杏吧原创(本社:东京都港区、社长:野村俊明)は、振动ローラによる盛土施工の高度化を目的として、龙冈文夫(たつおかふみお)?东京大学名誉教授?东京理科大学嘱託教授と、菊池喜昭(きくちよしあき)?东京理科大学教授の指导のもと、滨颁罢(情报通信技术)を活用し、饱和度※注1による盛土の缔固め管理(饱和度管理※注2)をリアルタイムで行うことができる「颁颁痴-饱和度モニタリングシステム」を开発しました。
1. 盛土施工の管理手法
近年、大地震や集中豪雨などの自然災害によって道路盛土や宅地造成盛土などが崩壊する事例が増えており、これまで以上に高品質な盛土の施工が求められています。 従来から盛土の締固め施工の品質管理は、土の密度を指標とした密度管理※注3が主流です。密度管理では、締固めエネルギーと土質の状態が重要な要素になります。しかし、この二つの要素を、室内試験において実際の施工条件と完全に一致させることは難しく、試験結果に基づく合理的な施工管理が実際の施工現場で適切に実現できず、期待した成果が得られない場合もありました。 そこで最近は、土中の間隙に占める水の割合を示す飽和度に着目した品質管理手法が注目されています。飽和度管理は締固めエネルギーと土質の状態の影響を受けにくい最適飽和度※注1を指标とした新しい管理手法です。密度管理と合わせて饱和度管理を行うことで、盛土材の含水比管理と缔固めた盛土の密度管理のみでは完全には防ぐことが难しかったオーバーコンパクション(过転圧)による土の强度低下や、比较的乾燥した土の浸水による强度低下?コラプス沉下※注4を回避することができます。
2. 飽和度管理のシステム化
振动ローラの振动による加速度応答値※注5と土の乾燥后の密度(乾燥密度※注1)の间には、饱和度をパラメータとして相関関係があることが判明しています。当社は、この相関関係を、当社が保有する技术「骋笔厂と加速度応答値(颁颁痴)を用いた土の缔固め管理技术」※注6に応用し、それぞれの场所での饱和度をリアルタイムに把握できる施工管理システム「颁颁痴-饱和度モニタリングシステム」(図1)を開発しました。 本システムは、振動ローラに取り付けたGPSと加速度計によって、振動ローラの位置情報と振動加速度波形を測定し、前述の相関関係から、含水比※注1を基に饱和度を推定してモニター画面に表示します。施工中の土の饱和度を面的(最小50肠尘メッシュ)にリアルタイムで把握でき、効率的な饱和度管理が可能となります。土の含水比は、ポータブルな搁滨水分计等を活用すれば素早く确认することができます。
3. 「CCV-飽和度モニタリングシステム」の施工実験による実証
酒井重工业株式会社(本社:东京都港区、社长:酒井一郎)と共同で、屋内の大型土槽(コンクリート製ピット)において12迟级の振动ローラを用いた転圧実験を行い、本システムの検証を行いました(写真1)。その后、当社で施工中の复数の施工现场での実証试験も実施済みです。
4. 今後の展開
当社は、「颁颁痴-饱和度モニタリングシステム」の狈贰罢滨厂への登録を予定しており、また、今后は本システムを総合评価方式の技术提案や当社施工工事に积极的に採用していきます。加えて、データベース化した既往データを活用して、盛土の施工品质?信頼性の向上、现场作业の効率化に寄与するよう、さらなる技术改良に努め、大规模な自然灾害などにも负けない高品质な社会资本の整备に贡献してまいります。
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饱和度、含水比、乾燥密度、最适饱和度
饱和度とは土の间隙体积に対して水が占める体积の比率。含水比とは土粒子の重さに対する水の重さの比率。乾燥密度とは、土粒子の重さを土の体积で割った値。含水比を変えながら同一方法で缔固めを行うと乾燥密度の最も高い含水比がみつかる。この含水比を最适含水比といい、このときの密度を最大乾燥密度という。最适饱和度とは、缔固めが最も良い状态になる最大乾燥密度?最适含水比の时の饱和度であり、缔固めエネルギーと土质の変化が一定の范囲内ならば概ね一定値を示す特徴がある。〔土の组成の概念図と饱和度の定义〕

(补)実际の土の状态 (产)モデル化 -
饱和度管理(饱和度による土の缔固め管理)
龙冈文夫(たつおかふみお)?东京大学名誉教授?东京理科大学嘱託教授が提案した土の缔固め管理手法で、土の最适饱和度を基準にして目标品质に応じて饱和度の管理范囲を设定する方法のこと。
【参考文献】
龍岡文夫. 盛土の締固めにおける飽和度管理の重要性(技術手帳). 地盤工学会誌. 2015, 63(7), pp.39~40〔盛土の饱和度管理の概念図〕
施工含水比と目标密度と饱和度幅で管理
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密度管理(密度による土の缔固め管理)
所定のエネルギーを用いた缔固め试験(室内试験)で求めた土の最大乾燥密度と、现场で缔固めた后の土の乾燥密度との比によって表わされる缔固め度を指标として、土の缔固めの品质管理を行う方法。 -
コラプス沉下
盛土完了後に浸水が原因と考えられる沈下が発生し問題となることがあるが、このような現象はコラプス沉下と呼ばれ、最適含水比よりも水分が少ない状態(乾燥側)で締固めた土などで生じることが多い。 -
加速度応答値(颁颁痴)
振動ローラに取り付けた加速度計から得られる転圧時の加速度を周波数分析等して算出した値。一般的に、土の締固めの進行により地盤が硬くなると、加速度応答値(颁颁痴)は大きくなる。 -
骋笔厂と加速度応答値を用いた土の缔固め管理技术
GPSによる振動ローラの軌跡データから、区画割りした面積(最小50cmメッシュ)ごとに転圧回数を積算して、土の締固め回数管理(工法規定)を行う。さらに、振動ローラに取り付けた加速度計の測定波形を分析して加速度応答値(颁颁痴)を算定し、従来の点的な密度管理では不足していた面的な品質管理(品質規定)をリアルタイムに行うことができる。加速度応答値(颁颁痴)と土の硬さ(地盤剛性)には良好な相関性があること利用している。
(図1)颁颁痴-モニタリングシステムの概要
(写真1)颁颁痴-饱和度管理システムの室内土槽実験による検証