2022 Fiscal Year Annual Research Report
Improvement of geological column and geotechnical site characterization technology by continuous sampling
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22H01585
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| Allocation Type | Single-year Grants |
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| Research Institution | Tokyo University of Marine Science and Technology |
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Principal Investigator |
谷 和夫 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50313466)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
池谷 毅 東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (20416746)
野村 瞬 東京海洋大学, 学術研究院, 准教授 (20705701)
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2025-03-31
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| Keywords | 地盤調査 / サンプリング / サウンディング |
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| Outline of Annual Research Achievements |
2022年上期に、貫入性能を向上させたトレーとシャッターから成る断面が六角形のサンプラーを設計・製作した。そして、2022年下期に、N値が10以上のやや硬質な粘性土地盤でサンプリング兼コーン貫入試験（S＆CPT）の現場実験を行って、改良の効果を検証した。S＆CPTの実施地点の近傍で、標準貫入試験（SPT）と一般的なコーン貫入試験（CPT）も実施した。さらに、S＆CPTによって採取した試料を用いた各種の物理試験（粒度試験、コンシステンシー試験）を行い、土質の判別や力学特性の評価に係る性能を検討した。
その結果、以下4点の結論を得た。（1）N値が20程度までの砂質土地盤において、深さ7.1メートルまでの連続した試料の採取に成功した。（2）CPTのみによる土質の判別では盛土層や腐植土を含む地層の評価の信頼度が低く、試料を採取する必要がある。（3）貫入性能のさらなる向上には、シャッターの曲げ剛性の増大が必要である。（4）施工性のさらなる向上には、部材の種類を減数して一体化を進めることや、サンプラーの分解を容易にするような改善が必要である。
その他、海底地盤で得られた各種の地盤データを文献調査により検討し、自然含水比のデータと既往データベースに基づく経験則を活用して非排水せん断強さを推定する手法を提案した。港湾2地点について検証したところ、概略の傾向は推定可能であるが、ばらつきの評価や信頼性の面で課題が残った。
なお当初は、浅水域の現場実験を行うための準備および一部の実施を2022年度下期に計画していた。しかし、適切なサイトが見つからず、2023年度に繰り越した。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
当初計画では、2022年度の終盤に1回目の現場実験の結果を受けてサンプラーの改良を行って2回目の現場実験のための準備および作業実施まで予定していた。しかし、立地・地盤・施工などに係る条件が研究の目的に合致する場所（具体的には、砂質土地盤が表層に分布し、桟橋などの固定プラットフォームがある浅水域など）が見つからなかった。
また、サンプラーの先端で懸念される閉塞のメカニズムを解明するための室内模型実験も検討したが、サンプラーの断面形状や施工手順を再現しての実験は断念した。地盤の透明化技術を利用して閉塞挙動を観察するため要件として、屈折率が地盤材料（ガラスビーズ）と同一のガラス材料でサンプラーのように複雑な構造を製作、また打設中にサンプラーが破壊しないようにすることが不可能だったからである。この検討については、断面の形状を円とした条件に変更して、載荷装置や計測機器類を整備した後（2024年度）に挑戦する。
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| Strategy for Future Research Activity |
第1に、貫入性能と施工性をさらに向上する。貫入性能については、サンプラーを構成するトレーとシャッターの断面を小さくすること、シャッターの曲げ剛性を高めることなどが改良のポイントである。施工性については、サンプラーおよびガイド（トレーとロッドの接続部材）などの部品の減数と一体化、シャッターを容易に開ける機構がポイントである。後者は、地上に回収した土質試料をサンプラーから取り出してコア箱に収納する作業を大幅に効率化するために重要である。
第2に、サンプリング兼コーン貫入試験（S＆CPT）で得られた試料の品質が、ISO22475-1の品質クラス2あるいは品質クラス3に該当するかについて検討する。また、「やや乱された試料」の定義の明確化、S＆CPTで得られた試料を用いた物理試験の結果とCPTデータを組み合わせた地盤の評価方法の高度化を検討する。
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