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2016 年度 実施状況報告書

海底鉱物資源の採鉱用の履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムの開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K14302
研究機関東京海洋大学

研究代表者

谷 和夫  東京海洋大学, 学術研究院, 教授 (50313466)

研究分担者 田中 洋輔  東亜建設工業株式会社技術研究開発センター, 地盤・防災技術グループ, 研究員(移行) (30311666)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワード地盤工学 / 建設機械 / 海洋工学 / 海洋資源 / 海鷹探査 / トラフィカビリティ / 油圧ショベル
研究実績の概要

履帯式重機のトラフィカビリティ評価システムとしてサウンディングに用いるプローブの種類,形状と寸法,載荷方法,計測の項目と方法,計測結果の評価方法の各事項について概略のスペックを決定することを目標として以下の3項目を検討した。
(1)サウンディング方法の検討: トラフィカビリティ評価システムの概念について発明「トラフィカビリティの評価方法およびシステム(特願2016-096910)」を特許出願した。さらに文献調査,重機の小型模型を用いたシミュレーションなど机上検討に基づいてプローブの種類として油圧ショベルのバケットが好適であると結論した。
(2)模型バケットを用いた支持力実験による調査性能の検討: 小型のバケットをプローブ(幅100mm)として内径280mmの円筒土槽内で鉛直に貫入し,貫入量と貫入抵抗の関係を調べた。降伏支持力と模型地盤のせん断強さが線形の関係があることを確認し,バケットの貫入抵抗がトラフィカビリティの評価指標に利用可能なことを確認した。
(3)油圧ショベルを用いた模擬実験による計測方法の検討: コンクリート床上に油圧ショベル(3t未満)を設置して鋼製の模擬弾性地盤を0.1m3級のバケットで載荷し,荷重(バケットの押し込み力)と重機の運動(ブームやアームなどの角度,各支点の変位等)と制御(各部の油圧ジャッキの油圧)の関係を調べた。基本の制御方法については,ブームの油圧と傾斜が載荷重と押し込み量にほぼ対応していることを確認した。
上記の(1)と(2)については,第52回地盤工学研究発表会に2編を投稿した。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

サウンディングに用いるプローブに係る概略のスペックを決定するという平成28年度の目標を達成したので,順調に進展したと判断した。プローブの種類,形状と寸法については油圧ショベルのバケットを,載荷方法については地面下向きにバケット背面を押し付ける方法を選択した。また,計測の項目と方法については制御の油圧と重機のブームの動きを圧力計と回転角計で測定し,計測結果の評価方法については降伏支持力などからトラフィカビリティを推測する方針とした。
成果の公表は,特許出願1件と国内研究集会での論文発表2件である。

今後の研究の推進方策

平成28年度に実施した油圧ショベルを用いた模擬実験では,鋼製の模擬弾性地盤に作用するバケットの荷重を連続的には計測できなかった。また,コンクリートの水平な床の上で実施したので,履帯下の地盤の傾斜・不陸や変形を考慮していなかった。そこで,模擬実験の計測を高度化すると共に,履帯下の地盤の傾斜・不陸や変形が大きい場所でデータを得て,提案する手法の適用性を明らかにする。
油圧ショベルのバケットを利用したサウンディングは重機前方の1地点のトラフィカビリティを評価するには好適であるが,平面的に不均質な地盤においては多地点でバケットを押し込む必要があり,効率が悪い。そこで,重機の前方において表層地盤のトラフィカビリティの不均質性を簡便・迅速に把握する仕組みとの組み合わせを検討する。

  • 研究成果

    (3件)

すべて 2017

すべて 学会発表 (2件) 産業財産権 (1件)

  • [学会発表] 海底地盤でのトラフィカビリティの評価手法の開発 その1:サウンディング方法の検討2017

    • 著者名/発表者名
      桑原拓馬,谷 和夫,田中洋輔,森澤友博
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2017-07-12 – 2017-07-14
  • [学会発表] 海底地盤でのトラフィカビリティの評価手法の開発 その2:小型のバケットを用いた支持力実験2017

    • 著者名/発表者名
      田中洋輔,谷 和夫,桑原拓馬,森澤友博
    • 学会等名
      第52回地盤工学研究発表会
    • 発表場所
      名古屋国際会議場
    • 年月日
      2017-07-12 – 2017-07-14
  • [産業財産権] トラフィカビリティの評価方法およびシステム2017

    • 発明者名
      谷 和夫,田中洋輔,森澤友博
    • 権利者名
      東京海洋大学,東亜建設工業
    • 産業財産権種類
      特許
    • 産業財産権番号
      特願2016-096910
    • 出願年月日
      2017-05-13

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公開日: 2018-01-16  

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