首都圏
首都圏での堆積軟岩
ー首都圏ー
首都圏での堆積軟岩
Akabane-bashi Akabane-bashi赤羽橋 鹿島 綱島 赤 橋 東京駅 成田 幕張 相模原地下 実験施設 幕張 レインボーブリッジ 袖 浦 実験施設 根岸LNG地下タンク 袖ヶ浦 東京湾横断道路 観音崎 観音崎 東京湾口 横断道路断面B-B’
横浜 東京 千葉 茂原 沖積 横浜 東京 千葉 茂原 沖積層 沖積層 深度 (m) 地質年代(X千年) 沖積世 沖積層 層群 間隙率 地質年代(X千年) 沖積世 沖積層 層群 間隙率 地層境界 一軸圧縮強度(MPa) 沖積世 沖積層 更新 世 後期 中期 下総層(SF) (%) 沖積世 沖積層 更新 世 後期 中期 下総層(SF) (%) 世 前期 上総層(KZ) 三浦(MU) 鮮新世 世 前期 上総層(KZ) 三浦(MU) 鮮新世 三浦(MU) 葉山層 嶺岡層 漸新世 三浦(MU) 葉山層 嶺岡層 漸新世 堆積軟岩神奈川県 東京都
A-A’断面
東京都 千葉県 更新世後期堆積層(所謂洪積層) 2) 関東ローム層 完新世堆積層 (所謂沖積層) 砂礫 更新世中期堆積層 (所謂洪積層) (砂 砂礫層が主) 砂礫層(所謂 東京礫層) 更新世前期期堆積層(上総層群): 堆積泥岩層が主 (砂、砂礫層が主) 一軸圧縮強度 = 2 – 10 MPa 単位体積重量γt= 20 kN/m3首都圏
1990年初頭から、
ー首都圏ー
東急建設
1990年初頭から、
堆積軟岩の最初
の本格的な研究
Akabane-bashi Akabane-bashi赤羽橋 鹿島の本格的な研究
綱島 赤 橋 東京駅 成田 幕張 相模原地下 実験施設 幕張 レインボーブリッ ジ 袖 浦 実験施設 根岸LNG地下タンク 袖ヶ浦 東京湾横断道路 観音崎 観音崎 東京湾口 横断道路Related papers in English:
Kim,Y.-S., Tatsuoka,F. and Ochi,K. (1994), “Deformation characteristics at small strains of sedimentary soft rocks by triaxial compression tests”,
Géotechnique, Vol.44, No.3, pp.461-478.
Tatsuoka,F., Kohata,Y., Tsubouchi,T., Murata,K., Ochi,K. and Wang,L. (1995), “Sample disturbance in rotary core tube sampling of softrock”, Conf. on Advances in
Site Investigation Practice, Institution of Civil Engineers, London, pp.281-292.
T t k F O hi K T b hi T K h t Y d W L (1997) “S ih
Tatsuoka,F., Ochi,K., Tsubouchi,T., Kohata,Y. and Wang,L. (1997), “Sagamihara experimental underground excavations in sedimentary softrock,”
Geotechnical Engineering, Proc. Instn Civ. Engrs, 125, Oct., pp.206-223.
Hayano,K., Sato,T. and Tatsuoka,F. (1997), “Deformation characteristics of a sedimentary softrock from triaxial compression tests rectangular prism specimens” Géotechnique Vol 47 No 3 Symposium In Print pp 439 449 specimens , Géotechnique, Vol.47, No.3, Symposium In Print, pp.439-449. Hayano,K., Matsumoto,M., Tatsuoka,F. and Koseki,J. (2001): Evaluation of
time-dependent deformation property of sedimentary soft rock and its constitutive dependent deformation property of sedimentary soft rock and its constitutive modeling, Soils and Foundations, Vol.41, No.2, pp. 21-38.
Tatsuoka,F., Hayano,K. and Koseki,J. (2002): Strength and deformation characteristics Tatsuoka,F., Hayano,K. and Koseki,J. (2002): Strength and deformation characteristics
of sedimentary soft rock in the Tokyo metropolitan area, Characterisation and Engineering Properties of Natural Soils (Tan et al. eds.), Swets & Zeitlinger, pp.1461-1525.
表土 表土 関東ローム 砂礫層 風化粘土混じ
立坑
上総層群
り礫層上総層群
堆積軟岩
立坑
コンクリート充填ス パイラルトンネル堆積軟岩内の立坑、
トンネル、ドームの
実験ドーム
変形と安定性の予
測と対策
実験
相模原堆積泥岩(上総層)中に掘削された実験空洞
相模原実験空洞
堆積軟岩泥岩
80 90 100
Sagamihara test site (depth= 50 m)
60 70 80 eig ht (% ) 40 50 60 Fines content: 7 % Silt content: 68 % fi n er by w e 20 30 % Clay content: 25 % D50= 0.0188 mm Per cent ag e 1E-30 0 01 0 1 1 10 100 10 1E 3 0.01 0.1 1 10 100 Particle size (mm)
堆積軟岩(泥岩)
変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
響
4.コアサンプルの乱れの影響
00 20 40 60 80 100 Compression strength (kgf/cm2) RCTS samples
相模原実験空洞
20 10 Sandy mudstone Sand RCTS samples qu(U tests)qmax (CU and CD TC tests)
圧縮強度;
- q
u: 一軸圧縮試験
30 20 CD TC testq
u軸
縮試験
- q
max: CU及びCD三軸圧縮
試験(原位置上載圧で等方
圧密)
50 40 h (m )圧密)
*: 試料は
60 Sandy mudstone with lamina Dept h: 試料は
- Rotary Core Tube sampling;
- 直接コアリング (DC); &
ブロックサンプリング (BS)
80 70大きなデータのばらつき
- ブロックサンプリング (BS)
で得ている。
100 90 Sandy mudstone BS & DC samples; q大きなデ タのばらつき
何故?
110100 y BS & DC samples; qmax CU TC tests CD TC tests
自然地盤のばらつき?
人為的要因?
00 20 40 60 80 100 Compression strength (kgf/cm2) RCTS samples
相模原実験空洞
20 10 Sandy mudstone Sand RCTS samples qu(U tests)qmax (CU and CD TC tests)
q
u
: RCTサンプリングで得たコア試
料の一軸圧縮強度
30 20 CD TC test料の
軸圧縮強度
- 非常に大きなばらつき。全く信頼
50 40 h (m )できない;
a) 拘束圧が無い
*b) 試料の乱れが大きい
60 Sandy mudstone with lamina Dept hb) 試料の乱れが大きい
80 70*
: 応力ひずみ関係そのものが拘
束圧の影響を受けるだけでは
なく 拘束圧が無いため乱れ
100 90 Sandy mudstone BS & DC samples; qなく、拘束圧が無いため乱れ
の影響を解消することができ
ない。
110100 y BS & DC samples; qmax CU TC tests CD TC tests
100 110
Sedimentary soft rock, Sagamihara; U and CD tests, ε. = 0.01 %/m.
相模原実験空洞
70 80 90 100
φmobat residual state =39.5o
σ'c=σ'h=118 kgfcm2 y , g ; , v g f/ cm 2 )
ブロックサンプルで得たコア試料の
一軸圧縮試験とCD三軸圧縮試験によ
40 50 60 (41.1o) (46.7o) σ'c=15 kgfcm2 σ'c=10 kgfcm2 ator stress, q (k g試料の乱れが少ないと 圧縮強度の拘束
る応力ひずみ関係
10 20 30 (55.8o) σ'c=2 kgfcm2 σ'c=0 kgfcm2 De vi a 0.0試料の乱れが少ないと、圧縮強度の拘束
圧依存性は意外に小さい(泥岩の特徴)
0.2 0.1 σ'c=15 kgfcm2 σ'c=10 kgfcm2 σ'c=σ'h= 2 kgfcm2 w at er, ε vo l (% ) 100 120 140Sedimentary sofr rock (Kazusa grooup);
Sagamihara test site, depth 50 m, vertical sample: U and CD TC tests (axial strain rate= 0.01 %/min.)
(kgf /c m 2 ) 0 5 0.4 0.3 σ'c=18 kgfcm2 ed by ex pel le d w 60 80 st rengt h, q ma x 0.7 0.6 0.5 ic stra in m ea su r 20 40
In situ effective overburden pressure;
σ'v0= 4.8 (kgf/cm2) Com p ressi v e 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.8 Vo lu m et ri
Externally measured axial strain, ( εv)external (%)
0 5 10 15 20
0
00 20 40 60 80 100 Compression strength (kgf/cm2) RCTS samples
相模原実験空洞
20 10 Sandy mudstone Sand RCTS samples qu(U tests)qmax (CU and CD TC tests)
q
max: ブロックサンプルと直接コアリン
グで得たコア試料の CU及びCD三
30 20 CD TC test軸圧縮試験による圧縮強度
a)試料の乱れが少ないから、最も信頼
50 40 h (m )a)試料の乱れが少ないから、最も信頼
おけるデータ
b)排水強度の方が非排水強度よりも
若干大きい
60 Sandy mudstone with lamina Dept h若干大きい。
80 70 コア試料のCU三軸圧縮強度の上限線: 100 90 Sandy mudstone BS & DC samples; q コア試料のCU三軸圧縮強度の上限線: 深さ40m程度までは深くなるにつれて急速 に増加しているが、深さ50m以深では強度 増加は少ない 110100 y BS & DC samples; qmax CU TC tests CD TC tests
00 20 40 60 80 100 Compression strength (kgf/cm2) RCTS samples
相模原実験空洞
20 10 Sandy mudstone Sand RCTS samples qu(U tests)qmax (CU and CD TC tests) qmax:
RCTサンプリングで得たコア試
料のCU三軸圧縮試験による強度
30 20 CD TC testa)試料の乱れのため、若干低い値
b)排水条件だと乱れの影響が小さく
50 40 h (m )b)排水条件だと乱れの影響が小さく
なっている
60 Sandy mudstone with lamina Dept h 80 70 100 90 Sandy mudstone BS & DC samples; q 110100 y BS & DC samples; qmax CU TC tests CD TC tests
他の現場での堆積軟岩の一軸圧縮強
度q とCU三軸圧縮強度q
の比較例
度q
uとCU三軸圧縮強度q
maxの比較例
Kawasaki et al., 1993)
深くなるほど 差が開く
深くなるほど、差が開く
堆積軟岩(泥岩)は、機械的に強く過圧密すると、むしろ弱化する。
a)堆積軟岩の変形強度特性は、機械的に強く過圧密されると強く硬くなる粘土(粒子
間の粘着力は無い)の変形強度特性とは異なる。
CD TC a x (MPa) CD TC a x (MPa)
相模原実験空洞
st rength, qm a st rength, qm a相模原実験空洞
CU TC C om pressive s CU TC C om pressive sAngle δ in the vertical plane (degree)
C
Angle δ in the vertical plane (degree)
C (MPa) CD TC (MPa) CD TC
a)強度の異方性は、大きく
ない
rength, qmax ( rength, qmax (ない
b)排水強度の方が非排水
強度よりも若干大きい
m pressive st r CU TC m pressive st r CU TCAngle α in the horizontal plane (degree)
Co
m
Angle α in the horizontal plane (degree)
Co
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
縮
度
教
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
軸
縮
験
軸
縮
験
意義
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
室
材料試験
位
載荷試験 実地盤挙動
係
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
乱れ
影響
4.コアサンプルの乱れの影響
一軸圧縮試験 三軸圧縮試験 (外部変位測定) (LDT) E0 Ef= 2(1+νu)γVs2 E (CU) m ) m ) E0(CU) 深度 (m 深度 (m E00(CD)
異なる試験による剛性(ヤング率):
非常に大きなばらつき
ヤング率, E (MPa)ヤング率, E (MPa)非常に大きなばらつき
一次元圧縮試験
(圧密リング内での圧縮)
(圧密リング内での圧縮)
一軸圧縮試験 三軸圧縮試験 (外部変位測定) (LDT) E0 Ef= 2(1+νu)γVs2 E (CU)
一次元圧縮試験からの
Eは非常に低い:
m ) m ) E0(CU)-供試体の高さは2 cm
-BEの影響が非常に大き
いから
深度 (m 深度 (m E0(CD)いから
0 ヤング率, E (MPa)ヤング率, E (MPa)一軸圧縮試験 三軸圧縮試験 a) b)
地盤内から採取した試料
外部変位測定 三軸圧縮試験 LDT LDT c)Ef= 2(1+nu)gVs2 E (CU) m ) E0(CU) 深度 (m
一軸圧縮試験によるE
50:
小さくて、ばらつきが大きい
E0(CD)小さくて、ばらつきが大きい
0 ヤング率, E (MPa)1.
三軸圧縮試験において、Bedding errorは単調載荷でも繰返し載荷でも大きい
2.
三軸試験での「微小ひずみでの正確なヤング率E
00」は「原位置せん断弾性波速
Ef= 2(1+nu)gVs2
三軸圧縮試験による従来の方法
によるヤング率:
依然として小さい。
E (CU) m ) E0(CU) 深度 (m一軸圧縮試験によるE
50:
小さくて、ばらつきが大きい
E0(CD)小さくて、ばらつきが大きい
0 ヤング率, E (MPa)三軸圧縮試験でLDTで測定し
E0三軸圧縮試験でLDTで測定し
たヤング率, E
0と
原位置弾性
波速度による E
fの一致
Ef= 2(1+nu)gVs2 E (CU) m ) E0(CU) 深度 (m E00(CD) ヤング率, E (MPa)00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 Sand Young's Modulus (kgf/cm2)
相模原実験空洞(全データ)
RCTサンプルを用いた一軸圧縮試験に
よる E
20 10 Ef(Downhole) E f(Suspension) Sandy mudstone Sandよる E
50;
非常に小さい値であり、信頼が全く置け
な
4030 Sandy mudstonewith lamina
ない。
(原因)
50 40 D epth (m )(
a) 試料の乱れ(RCTサンプリングでは特に
大きい)
b) Bedding errorの大きな影響
70 60 Db) Bedding errorの大きな影響
c) 大きなひずみでE
50を定義
d) 拘束圧が無い(試料の乱れの影響も低
減されない)
90 80減されない)
110 100 Sandy mudstone RCTS core samples E (U Test) BS and CD samples, (E0) 110 E50(U Test) E0 (CD and CU TC tests) 0 CU TC tests CD TC tests一軸圧縮試験によるE は特に小
一軸圧縮試験によるE
50は特に小
さい。従って
、
一軸圧縮試験での
E
50/q
uは、
三軸圧縮試験での
E /
よりも遙かに小さい傾向
E
0/q
maxよりも遙かに小さい傾向
100 110
Sedimentary soft rock, Sagamihara; U and CD tests, ε. = 0.01 %/m.
相模原実験空洞
70 80 90 100
φmobat residual state =39.5o
σ'c=σ'h=118 kgfcm2 y , g ; , v g f/ cm 2 )
ブロックサンプルで得たコア試料の
一軸圧縮試験とCD三軸圧縮試験
40 50 60 (41.1o) (46.7o) σ'c=15 kgfcm2 σ'c=10 kgfcm2 ator stress, q (k g試料の乱れが少ないため、微小ひず
みでのヤング率の圧依存性は意外
10 20 30 (55.8o) σ'c=2 kgfcm2 σ'c=0 kgfcm2 De vi a 0.0みでのヤング率の圧依存性は意外
に小さい
0.2 0.1 σ'c=15 kgfcm2 σ'c=10 kgfcm2 σ'c=σ'h= 2 kgfcm2 w at er, ε vo l (% ) 40000 50000Sedimentary sofr rock (Kazusa grooup);
Sagamihara test site, depth= 50 m, vertical sample: U and CD TC tests (axial strain rate= 0.01 %/min.)
0 5 0.4 0.3 σ'c=18 kgfcm2 ed by ex pel le d w 20000 30000 0 (k gf /c m 2 ) 0.7 0.6 0.5 ic stra in m ea su r 10000 20000
In situ effective overburden pressure;
σ'v0= 4.8 (kgf/cm2) E 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 0.8 Vo lu m et ri
Externally measured axial strain, ( εv)external (%)
0 5 10 15 20
0
ブロックサンプリング試料とRCTサンプリング試料のCU三軸圧縮
試験の結果の比較
RCTサンプリング試料;
a)ピーク前の剛性が極端に小さい試料が多い
a)ピ ク前の剛性が極端に小さい試料が多い
b)ピーク強度が低下している試料が多い
ブロックサンプリング試料とRCTサンプリング試料のCU三軸圧縮
試験の結果の比較
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 Sand Young's Modulus (kgf/cm2)
相模原実験空洞
20 10 Ef(Downhole) E f(Suspension) Sandy mudstone SandRCT試料
と
ブロックサンプル
を用いた三
4030 Sandy mudstonewith lamina
試料
ックサン ル
を用 た
軸圧縮試験(LDT使用)による微小ひず
みでの
E
0:
50 40 D epth (m )a)原位置せん断弾性波速度
V
sから求めた
ヤング率
E
fに近い
b)しかし 試料の乱れがある
70 60 Db)しかし、試料の乱れがある
-深くなるほど
RCT試料
の乱れが大き く
なる傾向
BS試料
でも 深くなると応力解放による
90 80-
BS試料
でも、深くなると応力解放による
乱れの影響が無視できない。
110 100 Sandy mudstone RCTS core samples E (U Test) BS and CD samples, (E0) 110 E50(U Test) E0 (CD and CU TC tests) 0 CU TC tests CD TC testsCU TC E 0 (MPa) CU TC E 0 (MPa)
相模原実験空洞
CD TC g ’s m odulus, CD TC g ’s m odulus,相模原実験空洞
n itial Y o un g n itial Y o un gAngle δ in the vertical plane (degree)
I
Angle δ in the vertical plane (degree)
I CU TC E0 (MPa) CU TC E0 (MPa)
a)初期剛性の異方性は、
CD TC g ’s m odulus, CD TC g ’s m odulus,a)初期剛性の異方性は、
大きくない
b)排水時の剛性の方が非
n itial Y o un g n itial Y o un g排水時の剛性よりも若干
小さい(Poisson比の差の
影響)
Angle α in the horizontal plane (degree)
In
Angle α in the horizontal plane (degree)
In
堆積軟岩(泥岩)のポアソン比
排水性の悪さの影響
弾性状態のポアソン比は0.15程度 意外にも、砂礫の値と類似
堆積軟岩(泥岩)
変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
響
4.コアサンプルの乱れの影響
原位置載荷試験(first phase)
PMT:
大きなデータのばらつき
何故?
何故?
自然地盤のばらつき?
人為的要因?
人為的要因?
PMTの線形理論
z Bore hole Δp: pressure li d h r applied to the bore hole r θ ro u: lateral displacement u0: lateral Balloon in the ground u0: lateral displacement at h ll f *(
rr)
rrr
r
σ
σ
∂ Δ
Δ
+
⋅ Δ
∂
uu a u00⋅r00 r r = = rrσ
Δ
dr
0 0 a u r = (measured) r 0 : 0 r → ∞ u →r
θθσ
Δ
Δ
σ
θθ 0 r θθ θθ p Δ 1 2G 0 0 0 u r原位置載荷試験(first phase)
平板載荷試験によるヤ
ング率EPLTは非常に
大きい。何故?
剛な板(D= 30 cm と 60 cm) 沈下量 深さz 沈下量z平板載荷試験によるヤン
原位置載荷試験(first phase)
平板載荷試験によるヤン
グ率EPLTは非常に大きい。
何故?
地盤
ず
較的
a)地盤内のひずみは比較的
小さい。
b) この平板載荷試験では、
掘削面の処理を慎重に
行った結果、BEは比較的
小さかった。
小さかった。
c) この堆積軟岩(泥岩)の剛
性の圧力依存性は比較的
小さいため 掘削による応
小さいため、掘削による応
力解放による剛性低下は
比較的小さかった。
剛版 (d= 30, 60 cm)Bedding error 1. 平板平均圧力~地盤内ひ ずみ関係は、載荷直後から 線形な関係 線形な関係 2. この軟岩では、剛性の圧力 依存性は小さいので、寸法 効果は殆ど見られない 効果は殆ど見られない。
平板載荷試験
上総層盤
総
上総層泥岩地盤の上総層で
は、a)高い剛性とb)C
タイプの沈下特性
神戸層タイプの沈下特性
これは、泥岩では圧力の
増加による剛性の増加が
小さく、ひずみの増加によ
る剛性の低下の影響が純
る剛性の低下の影響が純
粋に現れるから。
堆積軟岩(泥岩)
変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
響
4.コアサンプルの乱れの影響
二次元解析は変形を過大評価
E
50は地盤変形を過大評価
は地盤変形を過小評価
三次元解析
設定初期水平応力が大きいほど、掘
削時の地盤変形が大きい
E
maxは地盤変形を過小評価
削時の地盤変形が大きい
様々な室内試験、原位置試験、実挙動の関連がついた!
おそらく、クリープ変形 原位置挙動は おそらく、クリ プ変形 による剛性の低下 原位置挙動は、 ひずみが大きいほど、 長期的には排水状態になる乱されていない試料(非排水三軸圧縮試験)
E :平板載荷試験 fE
f=E
0(CU)
E
f=E
0(CU)
EPLT(S)( :平板載荷試験 □: GL - 35 m; ○: GL – 50 m) EPLT(D):平板載荷試験ン
グ率
E
f PLT(D) (■: GL - 35 m; ●: GL – 50 m) EBHLT(C) :PMT (除荷曲線から)弾
性ヤ
ン
(除荷曲線から) EBHLT(M) :PMT波
による
弾
乱されていない試料
(載荷曲線から) e c/弾性
波
乱されていない試料
(排水三軸圧縮試験)
グ
率,
E
se地盤の実挙動
盤
のヤン
グ
Ef= 3.2 GPaおそらく、クリープ変形に
よる剛性の低下
最大主ひずみ、
地
盤
乱れた試料の応力ひずみ関係は、原位置挙動・
原位置試験結果と全く対応しない
E
f=E
0(CU)
E
f=E
0(CU)
E
f=E
0(CU)
E
f=E
0(CU)
EPLT(S):平板載荷試験 (□ GL 35 GL 50 )グ率
E
fかなり乱されている試
料(非排水)
(□: GL - 35 m; ○: GL – 50 m) EPLT(D):平板載荷試験 (■: GL - 35 m; ●: GL – 50 m)弾
性ヤン
料(非排水)
; EBHLT(C) :PMT (除荷曲線から)波
による
弾
EBHLT(M) :PMT (載荷曲線から) c/弾性
波
グ
率,
E
se cかなり乱されている試
料(排水)
地盤の実挙動
のヤン
グ
料(排水)
地盤の実挙動
最大主ひずみ、
地盤
q=Efε1 (Ef= 3 2 GPa)
(
)
最も簡単な近似化
q Efε1 (Ef 3.2 GPa)q
=(1/2 – 1/3)
E
fε
1 三軸圧縮試験 ブロックサンプル試料P
a)
ブロックサンプル試料 CU CD 乱れが少ないRCTコア試料 CU やや乱れている RCTコア試料=
5.5 M
P
乱れが少ないRCTコア試料 CU CD RCTコア試料 CU CD かなり乱れている x(
q
max=
RCTコア試料 CU CDq
/
q
ma x q=E ε原位置挙動
q=E50ε1 (E50= 300 MPa)主ひずみ、e
1(%)
相模原実験空洞内での平板載荷試験
RCTサンプリング試料を用いた三軸圧縮試験による三つの非線形関係(試料の
異なる乱れの程度に対応)と、それに基づく平板載荷試験(d= 60 cm)のFEM解析
平板載荷試験では、載荷初期を除くと乱れの影響は少ない
/(E v ) 0 /(E v ) 0 E tan / E tan / q/qmax q/qmax E50=260 MPa 三軸圧縮試験の結果のまとめ相模原実験空洞内でのPMT
RCTサンプリング試料の三軸圧縮試験による三つの非線形関係(試料の異なる
乱れの程度に対応)とそれに基づくPMTのFEM解析
PMT試験(単調載荷)の結果は、孔壁の乱れの影響を受けている
測定値 FEM相模原実験空洞内でのPMT
RCTサンプリング試料の三軸圧縮試験による三つの非線形関係(試料の異なる
乱れの程度に対応)とそれに基づくPMTのFEM解析
繰返し載荷時の結果では孔壁の乱れの影響は小さい
堆積軟岩(泥岩)
変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
響
4.コアサンプルの乱れの影響
応力
観測施工
応力
σ
ひずみ
ε
トンネル掘削
室内試験による応力
ひずみ関係
室内試験による応力~ひずみ関係
応力
σ
原地盤内の
測定ひずみ
測定ひずみ、
ε
破壊ひずみ、
ε
1fε
を
ε
1f
と比較して、地盤の
0
ひずみ
ε
を
1f
比較
、地盤
安全性を確認。
1
( )
ε
f=
0.75%
相模原市の実験空洞内から採
取した不攪乱堆積軟岩試料:
三軸圧縮試験取した不攪乱堆積軟岩試料:
一軸圧縮試験:
破壊時軸ひずみ の大き
三軸圧縮試験 (外部変位計)破壊時軸ひずみ
ε
1fの大き
な過大評価
軸
縮
験
部変
BS試料* 度 (m)三軸圧縮試験(外部変位計):
ε
1fの過大評価
一軸圧縮試験 (外部変位計) 深 度 三軸圧縮試験この大きさのひずみ
εが原位置で測定
三軸圧縮試験 (LDT) *: 他の深度はRCTS試料 ◇, △, ◆, ▲: CD □, ▽, ■, ▼: CUこの大きさのひずみ
εが原位置で測定
されたとする:
・一軸圧縮試験に基づくと、誤って
安全と判断される(危険)
ε
ピーク時軸ひずみ (%)安全と判断される(危険)
・実際は、破壊状態に近い。
ε
堆積軟岩(泥岩)
変形強度特性
堆積軟岩(泥岩)の変形強度特性
1.圧縮強度に関する教訓
2.剛性に関する教訓
a)一軸圧縮試験、三軸圧縮試験の意義
b)平板載荷試験、孔内水平載荷試験の意義
c)室内材料試験、原位置載荷試験、実地盤挙動の関係
3. 観測施工における留意点
プ
響
4.コアサンプルの乱れの影響
00 20 40 60 80 100 Compression strength (kgf/cm2) RCTS samples
相模原実験空洞
20 10 Sandy mudstone Sand RCTS samples qu(U tests)qmax (CU and CD TC tests)
q
u: RCTサンプリングで得たコア試
料の一軸圧縮強度
30 20 CD TC test料の
軸圧縮強度
- 非常に大きなばらつき。全く信頼
50 40 h (m )できない;
a) 拘束圧が無い
*b) 試料の乱れが大きい
60 Sandy mudstone with lamina Dept hb) 試料の乱れが大きい
80 70*
: 応力ひずみ関係そのものが拘束
圧の影響を受けるだけではなく、
拘束圧が無いため 乱れの影響
100 90 Sandy mudstone BS & DC samples; q拘束圧が無いため、乱れの影響
を解消することができない。
110100 y BS & DC samples; qmax CU TC tests CD TC tests
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000 Sand Young's Modulus (kgf/cm2)
相模原実験空洞
RCTサンプルを用いた一軸圧縮試験に
よる
E
20 10 Ef(Downhole) E f(Suspension) Sandy mudstone Sandよる
E
50;
非常に小さく、信頼が全く置けない。
4030 Sandy mudstonewith lamina
(原因)
a) 試料の乱れ(RCTサンプリングでは特に
50 40 D epth (m )大きい)
b) Bedding errorの影響あが大きい
c) 大きなひずみでE
50を定義
70 60 Dc) 大きなひずみでE
50を定義
d) 拘束圧が無い(試料の乱れの影響も低
減されない)
90 80 110 100 Sandy mudstone RCTS core samples E (U Test) BS and CD samples, (E0) 110 E50(U Test) E0 (CD and CU TC tests) 0 CU TC tests CD TC tests三軸圧縮試験での試料の乱れの影響:
圧縮強度
q
maxに対する影
響の方が初期剛性
E
0に対する影響よりも大きい。
響
方
初期剛性
0対する影響よりも大き 。
しかし、原位置で
q
maxは測定できない。
E
0=E
fは測定できる→これに基づいて乱れの大きさを判定
100 000 q ax=1 00 200,000 RCTS (CU and CD) 100,000 E0/q max ( ) BS+DC(CU) BS+DC(CD) 10 000 (kgf/c m 2 ) 乱れの影響 10,000 E 0- 乱れの指標1:
0 11
dE
I
E
= −
1 000I
d1= 0.0: 乱れ無し
1 d fE
10 100 1,000 200 qmax (kgf/cm2)ブロックサンプリング試料とRCTサンプリング試料のCU三軸圧縮
試験の結果の比較
RCTサンプリング試料;
a)ピーク前の接線剛性が極端に小さい試料が多い
(特に載荷途中
低下が激し )
(特に載荷途中の
E
tanの低下が激しい)
b)ピーク強度が低下している試料もある
1 0 0 max tan . / 0.1 0
(
E
v)
q q =/(
E
v)
0.8 1.0 BS samples (b) (E v ) tan /(E v ) 0.6 s mo d u lu s, ( 0.4 ent Y o ung' s 0.2 RCTS samples aliz ed ta n g e 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0 0.1 No rm aShear stress level, q/qmax
乱れの指標2:
乱れの指標2:
max tan. / 0.1 2(
)
1
(
)
v q q dE
I
E
== −
三軸圧縮試験結果だけから求まる指標I
d2= 0.0: 乱れ無し
0(
E
v)
三軸圧縮試験結果だけから求まる指標二つの指標からコア試料の乱れの程度を、ある程度判断できると思われる
1.0 g h 0 8 ce→
hi gSagamihara Tokyo Bay BS+DC RCTS RCTS 0.8 Id2 (Ev)tan/(Ev)0 1.0 d isturba n c
/(E
v)
0)
0.6 d2 q/qmax 0.1 0 low←
d an,q/q ma x =0.1/
0.4=
1-(E
v)
ta 乱れの程度が大きい 0.2I
d2(
=
乱れの程度が大きい 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0low
←
disturbance→
highI
d1(=1-(E
v)
0/E
f)
首都圏
ー首都圏ー
Akabane-bashi Akabane-bashi赤羽橋 鹿島 綱島 赤 橋 東京駅 成田 幕張基礎は堆積軟岩上に建設
相模原地下 実験施設 幕張 レインボーブリッジ 袖 浦 実験施設 根岸LNG地下タンク 袖ヶ浦 東京湾横断道路 観音崎 観音崎 東京湾口 横断道路Rainbow Bridge
1) 堆積軟岩(泥岩)上に直接設置したケイソン基礎
2) 泥岩上に建設された最初の大型ケイソン基礎
上総層
コア試料の三軸圧縮試験結果の例
コア試料の三軸圧縮試験結果の例
1.非常に大きなBE
2.剛性の圧力依存性は小さい。
: 原位置弾性波速度測定から求めた せん断剛性率 Gf □: 基礎の建設に伴う地盤の変形から逆 算したせん断剛性率
ケイソン
底面
○: LTDを用いた排水三軸試験から求め た微小ひずみでのせん断剛性率底面
深
さ
た微小ひずみでのせん断剛性率 ●: LTDを用いた非排水三軸試験から求 めた微小ひずみでのせん断剛性率さ
(m)
めた微小ひずみでのせん断剛性率数値解析に
用 た
●
●●
用いた G
0●●
せん断剛性率, G
0(MPa)
BHLT:Bore Hole Loading Test: PMT(Pressuremeter 試験のこと)
従来型のPMTによる剛性は小さすぎる
原位置地盤変形から
不攪乱試料を用いた排水三
a)
逆算した結果
不攪乱試料を用いた排水三
軸圧縮試験(LDTで測定)の
結果
G
(MP
a
剛
性率,
G
ん
断
剛
従来型の孔内水平載荷試験の結果
(初期載荷のみ、地盤を一様線形弾性
と仮定して測定結果を解析)
(%)
ε
0.1 1.0 10 0.01 0.001 0.0001せ
ん
地盤内ひずみ
と仮定して測定結果を解析)
原位置測定せん断波速度
による弾性せん断剛性率
1(%)
ε
地盤内ひずみ、
調査は首都高速道路公団による全ての室内試験・原位置試験・実挙動の結果は、統一的
調査は首都高速道路公団による全ての室内試験 原位置試験 実挙動の結果は、統 的
に解釈できる。
実測 アンカー ブロック 実測 PMTsの結果に 基づく予測 140,000 tonf 基づく予測 圧密試験(再載荷)で 得られた mv に基づく 予測 厚さ 2 cm の供試体を 予測 原位置弾性波速度に よる弾性剛性率に基 実測 厚さ 2 cm の供試体を 用いた圧密試験(載 荷)で得られた mv に 基づく予測
- 従来法によると基礎の沈下を過大評価する。
よる弾性剛性率に基 づき、不攪乱試料を 用いた圧密三軸圧縮 試験により得られた 「ひずみによる非線形- 原位置せん断弾性波速度による弾性変形特性
を基礎にして三軸圧縮試験による応力・ひずみ
関係の非線形性と拘束圧依存性を考慮したFEM解析では
2 f sG
= ⋅
ρ
V
「ひずみによる非線形 性」を考慮したFEMに よる結果関係の非線形性と拘束圧依存性を考慮したFEM解析では
妥当な結果。
首都圏
ー首都圏ー
Akabane-bashi Akabane-bashi赤羽橋 鹿島 綱島 赤 橋 東京駅 成田 幕張 相模原地下 実験施設 幕張 レインボーブリッジ 袖 浦 実験施設 根岸LNG地下タンク 袖ヶ浦 東京湾横断道路 観音崎 観音崎 東京湾口 横断道路Akabane-bashi Akabane-bashi (completed Dec. 1997) (completed Dec. 1997) Tokyo Bay mouth bridge (under consideration) ( p ) Tokyo Bay mouth bridge (under consideration) ( p ) East side East side West side West side
1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B E C1 A ) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) D C2 深度 (m ) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 C3 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期)
基礎地盤は殆ど堆積軟岩
明石海峡大橋
東京湾口橋
中央スパン
約 1,990 m
2,250 m
設計震度
高い
非常に高い
1995兵庫県南部地震後
-地震断層に近い
許容建設費
比較的高い
比較的低い(あるいは相当低
)
い)
基礎地盤条件 比較的悪い
明石海峡大橋基礎地盤の神
戸層(堆積軟岩)よりも若い堆
戸層(堆積軟岩)よりも若い堆
積軟岩
四つの悪条件:
1)従来の調査法によって得られる安全側の強度・剛性では設計できない。
2)地盤条件を詳細に調査して、正しい強度・剛性を知る必要がある。
)地盤条件を詳細に調査して、正しい強度 剛性を知る必要がある。
00 20 40 60 80 100 qmax(CD) (kgf/cm2)
東京湾口橋
0 50 b ed (m )排水三軸圧縮試験(試料は原位置上載圧
で等方圧密)は 一般的に地層が古くなる
100 o m t h e s ea bで等方圧密)は、一般的に地層が古くなる
ほど大きくなる
150 Dept h f ro 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A1A 2P2P 3P3P 4A4A 房総半島側 三浦半島側 1A1A 2P2P 3P3P 4A4A 房総半島側 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 200 Site 1A 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 200 2P 3P 4A (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 250 層(第三紀中期)基礎地盤は殆ど堆積軟岩
層(第三紀中期) 層(第三紀中期)基礎地盤は殆ど堆積軟岩
東京湾口橋
0
1E-3 0.01 0.1 1
Mean diameter of original soil, D50 (mm)
40 20
非常大きな粒径の範囲
60 40砂岩から泥岩まで分布
100 80 (m ) 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A1A 2P2P 3P3P 4A4A 房総半島側 三浦半島側 1A1A 2P2P 3P3P 4A4A 房総半島側 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 120 100 D epth 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第 紀中期) B D E C2 C1 A 深 度( m ) 160 140 Site 1A (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 (第四紀中期) C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 D C3 深 180 1A 2P 3P 4A 層(第三紀中期)基礎地盤は殆ど堆積軟岩
層(第三紀中期) 層(第三紀中期)基礎地盤は殆ど堆積軟岩
220 200 4A00 20 40 60 80 100 泥質細粒砂岩 qu, qmax(kgf/cm2) 3P 00 10000 20000 30000 40000 50000 泥質細粒砂岩 ヤング率 (kgf/cm2) 3P 50 泥質砂岩 砂質泥岩互層 泥質細粒砂岩 50 泥質砂岩 砂質泥岩互層 泥質細粒砂岩 孔内水平載荷試験 Ep E1 50 砂質泥岩 泥質細粒砂岩 泥質細粒砂岩 50 泥質細粒砂岩 泥質細粒砂岩 1 E2 E3 100 礫混じり粗砂 泥質砂岩 砂質泥岩 深 度 (m) 100 礫混じり粗砂 泥質砂岩 砂質泥岩 深度 (m) Ef(PS検層 150 泥質細粒砂岩 深 凝灰質 粗粒砂岩 150 泥質細粒砂岩 凝灰質 粗粒砂岩 f( 検層 サスペンション法) 200 泥質細粒砂岩 凝灰質粗粒砂岩 泥質細粒砂岩 200 泥質細粒砂岩 凝灰質粗粒砂岩 泥質 細粒砂岩 一軸試験 E 250 凝灰質礫混じり 粗粒砂岩 qu ◆ 250 凝灰質礫混じり 粗粒砂岩 E50 三軸試験 qmax(CD) qmax(CU) E0(CD) E0(CU)
従来の教訓の確認
00 20 40 60 80 100
Muddy fine-sandstone
qu, qmax(kgf/cm2)
東京湾口橋(サイト3)
50
Muddy sandstone & sandy mudstone Muddy fine-sandstone
一軸圧縮試験では、強度を著しく過小評価
する(特に深いほど 砂岩ほど)
80 90 100 Site 3 h t 50 S d d t Muddy fine-sandstone Muddy fine-sandstone abe d (m )する(特に深いほど、砂岩ほど)
40 50 60 70Depth from the seabed 10m 50m ent ag e fi ner by w ei g h 100 Muddy sandstone Sandy mudstone
Gravel-mixed coarse sand
from the s ea 1E-30 0.01 0.1 1 10 100 10 20 30 100m Mudstone at Sagamihara Pe rc e 150 Muddy fine-sandstone De p th f Tuff-coarse sandstone Particle size (mm) 200 Muddy fine-sandstone
Tuff coarse sandstone
1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 250 Tuff-coarse sandstone Site 3P
Muddy fine-sandstone & tuff-coarse sandstone
凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 250 TC tests qmax(CD) qmax(CU) U tests qu C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3
一定の法則性
かなり大きな内部摩擦角
東京湾口橋(サイト3)
11 7+0 95* ' 50 τmax=11.7+0.95*σ3f' 40m
2)
30(kgf/c
m
: z=31.76-32.70m(CD) : z=25.14-25.93m(CD) : z= 8.62 - 9.99 m(CD) 20 x= q
ma x/2
93 27 93 79 (CD) : z=72.21-72.70m(CD) : z=52.00-52.62m(CD) : z=47.30-47.90m(CD) 10 : z=22.08-22.49m(CU) τ ma x : z=93.27-93.79m(CD) : z=10.55-11.37m(CU) :z=61.50-62.00m(CU) : z=43.14-43.58m(CU) : z=28.39-28.83m(CU) 0Site 3P
0 10 20 30 40 50 0 σ3f' (kgf/cm
2)
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000
Muddy sandstone &
Muddy fine-sandstone
東京湾口橋(サイト3)
50
Muddy fine-sandstone Muddy sandstone & sandy mudstone
m
)
Sandy mudstone Muddy fine-sandstone Muddy fine sandstone
e seabed (
m
ヤング率E(kgf/cm
2)の測定:
- 原位置せん断波速度 (down-hole)
100
Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone th f rom th e E (suspension)
- PMTs
- 一軸圧縮試験
- 三軸圧縮試験
150 Muddy fine-sandstone De p t Tuff-d Ef(suspension) 200 Tuff-coarse-sandstone Muddy fine-sandstone coarse-sandstone 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A Site 3P Tuff-gravel-mixed coarse-sandstone Tuff coarse sandstone凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 250 PMTs Ep E1 U tests E50 TC tests E0(CD) E0(CU) Tuff-gravel-mixed coarse-sandstone C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000
Muddy sandstone &
Muddy fine-sandstone
東京湾口橋(サイト3)
50 Muddy fine-sandstone y sandy mudstone m ) 100 Sandy mudstone Muddy fine-sandstone e seabed ( m一軸圧縮試験によるE
50は非常に小
さい
100Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th Ef(suspension)
特に深くなるほど
150 Muddy fine-sandstone De p Tuff-coarse-sandstone f( p ) 200 Tuff-coarse-sandstone Muddy fine-sandstone coarse sandstone 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 250 Site 3P Tuff-gravel-mixed coarse-sandstone 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 250 PMTs Ep E1 U tests E50 TC tests E0(CD) E0(CU) g C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3PMT
Primary loading curve; 2Gg pp
e ,p 2G2 y pressur e Reloading curves 2 Cavit y 2G1 Cavity expansion, u
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000
Muddy sandstone &
Muddy fine-sandstone
東京湾口橋(サイト3)
50 Muddy fine-sandstone y sandy mudstone m )PMTsによるヤング率:
- 加える圧力とひずみの大きさによって
異なる
100 Sandy mudstone Muddy fine-sandstone e seabed ( m異なる
- 再載荷時のE
1はせん断弾性波速度か
ら求めた値に近い
100Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th Ef(suspension) 150 Muddy fine-sandstone De p Tuff-coarse-sandstone f( p ) 200 Tuff-coarse-sandstone Muddy fine-sandstone coarse sandstone 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 250 Site 3P Tuff-gravel-mixed coarse-sandstone 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 250 PMTs Ep E1 U tests E50 TC tests E0(CD) E0(CU) g C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3
70 0.25
排水三軸圧縮試験の例
50 60 70 (kg f/ cm 2 ) 0.20 0.25 σ'h ( kgf/ cm 2 ) 20 30 40 o r stress, q= σ'v -σ 'h ( 0.10 0.15 iator st ress, q = σ 'v -σ (Ev)0=20920kgf/cm2 0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 0 10 20 .Sediementary soft rock (Tokyo Bay mouth, site 4A) CD TC test (σ'h'= 14.1kgf/cm2, εv= 0.01%/min) De v ia to 0.0000 0.0002 0.0004 0.0006 0.0008 0.0010 0.00 0.05 1 De v i
Axial strain measured with LDTs, (εv)LDT (%)
Axial strain measured with LDTs, (εv)LDT (%)
3.5 4.0 U2 g f/ cm 2 ) 25,000 30,000 /cm 2 ) 2.0 2.5 3.0 R2 ess , q= g (s) 'v -σ 'h (k g 15 000 20,000 5,000 du lu s, (E v )tan (kg f/
弾性ヤング率
0.5 1.0 1.5 R1 U1 De v ia to r s tr e微小ひずみでは
弾性的挙動
5 000 10,000 15,000 g ent Youn g's mo 0.000 0.005 0.010 0.015 0.020 0.0 R1Axial strain measured with LDTs, (εv)LDT (%)
1E-4 1E-3 0.01 0.1 1 10 0
5,000
Tan
g
Axial strain measured with LDTs, (ε
00 10,000 20,000 30,000 40,000 50,000
Muddy sandstone &
Muddy fine-sandstone
東京湾口橋(サイト3)
50 Muddy fine-sandstone y sandy mudstone m )三軸圧縮試験による微小ひずみでのヤン
グ率E
0:
原位置弾性せん断波速度から求めたE
100 Sandy mudstone Muddy fine-sandstone e seabed ( m-
原位置弾性せん断波速度から求めたE
fと類似
-
しかし、試料の乱れの影響は無視できな
100Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th Ef(suspension)
い。特に、深くなるほど。
150 Muddy fine-sandstone De p Tuff-coarse-sandstone f( p ) 200 Tuff-coarse-sandstone Muddy fine-sandstone coarse sandstone 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 1A 2P 3P 4A 三浦半島側 1A 2P 3P 4A 房総半島側 B A 250 Site 3P Tuff-gravel-mixed coarse-sandstone 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 凡例 A: 未固結沖積地盤 B: 上総層群長浜層 (第四紀中期) C1 C3: 上総層群岩 B D E C2 C1 A 深度 (m) 250 PMTs Ep E1 U tests E50 TC tests E0(CD) E0(CU) g C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3 C1-C3: 上総層群岩 坂層、十宮層、竹 岡 層(第四紀前期) D:三浦層群荻生層 (第三紀後期) E: 三浦層群稲子沢 層(第三紀中期) C3東京首都圏および全国各地での堆積軟岩の
非排水三軸圧縮
試験でのG
と
原位置せん断弾性波速度でのG
の比較
RCTS40,000
1
試験でのG
0と
原位置せん断弾性波速度でのG
fの比較
RCTSKazusa group (Sagamihara) Sagara group (Shizuoka)
Miura group (Tokyo Bay mouth) Miura group (Site 1A)
40,000
G
=0
.5
G
/G
0 f=1
10,000
Miura and Kazusa groups (Site 2P)) Kazusa group (Site 3P)
Kazusa group (site 4A))
G
0
/G
=
fm
2)
G
0(
kgf/
cm
G
1 000
BS+DCKazusa group (Sagamihara) Kobe group (Akashi strait) Tokoname group (Nagoya)
1,000
10,000
1,000
40,000
G
f(kgf/cm
2)
ブロックサンプリングと直接コアリングで得た乱れの少ないコア試料
:
RCTS40,000
1
非排水三軸圧縮試験でのG
0と
原位置せん断弾性波速度でのG
fは類似
RCTSKazusa group (Sagamihara) Sagara group (Shizuoka)
Miura group (Tokyo Bay mouth) Miura group (Site 1A)
40,000
G
=0
.5
G
/G
0 f=1
10,000
Miura and Kazusa groups (Site 2P)) Kazusa group (Site 3P)
Kazusa group (site 4A))
G
0
/G
=
fm
2)
G
0(
kgf/
cm
G
1 000
BS+DCKazusa group (Sagamihara) Kobe group (Akashi strait) Tokoname group (Nagoya)
1,000
10,000
1,000
40,000
G
f(kgf/cm
2)
RCTサンプリングで得たコア試料
:
非排水三軸圧縮試験でのG
は
原位置せん断弾性波速度でのG
よりも小さくな
RCTS40,000
1
非排水三軸圧縮試験でのG
0は
原位置せん断弾性波速度でのG
fよりも小さくな
るデータが多い
RCTSKazusa group (Sagamihara) Sagara group (Shizuoka)
Miura group (Tokyo Bay mouth) Miura group (Site 1A)
40,000
G
=0
.5
G
/G
0 f=1
10,000
Miura and Kazusa groups (Site 2P)) Kazusa group (Site 3P)
Kazusa group (site 4A))
G
0
/G
=
fm
2)
G
0(
kgf/
cm
G
RCTサンプリング法の改善
1 000
BS+DCKazusa group (Sagamihara) Kobe group (Akashi strait)
Tokoname group (Nagoya)