JPH0755668A - 地盤係数測定方法 - Google Patents
地盤係数測定方法Info
- Publication number
- JPH0755668A JPH0755668A JP21521193A JP21521193A JPH0755668A JP H0755668 A JPH0755668 A JP H0755668A JP 21521193 A JP21521193 A JP 21521193A JP 21521193 A JP21521193 A JP 21521193A JP H0755668 A JPH0755668 A JP H0755668A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- loading plate
- ground
- test
- equation
- frequency
- 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.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 大きな荷重を長時間に渡って試験地盤にかけ
なくても、平板載荷試験ができるようにする。 【構成】 試験地盤面上に設置した平板載荷試験用の載
荷板及び起振器等の不動部分（質量ｍ）に対し適宜振動
数の定常振動を印加し、載荷板と試験地盤からなる系を
共振させる。この系の固有角周波数ωnあるいは固有周
波数ｆnを検出する。試験地盤の動的剛性Ｋdを 【数１】 として求め、これに予め定めた係数βを乗じて試験地盤
の静的剛性Ｋsを得る。
なくても、平板載荷試験ができるようにする。 【構成】 試験地盤面上に設置した平板載荷試験用の載
荷板及び起振器等の不動部分（質量ｍ）に対し適宜振動
数の定常振動を印加し、載荷板と試験地盤からなる系を
共振させる。この系の固有角周波数ωnあるいは固有周
波数ｆnを検出する。試験地盤の動的剛性Ｋdを 【数１】 として求め、これに予め定めた係数βを乗じて試験地盤
の静的剛性Ｋsを得る。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、平板載荷試験において
地盤許容支持力を測定するために必要な地盤係数を測定
する方法に関する。
地盤許容支持力を測定するために必要な地盤係数を測定
する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】土質・
地盤の原位置試験の一つとして、基礎の支持力や沈下量
を求めるための平板載荷試験がある。この試験は、剛な
載荷板（一般に直径３０ｃｍの円形の板を用いる。）を
地表面あるいは根切り底面に設置し、これに対して静的
に荷重を加えて荷重と変位量との関係から地盤の強度や
変形特性を求めるものである。以上及び以下においてこ
のような試験の対象とする地盤を試験地盤という。
地盤の原位置試験の一つとして、基礎の支持力や沈下量
を求めるための平板載荷試験がある。この試験は、剛な
載荷板（一般に直径３０ｃｍの円形の板を用いる。）を
地表面あるいは根切り底面に設置し、これに対して静的
に荷重を加えて荷重と変位量との関係から地盤の強度や
変形特性を求めるものである。以上及び以下においてこ
のような試験の対象とする地盤を試験地盤という。
【０００３】ところで従来行なわれている平板載荷試験
では、大きな荷重を長時間に渡って試験地盤にかける必
要があり、このため装置が大掛かりになり、試験時間が
長くなるので、多数の地点での施行が困難であり、簡易
な試験方法の開発が望まれていた。
では、大きな荷重を長時間に渡って試験地盤にかける必
要があり、このため装置が大掛かりになり、試験時間が
長くなるので、多数の地点での施行が困難であり、簡易
な試験方法の開発が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明に係る地盤係数測
定方法は上記目的を達成するために、試験地盤面上に設
置した平板載荷試験用の載荷板に対し適宜振動数の定常
振動を印加し、上記載荷板と上記試験地盤からなる系を
共振させて該系の固有角周波数あるいは固有周波数を検
出し、上記試験地盤の動的剛性Ｋdを
定方法は上記目的を達成するために、試験地盤面上に設
置した平板載荷試験用の載荷板に対し適宜振動数の定常
振動を印加し、上記載荷板と上記試験地盤からなる系を
共振させて該系の固有角周波数あるいは固有周波数を検
出し、上記試験地盤の動的剛性Ｋdを
【数２】 （ｍは載荷板及び起振器等不動部分の質量（以下載荷板
の質量という）の和、ωnは系の固有角周波数、ｆnは系
の固有周波数である。）として求め、該動的剛性Ｋdに
予め定めた係数βを乗じて上記試験地盤の静的剛性Ｋs
を得ることを特徴とするものである。
の質量という）の和、ωnは系の固有角周波数、ｆnは系
の固有周波数である。）として求め、該動的剛性Ｋdに
予め定めた係数βを乗じて上記試験地盤の静的剛性Ｋs
を得ることを特徴とするものである。
【０００５】上記本発明方法の原理を図面を参照して具
体的に説明する。図１は地盤のＰ−Ｓ曲線を示す図であ
る。図中Ｐが載荷板に作用する荷重、Ｓが載荷板の沈下
量で、一般に試験地盤の許容支持力に到達するまでは荷
重Ｐと載荷板の沈下量Ｓとの間には図１の曲線Ｘ１及び
直線Ｘ２に示すようにほぼ比例関係にあるものと考える
ことができるとされている。図中Ｐａは許容支持力、Ｓ
ａは許容支持力に対応する沈下量である。そこで載荷板
と試験地盤からなる系を、質量とばねからなる系として
考えると、図２に示すようにモデル化することができ、
このモデルでは、
体的に説明する。図１は地盤のＰ−Ｓ曲線を示す図であ
る。図中Ｐが載荷板に作用する荷重、Ｓが載荷板の沈下
量で、一般に試験地盤の許容支持力に到達するまでは荷
重Ｐと載荷板の沈下量Ｓとの間には図１の曲線Ｘ１及び
直線Ｘ２に示すようにほぼ比例関係にあるものと考える
ことができるとされている。図中Ｐａは許容支持力、Ｓ
ａは許容支持力に対応する沈下量である。そこで載荷板
と試験地盤からなる系を、質量とばねからなる系として
考えると、図２に示すようにモデル化することができ、
このモデルでは、
【数３】 （Ｐは載荷板に作用する荷重、ｍは載荷板の質量、Ｋs
は載荷板−試験地盤からなる系の静的剛性である。）と
考えることができる。
は載荷板−試験地盤からなる系の静的剛性である。）と
考えることができる。
【０００６】一方、同一の地盤状況のもとで載荷板に印
加する荷重を静的なものではなく、例えば正弦荷重のよ
うな定常振動的な荷重であるとすると、載荷板と試験地
盤からなる系は図３に示すような１自由度の質量−ばね
減衰モデルと考えることができる。載荷板に作用する動
的荷重Ｐを、
加する荷重を静的なものではなく、例えば正弦荷重のよ
うな定常振動的な荷重であるとすると、載荷板と試験地
盤からなる系は図３に示すような１自由度の質量−ばね
減衰モデルと考えることができる。載荷板に作用する動
的荷重Ｐを、
【数４】 で表される正弦荷重（Ｐ0は正弦荷重Ｐの最大値、ωは
正弦荷重Ｐの角周波数）とすると、載荷板の変位Ｚは
正弦荷重Ｐの角周波数）とすると、載荷板の変位Ｚは
【数５】 で表わされる。ここで、Ｚ0は載荷板の変位の最大値、
φは正弦荷重と変位応答の間の位相差である。
φは正弦荷重と変位応答の間の位相差である。
【０００７】するとこの変位Ｚから載荷板の振動速度が
【数６】 と、加速度が
【数７】 と表される。ここで、Ｚ0ωは速度の最大値、Ｚ0ω２は
加速度の最大値である。
加速度の最大値である。
【０００７】図４は、強制振動状態において載荷板に作
用する正弦荷重の最大値Ｐ0、ばね力ＫdＺ0、減衰力ｃ
Ｚ0及び慣性力ｍＺ0ω2の関係をベクトルで示したもの
である。力の鉛直方向の釣合を考えると、
用する正弦荷重の最大値Ｐ0、ばね力ＫdＺ0、減衰力ｃ
Ｚ0及び慣性力ｍＺ0ω2の関係をベクトルで示したもの
である。力の鉛直方向の釣合を考えると、
【数８】 が成立し、また水平方向の釣合から、
【数９】 が得られる。式中ａは載荷板の振動加速度の最大値、ｖ
は載荷板の振動速度の最大値、Ｃは載荷板−試験地盤系
の減衰定数である。
は載荷板の振動速度の最大値、Ｃは載荷板−試験地盤系
の減衰定数である。
【０００８】ここで数式３と数式８とを比較すると、両
式は同じ形式となっており、動的剛性Ｋｄと静的剛性Ｋ
sがともに、載荷板−試験地盤系の状況を総合的に反映
したものであるということができ、本発明者等の行なっ
た実験測定によれば図１中の直線Ｘ３で示すように、動
的剛性Ｋdは静的剛性Ｋsと何らかの相関関係がある。従
って、共振実験によって動的剛性Ｋdを得れば、
式は同じ形式となっており、動的剛性Ｋｄと静的剛性Ｋ
sがともに、載荷板−試験地盤系の状況を総合的に反映
したものであるということができ、本発明者等の行なっ
た実験測定によれば図１中の直線Ｘ３で示すように、動
的剛性Ｋdは静的剛性Ｋsと何らかの相関関係がある。従
って、共振実験によって動的剛性Ｋdを得れば、
【数１０】 によって静的剛性Ｋsを得ることができることがわか
る。β1は静的剛性Ｋsと動的剛性Ｋｄとの比である。
る。β1は静的剛性Ｋsと動的剛性Ｋｄとの比である。
【０００９】ｌ自由度の振動であるから動的剛性Ｋ
dは、
dは、
【数１１】 として求めることができる。ωnは載荷板一地盤系の固
有角周波数、ｆnは載荷板一地盤系の固有周波数で、図
５に示す載荷板の振動速度と周波数との関係曲線から求
められる。
有角周波数、ｆnは載荷板一地盤系の固有周波数で、図
５に示す載荷板の振動速度と周波数との関係曲線から求
められる。
【００１０】また動的剛性Ｋdは低周波数の範囲でも、
【数１２】 により求めることができる。ｆiは載荷板一地盤系の周
波数、ｖiは周波数ｆiのときの載荷板の振動速度であ
る。
波数、ｖiは周波数ｆiのときの載荷板の振動速度であ
る。
【００１１】そして地盤の許容沈下量Ｓaが決められる
のであれば、数式３と数式１０により
のであれば、数式３と数式１０により
【数１３】 として地盤の許容支持力Ｐaを求めることができる。こ
こでｍｇが他の項の値に比べて小さいので無視すること
ができる。すると
こでｍｇが他の項の値に比べて小さいので無視すること
ができる。すると
【数１４】 となる。一方、地盤の許容沈下量Ｓaが決められないの
であれば、地盤の許容支持力Ｐaと動的剛性Ｋdとの相関
関係β2を実験、測定に基づいて求めておけば、
であれば、地盤の許容支持力Ｐaと動的剛性Ｋdとの相関
関係β2を実験、測定に基づいて求めておけば、
【数１５】 として許容支持力Ｐaを求めることができる。
【００１２】また、地盤反力係数Ｋvは、
【数１６】 で求めることができる。Ａは載荷板の面積である。さら
にこの地盤反力係数Ｋvを用いて、
にこの地盤反力係数Ｋvを用いて、
【数１７】 として地盤の変形係数を求めることができる。Ｅsは試
験地盤の変形係数（ｋｇｆ／ｃｍ2）、Ｉｐは影響値
（載荷板が剛な円形の場合０．７９）、ｄは載荷板の直
径（３０ｃｍ2）、νは試験地盤のポアソン比（例えば
砂質土では０．３、粘性土では０．５）ｋvは地盤反力
係数（ｋｇｆ／ｃｍ3）である。
験地盤の変形係数（ｋｇｆ／ｃｍ2）、Ｉｐは影響値
（載荷板が剛な円形の場合０．７９）、ｄは載荷板の直
径（３０ｃｍ2）、νは試験地盤のポアソン比（例えば
砂質土では０．３、粘性土では０．５）ｋvは地盤反力
係数（ｋｇｆ／ｃｍ3）である。
【００１３】
【実施例】図６は本発明に係る地盤係数測定方法を実験
した装置構成を示す。図中１が載荷板、２が起振器、３
が電力増幅器、４がＦＦＴアナライザーであり、載荷板
１と起振器２にそれぞれ加速度計５、６が取り付けら
れ、その検出出力がＦＦＴアナライザー４に入力される
よう接続してある。載荷板１は従来の平板載荷試験と同
様に根切り底面に設置してあり、起振器２は載荷板１の
上に載せてある。起振器２に対しては、電力増幅器３か
ら適宜の起振信号が印加され、載荷板１はこれによって
定常振動で振動するようになっている。
した装置構成を示す。図中１が載荷板、２が起振器、３
が電力増幅器、４がＦＦＴアナライザーであり、載荷板
１と起振器２にそれぞれ加速度計５、６が取り付けら
れ、その検出出力がＦＦＴアナライザー４に入力される
よう接続してある。載荷板１は従来の平板載荷試験と同
様に根切り底面に設置してあり、起振器２は載荷板１の
上に載せてある。起振器２に対しては、電力増幅器３か
ら適宜の起振信号が印加され、載荷板１はこれによって
定常振動で振動するようになっている。
【００１４】上述の装置構成により行なった実験結果を
表にして図７に示す。この実験はアットランダムに選定
した地盤において図６に示す装置構成により載荷板−試
験地盤系の共振実験を行なったもので、この実験結果か
ら、静的剛性Ｋsと動的剛性Ｋdとの比であるβ1は地盤
の性質にかかわらず、０．８５ないし１．０７という狭
い範囲に収まる（図８参照）ことがわかる。実験番号４
におけるβ1の値は、他の実験における値と大きくずれ
ているが、これはデータの採取ミスであったので無視で
きる。即ち、地盤の性質によって上述の比β1がどのよ
うな値をとるかを予め検討し設定すれば、図６に示すよ
うな簡単な装置で地盤係数その他を得ることができる。
表にして図７に示す。この実験はアットランダムに選定
した地盤において図６に示す装置構成により載荷板−試
験地盤系の共振実験を行なったもので、この実験結果か
ら、静的剛性Ｋsと動的剛性Ｋdとの比であるβ1は地盤
の性質にかかわらず、０．８５ないし１．０７という狭
い範囲に収まる（図８参照）ことがわかる。実験番号４
におけるβ1の値は、他の実験における値と大きくずれ
ているが、これはデータの採取ミスであったので無視で
きる。即ち、地盤の性質によって上述の比β1がどのよ
うな値をとるかを予め検討し設定すれば、図６に示すよ
うな簡単な装置で地盤係数その他を得ることができる。
【００１５】
【発明の効果】本発明に係る地盤係数測定方法は以上説
明してきたように、試験地盤面上に設置した平板載荷試
験用の載荷板に対し適宜振動数の定常振動を印加し、載
荷板と試験地盤からなる系を共振させて系の固有角周波
数あるいは固有周波数を検出し、試験地盤の動的剛性を
求め、動的剛性に予め定めた係数を乗じて試験地盤の静
的剛性を得るようにしたので、装置が簡単なものにな
り、また大きな荷重を長時間に渡って試験地盤にかける
必要がなくなり、多数の地点での試験施行を容易に行な
えるようになるという効果がある。
明してきたように、試験地盤面上に設置した平板載荷試
験用の載荷板に対し適宜振動数の定常振動を印加し、載
荷板と試験地盤からなる系を共振させて系の固有角周波
数あるいは固有周波数を検出し、試験地盤の動的剛性を
求め、動的剛性に予め定めた係数を乗じて試験地盤の静
的剛性を得るようにしたので、装置が簡単なものにな
り、また大きな荷重を長時間に渡って試験地盤にかける
必要がなくなり、多数の地点での試験施行を容易に行な
えるようになるという効果がある。
【図１】地盤のＰ−Ｓ曲線を示す図である。
【図２】載荷板と試験地盤からなる系を、質量とばねか
らなる系として示す説明図である。
らなる系として示す説明図である。
【図３】載荷板と試験地盤からなる系を１自由度の質量
−ばね減衰として示す説明図である。
−ばね減衰として示す説明図である。
【図４】強制振動状態において載荷板に作用する正弦荷
重の最大値、ばね力、減衰力及び慣性力の関係をベクト
ルで示す説明図である。
重の最大値、ばね力、減衰力及び慣性力の関係をベクト
ルで示す説明図である。
【図５】載荷板の振動速度と周波数との関係を示す説明
図である。
図である。
【図６】本発明に係る地盤係数測定方法を実験した装置
構成を示す説明図である。
構成を示す説明図である。
【図７】図６の装置構成により行なった実験結果を表に
して示す図である。
して示す図である。
【図８】図７の実験結果をプロットして示す説明図であ
る。
る。
１ 載荷板 ２ 起振器 ３ 電力増幅器 ４ ＦＦＴアナライザー ５、６ 加速度計
Claims (1)
- 【請求項１】 試験地盤面上に設置した平板載荷試験用
の載荷板に対し適宜振動数の定常振動を印加し、上記載
荷板と上記試験地盤からなる系を共振させて該系の固有
角周波数あるいは固有周波数を検出し、上記試験地盤の
動的剛性Ｋdを 【数１】 （ｍは載荷板等の質量、ωnは系の固有角周波数、ｆnは
系の固有周波数である。）として求め、該動的剛性Ｋd
に予め定めた係数βを乗じて上記試験地盤の静的剛性Ｋ
sを得ることを特徴とする地盤係数測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21521193A JPH0755668A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 地盤係数測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21521193A JPH0755668A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 地盤係数測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0755668A true JPH0755668A (ja) | 1995-03-03 |
Family
ID=16668540
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21521193A Withdrawn JPH0755668A (ja) | 1993-08-06 | 1993-08-06 | 地盤係数測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0755668A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799207B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2008-01-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 고주기 피로 수명 해석 방법 |
| CN103669317A (zh) * | 2012-09-11 | 2014-03-26 | 张望喜 | 利用刚性板动力试验测量双参数地基动基床系数的方法 |
| CN108549618A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-18 | 南京工业大学 | 动模量、阻尼比计算方法及装置 |
-
1993
- 1993-08-06 JP JP21521193A patent/JPH0755668A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100799207B1 (ko) * | 2001-12-29 | 2008-01-29 | 삼성테크윈 주식회사 | 고주기 피로 수명 해석 방법 |
| CN103669317A (zh) * | 2012-09-11 | 2014-03-26 | 张望喜 | 利用刚性板动力试验测量双参数地基动基床系数的方法 |
| CN108549618A (zh) * | 2018-04-18 | 2018-09-18 | 南京工业大学 | 动模量、阻尼比计算方法及装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Kumme | Investigation of the comparison method for the dynamic calibration of force transducers | |
| Schwarz et al. | Introduction to operating deflection shapes | |
| Ndambi et al. | Comparison of techniques for modal analysis of concrete structures | |
| US6606569B1 (en) | Methods and systems for dynamic force measurement | |
| US7933691B2 (en) | System for and method of monitoring free play of aircraft control surfaces | |
| US5245876A (en) | Dual beam complex modulus apparatus | |
| Lee et al. | Shear wave velocity measurements and soil–pile system identifications in dynamic centrifuge tests | |
| US8171789B2 (en) | Dynamic balancing apparatus and method using simple harmonic angular motion | |
| Green | Modal test methods for bridges: a review | |
| JPH0755668A (ja) | 地盤係数測定方法 | |
| US7590495B2 (en) | Inverse method to calculate material properties using a non-resonant technique | |
| CN108344498A (zh) | 一种基于脉冲激励差值响应分析的地基指定深度水平向动阻抗的测定装置与方法 | |
| JPS6122251B2 (ja) | ||
| EP3839469B1 (en) | Rotor balancer | |
| JP2000221096A (ja) | 釣合い試験機及び釣合い試験方法 | |
| JP4571333B2 (ja) | 振動発生機における転倒モーメント測定方法 | |
| Rouse et al. | Vibration studies of Monticello dam | |
| JP2002055090A (ja) | 液状化判定方法 | |
| JP2003322644A (ja) | 構造物の損傷検出方法及び装置 | |
| CARNE et al. | Modal identification of a rotating blade system | |
| JPH0365857B2 (ja) | ||
| Pistrol et al. | Recent Advances in Dynamic Compaction with Oscillating Rollers | |
| Chen et al. | Low velocity impact of an elastic plate resting on sand | |
| JPH06170084A (ja) | 全自動洗濯機の状態把握方法及び装置 | |
| JP2000258291A (ja) | 振動台 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20001031 |