| 研究課題/領域番号 |
26420568
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| 研究機関 | 立命館大学 |
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研究代表者 |
持田 泰秀 立命館大学, 理工学部, 教授 (60581171)
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| 研究分担者 |
藤井 衛 東海大学, 工学部, 教授 (70130094)
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| 研究期間 (年度) |
2014-04-01 – 2017-03-31
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| キーワード | 電気比抵抗 / 埋込み杭 / 杭周固定液 / セメントミルク / 泥水 / 施工管理 / 圧縮強度 / ブリ-ジング |
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| 研究実績の概要 |
平成27年度は、平成26年度実施の室内試験と平成27年度実施した施工現場試験から、以下の内容を明らかにした。
室内試験では、セメントミルクと砂質土混入のセメントミルクの電気比抵抗測定方法の確立と電気比抵抗と圧縮強度の推定式の提案を行った。比抵抗測定方法CASE1～3の比較では、CASE1の供試体中央に電極を直接貫入させる測定方法が、最も評価に適していた。CASE2,CASE3に比較して、水セメント比の違いによる圧縮強度の差異が比抵抗に顕著に示され、材齢に伴う比抵抗探子とセメントミルクの接触部の空隙などの問題のないことを明らかにした。室内試験の材齢0～1日の電気比抵抗の動向は、一旦低下し、それ以降上昇し、その上昇起点時期は水セメント比の大きい程起点時間が遅れる傾向がみられる。杭周固定液の水セメント比が大きいため、電気比抵抗の変化は微小であり、ばらつきも大きく信頼性が低いため、材齢0～1日の電気比抵抗の動向の推定式への展開は行わなかった。そのため、電気比抵抗と圧縮強度の推定式の提案では、材齢1日の比抵抗ρ(1)、材齢3日の圧縮強度qu(3)の実測値を用いた材齢28日強度qu(28)の推定式を提案した。
施工現場試験では、万能採水器を用いて深さ毎の杭周固定液未固化試料の採取と、30mコードセル電気比抵抗ポータブル測定器による施工モニタリングを実施した。材齢0～1日の電気比抵抗の定性的評価としては、室内試験と同様に、一旦低下し、それ以降上昇した。その上昇起点時期も室内試験と同様であった。室内試験での砂質土での検証結果を踏まえ砂層を主体とする地盤での試験を行った。
本来、平成28年度に行う計画であった計測実験も同時に行い、施工モニタリングにより、電気比抵抗調査によるICT技術を用いた土の中の視える化施工を実現し、より迅速で有効な施工管理手法の可能性を明らかにした。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
1: 当初の計画以上に進展している
理由
平成26年度の室内試験は、普通ポルトランドセメントでW/C60,80,100%。測定容器はφ50×100mmの圧縮型枠ヒットワン。測定方法は、以下の3種類。CASE1：材齢0～28日で供試体中央に直接電極を直接貫入測定。CASE2：材齢0～6時間はCASE1と同様。材齢1日～28日で供試体中央に直径12㎜の開孔に、0.1規定濃度のKCl溶液を注入してを測定。(既往の研究の手法)CASE3：材齢0～6時間はCASE1と同様。材齢1日～28日で供試体中央に直径12㎜の孔に、初期のセメントミルクと等しい電気比抵抗を有する濃度のKCl溶液を注入して供試体を測定。更に、砂質地盤における打設後のセメントミルクを想定した室内試験。普通ポルトランドセメントで、W/C=60.100％。泥水は、珪砂7号を使用し水と混合して比重1.5g/cm3を目標に作成。測定容器、試験方法CASE1～CASE3も前述同様。各々実験で、水とセメントミルクの比抵抗、材齢0～28日の比抵抗、材齢3日7日28日の圧縮強度の関係を明らかにした。セメントミルクの材齢0～1日の電気比抵抗の定性的な評価としては、一旦低下し、それ以降上昇し、その上昇起点時期はW/Cの大きい程起点時間が遅れる傾向がみられた。
平成27年度は、昨年度の室内試験結果から、セメントミルクと砂質土混入のセメントミルクの室内試験における電気比抵抗測定方法の確立と電気比抵抗と圧縮強度の推定式の提案を行った。
平成27年度実施施工現場試験では、万能採水器を用いて深さ毎の杭周固定液未固化試料の採取と、30mコードセル電気比抵抗ポータブル測定器による施工モニタリングを実施した。本来、28年度に行う計画であった計測実験も同時に行い、施工モニタリングにより、電気比抵抗調査によるICT技術を用いた土の中の視える化施工を実現し、有効な施工管理手法の可能性を明らかにした。
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| 今後の研究の推進方策 |
平成28年度に予定した計測実験は、27年度の実施工試験で同時に実施済み。現場試験孔を用いてICT技術を活用し施工モニタリングの可能性を検討した。30mコードセル電気比抵抗ポータブル測定コーン型センサー（４極式）にて、杭孔内に垂らし深さ方向の測定し、杭周固定液のばらつきや土塊の混入などのない品質管理の可能性を検証した。万能採水器にて深さ毎の未固化試料を採取し、地上での比抵抗測定と圧縮試験試料に用いた。
平成28年度は、ケーブル接続による施工生産性悪化のため、無線やバッテリー化の計測の可能性を検証する。また、平成28年度日本建築学会大会(九州)と地盤工学会研究発表会(岡山)では、『電気比抵抗調査を用いた埋込み杭の杭周固定液の施工品質管理に関する研究』 その1)セメントミルクの電気比抵抗による圧縮強度の推定 ,その2)砂質土での電気比抵抗による圧縮強度の推定,その3)施工現場における電気比抵抗調査手法と調査結果、の各々3編の発表報告を行う。これらを再検証し、日本建築学会や地盤工学会の審査論文の投稿、国際会議の提出を行う。
本研究で明らかとなった課題から、次なる研究推進の展開を以下に図る。
・材齢0～28日まで供試体中央に溶液無しで直接電極貫入させて、電気比抵抗を把握する方法(CASE1)が最も適していた。材齢0～1日の比抵抗の動向は、固定液の水セメント比が大きく電気比抵抗の変化は微小であり、ばらつきも大きい。本研究で使用したポータブル電気比抵抗センサーでは、精度が不十分であることが明らかになった。
・これより、電気比抵抗調査を用いた埋込み杭の固定液の施工品質管理を実用化するための、材齢0～1日の電気比抵抗からの圧縮強度の推定を目的とする次期研究の取組みテーマは、『埋込み杭の固定液の施工品質管理のための電気比抵抗調査方法(器具)に関する研究』が候補となり、その研究の計画を立案する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
供試体の圧縮試験について、学内にて学生が行う計画であった。実際は、供試体の切断研磨作業が有るため、学生の安全性の確保が困難と判断し、㈱ホクコンマテリアルに無償協力して頂き圧縮試験を実施した。そのため、一部、費用が掛からなくなった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
本テーマの最終年度となるので、学会発表、論文掲載費用の一部として使用する計画。
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