信号ケーブル 変位計
収 録 装 置
先端コーン
重 錘
ノッキング・ヘッド
ロッド
トリガー
過剰間隙水圧
図 -1 試 験 方 法 ・ 装 置 の 概 要
間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験 法 － そ の 14 新 し い 地 下 水 位 設 定 法 －
応 用 地 質 株 式 会 社 正 会 員 ○ 澤 田 俊 一
1. は じ め に
地 盤 の 液 状 化 強 度 地 震 時 の 液 状 化 被 害 を 予 測 す る 場 合 に お い て 地 盤 の 液 状 化 強 度 を 求 め る こ と は ， こ れ ま でN値 の 他 に 粒 度 特 性 が 必 要 と な り 結 果 を 得 る ま で に 室 内 土 質 試 験 を 実 施 す る 時 間 が 必 要 と な り 設 計 に お け る ボ ト ル ネ ッ ク と な っ て い る ． ま た ， 性 能 設 計 に お け る 地 盤 の 不 均 質 性 や 不 確 実 性 の 評 価 も 困 難 と な っ て い る ． こ こ で 報 告 す る 間 隙 水 圧 測 定 を 伴 う 動 的 貫 入 試 験 法 は ピ エ ゾ ド ラ イ ブ コ ー ン (P i e zo D r i v e Con e， 以 降
“P D C” と 表 記 す る ． ) は ， 打 撃 貫 入 時 の 地 盤 に 発 生 す る 間 隙 圧 を 測 定 す る こ と に よ り ， 地 盤 の 貫 入 抵 抗 値 N値 の 評 価 の み な ら ず 液 状 化 判 定 に 必 要 と さ れ る 地 下 水 位 ， 土 質 区 分 （ 細 粒 分 含 有 率 ：FC） の 推 定 を 行 い 原 位 置 で 液 状 化 強 度 を 求 め る こ と が で き る 新 し い 地 盤 調 査 手 法 で あ る ．
こ れ ま で に 地 下 水 位 の 評 価 方 法 と し て ，打 撃 貫 入 時 に 生 じ る 間 隙 最 大 過 剰 水 圧 比 (
u
m a x/
v)の 基 に 設 定 し て い た が ，進 化 型 P D Cシ ス テ ム 以 降 ，細 粒 分 含 有 率 (FC)を 推 定 し て い た 累 積 間 隙 水 圧（uR）に よ っ て も 地 下 水 位 が 設 定 可 能 で あ る こ と が 判 明 し ，よ り 単 純 化 し た 計 測 デ ー タ 処 理 方 法 が 構 築 で き た の で こ こ に 報 告 す る . 2. ピ エ ゾ ド ラ イ ブ コ ー ン （P D C） の 概 要性 能 設 計 に 向 け た 新 し い サ ウ ン デ ィ ン グ 技 術 と し て
P D C
があ る 1 )～1 5 )．P D Cは 打 撃 貫 入 時 に 先 端 コ ー ン 位 置 で 間 隙 水 圧 応
答 を 計 測 す る サ ウ ン デ ィ ン グ 装 置 で あ る ． 計 測 シ ス テ ム の 概 要 を図 -1 に 示 す ． 計 測 か ら は N 値 ， 及 び 地 下 水 位 G WL6 )， 細 粒 分 含 有 率 FC5 )が 評 価 で き る ． 結 果 ，
P D C
の み に よ る 液 状 化 強 度 7 )が 評 価 で き る ．さ ら に ，液 状 化 後 の 過 剰 間 隙 水 圧 の 消 散 に 伴 う 不 同 沈 下 11 )が 評 価 で き る サ ウ ン デ ィ ン グ 技 術 で あ る ． 3. 地 下 水 位(G W L )の 新 し い 設 定 法収 録 装 置 の 汎 用 化 に 伴 い 進 化 型 の
P D C
が 製 作 さ れ ，現 時 点 で は タ ッ チ パ ネ ル 採 用 に よ る 省 人 力 シ ス テ ム で の 計 測 が 実 施 さ れ て い る ． こ れ ま で の 地 下 水 位 の 設 定 方 法 は ，図 -2 に 示 し た 打 撃 直 後 時 の 貫 入 初 期 の 最 大 過 剰 間 隙 水 圧比 (u
m a x/
v) を 用 い て0(ゼ ロ )
付 近 に 収 束 す る 深 度 を 採 用 し て い た.
こ の 方 法 に よ っ て も 近 傍 の 調 査 ボ ー リ ン グ で 得 ら れ た 実 測 地 下 水 位 とPDC
設 定 地 下 水 位 の 相 関 係 数 は0.95
以 上 と 高 い 整 合 を 持 っ て い た 。 し か し ，P D C
の も う ひ と つ の 特 徴 で あ る 土 質 区 分 と して の 細 粒 分 含 有 率 （FC） 設 定 の た め に 採 用 さ れ て い る 累 積 間 隙 水 圧（uR） の 波 形 デ ー タ 処 理 と 言 っ た 一 打 撃 に 二 つ の 応 答 間 隙 水 圧 波 形 処 理 が 必 要 と な っ て い た ． そ こ で ， 累 積 間 隙 水 圧 （uR） か ら 地 下 水 を 設 定 す る 方 法 を 考 案 し ， 細 粒 分 含 有 率 （FC） と 地 下 水 位 （G W L） の 両 方 を 同 時 に 評 価 す る 方 法 を 提 案 し ， デ ー タ 整 理 の 方 法 を 単 純 化 し た ．こ の 評 価 は こ れ ま で 計 測 モ ニ タ ー の 電 圧 値 の み で 計 測 し て い た た め セ ン サ ー 毎 に 異 な る 初 期 値 の 違 い が 課 題 と な り 判 断 で き な か っ た が 、校 正 値 を 事 前 入 力 す る こ と に よ り 試 験 実 施 時 の モ ニ タ ー 表 示 が 直 接 の 物 理 量 と し て 表 示 で き る こ と に よ る ．
新 し く 設 定 し た
P D C
の 液 状 化 強 度 判 定 の 流 れ を図 -3に 示 す ．同 図 の 最 上 段 の“P D C
計 測 デ ー タ ” 部 分 が 単 純 化 さ れ て い る こ と が 判 る ．キ ー ワ ー ド 原 位 置 試 験 ， 液 状 化 ， サ ウ ン デ ィ ン グ
連 絡 先 〒331-0812 さいたま市北区宮原町 1-66-2 応用地質株式会社 ジオエンジニアリング本部 TEL048(663)8611 土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)
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4. ま と め
性 能 設 計 を 行 う に あ た り 地 盤 の 不 均 質 性 を 適 切 に 評 価 す る た め に 空 間 的 分 解 能 の 高 い 調 査 を 行 う こ と が 重 要 で あ り ， 簡 易 で 経 済 的 な
PDC
技 術 は 不 可 欠 で あ る ．P D C で 得 ら れ る デ ー タ の よ り 簡 便 で 有 益 な 処 理 方 法 を 構 築 し て よ り 多 方 面 で の 活 用 ・ 利 用 拡 大 を 目 指 し ， 性 能 設 計 に お け る 新 し い 調 査 法 と し て 更 に 展 開 さ せ て い き た い ．参 考 文 献
1) Sawada, S. “Estimation of liquefaction potential using dynamic penetration with pore pressure transducer”, Proceedings of International Conference on Cyclic Behavior of Soils and Liquefaction Phenomena, Bochum, pp.305-312, 2004.
2) 澤田俊一，塚本良道，石原研 而 “間 隙 水 圧 測 定 を伴 う動 的貫入試験法－その1 試験 方法・装置－”，第39回地盤 工 学 研 究 発 表 会, pp.
1927-1928, 2004.
3) 澤田俊一，塚本良道，石原研 而 “間 隙 水 圧 測 定 を伴 う 動的貫入試験法－その 2 室 内 土 層 実 験 － ” ， 土 木 学会第 59 回年次学術講 演会, pp.815-816, 2004.
4) 澤田俊一，塚本良道，石原研 而 “間 隙 水 圧 測 定 を伴 う 動的貫入試験法－その 3 原位置実験－”，第 49 回 地 盤 工 学 シ ン ポ ジ ウ ム, pp.12-20, 2004.
5) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その4 土質分類－”，第40回地盤工学研究発表会, pp.2235-2236, 2005.
6) 澤 田 俊 一 ，塚 本 良 道 ，石 原 研 而 “間 隙 水 圧 測 定 を伴 う動 的 貫 入 試 験 法 －その 5 地 下 水 位 －”，土 木 学 会 第 60 回 年 次 学 術 講 演 会, pp.961-962,2005.
7) 澤田俊一，塚本良道，石原研而 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その 6 液状化強度－”，第 50 回地盤工学シンポジウム, pp.1-6, 2005.
8) 澤田俊一 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その7 間隙水圧の測定位置－”，第41回地盤工学研究発表会, pp.153-154, 2006.
9) 澤田俊一 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その8 先端荷重－”，土木学会第61回年次学術講演会, pp.675-676, 2006.
10) 澤田俊一 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その9 液状化後の沈下量－”，土木学会第6２回年次学術講演会, pp.451-452, 2007.
11) 澤田俊一, 吉澤大造， 比留間誠之, 長瀬雅美, 菅野高弘, 中澤博志 “間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その 10 不同沈下評価
－”，第43回地盤工学研究発表会, pp.187-188, 2008.
12) 澤 田 俊 一“間 隙 水 圧 測 定 を伴 う 動 的 貫 入 試 験 法 －その 11 空 間 的 分 解 能 の 向 上 －”，土 木 学 会 第 64 回 年 次 学 術 講 演 会,福 岡, pp.451-452,2009.
13) Sawada, S.”Evaluation of differential settlement following liquefaction using Piezo Drive Cone”, 17th International Conference on Geotechnical Engineering, Alexandria, Egypt, 1064-1067, 2009.
14) 澤田俊一, 菅野高弘, 中澤博志，竹村淳一“間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その 12 滑走路下の液状化対策評価事例－”,土木学 会第65回年次学術講演会,札幌, 327-328,2010.
15) 澤田俊一，吉澤大造，藤井紀之：“間隙水圧測定を伴う動的貫入試験法－その 10 不同沈下評価－”，第43 回地盤工学研究発表会, 投 稿中, 2011.
0 10 20 30 40 50
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
時間 (msec) u /v
残留間隙水圧比 ( uR / 'v ) 最大過剰間隙水圧比 ( umax / v )
0 10 20 30 40 50
-1.0 -0.5 0.0 0.5 1.0
時刻 (msec) u /v
残留間隙水圧比 ( uR / 'v ) 最大過剰間隙水圧比 ( umax / v )
0 10 20 30 40 50
0.0 0.5 1.0 1.5
時間 (msec) 貫入変位量 (cm) 初期貫入フェイズ
0 10 20 30 40 50
0.0 2.0 4.0 6.0
時刻 (msec) 貫入変位量 (cm) 初期貫入フェイズ
(a)
緩 い 砂 質 土 の 時 刻 歴 応 答 例 ( b)細 粒 分 を 含 む 土 の 時 刻 歴 応 答 例 図 -2 時 刻 歴 応 答 例図 -3 液 状 化 強 度 の 評 価 の 流 れ 土木学会第66回年次学術講演会(平成23年度)
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