Development of ground strength estimation method collaborating force and visual information during excavation to improve the efficiency of unmanned construction

無人化施工の効率向上には地盤情報の把握が不可欠である．そこで研究代表者は，どの現場でも必ず導入されている油圧ショベルのバケットの力覚情報に注目し，地盤強度を推定する研究を行ってきた．しかし，力覚情報のみでは推定精度を大幅に向上させる難しさを実感してきた．バケットを応用した地盤強度推定の精度を向上させるためには，掘削時に刻々と変化する掘削抵抗力（力覚情報）と土の破壊形状（視覚情報）の相互作用の解明が不可欠という考えに至った．今年度は当初の計画にもとづき，力覚センサおよびビデオカメラを設置したバケット掘削模型実験を行い，掘削抵抗力と土の破壊形状に及ぼす土の性状の影響について検討した．はじめに粒度が比較的揃っている砂質土を対象に，掘削時の土の破壊形状は土の性状に応じて変化し，土のせん断破壊線は含水比が高くなるにつれて不明瞭になり，同じ含水比の場合でも粒径の大きさによって異なることが認められた．コーン指数（建設機械のトラフィカビリティの評価指標）と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なった．一方，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示唆された．次に，粘土を含む一般的な土を対象に，土の破壊形状とコーン指数との関係における細粒分の影響を考察したところ，細粒分が多くなるとせん断破壊線が明瞭で多方向に現れた．砂質土地盤と同様に，コーン指数と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なり，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示された．

無人化施工の効率向上には地盤情報の把握が不可欠である．そこで研究代表者は，どの現場でも必ず導入されている油圧ショベルのバケットの力覚情報に注目し，地盤強度を推定する研究を行ってきた．しかし，力覚情報のみでは推定精度を大幅に向上させる難しさを実感してきた．バケットを応用した地盤強度推定の精度を向上させるためには，掘削時に刻々と変化する掘削抵抗力（力覚情報）と土の破壊形状（視覚情報）の相互作用の解明が不可欠という考えに至った．今年度は当初の計画にもとづき，力覚センサおよびビデオカメラを設置したバケット掘削模型実験を行い，掘削抵抗力と土の破壊形状に及ぼす土の性状の影響について検討した．はじめに粒度が比較的揃っている砂質土を対象に，掘削時の土の破壊形状は土の性状に応じて変化し，土のせん断破壊線は含水比が高くなるにつれて不明瞭になり，同じ含水比の場合でも粒径の大きさによって異なることが認められた．コーン指数（建設機械のトラフィカビリティの評価指標）と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なった．一方，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示唆された．次に，粘土を含む一般的な土を対象に，土の破壊形状とコーン指数との関係における細粒分の影響を考察したところ，細粒分が多くなるとせん断破壊線が明瞭で多方向に現れた．砂質土地盤と同様に，コーン指数と平均掘削抵抗力の関係は正の相関関係を示すものの，その傾向は土の種類によって異なり，土の破壊形状はコーン指数と調和的であることが示された．