Microsoft PowerPoint - No.2-3 Elasticity case histories 2009Graduate [互換モード]

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γ_t= 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 q_u(U tests)

q_max (CU and CD TC tests)

圧縮強度;

- q

_u

: 一軸圧縮試験

30 20 CD TC test

q

_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？

110

100 y BS & DC samples; q_max 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 q_u(U tests)

q_max (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 h

_{b) 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。

110

100 y BS & DC samples; q_max 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

φ_{mobat 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 (% ) 100 120 140

Sedimentary 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, ( ε_v)_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 q_u(U tests)

q_max (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 110

100 y BS & DC samples; q_max 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 q_u(U tests)

q_max (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 test

a)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 110

100 y BS & DC samples; q_max 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 s

Angle 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 TC

Angle 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 E_f= 2(1+ν_u)γV_s2 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 E_f= 2(1+ν_u)γV_s2 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)

E_f= 2(1+n_u)gV_s2 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

E_f= 2(1+n_u)gV_s2

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

E_f= 2(1+n_u)gV_s2 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 E_{f(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

40

30 Sandy mudstone_{with 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 D

b) 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

φ_{mobat 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 50000

Sedimentary 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, ( ε_v)_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 E_{f(Downhole) E} f(Suspension) Sandy mudstone Sand

RCT試料

と

ブロックサンプル

を用いた三

40

30 Sandy mudstone_{with 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 D

b)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 tests

CU 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 g

Angle 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

)

rr

r

r

σ

σ

∂ Δ

Δ

+

⋅ Δ

∂

_uu a u00⋅r00 r r = = rr

σ

Δ

_dr

0 0 a u r = (measured) r 0 : 0 r → ∞ u →

r

θθ

σ

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 f

E

_f

=E

₀

（CU)

E

_f

=E

₀

（CU)

EPLT(S)₍ ：平板載荷試験 □: GL - 35 m; ○: GL – 50 m) E_PLT(D)：平板載荷試験

ン

グ率

E

f PLT(D) (■: GL - 35 m; ●: GL – 50 m) E_BHLT(C) ：PMT (除荷曲線から）

弾

性ヤ

ン

(除荷曲線から） E_BHLT(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

E_f= 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) E_PLT(D)：平板載荷試験 (■: GL - 35 m; ●: GL – 50 m)

弾

性ヤン

料（非排水)

; E_BHLT(C) ：PMT (除荷曲線から）

波

による

弾

E_BHLT(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=E_fε₁ (E_f= 3 2 GPa)

(

)

最も簡単な近似化

q E_fε₁ (E_f 3.2 GPa)

q

=(1/2 – 1/3)

E

_f

ε

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 CD

q

/

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/q_max q/q_max 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

_1f

ε

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 q_u(U tests)

q_max (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 h

_{b) 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。

110

100 y BS & DC samples; q_max 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 E_{f(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。

40

30 Sandy mudstone_{with 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 D

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 80 110 100 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 1

1

d

E

I

E

= −

1 000

I

_d1

= 0.0: 乱れ無し

1 d f

E

10 100 1,000 200 q_max (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 a

Shear stress level, q/q_max

乱れの指標2:

乱れの指標2:

max tan. / 0.1 2

(

)

1

(

)

v q q d

E

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 g

Sagamihara Tokyo Bay BS+DC RCTS RCTS 0.8 I_d2 (E_v)_tan/(E_v)₀ 1.0 d isturba n c

/(E

v

)

0

)

0.6 d2 q/q_max 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 0.2

I

d2

(

=

乱れの程度が大きい 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 0.0

low

←

disturbance

→

high

I

_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 G_f □: 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 m_v 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 m_v 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 s

G

= ⋅

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 q_max(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 4A

00 20 40 60 80 100 泥質細粒砂岩 q_u, q_max(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 E_p 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 ｻｽﾍﾟﾝｼｮﾝ法) 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 q_u ◆ 250 凝灰質礫混じり 粗粒砂岩 E₅₀ 三軸試験 q_max(CD) q_max(CU) E0(CD) E0(CU)

従来の教訓の確認

00 20 40 60 80 100

Muddy fine-sandstone

q_u, q_max(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 70

Depth 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 q_max(CD) q_max(CU) U tests q_u 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 τ_max=11.7+0.95*σ_3f' 40

m

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) 0

Site 3P

0 10 20 30 40 50 0 σ_3f

' (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 E_f(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 E_p 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

100

Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th E_f(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 E_p 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

PMT

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

100

Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th E_f(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 E_p 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 (E_v)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, ε_v= 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, (ε_v)_LDT (%)

Axial strain measured with LDTs, (ε_v)_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 R1

Axial strain measured with LDTs, (ε_v)_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

100

Gravel-mixed coase sand Muddy sandstone p th from th E_f(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 E_p 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

RCTS

40,000

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

RCTS

Kazusa 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

=

f

m

2

)

G

0

(

kgf/

cm

G

1 000

BS+DC

Kazusa 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

：

RCTS

40,000

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

RCTS

Kazusa 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

=

f

m

2

)

G

0

(

kgf/

cm

G

1 000

BS+DC

Kazusa 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

RCTS

40,000

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

RCTS

Kazusa 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

=

f

m

2

)

G

0

(

kgf/

cm

G

RCTサンプリング法の改善

1 000

BS+DC

Kazusa group (Sagamihara) Kobe group (Akashi strait)

Tokoname group (Nagoya)

RCTサンプリング法の改善

が必要

1,000

10,000

1,000

40,0

G

_f

(kgf/cm

2

)