩
盤の層の状態、即ち第4図に示される位置とその位置に
おける層の深さを推定することができるようになる(第
4図において、Slは第1層、S2は第2層、S3は第
3層を示す)。
■亀裂係数による方法;これは、岩盤内の弾性波・速度
Vpと、該岩盤から採取した亀裂を含まない岩石試料に
ついて測定した弾性波速度Vpoとから該岩盤の亀裂状
態を知ろうとする方法である。
■現地踏査による方法:これは、クリノメータ、口、ク
ハンマ及びハンドレベルなどの簡単な計器と、肉眼とに
より岩盤内の状況を知ろうとする方法である。
■室内試験による方法:これは、サンプリングしたコア
や岩塊で試験片を作成し、室内で試験片の圧縮強度、引
張強度及びシ叢ア硬度などを測定し、該岩盤の物理的性
質などを判定しようとする方法である。
■RQ D (Rock Qualjty Desti
nation)による方法=これは、岩盤にボーリンク
を行い、回収した岩心の内、長さが10cm以上のもの
を集計し、その長さとボアホール長さとの比率%を求め
ることにより、該岩盤の亀裂、割れ呂さの比較に役立て
ようとする方法である。
■孔内載荷試験による方法:これは大別して、等変位載
荷方式と、等圧分布載荷方式とがある。殊に本案に係わ
る後者等圧分布載荷方式は第1図及び第2■を参照して
詳説する。孔内載荷試験機は、第1図に示される通り、
圧力発生#1と、ゴムチューブ21とこれに内蔵された
変位計22とを備えるプローブ2と、測定器3とから構
成されている。この孔内載荷試験機は、岩盤4に予め穿
孔機ドリル又はポーリング等によって設けた65〜7Q
mm径のポーリング孔41内にプローブ2を納め、この
プローブ2のゴムチューブ21内に、高圧ホース11を
介j2て圧力発生源1から導いた流体圧を印加し、この
流体圧により膨張したゴムチューブ21が孔41の内壁
を全方向に一様に加圧するように構成されている。この
とき及びこの前後に発生する流体圧Δp(以下、!!荷
重Δp)と、変位計22で検出した孔41の内壁の変位
量Δrとをキャブタイヤコード31を介して測定器3が
出力する3次に、ll!荷重Δpと変位置Δrとの関係
を、第2図の特性グラフを参照して説明する。
最大−載荷重PI+maにに至るまでの初期間は、ゴム
チューブ21と、ポーリング孔41の内壁との間に隙間
があるため、この隙間分の変位のみが増加する9次にゴ
ムチューブ2Iがポーリング孔41の内壁に当たり、そ
の後、ポーリング孔41の内壁の割れ目を閉塞する過程
において最大−次荷重PI鯖aXに至る。この最大−載
荷f!P1maxに到達後、載荷重Δpと変位置Δrど
けほぼ直線的に変化する。そこで、この直線的変化部が
岩盤の弾性的挙動特性に相当することに着目し、これに
次式を与え、この結果を岩!!変形係数Dbllとして
いる。
式: (i + p) XRrnX (Δp/Δr) 
=Dbll上式において、νは岩盤のポアソン比、Rm
は勾配(ΔP /’Δr)を求めた区間の中点における
孔内半径(enn) 、Δpは載荷重<kg/cmt)
、Δrは変位量(cm)である、従来より、この岩盤変
形係数Dbnは、岩盤深度の深い所の岩盤強度の評価基
準の指標としての実績がある。
〔発明が解決しようとする課題〕
本発明は、例えば大形ブルドーザ等による岩盤リッピン
グ破砕、大形パワーシロベル等による岩盤1堀り掘削、
地下lI機等による岩1掘削、ブし一カ1iPによる岩
盤破砕等々における実際機械の作業量の推定、岩盤発破
施工における薬量の推定等々、岩盤破砕性評価基!1!
を設定するにNi!!iな方法を提供することを最終目
的としている。この観点から上記従来の技術を眺めると
、各々には次に掲げる欠点があるや ■弾性波速度による7j法・これは、同じ弾性波速度V
pO値でも破砕性がばらつくという欠点がある。例えば
、この方法による実例の@6図から分かるように、作業
11(II軸)と弾性波速度Vp(11とは相関は少な
い。例えば岩盤内の亀裂の有無などにより、岩盤破砕の
結果、即ち作業量にばらつきが生ずる。とは言え、本方
法は従来より最も使用される岩盤破砕性評価方法である
■1輩係数による方法:これは、ポーリングで各層毎の
コアを採取し、測定できれば有効な方法であるが、手数
と費用とが掛かり過ぎるという欠点がある。
■現地踏査による方法;これは、他の方法より確度が低
く、かつ、熟練者(専門家に近いレベル)に依る必要が
あり、標準化することが困難という欠点がある。
■室内試験による方法:これは、試料採取が困難であり
、かつ、部分的評価しかできない欠点がある。
■RQDによる方法:これは、深い所の岩盤情報まで得
ることができる長所がある反面、狭い範囲でしか分から
ないという欠点がある。
■孔内載荷試験による方法:これは、概説の通り、岩l
it深度の深い所の岩盤強度の評価基準の指標を得ると
きは、確かな実績がある。岩盤変形係数Dbnは、単に
孔内載荷試験機を操作することにより得られるものでは
なく、構造物の種類、岩質又は調査目的等により、それ
ぞね載荷するパターンに榎々の工夫がこらされており、
それぞれの目的に対応する各種の載荷パターンが準備さ
れている。
この従来の載荷パターンに対し、本願発明者等は、先に
、浅層(深度的1〜1.5m位の範囲)の破砕性を確実
に評価できる載荷パターンを発案し、これに基づきする
孔内載荷試験方法を!!写している(詳しくは、特願平
1−293262号参照)。
例えば、実例の第5図に見られるとおり、作業量(縦軸
)は岩盤変形係数Dbll(横軸)により一義的に判断
できる(尚、かかる載荷パターンは特願平1−2932
62号で開示したもの以外にも多々考慮することができ
る)、上述のとおり、例えば特願平1−293262号
によれば、浅部についての岩盤破砕性は評価できるが、
深部、殊に多層については、評価できないという欠点が
ある。
本発明は、上記従来技術の問題点を解消するためになさ
れたものであって、原石山又はベンチなどの岩盤破砕性
評価方法において、浅部から深部に渡たり、多層であっ
ても、現場で、誰でも、かつ、短時間て測定でき、L5
かも人が簡単に持ち運びできる測定器を用いて評価でき
る岩盤破砕性評価方法を提供することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
」−結目的を達成するため、地表において岩盤の上層か
ら深層までの各層の岩盤破砕性苓評価するに、弾性波探
査を行って岩盤各層の弾性波速度Vpn(nは11、第
211F−−のl、2−−1JIJ下同じ)を求めると
共に、等圧分布ri荷方式による孔内載荷試験を行って
岩盤上層の岩盤変形係数Dbnを求め、前記岩盤変形係
数DblTは岩盤LHの岩盤破砕性のP価指標とし、か
つ、前記岩盤上層の弾性波速度Vnlど、前記岩盤上層
の岩盤変形係数Dbl!と、前記各層の弾性波i!度〜
’P2〜Vpnの各々との相対比V値は第2層目以下の
各々の岩盤層の岩盤破砕性の評価指標とすることとした
〔作 用〕
上記構成のソ;法によhば、等圧分布載荷式によS孔内
載荀試験かへ岩む変形係数Dbnを求めることにより、
岩盤上FB1部の硬軟状魁を捕えて破砕性評価すると共
に、弾性波探査から弾性11迷度Vpnを求めることに
より、岩盤内部の地層の変化を把握し1、これらを相対
比較することにより、例えば8削機の掘削可否の判定や
時間当りの作業量を得ることができるようになる。
〔実m例〕
本発明の実施例を図面を参照して以下説明する。
岩盤上MHは、第1図に示される、ポーリング孔41を
利用した等圧分布載荷方式の孔内載荷試験機により、ゴ
ノ・グユーブ21苓流体により膨張セしめ、ポーリング
孔41のTL壁を全方向−様に加圧する方法で評価す・
工1゜測定例を1すと、第2図のように、靜大−次荷重
P l制aλをMすと、ea距△p&歿位t△r七がほ
ぼ直線rノに変化I7.5:の弾性的な挙動を示す部分
を補えてL式から岩盤変形係数DbI!を求め、岩盤上
層部の破砕性の評価指標(時間当たりの作業量)とする
Dt+n= (i + l□)XRrn\△p、/′△
rこれに対こ、岩盤内部は弾性濾−探査81子い 屈折
法て歓測結稟から走時曲線(第3図参照)を求め、この
走時曲線の傾きから各地層の弾性波速度Vpを求める。
また、この走時曲線の折点距離や前記弾性波速度Vpか
ら各層の深さや傾斜などを算出し、地下の地質構造を推
定する。従って第2層以下の各層の岩盤破砕性評価は、
各層の弾性波速度Vpnが既に破砕性が評価された第1
層の岩盤変形係数Dbll[と第1層の弾性波速度Vp
lとの関係値を基に相対比較され、その破砕性を評価さ
れる。
例えば、第1層は弾性波速度Vplが1.000m/ 
s 、岩盤変形係数Dbnが10.000kg/cm”
であり、第2層は弾性波速度Vplが2.000 m 
/ s 、岩盤変形係数DbI[が20.000k g
 / c m ”であるとすると、第2層の作業量は第
1層の作業量と1/2になると推定することができる。
尚、上記実施例から分かるように、岩盤上層部は、等圧
分布戦荷式の孔内載荷試験から岩盤変形係数DbIIを
求めることにより、硬軟状態を捕えて破砕性評価するこ
とができ、第2層以下は、上記第1層における岩盤変形
係数Dbnと弾性波速度VP+との相対比較結果を、第
2層以下の弾性波速度Vpnに反映して決定するので、
浅部から深部に捜り、かつ、多層であっても、例えば掘
削機の掘削可否の判定や時間当りの作業量を容昌に得る
ことができるようになる。しかも現場でも、誰でも、か
つ、短時間でも測定でき、しかも人が簡単に持ち運びで
きる測定器を用いてする岩盤破砕性評価方法となる。
〔発明の効果〕
以上説明したように、本発明に係わる岩盤上層の破砕性
評価基準の設定方法によれば、原石山又はベンチなどの
岩盤破砕性評価方法において、浅部から深部に渡っても
、多層であっても、現場でも、誰でも、かつ、短時間で
も測定でき、しかも人が簡単に持ち運びできる測定器を
用いて評価できる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、等圧分布載荷方式による孔内載荷試験の実施
を示す試験構成図 第2客は、等圧分布載荷方式による孔内載荷試験結果の
載荷重−変位量の特性グラフ 第3図は、弾性波探査による走時曲線 第4図は、弾性波探査による距離−層深さの連関図 第5図は、等圧分布載荷方式による孔内載荷試験に基づ
く岩盤変形係数−実際機械作業量の連関グラフ @51は、弾性波探査に基づく弾性波速度−実際機械作
業量の連関グラフ ト・ ・・・・・・・圧力発!i源 2・・・・・・・・・・プローブ 3・・・・・・・・・・測定器 4・・・・・・・・・・岩盤 11・・・ ・・・・・高圧ホース 2】・・・・・・・・・ゴムチューブ 22・・・・・・・・・変位針 41・・・・・・・ ・・ポーリング孔Δp・・・・・
・・・・載荷重 Δr・・・・・・・・・変位量 PI+sax ・・・・・・・最大−載荷重DbU・・
・・・・・・岩盤9形係数

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 地表において岩盤の上層から深層までの各層の岩盤破砕
    性を評価するに、弾性波探査を行って岩盤各層の弾性波
    速度Vpn(nは第1層、第2層・・・の1、2・・・
    、以下同じ)を求めると共に、等圧分布載荷方式による
    孔内載荷試験を行って岩盤上層の岩盤変形係数DbIIを
    求め、前記岩盤変形係数DbIIは岩盤上層の岩盤破砕性
    の評価指標とし、かつ、前記岩盤上層の弾性波速度Vn
    1と、前記岩盤上層の岩盤変形係数DbIIと、前記各層
    の弾性波速度Vp2〜Vpnの各々との相対比較値は第
    2層目以下の各々の岩盤層の岩盤破砕性の評価指標とす
    ることを特徴とする岩盤破砕性評価方法。
JP9989890A 1990-04-16 1990-04-16 岩盤破砕性評価方法 Pending JPH041318A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017031581A (ja) * 2015-07-29 2017-02-09 直晃 末政 孔内載荷試験装置及び孔内載荷試験方法
CN110487196A (zh) * 2019-08-21 2019-11-22 泉州装备制造研究所 基于动态变形测量的弹性波检测装置

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017031581A (ja) * 2015-07-29 2017-02-09 直晃 末政 孔内載荷試験装置及び孔内載荷試験方法
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