ベンダーエレメントによる土質材料のせん断波速度計測法の高度化する研究

研究背景と目的 : 地震などの自然災害による被害を予測するためには、地盤の力学特性パラメーターであるせん断弾性剛性率を求めることが重要である。本研究は、せん断波速度(Vs)を測定するベンダーエレメント(BE)を用いた室内土質試験を行い、BE試験の測定距離を拡大する方法を検討することに加えて、せん断波の発信信号の到達時間の同定方法を明確化することを目的とした。試験装置・試料および試験方法 : 直径10cm、長さ20cmの円筒アクリル製モールドを数個組み合わせて土槽とした。土槽の片側に空圧室とピストンを設置し、所定の圧力を載荷した状態でBEの接触状態を良くしながら試験を行った。なお、BEの最大測定距離は36cm～76cmとなった。試料としてアルバニ砂を用い、密度が一定になるように締固め、土槽を構成しているモールドの数(到達距離)を変えて実験を行った。信号の発信・受信のためにパソコンとオシロスコープをBEに接続し、単発正弦波とバースト型の正弦波を最大で40ボルトまで増幅して発信信号に用いた。研究成果と問題点 : モールド1個(供試体長さ27cm)の試験では、従来同様の測定長さなので明確な受信信号が得られた。モールド2個(供試体長さ45cm)の試験では、単発パルス入力の受信信号が弱くなったが、バースト型の正弦波を発信周波数を変えて共振することで同定可能な信号が受信できた。モールド3個以上(供試体長さ60cm以上)の試験では、連続正弦波以外では信号同定が難しかった。今回の研究により測定距離を長くすることが可能なことは確認できた。しかし、連続正弦波を改良した発信信号によりその受信信号の相互相関(クロスコリレーション)を検討し、Vsを計算する目標には達成しなかった。今後、原位置試験レベルでのせん断波測定を実現するには、連続正弦波の改良方法を検討する必要がある。

研究背景と目的 : 地震などの自然災害による被害を予測するためには、地盤の力学特性パラメーターであるせん断弾性剛性率を求めることが重要である。本研究は、せん断波速度(Vs)を測定するベンダーエレメント(BE)を用いた室内土質試験を行い、BE試験の測定距離を拡大する方法を検討することに加えて、せん断波の発信信号の到達時間の同定方法を明確化することを目的とした。試験装置・試料および試験方法 : 直径10cm、長さ20cmの円筒アクリル製モールドを数個組み合わせて土槽とした。土槽の片側に空圧室とピストンを設置し、所定の圧力を載荷した状態でBEの接触状態を良くしながら試験を行った。なお、BEの最大測定距離は36cm～76cmとなった。試料としてアルバニ砂を用い、密度が一定になるように締固め、土槽を構成しているモールドの数(到達距離)を変えて実験を行った。信号の発信・受信のためにパソコンとオシロスコープをBEに接続し、単発正弦波とバースト型の正弦波を最大で40ボルトまで増幅して発信信号に用いた。研究成果と問題点 : モールド1個(供試体長さ27cm)の試験では、従来同様の測定長さなので明確な受信信号が得られた。モールド2個(供試体長さ45cm)の試験では、単発パルス入力の受信信号が弱くなったが、バースト型の正弦波を発信周波数を変えて共振することで同定可能な信号が受信できた。モールド3個以上(供試体長さ60cm以上)の試験では、連続正弦波以外では信号同定が難しかった。今回の研究により測定距離を長くすることが可能なことは確認できた。しかし、連続正弦波を改良した発信信号によりその受信信号の相互相関(クロスコリレーション)を検討し、Vsを計算する目標には達成しなかった。今後、原位置試験レベルでのせん断波測定を実現するには、連続正弦波の改良方法を検討する必要がある。