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Expansion of application limitation of bender element test using a correction method based on linear system

Research Project

Project/Area Number 18K04342
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

Allocation TypeMulti-year Fund
Section一般
Review Section Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
Research InstitutionAkita University

Principal Investigator

OGINO Toshihiro  秋田大学, 理工学研究科, 准教授 (80312693)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 田口 岳志  秋田大学, 理工学研究科, 助教 (00452839)
Project Period (FY) 2018-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2021: ¥130,000 (Direct Cost: ¥100,000、Indirect Cost: ¥30,000)
Fiscal Year 2020: ¥520,000 (Direct Cost: ¥400,000、Indirect Cost: ¥120,000)
Fiscal Year 2019: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Fiscal Year 2018: ¥1,820,000 (Direct Cost: ¥1,400,000、Indirect Cost: ¥420,000)
Keywordsベンダーエレメント / モード解析 / 伝達関数 / セルフモニタリング / レーザー変位計 / スイープ波 / 線形系
Outline of Final Research Achievements

For the purpose of improving measurement accuracy of bender element test, which can easily estimate S-wave velocity of ground materials, the vibration characteristics of several types of bender elements were evaluated at multiple points by a laser displacement sensor. The elements exhibited damped vibration following multi-degree-of-freedom system with several natural frequencies. As a result of experimental modal analysis, an unexpected eigen mode consisting of transverse bending motion, which is beyond the assumption was observed in all the elements.
Taking advantage of mode shape similarity between the elements and simple cantilever plate, the mode shapes were successfully modeled by replacing with analytical solutions. The determination method of the parameters that is necessary for fitting the model were also demonstrated.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

ベンダーエレメント法から得られるS波速度は,地盤材料のせん断弾性係数を求めるために用いられる。せん断弾性係数は土の材料特性を表す重要なパラメータのひとつであり,例えば,数値解析によって地盤の変形や地震応答を計算するために欠かせない。しかし,ベンダーエレメント法はS波の到達点の決定が難しい場合が多く,それが原因となって大きな誤差を生む可能性が従来から指摘されている。本研究はこれを解決するため,同法の測定精度改善を目的としたものである。その鍵となるベンダーエレメントの振動特性を本助成期間において明らかにすることができ,高精度化に欠かせない,振動特性のモデル化の道筋をつけることができた。

Report

(5 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Research-status Report
  • 2019 Research-status Report
  • 2018 Research-status Report
  • Research Products

    (12 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (5 results) (of which Peer Reviewed: 3 results,  Open Access: 1 results) Presentation (7 results)

  • [Journal Article] VIBRATION CHARACTERISTICS OF SELF-MONITORING BENDER ELEMENT IDENTIFIED BY MODAL ANALYSIS2021

    • Author(s)
      荻野俊寛
    • Journal Title

      Journal of Japan Society of Civil Engineers, Ser. A2 (Applied Mechanics (AM))

      Volume: 77 Issue: 2 Pages: I_3-I_11

    • DOI

      10.2208/jscejam.77.2_I_3

    • NAID

      130008150531

    • ISSN
      2185-4661
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] Correlation between motion of source bender element and feedback signal induced by self-monitoring2021

    • Author(s)
      Ogino Toshihiro
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: 61 Issue: 1 Pages: 175-184

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2020.11.008

    • Related Report
      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Travel time observation using numerical simulation of bender element testing in time and frequency domain2019

    • Author(s)
      Toshihiro Ogino
    • Journal Title

      Soils and Foundations

      Volume: Vol.59 Issue: 3 Pages: 657-670

    • DOI

      10.1016/j.sandf.2019.01.001

    • Related Report
      2019 Research-status Report 2018 Research-status Report
    • Peer Reviewed
  • [Journal Article] レーザー変位計およびセルフモニタリングによるベンダーエレメントの伝達関数の同定2019

    • Author(s)
      石川光甫,荻野俊寛,田口岳志
    • Journal Title

      第54回地盤工学研究発表会

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Journal Article] レーザー変位計およびセルフモニタリングによるベンダーエレメントの振動特性の評価2019

    • Author(s)
      石川光甫,荻野俊寛,田口岳志
    • Journal Title

      平成30年度土木学会東北支部技術研究発表会

      Volume: -

    • Related Report
      2018 Research-status Report
  • [Presentation] 機械学習によるベンダーエレメント試験のせん断波到達時間の推定2022

    • Author(s)
      荻野俊寛
    • Organizer
      第56回地盤工学研究発表会発表講演集
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 機械学習による室内弾性波試験のS波到達時刻の予測 ― 熟練者による評価と予測値の比較 ―2022

    • Author(s)
      樅山 翔哉
    • Organizer
      土木学会東北支部
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] 硬質な安定処理供試体に対するベンダーエレメント試験法の研究2022

    • Author(s)
      髙橋拓弘
    • Organizer
      土木学会東北支部
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] モード解析によるセルフモニタリングベンダーエレメントの振動特性2021

    • Author(s)
      荻野俊寛
    • Organizer
      応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2021 Annual Research Report
  • [Presentation] モード解析によるセルフモニタリングベンダーエレメントの振動特性2021

    • Author(s)
      荻野俊寛
    • Organizer
      土木学会 応用力学シンポジウム
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] レーザー変位計およびセルフモニタリングによる ベンダーエレメントの変形挙動の評価2020

    • Author(s)
      石川光甫
    • Organizer
      地盤工学研究発表会
    • Related Report
      2020 Research-status Report
  • [Presentation] レーザー変位計およびセルフモニタリングによる ベンダーエレメントの振動特性の評価2019

    • Author(s)
      石川光甫
    • Organizer
      地盤工学研究発表会
    • Related Report
      2019 Research-status Report

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Published: 2018-04-23   Modified: 2023-01-30  

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