JPS62206124A - 地盤振動防御用の遮断層 - 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、工場機械、交通機関等を発生源とする振動の
地中伝播を、環境保全のためにその伝播経路たる土中に
おいて防止する地盤振動防御用の遮断層に関する。

〔従来の技術〕

振動に対する一般的な防振対策としては、振動の発生源
における防振対策、伝播経路における防４ｍ’ｐＬａｅ
ｇ価４Ｅ＃Ｍχｌｆ１シ、１．＋２、／ｌｌＩｈ／７１
１！ツ：ｆｌｌｌＡ１々）”ｎａＺ木スが、本発明の範
ちゅうに入る防振対策は伝播経路における防振対策に関
する。この範ちゅうに入る従来の防振対策としては、空
溝による防振対策、地中壁による防振対策、地盤改良に
よる防振対策等があげられる。空溝あるいは地中壁によ
る防振対策は伝播経路の土中に空溝或いは地中壁金膜け
る方法であシ、一方地盤改良による対策は伝播経路のあ
る平面区間を地盤改良することによシ防振対策をおこな
うものである。

〔発明が解決しようとする間層点〕

上記のように構成し友従来の地盤振動防御用の遮断層に
よれば以下に示すような問題点があった。

すなわち空溝による防振対策による場合は効果の程度を
無視しｔ比較的浅いものであれば、最も安直な方法であ
りコストも安いが、顕著な効果を期待するならば、その
深さは、防止しようとする振動の波長程度でなければな
らず、このため１０ｍ程度以上の深さを要することにな
り実用的でない。

即ち、空溝の壁面の崩落によ多断面の確保が不可能であ
る。これに対しベントナイト泥水等で満し崩落を防止す
ることも考えられるが、維持が容易でなぐ、地上走行に
対してはきわめて危険でもある。また土中申開ｒＬ適当
な支持材全配して保持すると効果が上がるが、このよう
な方法ではコスト高になる。

また地中壁による防振対策の場合は、コンクリート壁や
１矢板壁などのような硬い材料を設ける場合と発泡樹脂
などの如く軟い材料を用いる場合とがある。前者は、振
動発生源の極〈近傍で、発生源を囲むようにクローズな
形で設ける場合に効果があるが、伝播経路に設ける場合
は、成る程度壁厚が厚くないと効果があまりない□効果
をあげるため二重壁として間に砂などをはさんだりする
こともあるが、コスト高になってしまう。またこのよう
な硬い材料で地中に壁を設けると、将来の配管、配線工
事などの障碍物ともなる。後者の歌い材料を用いる場合
は、地中障碍物としての問題は解消するが、周辺上との
波動インピーダンスを０．２以下としかつ地表面の陥没
や変形を起さない物性値を有する材料を選択するのに困
難を伴う。

また、材料によっては、化学的な公害をσ１起こす等の
問題がある。

地盤改良ｒ（よる対策の場合はそもそも本目的のために
栂する手段ではない。副次的に振動伝播防止の効果もあ
る程度は期待できるが、本目的のために位置を限定して
施工する場合は、前記の地中壁と同じ問題を有する。

本発明は上記の間頴点を解決するためになされたもので
、周辺地盤の安定が保持され再掘削が可能な５／ｃ、配
管、配線工事などの支障とならす、さらに計画段階で発
生源の周波数の変動に応じた設計ができる地盤振動防御
用の遮断層を得ることを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は上記の目的を達成するためになされたもので、
振動の伝播方向に直角で一定の厚さと拡が）を有し深さ
は振動の波長と同程度の地中壁状の遮断Ｎを波動の伝播
経路に単数個または複数個設けるとともに、前記遮断層
を周辺地盤に対し波動インピーダンスの小なる材料で充
填した地盤振動防御用の遮断層を提供するものである。

〔作　用〕

振動発振源から生じた振動は遮断層にあたると境界部で
反射、屈折、干渉し遮断ＷＩヲ透透過域減衰る。

〔実施例〕

第１図は遮断層を振動の伝播経路に単相に配置した場合
の本発明の実施例を示す斜視図、第２図は遮断層を複数
層（本実施例では２層）で平行に配置した場合の本発明
の他の実施例を示す正面図である。１は揚動の発生源で
、４は発生源１からの振動伝播を防ぐ領域である。矢印
イは振動の発生源１と振動伝播を防ぐ領域４との間の振
動の伝播経路である。３（または３ａ、３ｂ）は周辺地
盤より振動インピーダンスの小さい材料で充填され化学
的に公害のない地中壁状の振動の遮断層で、伝播経路イ
方向に直角で所要の厚さと拡が夛ヲ有し地上からの深さ
は振動の波長と同程度の平板である＠この遮断ＮｊＩ３
（３ａ、３ｂ）は地上から掘＋１＋Ｉ　Ｉ−たｙ５暦に
所常の材料を亨壇１．で為丁１涜線のであるが、注入工
法により空溝に所定の材料全充填して遣工してもよい。

なお図中Ａは地上部分であり、Ｂは地中部分である。

ところで上記遮断＠３（３ａ、３ｂ）内に充填された材
料は、土砂に水不溶性吸水性樹脂を適当量混合すること
で得られるが、この水不溶性吸水性樹脂の一例としては
、たとえば以下に示すものがあげられる。すなわち、（
親水性および／または水溶性ＩＩＬ量体）および／また
は（加水分解により親水性および／または水溶性となる
単量体）（Ａ）と多糖類（Ｂとの重合体たとえばデンプ
ン−アクリロニトリルグラフト共社合体の加水分解物、
セルロース−アクリル酸グラフト共徂合体およびその塩
など；（４）と架橋剤（Ｑとの重合体たとえばジビニル
化合物（メチレンビスアクリルアミドなど）で架橋され
之ポリアクリルアミドおよびその部分加水分解物、架橋
ポバール、特開昭５２−１４６８９号、特開昭５２−２
７４５５号記載の架橋されたビニルエステルー不飽和カ
ルボン酸共重合体ケン化物、架橋ポリエチレンオキシド
など；（５）と（Ｕと（Ｑとを必須成分として」合させ
必要により加水分解を行うことにより得られる重合体た
とえば特公昭５６−４６１９９号、特公昭５３−４６２
００号および特公昭５５−４４６２号記載の架橋された
デンプン−アクリルアミドグラフト共重合体、架橋され
たデンプン−アクリル酸グラフト共重合体およびその塩
などがあげられる。これらの親水性架橋重合体は二種以
上併用してもよい。なお重合体粒子の粒度は通常５μ〜
５０００μ以下、好ましくは２０μ〜５００μであり、
この重合体粒子は通常６０鴫々以上の吸水力を有するも
のである＠この他にも水硬性ウレタンなど高分子樹脂を
利用してもよい。

ところで上記水不溶性吸水性樹脂の土砂に対する混合量
は、混合する対象の土砂の間隙を飽和する水の量によっ
て異なり、その水の全量全吸水するに十分な量の水不溶
性吸水性樹脂を混合する必要がある。例えば豊浦標準砂
（比重２．６５）を間隙比Ｑ、８に詰め、吸水能力１０
００ｔＲＶｙ−の水不溶性吸水性樹脂を混合する場合、
標拳砂の乾燥型１の０．０６％が間隙水を全舒吸水する
水不溶性吸水性樹脂の必要最少量という事になる。豊浦
儲準砂と吸水能力１０００　ｍ￥Ｐの水不溶性吸水性樹
脂の混合量との関係を試験した結果の１例は第６図、第
７図に示す通りである。必要最少ｆｌ　０．０３％を混
合した場合には、せん断応力は水不溶性吸水性樹脂を添
加しないものとほとんど変わらないが変形係数はに〜％
にまで低下する。ま九必要最少量以上に水不溶性吸水性
樹脂を混合すると変形係数はよυ小さくなるが、同時に
せん断強度も低下する。

水不溶性吸水性樹脂″ＩＩ：混合する土砂は山砂、川砂
、水砕スラグなどのような埋戻し用砂掘削残土などでも
よい。

上記のように構成した本発明によれば、発振源１から生
じた振動は第１図（１次は第２図）に示す遮断層３（３
ａ、３ｂ）のような異なる媒質の物体に当ると遮断層３
（３ａ、３ｂ）の境界部で反射、屈折、干渉などが生じ
、波形は複雑になるが一般的には減衰する。一方振動が
平面波的に遮断＃３（３ａ、３ｂ）？透過する場合その
伝達率は各々の振巾の比で表わされ、更に、その比は６
各の波動インピーダンスの比、遮断層厚、波動周波数の
関数として表わされる・周辺の土質常数と振動発生源１
０周波敷金既知とすると、遮断層厚充填材の波動インピ
ーダンスが求まれば期待する低減効果を得ることが可能
である。本発明のように波動インピーダンスの小さい物
質で充填した場合は、理論上からは周辺の土砂との比が
α２程度ならば約０．４、α１程度なら約α２の低減係
数が得られる可能性がある。

つぎに数値を入れ之場合の一例として複数配置の場合を
あげ有限要素法を用いた数値計算例を示す。第３図は遮
断層５ｃ　、３ｄの振動発生源１からの距離、深さと幅
を示したもので、紙面直角方向に連続して存在する□た
とえば、第４図は鉛直方向に、振動数１０Ｈｚで加振し
九ときの地表の振動応答振幅を示す線図で、縦軸は原地
盤の加振位置の振幅で規準化し、横軸は振動発生源１か
らの距！！！を示し本実施例では６６ｍｔで測定しであ
る□■は遮断層のない原地盤の場合、■は空溝の場合、
ρは本発明に昼ふ遮断層の湯をの泪齢広鴬振幅をそれぞ
れ示している。図から明らかなように本発明に係る遮断
層３ｃ、３ｄｌＣよって原地盤に対して空溝程度に著し
く低減していることがわかる。

第５図（ａ）　、　（ｂ）はそれぞれ地盤内での鉛直面
内の変位の軌跡を遮断層のない原地盤の場合と本発明に
係る遮断層が存在する場合のそれぞれについて示した地
盤内変位分布図である・図から明らかなように、本発明
に係る遮断層３ｃ、３ｄを地中に設は几場合は、とれよ
り外側の地盤内部において防振のＲ著な効果を認めるこ
とができる。他の振動発生源あるいは遮断Ｍが単数の場
合においても先に示した場合と同様な効果が得られるこ
とはいうまでもない。なお数値計算モデルの物質定数は
第１表に示す通シであろう 第１表 〔発明の効果〕 以上の説明から明らかなように、本発明によれば以下に
示すような顕著な効果がある。

■　本発明に係る遮断層は空溝でないので壁面崩壊のお
それがなく、周辺地盤の安定が保たれる０■　遮断層形
成にあたり何ら支持材を必要とぜずコスト安である。

■　遮断層の材料は周辺地盤より軟い材料であるため再
掘削が可能であり、設散後の配管、配線工事などの支障
となることもない。

■　遮断層の厚さ、深さ、充てん材料あるいは遮断、Ｖ
を単数にするか複数にするかを自由に選択できるので、
計画段階で発生源の周波数の変動に応じた設計ができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す斜視図、第２図は本発明
の他の実施例を示す正面図、第５図は本発明に係る遮断
層の位置と深さの関係を示す説明図、酊４図は地表面の
鉛直変位分布の一例を示す線図、第５図（ａ）　、　（
ｂ）は地盤内変位分布の一例を示ず説明図、第６図は三
軸圧縮試験結果の一例を示す線図、第７図は樹脂混合比
と変形係数のＩＳＵ係を示１線Ｄ３である。 ３．３ａ、３ｈ、３ｃ、３ｄ・−・遮断ＭＯかお各図中
、同一符号は同−又は相当部分を示す。 代理人　弁理士　　佐　藤　正　年 第１図 １：ギ灰ｂ６Ｑ企ｉ基東 ３：迄所属 ４：扱ψ〃イｅ、毛怜ε ゛ｆ名−＜°゛嫂Ｅ妬６

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 振動の伝播方向に直角で一定の厚さと拡がりを有し深さ
   は振動の波長と同程度の地中壁状の遮断層を波動の伝播
   経路に単数個または複数個設けるとともに、前記遮断層
   を周辺地盤に対し波動インピーダンスの小なる材料で充
   填した地盤振動防御用の遮断層。