| 研究課題/領域番号 |
19K04700
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| 研究機関 | 日本大学短期大学部 |
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研究代表者 |
酒句 教明 日本大学短期大学部, その他部局等, 教授 (00435273)
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| 研究分担者 |
平出 務 国立研究開発法人建築研究所, 構造研究グループ, 研究員 (40370704)
下村 修一 日本大学, 生産工学部, 准教授 (50443726)
仲村 成貴 日本大学, 理工学部, 教授 (80328690)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | スウェーデン式サウンディング試験 / 宅地地盤 / 土質分類 / 液状化強度 / 常時微動 |
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| 研究実績の概要 |
本研究の目的は，宅地地盤の調査について現状に合わせた低コストと最低限必要な評価精度のバランスをもつ調査システムの開発である。宅地地盤の調査はスウェーデン式サウンディング試験（SWS試験）が主流となっているが，現状は同試験結果から土質分類ができないことや液状化予測が直接できないことが課題となっている。今年度は①土質分類を可能とするスウェーデン式サウンディング試験の実用化②SWS試験から直接液状化リスクを予測する方法の2つの検討を実施した。なお，従来の計画にあった③常時微動を用いた盛土・埋土の不整形の検出については，コロナ禍の影響でフィールド調査を遂行することが適わなかった。
①については，③と同様にフィールド試験は実施できなかった。そこで，摩擦音を利用したSWS試験について，実用化に向けた測定システムの改良を行った。具体的には，先端にマイクを設置した方法では地上までつなぐロッドに不具合が生じると信号を送ることができないという欠点が内在していたため，地上にマイクを設置することを考えた。検討の結果，先端にマイクを設置した場合と同等の結果が得ることができた。これを受けて，企業2者と共同で特許申請をする運びとなった。斯様な理由から詳細はここでは割愛し，来年度の報告とする。
②については，課題の一つであった細粒分の影響について検討した。こちらについてもフィールド試験が実施できなかったため，主に三軸試験の実施と文献データの活用で検討を進めた。三軸試験からは，細粒分を多く含む再構成された土の液状化試験は原位置の再現性という意味では非常に困難ということが判明した。一方，文献データを整理した結果と昨年度実施したフィールド試験の結果を比較したところ，文献のデータは大きくばらつきを示したが，サンプリング精度という観点から使用データを精査したところ，我々のデータと調和的な関係にあることが判明した。
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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
本研究は，宅地の地盤調査の現状を踏まえSWS試験から直接土質分類および液状化予測を可能にすることである。そのためには，(1)SWS試験中に得られるデータから簡易に土質分類が可能になること，(2)SWS試験データであるNsw値から直接液状化強度を評価できること，(3)現在宅地地盤の調査として主流であるSWS試験以外に，第二の調査方法として主流となり得る常時微動の活用方法の活路を開くことである。
（1）については，低コストを前提としたSWS試験から土質分類する測定システムの実用化である。こちらについては，前述した特許取得まで進展したように，研究成果が顕著であった。現状では土質分類にたどり着くには，土をサンプリングして室内土質試験を実施する必要があるため，宅地レベルの費用に比べるとコストが合わないことが問題であった。本研究では，現行のSWS試験に6万円程度のマイクと20万円程度のアンプを用意するだけで一定の精度を有した土質分類が可能となった。
（2）については，液状化強度をSWS試験結果から直接評価できるかがポイントである。きれいな砂の場合，すでに室内土質試験の検討により評価可能であることは示されていた。課題であった細粒分を含む土の検討については，昨年度から引き続き実施してきた三軸試験による評価は困難であることが判明したが，数は少ないが昨年度のフィールド調査によるデータおよび比較的多く得られた文献データをまとめた。サンプリングの品質を加味したデータを精査したところ，細粒分を含む液状化強度は大きくなる傾向をつかむことができた。また，細粒分含有率と液状化強度上昇の定量的な評価については，引き続き今後の検討が必要であるが，ある程度の定量的な評価は可能であることが分かった。
ただし，（3）については，前述のようにフィールド調査が実施不能であったため，今年度は予定通りには進まなかった。
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| 今後の研究の推進方策 |
本研究の今後の推進方策は以下の通りである。
①土質分類を可能とするスウェーデン式サウンディング試験の実用化について：摩擦音を利用したSWS試験について測定システムは確立できたため，今後は評価精度の検討である。特許申請をする企業からフィールド調査の機会を提供できる目途がついたので，極力フィールド調査を実施する。これに加えて，フィールドデータの参照データの元となる室内モデル地盤の測定も併せて実施していく。電気比抵抗を利用したSWS試験については，試験機のリニューアルをしたが，現行のものでは前述したようにロッドの不具合問題が解決されないため，測定システムの見直しを図る。
②SWS試験から直接液状化リスクを予測する方法について：現在までにきれいな砂および細粒分を含む土に対し，液状化強度とSWS試験データであるNswとの関係は得られた。そこで，2011年東日本大震災で得られた液状化が起きたサイトのシミュレーション解析に液状化～Nsw関係を適用し，推定精度について検討する。具体的には平成25年度建築基準整備促進事業「小規模建築物に適用する簡易な液状化判定手法の検討」の報告書のデータを引用する。
③常時微動を用いた盛土・埋土の不整形の検出について：今年度はコロナ禍の影響でフィールド調査が不能であったが，次年度は可能であればフィールド調査を実施する予定である。ただし，今年度と同様にフィールドが不能になった場合は，文献調査をベースに地盤条件と常時微動結果の比較から盛土・埋土の不整形の検出について検討する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
今年度の当初の研究計画では物品だけでなく謝金，学会参加の旅費などの予算執行も予定していた。コロナ禍の影響で大学入構，出張が難しい状況になったため，急遽研究計画の変更に伴い物品の購入に切り替えたが，当初使用目的のために使用したく一部を次年度に繰り越すことにした。次年度は従来の研究計画通り室内土質試験のための謝金として使用する予定である。
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