| 研究課題/領域番号 |
17H04935
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| 研究機関 | 大阪市立大学 |
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研究代表者 |
山田 卓 大阪市立大学, 大学院工学研究科, 准教授 (70451789)
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| 研究期間 (年度) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| キーワード | 地盤調査 / 液状化判定 / 動的コーン貫入試験 / 摩擦音 / 模型実験 |
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| 研究実績の概要 |
本研究では，宅地向けの地盤調査方法で大型動的コーン貫入試験（本研究ではSRS試験を対象とする）の調査中に地中で生じる貫入コーンとその周囲にある土との摩擦で生じる音を計測・評価し，住宅地盤の液状化判定に必要な土の粒度特性値を推定する（土質判定）技術を構築し，その技術の実用化を目指す。
研究初年度に作製したSRS試験による摩擦音計測状態を再現可能な模型実験装置を用いて実験を行い，摩擦音の特性値から土の粒度を推定する手法を構築するために必要な実験データを集積した。実験では細粒分含有率を変化させた砂質土試料を用いた。また，地盤の密度と土被り圧を数通りに変化させた条件で実験を実施した。その結果，砂質土の摩擦音の大きさは，細粒分含有率が大きいほど小さく，土被り圧が大きいほど大きく，地盤の密度が高いほど小さいことがわかった。
埼玉県越谷市，茨城県稲敷市および大阪府大阪市内の2か所の地盤でSRS実機を用いた実地盤の摩擦音計測実験を実施した。これらはいずれも液状化の発生が危惧されている地盤である。貫入コーンと地盤の摩擦現象にクーロン則を適用して模型実験結果を基に摩擦音の2乗音圧を単純な数値モデルで表示し，模型実験で得られた知見（摩擦音に与える密度と土被り圧の影響）の実地盤計測データに対する適用性を検討した。その結果， 模型実験結果を基準として正規化した2乗音圧と実地盤の平均粒径D50の関係は実地盤と模型実験の両方でよく一致し，模型実験を基本として摩擦音による粒度推定手法の構築が可能であることが示唆された。
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| 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
平成30年度は，①マイクの改良と機能向上，②模型実験の実施，③現場実験の実施を当初計画おり，いずれの課題も当初計画通りに遂行できたと考えられる。①については，コーンの伝達関数の評価のためのデータ取得回数を大幅に増やすことによって，異なるコーンで計測された摩擦音の周波数分析精度が向上した。②，③については，模型実験結果の現場計測結果への適用性を確認した。しかし，当初計画で初年度に実施を計画していた独立型摩擦音計測用SRSコーンの試作については実施が遅れており，次年度試作し，模型実験で運用することを予定している。研究全体としては4年間の実施計画の中では全体的におおむね順調に研究が進展していると評価する。
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| 今後の研究の推進方策 |
2019年度は，摩擦音に与える種々の影響について調べる実験を主体に研究を進める。具体的には，現場実験結果を解釈・分析するために，土被り圧，細粒分含有率，平均粒径，均等係数，乾燥密度を変化させた模型地盤を作製し，これらと摩擦音の大きさ，スペクトル特性，波形特性についての関係を調べ，摩擦音を利用した地盤の粒度判定手法の構築に取り組む。また，独立型摩擦音計測用SRSコーンの開発を進め，マイク，アンプ，記録媒体の全てを内蔵したコーンを試作し，模型実験で性能を評価する。模型実験に基づく粒度推定手法の現場への適用性を確認するために，国内２または3ヶ所の実地盤でSRS実機による現場実験を実施する予定である。
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