JPS63277987A - 地盤の異方性の調査方法 - Google Patents
地盤の異方性の調査方法Info
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- JPS63277987A JPS63277987A JP62086906A JP8690687A JPS63277987A JP S63277987 A JPS63277987 A JP S63277987A JP 62086906 A JP62086906 A JP 62086906A JP 8690687 A JP8690687 A JP 8690687A JP S63277987 A JPS63277987 A JP S63277987A
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Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (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。
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）
本発明は弾性波を用いて地盤の力学的性質の異方性を計
測する方法に関するものである。
測する方法に関するものである。
（従来の技術）
従来、発電所その他の重要構造物を地上や地下に建設す
る場合には、地盤の地層構造や卓越した方向を持つ節理
構造などによって生じる異方性を計測することが求めら
れる。岩盤の性質を明らかにするため、原位置における
試験において岩盤の物理的、化学的、力学的な諸量を直
接に得るようにしているが、岩盤の性質は一般に異方性
に富んでおり、岩盤内の不連続面の性状によって支配さ
れる度合いが著しく強いため、各種試験の結果の多くは
局所的な結果を示すだけであり、異方性等を配慮してこ
れらデータを処理しなければ的確な調査と言えないから
である。
る場合には、地盤の地層構造や卓越した方向を持つ節理
構造などによって生じる異方性を計測することが求めら
れる。岩盤の性質を明らかにするため、原位置における
試験において岩盤の物理的、化学的、力学的な諸量を直
接に得るようにしているが、岩盤の性質は一般に異方性
に富んでおり、岩盤内の不連続面の性状によって支配さ
れる度合いが著しく強いため、各種試験の結果の多くは
局所的な結果を示すだけであり、異方性等を配慮してこ
れらデータを処理しなければ的確な調査と言えないから
である。
しかし、従来は異方性を調べるためには、節理の方向分
布のような定性的なデータか、若しくは横坑内で特に異
方性を計測するために実施される大掛かりな原位置岩盤
試験のデータしか得られなかった。
布のような定性的なデータか、若しくは横坑内で特に異
方性を計測するために実施される大掛かりな原位置岩盤
試験のデータしか得られなかった。
（発明が解決しようとする問題点）
このように、従来の岩盤の異方性調査方法では、岩盤の
局所的でなく巨視的な異方性を定量的にしかも横坑を掘
削することなく容易に計測することはできなかった。
局所的でなく巨視的な異方性を定量的にしかも横坑を掘
削することなく容易に計測することはできなかった。
岩盤の力学的性質を局所的でなく把えるには弾性波の伝
播を利用することが効果的である。従来から、爆破、打
撃、電気的又は機械的衝撃等によって発生させた縦波弾
性波や横波弾性波の伝播速度を計って、地盤の力学的性
質、例えばヤング率、ポアソン比を求めている。
播を利用することが効果的である。従来から、爆破、打
撃、電気的又は機械的衝撃等によって発生させた縦波弾
性波や横波弾性波の伝播速度を計って、地盤の力学的性
質、例えばヤング率、ポアソン比を求めている。
しかし、この場合には地盤を等方弾性体と仮定しており
、地盤が多くの場合に持つ異方性を計測することはでき
ない、異方性を計測するために方向を変えて伝播速度を
計る方法もあるが、合弁性理論によればこれだけでは不
十分であり、音弾性効果によって分離した一つの縦波と
二つの横波のそれぞれの伝播速度と振動方向を図る必要
がある。
、地盤が多くの場合に持つ異方性を計測することはでき
ない、異方性を計測するために方向を変えて伝播速度を
計る方法もあるが、合弁性理論によればこれだけでは不
十分であり、音弾性効果によって分離した一つの縦波と
二つの横波のそれぞれの伝播速度と振動方向を図る必要
がある。
しかし、従来のような爆破、打撃、電気的又は機械的衝
撃によって発生させた弾性波は波形がｒ！ｉ雑でかつ不
規則になりやすいため、横波が二つに分離して異なる速
度で伝播する地盤の音弾性効果を精密に観測することは
困難であった。
撃によって発生させた弾性波は波形がｒ！ｉ雑でかつ不
規則になりやすいため、横波が二つに分離して異なる速
度で伝播する地盤の音弾性効果を精密に観測することは
困難であった。
本発明は、地盤の音弾性効果を精密に計測することによ
って、従来困難であった地盤の異方性の測定を容易に行
うことを目的とする。
って、従来困難であった地盤の異方性の測定を容易に行
うことを目的とする。
（問題点を解決するための手段）
かかる目的を達成するため、本発明の地盤の異方性の調
査方法は、安定で３！！続した振動を地盤に伝え、地盤
中において音弾性効果によって分離し異なる速度で伝播
する２つの横波弾性波をボーリング孔内で測定し、その
速度と振動方向から地盤の異方性を求めるようにしてい
る。
査方法は、安定で３！！続した振動を地盤に伝え、地盤
中において音弾性効果によって分離し異なる速度で伝播
する２つの横波弾性波をボーリング孔内で測定し、その
速度と振動方向から地盤の異方性を求めるようにしてい
る。
（作用）
したがって、安定で連続した弾性波が地盤内を伝播し、
地盤中において音弾性効果によって分離し、異なる速度
で伝播する二つの横弾性波を発生させるのでそれぞれの
速度と振動方向を計測することによって地盤の異方性を
求めることができる。
地盤中において音弾性効果によって分離し、異なる速度
で伝播する二つの横弾性波を発生させるのでそれぞれの
速度と振動方向を計測することによって地盤の異方性を
求めることができる。
特に回転運動する力は、回転面内の直交する任意の二方
向の正弦波的な力の合成力であるので測定すべき二つの
横波を効果的に発生することができ、これを計測するこ
とによってそれぞれの弾性波の伝播速度と振動方向を計
ることができる。
向の正弦波的な力の合成力であるので測定すべき二つの
横波を効果的に発生することができ、これを計測するこ
とによってそれぞれの弾性波の伝播速度と振動方向を計
ることができる。
（実施例）
以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）に本発明の調査方法を原
理図で示す、該図において、符号１は回転起振機、２は
受振器、３はボーリング孔、４は地表面、５は地盤振動
である。
理図で示す、該図において、符号１は回転起振機、２は
受振器、３はボーリング孔、４は地表面、５は地盤振動
である。
回転起振Ｉｌｌは、安定的に連続した弾性波を発生させ
得るもので、本実施例では第２図に示すように地表面あ
るいはボーリング孔の内壁面に直接取付は得るｔＰｉ造
のハウジング１１内にモータ１２を設置し、そのドライ
ブシャフト１３に扇形の重錘１４を偏心させて取付け、
重錘１４の回転によって、振動を発生させる構造の回転
起ｆｉｉ機が採用されている。尚、回転起振Ｒ１の取付
位置は、第１図（Ａ＞に示すように、ボーリング孔の入
口部分の地盤表面に設置するか、第１図（Ｂ）あるいは
（Ｃ）に示すようにボーリング孔３内の内壁面に接触さ
せて設置されている。この回転起振ａｌｌの地表面ある
いはボーリング孔への取付けは、当該起振機１において
発生する振動・弾性波が減衰することなく岩盤に伝播さ
れるように直に設置される。
得るもので、本実施例では第２図に示すように地表面あ
るいはボーリング孔の内壁面に直接取付は得るｔＰｉ造
のハウジング１１内にモータ１２を設置し、そのドライ
ブシャフト１３に扇形の重錘１４を偏心させて取付け、
重錘１４の回転によって、振動を発生させる構造の回転
起ｆｉｉ機が採用されている。尚、回転起振Ｒ１の取付
位置は、第１図（Ａ＞に示すように、ボーリング孔の入
口部分の地盤表面に設置するか、第１図（Ｂ）あるいは
（Ｃ）に示すようにボーリング孔３内の内壁面に接触さ
せて設置されている。この回転起振ａｌｌの地表面ある
いはボーリング孔への取付けは、当該起振機１において
発生する振動・弾性波が減衰することなく岩盤に伝播さ
れるように直に設置される。
受振器２としては、本実施例の場合、三軸方向の振動を
受振できる加速度変換器、速度変換器あるいは変位計が
採用されているが、この他の測定器を採用しても良い、
この受振器２の取付位置は回転起振Ｒ１が設置されてい
るボーリング孔３内で回転起振ｆｉ１より離れた箇所［
第１図（Ａ）。
受振できる加速度変換器、速度変換器あるいは変位計が
採用されているが、この他の測定器を採用しても良い、
この受振器２の取付位置は回転起振Ｒ１が設置されてい
るボーリング孔３内で回転起振ｆｉ１より離れた箇所［
第１図（Ａ）。
（Ｂ）参照］あるいは他のボーリング孔３Ａ［第１図（
Ｃ）参照］に設置する。
Ｃ）参照］に設置する。
そこで、回転起振＃ｆ１１を回転作動させると、この回
転起振機１より、安定で連続した弾性波が発生し地盤内
を伝播する。ちなみに、前記振動は偏心ロータ等の回転
によって生ずるものの他、安定で連続していれば、一方
向のずり加振であっても良い、この弾性波は地盤中にお
いて合邦性効果によって分離し、異なる速度で異なる方
向に伝播する０回転運動する力は、回転面内の直交する
任意の２方向の正弦波的な力の合成であるので、合邦性
効果によって分離し振動方向が直交し速度が互いに異な
る２つの横波を効果的に発生することができる。
転起振機１より、安定で連続した弾性波が発生し地盤内
を伝播する。ちなみに、前記振動は偏心ロータ等の回転
によって生ずるものの他、安定で連続していれば、一方
向のずり加振であっても良い、この弾性波は地盤中にお
いて合邦性効果によって分離し、異なる速度で異なる方
向に伝播する０回転運動する力は、回転面内の直交する
任意の２方向の正弦波的な力の合成であるので、合邦性
効果によって分離し振動方向が直交し速度が互いに異な
る２つの横波を効果的に発生することができる。
例えば、説明を簡単にするため、第３図のように一２方
向に伝播する２つの横波の振動方向Ｐ。
向に伝播する２つの横波の振動方向Ｐ。
ＱがＸ−Ｙ面内にあるときを考える０回転起振殿が岩盤
に伝える遠心力は、Ｐ、Ｑ方向の次のような力の合成力
である。
に伝える遠心力は、Ｐ、Ｑ方向の次のような力の合成力
である。
Ｐ方向 ｆ、 ＝ｆｇ Ｓｉｎ （ｇ）ｔＱ力方向ｆＱ
＝ｆｏ ｓｉｎ （（１）ｔ−１−ｒ／２）Ｐ方向な
らびにＱ方向に振動しながら、−２方向にそれぞれｖｌ
、ｖ２の速度で伝播する横波は例えばＸ方向のセンサ
ーによって次のように検知される。
＝ｆｏ ｓｉｎ （（１）ｔ−１−ｒ／２）Ｐ方向な
らびにＱ方向に振動しながら、−２方向にそれぞれｖｌ
、ｖ２の速度で伝播する横波は例えばＸ方向のセンサ
ーによって次のように検知される。
５ｘ＝ａ ・ｓｉｎ［ｃａ＋（ｔ−１／Ｖ１ ）”ＡＩ
＋β−ｓｉｎ［ω（ｔ−１／Ｖ２ ＞＋ｘ／２− ａ
ｌこの式に実際のデータをあてはめることによって、２
つの横波の速度と振動方向ｖ１ ｒ ｖ２ ＋へ、６等
が求められる。なお、Ｐ、ＱがＸ−Ｙ面内にないときも
、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のセンサーのデータを用いて速度とｌ
ｉ動方向を求めることができるが詳細は省く。
＋β−ｓｉｎ［ω（ｔ−１／Ｖ２ ＞＋ｘ／２− ａ
ｌこの式に実際のデータをあてはめることによって、２
つの横波の速度と振動方向ｖ１ ｒ ｖ２ ＋へ、６等
が求められる。なお、Ｐ、ＱがＸ−Ｙ面内にないときも
、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向のセンサーのデータを用いて速度とｌ
ｉ動方向を求めることができるが詳細は省く。
このようにして、−Ｚ方向に伝播し、合邦性効果によっ
て分離した２つの横波の振動方向と速度がわかれば、例
えば、地盤の謂性率ＧがＰ方向とＱ方向で異なり、それ
ぞれ次のようになることがわかる。
て分離した２つの横波の振動方向と速度がわかれば、例
えば、地盤の謂性率ＧがＰ方向とＱ方向で異なり、それ
ぞれ次のようになることがわかる。
Ｐ方向のずり振動に対する剛性率Ｇ１＝ρｙ１１Ｑ方向
のずり振動に対する剛性率Ｇ２＝ρｖ２！ただし、ρは
密度である。
のずり振動に対する剛性率Ｇ２＝ρｖ２！ただし、ρは
密度である。
また、このときの計測を行なったボーリング孔を用いて
、地圧が作用していないときのｖｌ 。
、地圧が作用していないときのｖｌ 。
Ｖ２１ （Ａ、（Ａを計測すれば、地圧が作用している
ときの現場データと比較することによって地圧の方向が
わかり、２つの主応力の差もわかる０例えば、説明を簡
単にするため無地圧下では等方向な地盤に水平地圧σ１
．σ２が作用する場合を考えると、鉛直に伝播する横波
はσ１．σ２方内に振動し互いに異なる速度ｖ１ 、ｖ
２をもつ２つの横波があり、次の関係がある。
ときの現場データと比較することによって地圧の方向が
わかり、２つの主応力の差もわかる０例えば、説明を簡
単にするため無地圧下では等方向な地盤に水平地圧σ１
．σ２が作用する場合を考えると、鉛直に伝播する横波
はσ１．σ２方内に振動し互いに異なる速度ｖ１ 、ｖ
２をもつ２つの横波があり、次の関係がある。
（ｖｌ−Ｖ２ ＞／ｖｏ ＝Ｃ＜ａｌ−ａ２）但し、Ｖ
Ｑは無地圧下の横波伝播速度、Ｃは地盤、岩種によって
決まる定数である。
Ｑは無地圧下の横波伝播速度、Ｃは地盤、岩種によって
決まる定数である。
（ｉ明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明の地盤の異方性
調査方法は、安定で連続した振動を地盤に伝え、地盤中
において合邦性効果によって分離し異なる速度で伝播す
る２つの横波弾性波をボーリング孔内で測定するように
しているので、２つの横波弾性波の速度と振動方向から
地盤の異方性を精度良くかつ容易に求めることができる
。特に、偏心ロータ等の回転運動によって生じる安定で
連続した振動は、回転面内の直交する任意の二方向の正
弦波的な力の合成力であるので測定すべき二つの横波を
効果的に発生することができ、これを計測することによ
ってそれぞれの弾性波の伝播速度と振動方向を精度良く
容易に計ることができる。
調査方法は、安定で連続した振動を地盤に伝え、地盤中
において合邦性効果によって分離し異なる速度で伝播す
る２つの横波弾性波をボーリング孔内で測定するように
しているので、２つの横波弾性波の速度と振動方向から
地盤の異方性を精度良くかつ容易に求めることができる
。特に、偏心ロータ等の回転運動によって生じる安定で
連続した振動は、回転面内の直交する任意の二方向の正
弦波的な力の合成力であるので測定すべき二つの横波を
効果的に発生することができ、これを計測することによ
ってそれぞれの弾性波の伝播速度と振動方向を精度良く
容易に計ることができる。
また、従来の地圧計測法は岩盤が対象であり、しかも、
節理や断層が少ない箇所でしか実施できなかったが、本
発明の方法によればそのような制限はなく、節理性岩盤
や土質地盤でも有効に適用できる。
節理や断層が少ない箇所でしか実施できなかったが、本
発明の方法によればそのような制限はなく、節理性岩盤
や土質地盤でも有効に適用できる。
第１図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は本発明の地盤の異方性
の調査方法を説明する原理図である。 第２図は起振機の概概略梢遺を示す一部切欠き斜視図で
ある。 第３図は回転運動によって生じる横弾性波の関係を示す
説明図である。 １・・・回転起振機、２・・・三軸受振子、３・・・ボ
ーリング孔、４・・・地表面、５・・・地盤振動。 特許出願人 財団法人 電力中央研究所第３図
の調査方法を説明する原理図である。 第２図は起振機の概概略梢遺を示す一部切欠き斜視図で
ある。 第３図は回転運動によって生じる横弾性波の関係を示す
説明図である。 １・・・回転起振機、２・・・三軸受振子、３・・・ボ
ーリング孔、４・・・地表面、５・・・地盤振動。 特許出願人 財団法人 電力中央研究所第３図
Claims (7)
- （１）安定で連続した振動を地盤に伝え、地盤中におい
て音弾性効果によって分離し異なる速度で伝播する２つ
の横波弾性波をボーリング孔内で測定し、その速度と振
動方向から地盤の異方性を求めることを特徴とする地盤
の異方性の調査方法。 - （２）地盤表面で安定で連続した振動を地盤に伝え、地
盤中において音弾性効果によって分離し異なる速度で伝
播する２つの横波弾性波を振動を与える地盤表面の直下
あるいは近傍に掘削したボーリング孔内で測定すること
を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の地盤の異方
性の調査方法。 - （３）地盤中に掘削したボーリング孔内において安定で
連続した振動を地盤に伝え、地盤中において音弾性効果
によって分離し異なる速度で伝播する２つの横波弾性波
を同じボーリング孔内の別の位置で測定することを特徴
とする特許請求の範囲第１項に記載の地盤の異方性の調
査方法。 - （４）地盤中に掘削したボーリング孔内において安定で
連続した振動を地盤に伝え、地盤中において音弾性効果
によって分離し異なる速度で伝播する２つの横波弾性波
を別のボーリング孔内で測定することを特徴とする特許
請求の範囲第１項に記載の地盤の異方性の調査方法。 - （５）前記振動は円運動によって生ずるものであること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第４項のいず
れかに記載の地盤の異方性の調査方法。 - （６）前記振動は重心が偏在したロータを回転させるこ
とによって生ずるものであることを特徴とする特許請求
の範囲第５項に記載の地盤の異方性の調査方法。 - （７）前記振動は一方向のずり加振であることを特徴と
する特許請求の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記
載の地盤の異方性の調査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086906A JPS63277987A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 地盤の異方性の調査方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62086906A JPS63277987A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 地盤の異方性の調査方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63277987A true JPS63277987A (ja) | 1988-11-15 |
Family
ID=13899883
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62086906A Pending JPS63277987A (ja) | 1987-04-10 | 1987-04-10 | 地盤の異方性の調査方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63277987A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004347490A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 貫入プローブ |
| JP2011508876A (ja) * | 2007-12-18 | 2011-03-17 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 表面電磁探査を改善するシステム及び方法 |
| JP2019124070A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 道三 市原 | 支持層到達確認方法および起振装置 |
-
1987
- 1987-04-10 JP JP62086906A patent/JPS63277987A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004347490A (ja) * | 2003-05-23 | 2004-12-09 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 貫入プローブ |
| JP2011508876A (ja) * | 2007-12-18 | 2011-03-17 | シュルンベルジェ ホールディングス リミテッド | 表面電磁探査を改善するシステム及び方法 |
| JP2019124070A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | 道三 市原 | 支持層到達確認方法および起振装置 |
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