土質材料の室内せん断波速度計測方法の研究開発

研究背景と目的 : 地震・津波・洪水などの被害を最低限にするために、対象とした地盤の災害シミュレーションを行い、災害が起こる前に適切な対策をしておく必要がある. 人工物と異なる自然地盤の力学特性を把握するためには、現場採取した試料を用いて室内実験を行い、土質パラメーターを評価する必要がある. 本研究では、土のせん断剛性率を決定するためのせん断波速度(Vs)を測定するベンダーエレメント(BE)試験の新たな材料開発を検討した.試験装置・試料および試験方法 : 直径10cm、高さ20cmの円筒アクリル製モールドの上部に、高さ20cmの空圧室を設置した. 空圧室内の土層厚は7～8cmとし、供試体の高さは27～28cm, BE間の伝播距離は10～27cmとなった密度一定のアルバ二砂供試体を作製し、市販の圧電セラミックスを組み合わせて新型BEとした、ファンクションジェネレータで単発正弦波信号を送信し、オシロスコープで受信記録して、次の2つの方法で実験を行った. 1)新型BEを送信側に接続し、従来型BEで受信信号を測定した. 次に送信・受信のBEを入れ替えて測定した, 2)従来型BEで発信したせん断波を受信するため、リン青銅板(0.3mm)にひずみゲージ4個を貼り付けて「ひずみ型受信器」を作製して測定した.研究成果と問題点 : 寸法25×10×0.1mmのバイモルフ型BE要素の場合、せん断波の測定することができた. また、伝播距離10cmで測定できることを確認した. 新材料は従来型BEと同様にバイモルフ型であるが、現時点の購入価格は20分の1程度で、試験コストの削減につながると考えられる. しかし、使用した要素は強度が弱く曲がり易い性質のため、現段階での使用は緩い試料だけに限られており、一般の固い試料のVs評価にも使用できるように改良することが今後の課題である. さらに2)の試験では、作製したひずみ型受信器で測定することができなかった. ひずみゲージを取り付けた板の長さ・幅及び材質を変えて試すことが別課題として考えられる.

研究背景と目的 : 地震・津波・洪水などの被害を最低限にするために、対象とした地盤の災害シミュレーションを行い、災害が起こる前に適切な対策をしておく必要がある. 人工物と異なる自然地盤の力学特性を把握するためには、現場採取した試料を用いて室内実験を行い、土質パラメーターを評価する必要がある. 本研究では、土のせん断剛性率を決定するためのせん断波速度(Vs)を測定するベンダーエレメント(BE)試験の新たな材料開発を検討した.試験装置・試料および試験方法 : 直径10cm、高さ20cmの円筒アクリル製モールドの上部に、高さ20cmの空圧室を設置した. 空圧室内の土層厚は7～8cmとし、供試体の高さは27～28cm, BE間の伝播距離は10～27cmとなった密度一定のアルバ二砂供試体を作製し、市販の圧電セラミックスを組み合わせて新型BEとした、ファンクションジェネレータで単発正弦波信号を送信し、オシロスコープで受信記録して、次の2つの方法で実験を行った. 1)新型BEを送信側に接続し、従来型BEで受信信号を測定した. 次に送信・受信のBEを入れ替えて測定した, 2)従来型BEで発信したせん断波を受信するため、リン青銅板(0.3mm)にひずみゲージ4個を貼り付けて「ひずみ型受信器」を作製して測定した.研究成果と問題点 : 寸法25×10×0.1mmのバイモルフ型BE要素の場合、せん断波の測定することができた. また、伝播距離10cmで測定できることを確認した. 新材料は従来型BEと同様にバイモルフ型であるが、現時点の購入価格は20分の1程度で、試験コストの削減につながると考えられる. しかし、使用した要素は強度が弱く曲がり易い性質のため、現段階での使用は緩い試料だけに限られており、一般の固い試料のVs評価にも使用できるように改良することが今後の課題である. さらに2)の試験では、作製したひずみ型受信器で測定することができなかった. ひずみゲージを取り付けた板の長さ・幅及び材質を変えて試すことが別課題として考えられる.