第 ４章 模 型 を用 いた検 証 実 験
4.4 結 果 および考 察
（1）押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 深 度 推 定
3.2.4 節 に記 載 した手 法 で，基 盤 層 （泥 岩 層 ）深 度 の推 定 を試 みた．ただし模 型 試 験 機 で は，その機 構 から「吊 荷 重 」ではなく，オーガーの押 付 荷 重 を計 測 した．押 付 荷 重 は
（押 付 荷 重 ） ＝ （貫 入 抵 抗 ） ＝ （地 盤 からの反 力 ）
である．
実 施 工 においては
（吊 荷 重 ） ＝（オーガー総 重 量 ） － （地 盤 からの反 力 ）
であるので，模 型 試 験 での押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 推 定 手 法 の相 関 は，正 負 が逆 になる．よって押 付 荷 重 の傾 きap≧0かつ負 荷 電 流 の傾 きae≦0か つ 押 付 荷 重 と 負 荷 電 流 の 相 関 係 数γ≦0と な る 深 度 を 変 化 深 度 と し た ．
項 目 模 型 試 験 設 定 値 実 施 工 での設 定 値
削 孔 速 度 40 mm/min 0.3 m/min
オーガー回 転 数 20 rpm 20 rpm
削 孔 液 注 入 量 0.1 L/min 45 L/min
96
キャリブレーション用 土 槽 掘 削 時 のデータに対 し，トリミング処 理 および移 動 平 均 処 理 を行 った．押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の推 移 を図 4.8 に，押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 を図 4.9に示 す．
図 4.8 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の推 移 （キャリブレーション土 槽 掘 削 時 ） 深 度 (mm)
負荷電流(A) 押付荷重(N)
押 付 荷 重(N) 負 荷 電 流 （A）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
図 4.9 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の推 移 （キャリブレーション土 槽 掘 削 時 ） 変 化 深 度
Lrca l
変 化 深 度 Lrc a l
97
変 化 深 度 Lr c alは 305mmであった．キャリブレーションに用 いた土 槽 の基 盤 層 は GL-300mmのため補 正 値ΔL1を決 定 した．
ΔL1 ＝ Lr c al– Lbc al （4.1）
＝ 5
ここで，Lr c al ：キャリブレーション土 槽 での押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の変 化 深 度
（mm），Lb c al ：キャリブレーション土 槽 の基 盤 層 深 度 300（mm）
よって，模 型 試 験 における押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 推 定 深 度 は以 下 の 式 で算 出 することとした．
Lrpn = Lr n - ΔL1 （4.2）
ここで，Lrpn ：ケース nでの押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 推 定 深 度 （mm），Lr n ：ケース n での押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 変 化 深 度 （mm）
模 型 試 験 で押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 から基 盤 層 深 度 を推 定 したデータとして図 4.10
～4.25に押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 を示 す．
98 図 4.12 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース A-3 基 盤 層 深 度 GL-100mm）
図 4.10 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース A-1 基 盤 層 深 度 GL-100mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
図 4.11 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース A-2 基 盤 層 深 度 GL-100mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
99 図 4.15 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース B-3 基 盤 層 深 度 GL-200mm）
図 4.16 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース B-4 基 盤 層 深 度 GL-200mm）
図 4.13 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース B-1 基 盤 層 深 度 GL-200mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
図 4.14 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース B-2 基 盤 層 深 度 GL-200mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
100 図 4.19 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース C-3 基 盤 層 深 度 GL-300mm）
図 4.17 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース C-1 基 盤 層 深 度 GL-300mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
図 4.18 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース C-2 基 盤 層 深 度 GL-300mm）
図 4.20 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース C-4 基 盤 層 深 度 GL-300mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
101 図 4.21 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース D-1 基 盤 層 深 度 GL-400mm）
図 4.22 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース D-2 基 盤 層 深 度 GL-400mm）
図 4.23 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース D-3 基 盤 層 深 度 GL-400mm）
図 4.24 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース D-4 基 盤 層 深 度 GL-400mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
102 図 4.25 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係
（ケース D-5 基 盤 層 深 度 GL-400mm）
押付荷重(N)
負 荷 電 流(A)
103
表 4.6 に押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 推 定 深 度 Lrp nと土 槽 として作 製 した 基 盤 層 深 度 Ld nをまとめた．ケース A-2で最 大 誤 差 39mm，全 体 の平 均 絶 対 誤 差 は8.2mm であり，非 常 に精 度 よく基 盤 層 深 度 を推 定 できた．ケースA-1においても 31mmの誤 差 であ ったが，基 盤 層 深 度 が 100mmのケースでは琉 球 石 灰 岩 層 が薄 く，掘 削 が不 安 定 であった 可 能 性 がある．ケースA を除 いた平 均 絶 対 誤 差 は 4.46mmで，さらに高 精 度 で基 盤 層 深 度 を推 定 可 能 であった．
試 験 条 件
押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の 関 係 からの 基 盤 層 推 定 深 度
Lr pn
（mm）
作 製 土 槽 基 盤 層 深 度
Ld n
（mm）
差
Lr pn - Ld n
（mm）
平 均 誤 差
（mm）
ケース Ａ
1 131
100
31
2 139 39 22
3 97 -3
ケース B
1 189
200
-11
-9.0
2 187 -13
3 196 -4
4 192 -8
ケース C
1 298
300
-2
-0.25
2 299 -1
3 302 2
4 300 0
ケース D
1 401
400
1
-0.20
2 406 6
3 401 1
4 392 -8
5 399 -1
表 4.6 押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの基 盤 層 推 定 深 度 Lrp nと 土 槽 として作 製 した基 盤 層 深 度 Ldn
104
また図 4.26で，作 製 土 槽 の基 盤 層 深 度 Ld nと押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの推 定 深 度 Lrp nを比 較 し相 関 を確 かめた．相 関 を決 定 係 数 で評 価 した結 果 ，R2＝0.986，回 帰 式 の 有 意 性 を示 す有 意 確 率 P値 は 2.18×10-14となり非 常 に強 い相 関 が認 められた結 果 となり，
本 手 法 の有 効 性 が確 認 できた．
押 付 荷 重 と負 荷 電 流 の関 係 からの 基 盤 層 推 定 深 度 Lrp n(mm) 作製土槽の基盤層深度Ldn(mm)
図 4.26 作 製 土 槽 の基 盤 層 深 度 と押 付 荷 重 と 負 荷 電 流 の関 係 からの推 定 深 度 の比 較
y = 1.0339x - 10.977 R² = 0.986
0 100 200 300 400 500
0 100 200 300 400 500
105
（2）注 入 圧 力 の変 化 からの基 盤 層 深 度 推 定
3.2.5 節 に記 載 した手 法 で，基 盤 層 深 度 （琉 球 石 灰 岩 層 と泥 岩 層 との地 層 境 ）の推 定 を 試 みた．
図 4.27 にキャリブレーション土 槽 掘 削 時 の注 入 圧 力 の推 移 を示 す.琉 球 石 灰 岩 の削 孔 中 は，注 入 圧 力 はほぼ0㎫であり，基 盤 層 深 度 を超 えたあたりから急 激 に注 入 圧 力 が上 昇 して いる．実 施 工 時 と比 較 すると，地 下 水 位 の水 頭 もなく地 盤 の拘 束 も弱 いため，注 入 圧 力 は上 昇 したままではなく，オーガーロッド周 辺 から圧 力 を解 放 して，その後 何 度 か圧 力 の上 昇 と解 放 を繰 り返 した．そこでしきい値 を0.05MPaとし，しきい値 以 上 に注 入 圧 力 が上 昇 した深 度 を注 入 圧 力 上 昇 深 度 Lpcalとし，注 入 圧 力 が上 昇 するまでの貫 入 長 さの補 正 値ΔL2を決 定 した．
注入圧力(MPa)
深 度(mm) 図 4.27 注 入 圧 力 の推 移
（キャリブレーション土 槽 掘 削 時 基 盤 層 深 度 300mm）
Ld ca l Lp ca l
▽0.05MPa
106
∆L2=Lpcal−Ldcal （4.3) = 35
こ こ で ，Lpcal：キ ャ リ ブ レ ー シ ョ ン 土 槽 で し き い 値 以 上 に 注 入 圧 力 が 上 昇 し た 深 度 （mm），ΔL2： 補 正 値 （mm）．
そ し て ， 注 入 圧 力 か ら の 基 盤 層 推 定 深 度 Lppnを 以 下 の 式 で 算 出 す る ．
Lppn=Lpn−∆L2 （4.4)
ここで，Lppn：ケース nでの注 入 圧 力 からの基 盤 層 推 定 深 度 （mm），Lpn：ケ ースnでの注 入 圧 力 上 昇 深 度 （mm）．
模 型 試 験 で注 入 圧 力 から基 盤 層 深 度 を推 定 したデータとして図 4.28～4.43 に全 ケースの 注 入 圧 力 の推 移 を示 す．
注入圧力(MPa)
深 度(mm) 図 4.29 注 入 圧 力 の推 移
（ケース A-2 基 盤 層 深 度 100mm）
図 4.28 注 入 圧 力 の推 移
（ケース A-1 基 盤 層 深 度 100mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp A1
▽0.05MPa Lp A2
107
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp A3
図 4.30 注 入 圧 力 の推 移
（ケース A-3 基 盤 層 深 度 100mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp B1
図 4.31 注 入 圧 力 の推 移
（ケース B-1 基 盤 層 深 度 200mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp B2
図 4.32 注 入 圧 力 の推 移
（ケース B-2 基 盤 層 深 度 200mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp B3
図 4.33 注 入 圧 力 の推 移
（ケース B-3 基 盤 層 深 度 200mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp B4
図 4.34 注 入 圧 力 の推 移
（ケース B-4 基 盤 層 深 度 200mm）
108
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp C 1
図 4.35 注 入 圧 力 の推 移
（ケース C-1 基 盤 層 深 度 300mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa Lp C 2
図 4.36 注 入 圧 力 の推 移
（ケース C-2 基 盤 層 深 度 300mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp C 3
図 4.37 注 入 圧 力 の推 移
（ケース C-3 基 盤 層 深 度 300mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp C 4
図 4.38 注 入 圧 力 の推 移
（ケース C-4 基 盤 層 深 度 300mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp D 1
図 4.39 注 入 圧 力 の推 移
（ケース D-1 基 盤 層 深 度 400mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp D2
図 4.40 注 入 圧 力 の推 移
（ケース D-2 基 盤 層 深 度 400mm）
109
表 4.7 に注 入 圧 力 の変 化 からの基 盤 層 推 定 深 度 Lpp nと土 槽 として作 製 した基 盤 層 深 度 Ldnをまとめた．ケースC-4 で最 大 誤 差 38mm，全 体 の平 均 絶 対 誤 差 は12.25mmであり，非 常 に精 度 よく基 盤 層 深 度 を推 定 できた．
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp D3
図 4.41 注 入 圧 力 の推 移
（ケース D-1 基 盤 層 深 度 400mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp D4
図 4.42 注 入 圧 力 の推 移
（ケース D-1 基 盤 層 深 度 400mm）
注入圧力(MPa)
深 度(mm)
▽0.05MPa
Lp D5
図 4.43 注 入 圧 力 の推 移
（ケース D-1 基 盤 層 深 度 400mm）
110 試 験
条 件
注 入 圧 力 の変 化 からの基 盤 層 推 定 深 度
Lr pp n
（mm）
作 製 土 槽 基 盤 層 深 度
Ld n
（mm）
差
Lr pn - Ld n
（mm）
平 均 誤 差
（mm）
ケースＡ
1 96
100
-4
2 95 -5 3.0
3 118 18
ケース B
1 176
200
-24
2 179 -21 6.3
3 214 14
4 206 6
ケース C
1 292
300
-8
12.3
2 292 -8
3 326 26
4 338 38
ケース D
1 399
400
-1
3.2
2 394 -6
3 403 3
4 401 1
5 387 -13
また図 4.44で，作 製 土 槽 の基 盤 層 深 度 Ld nと注 入 圧 力 の変 化 からの推 定 深 度 Lp p nを比 較 し相 関 を確 かめた．相 関 を決 定 係 数 で評 価 した結 果 ，R2＝0.9795，回 帰 式 の有 意 性 を示 す有 意 確 率 P 値 は3.27×10-13となり非 常 に強 い相 関 が認 められた結 果 となり，本 手 法 の有 効 性 が確 認 できた．
表 4.7 注 入 圧 力 の変 化 からの基 盤 層 推 定 深 度 Lpp nと 土 槽 として作 製 した基 盤 層 深 度 Ldn
111
図 4.44 作 製 土 槽 の基 盤 層 深 度 と 注 入 圧 力 の変 化 からの推 定 深 度 の比 較