Development of 4G soil testing system with NI-NC measurement

2021 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19H02230
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 一般
• Review Section: Basic Section 22030:Geotechnical engineering-related
• Research Institution: Hokkaido University
• Principal Investigator: Nishimura Satoshi 北海道大学, 工学研究院, 教授 (70470127)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 桑野 玲子 東京大学, 生産技術研究所, 教授 (80312974) ; 大坪 正英 東京大学, 生産技術研究所, 助教 (80804103)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: 地盤工学 / 室内土質試験 / 地盤材料 / 力学特性

Outline of Final Research Achievements

This study developed a suite of new generation techniques involving non-intrusive, non-contacting sensors for measuring various levels of geomaterial deformation in laboratory testing. Among the proposed techniques are disc-shaped piezoelectric sensors for multi-directional shear wave velocity measurements, which can be installed to soil specimens without intrusion, and a new image analysis technique based on high-accuracy stereophotogrammetry and digital image correlation. By combining these, the deformation properties of geomaterials can be characterised from strain of 0.001% to virtually any large strain. To demonstrate the applicability and benefit of the new innovation, a wide range of geomaterials were tested with the proposed techniques in this study.

Free Research Field

地盤工学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

従来の土質変形試験は、動的応答解析に用いる微小ひずみ剛性、掘削等に伴う地盤変形予測に用いる中ひずみ域変形特性、そして崩壊予測や地盤沈下解析に用いる大ひずみ域変形特性の把握と目的をわけて実施されることが多いが、本研究での開発はこれらを一つのパッケージとして同一装置に統合できるものである。また、個々の技術モジュールに使われているハードウェアは極めて廉価である。これらは現行の土質試験の精度・利便性の向上に大きく寄与するとともに、低コストで導入できことから、特に発展途上国の土質試験室において技術の飛躍をもたらす潜在性をもった成果である。