JP2001004606A - せん断波速度の測定方法 - Google Patents
せん断波速度の測定方法Info
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- JP2001004606A JP2001004606A JP11180311A JP18031199A JP2001004606A JP 2001004606 A JP2001004606 A JP 2001004606A JP 11180311 A JP11180311 A JP 11180311A JP 18031199 A JP18031199 A JP 18031199A JP 2001004606 A JP2001004606 A JP 2001004606A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】地盤のせん断波速度を正確に求めること。
【構成】土中に振動波を送信できるように送信側ベンダ
ーエレメントを配置すると共に、土中から伝播してきた
振動波を受信できるように複数の受信側ベンダーエレメ
ントを間隔をあけて配置し、送信側ベンダーエレメント
から振動波を送信し、複数の受信側ベンダーエレメント
でせん断波を受信し、複数の受信側ベンダーエレメント
で受信したせん断波の時間差を求め、該間隔と時間差か
らせん断波速度を算出する、せん断波速度の測定方法。
ーエレメントを配置すると共に、土中から伝播してきた
振動波を受信できるように複数の受信側ベンダーエレメ
ントを間隔をあけて配置し、送信側ベンダーエレメント
から振動波を送信し、複数の受信側ベンダーエレメント
でせん断波を受信し、複数の受信側ベンダーエレメント
で受信したせん断波の時間差を求め、該間隔と時間差か
らせん断波速度を算出する、せん断波速度の測定方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤のせん断波速
度の測定に関するものである。
度の測定に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、土の要素試験における供試体のせ
ん断波速度を発振側のベンダーエレメントと受信側のベ
ンダーエレメントの波形を用いて測定し、土の剛性など
を求めている。土の要素試験とは、ＪＧＳ Ｔ ５２０
のような方法により作成された土の供試体又は乱さない
試料を用いた土の供試体にベンダーエレメントを装備
し、図４のような三軸圧縮試験機にセットし、土の物性
を求めるものである。土のせん断波速度をベンダーエレ
メントを用いて測定する場合、受信機における発信波の
到達時間とベンダーエレメント間の距離から土のせん断
波速度を求めている。しかし、測定結果に含まれるノイ
ズ、発信波と受信波の解析誤差などが含まれるため、受
信機における到達波を精度良く測定することは困難であ
る。また、ベンダーエレメントを模型地盤に設置する場
合、ベンダーエレメント間の距離の測定が難かしく、精
度の良い測定が困難である。なお、本出願人は、既に土
中を伝播するせん断波速度を測定し、せん断剛性を求め
る方法を開示している（特開平１０−１６０７１５号公
報参照）。
ん断波速度を発振側のベンダーエレメントと受信側のベ
ンダーエレメントの波形を用いて測定し、土の剛性など
を求めている。土の要素試験とは、ＪＧＳ Ｔ ５２０
のような方法により作成された土の供試体又は乱さない
試料を用いた土の供試体にベンダーエレメントを装備
し、図４のような三軸圧縮試験機にセットし、土の物性
を求めるものである。土のせん断波速度をベンダーエレ
メントを用いて測定する場合、受信機における発信波の
到達時間とベンダーエレメント間の距離から土のせん断
波速度を求めている。しかし、測定結果に含まれるノイ
ズ、発信波と受信波の解析誤差などが含まれるため、受
信機における到達波を精度良く測定することは困難であ
る。また、ベンダーエレメントを模型地盤に設置する場
合、ベンダーエレメント間の距離の測定が難かしく、精
度の良い測定が困難である。なお、本出願人は、既に土
中を伝播するせん断波速度を測定し、せん断剛性を求め
る方法を開示している（特開平１０−１６０７１５号公
報参照）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】本発明では、１個の発
信機に対して受信機を複数個配置することにより、同一
の発信波を位置の異なる複数の受信機で観測し、それぞ
れの受信機の立上り時間の差とともに、観測波形に、よ
り明瞭に表れるピークの発生時間の差を計測することに
より、不明確になりがちな発信機と受信機の立上り時間
差の読取誤差を低減し、受信機間の距離からせん断波速
度を正確に求めることができるようにする。また、土の
間隙が間隙流体によって飽和された模型地盤にベンダー
エレメントを設置する場合、ベンダーエレメントと水圧
計を同時に設置することにより、水圧計の測定結果から
飽和地盤の水位差が計算されるため、ベンダーエレメン
ト間の距離を間隙流体の圧力差から精度良く計算でき
る。
信機に対して受信機を複数個配置することにより、同一
の発信波を位置の異なる複数の受信機で観測し、それぞ
れの受信機の立上り時間の差とともに、観測波形に、よ
り明瞭に表れるピークの発生時間の差を計測することに
より、不明確になりがちな発信機と受信機の立上り時間
差の読取誤差を低減し、受信機間の距離からせん断波速
度を正確に求めることができるようにする。また、土の
間隙が間隙流体によって飽和された模型地盤にベンダー
エレメントを設置する場合、ベンダーエレメントと水圧
計を同時に設置することにより、水圧計の測定結果から
飽和地盤の水位差が計算されるため、ベンダーエレメン
ト間の距離を間隙流体の圧力差から精度良く計算でき
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は以下の構成を有する。＜イ＞第１の発明
は、土中に振動波を送信できるように送信側ベンダーエ
レメントを配置すると共に、土中を伝播してきた振動波
を受信できるように複数の受信側ベンダーエレメントを
間隔をあけて配置し、送信側ベンダーエレメントから振
動波を送信し、複数の受信側ベンダーエレメントでせん
断波を受信し、複数の受信側ベンダーエレメントで受信
したせん断波の時間差を求め、該間隔と時間差からせん
断波速度を算出する、せん断波速度の測定方法にある。
＜ロ＞第２の発明は、第１の発明のせん断波速度の測定
方法において、送信側ベンダーエレメントと各受信側ベ
ンダーエレメントの所定位置の水圧を測定する水圧計を
各ベンダーエレメント毎に配置し、各受信側ベンダーエ
レメント間の間隔を算出することを特徴とする、せん断
波速度の測定方法にある。
め、本発明は以下の構成を有する。＜イ＞第１の発明
は、土中に振動波を送信できるように送信側ベンダーエ
レメントを配置すると共に、土中を伝播してきた振動波
を受信できるように複数の受信側ベンダーエレメントを
間隔をあけて配置し、送信側ベンダーエレメントから振
動波を送信し、複数の受信側ベンダーエレメントでせん
断波を受信し、複数の受信側ベンダーエレメントで受信
したせん断波の時間差を求め、該間隔と時間差からせん
断波速度を算出する、せん断波速度の測定方法にある。
＜ロ＞第２の発明は、第１の発明のせん断波速度の測定
方法において、送信側ベンダーエレメントと各受信側ベ
ンダーエレメントの所定位置の水圧を測定する水圧計を
各ベンダーエレメント毎に配置し、各受信側ベンダーエ
レメント間の間隔を算出することを特徴とする、せん断
波速度の測定方法にある。
【０００５】
【発明の実施の態様】以下、図面を用いて本発明の実施
の態様を説明する。
の態様を説明する。
【０００６】＜イ＞せん断波速度の測定の概要 せん断波速度の測定は、模型地盤に受信側ベンダーエレ
メントと２個以上の受信側ベンダーエレメントを配置し
た模型地盤内にせん断波を伝播させて行なう。例えば図
１のように、せん断波速度の測定は、模型地盤３１内に
１個の発信側ベンダーエレメント１１と３個の受信側ベ
ンダーエレメント１２〜１４を配置し、各ベンダーエレ
メント１１〜１４及び３個の水圧計２１〜２３をフレー
ム状の治具３２に取り付け、相対的な位置を確定する。
なお、治具３２を通して波動が伝播する恐れがある場合
は、治具３２を抜き取ることにより、波動の伝播を防止
する。また、模型地盤３１が乾燥地盤である場合、水圧
計２１〜２３を取り付けなくても良い。
メントと２個以上の受信側ベンダーエレメントを配置し
た模型地盤内にせん断波を伝播させて行なう。例えば図
１のように、せん断波速度の測定は、模型地盤３１内に
１個の発信側ベンダーエレメント１１と３個の受信側ベ
ンダーエレメント１２〜１４を配置し、各ベンダーエレ
メント１１〜１４及び３個の水圧計２１〜２３をフレー
ム状の治具３２に取り付け、相対的な位置を確定する。
なお、治具３２を通して波動が伝播する恐れがある場合
は、治具３２を抜き取ることにより、波動の伝播を防止
する。また、模型地盤３１が乾燥地盤である場合、水圧
計２１〜２３を取り付けなくても良い。
【０００７】＜ロ＞ベンダーエレメント 各ベンダーエレメント１１〜１４は、せん断波の送信と
受信を行うもので、例えば、材質は圧電セラミックであ
り、形状は高さ２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍとす
る。
受信を行うもので、例えば、材質は圧電セラミックであ
り、形状は高さ２０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ１ｍｍとす
る。
【０００８】図２にせん断波の発生と受信を行ない、せ
ん断剛性を求める測定システムを示している。試験の目
的に合わせて、発信側ベンダーエレメント１１に関数発
生器４１からパルス波や正弦波などの電圧信号を印加す
る。模型地盤３１を伝播したせん断波は、第１〜第３受
信側ベンダーエレメント１２〜１４に到達し、電気信号
に変換され、オシロスコープ４４で表示され、デジタル
レコーダ４５に記録される。電気信号に変換されたせん
断波は、演算処理装置で処理され、せん断波速度が算出
される。なお、極性逆転スイッチ４２は、発振側ベンダ
ーエレメントのせん断波の波形を逆転させるスイッチで
す。
ん断剛性を求める測定システムを示している。試験の目
的に合わせて、発信側ベンダーエレメント１１に関数発
生器４１からパルス波や正弦波などの電圧信号を印加す
る。模型地盤３１を伝播したせん断波は、第１〜第３受
信側ベンダーエレメント１２〜１４に到達し、電気信号
に変換され、オシロスコープ４４で表示され、デジタル
レコーダ４５に記録される。電気信号に変換されたせん
断波は、演算処理装置で処理され、せん断波速度が算出
される。なお、極性逆転スイッチ４２は、発振側ベンダ
ーエレメントのせん断波の波形を逆転させるスイッチで
す。
【０００９】＜ハ＞せん断波速度の測定 模型地盤３１をせん断波速度の測定用試験機内に設置
し、例えば側方流動化用試験機内に設置し、トルク及び
荷重を付与し、模型地盤にねじれを与える。この状態
で、図１のように、発信側ベンダーエレメント１１に図
３のようなパルス電圧の発信波を印加すると、せん断波
が模型地盤３１中を伝搬し、第１受信側ベンダーエレメ
ント１２、第２受信側ベンダーエレメント１３、第３受
信側ベンダーエレメント１４に順に到達し、電気信号に
変換され、オシロスコープ４に第１受信波、第２受信
波、第３受信波として表示される。
し、例えば側方流動化用試験機内に設置し、トルク及び
荷重を付与し、模型地盤にねじれを与える。この状態
で、図１のように、発信側ベンダーエレメント１１に図
３のようなパルス電圧の発信波を印加すると、せん断波
が模型地盤３１中を伝搬し、第１受信側ベンダーエレメ
ント１２、第２受信側ベンダーエレメント１３、第３受
信側ベンダーエレメント１４に順に到達し、電気信号に
変換され、オシロスコープ４に第１受信波、第２受信
波、第３受信波として表示される。
【００１０】せん断波速度ＶSは、第１受信側ベンダー
エレメント１２と第２受信側ベンダーエレメント１３間
の距離（Δｈi）と、第１受信波と第２受信波の測定時
間差（Δｔi）から算出する。即ち、せん断波速度ＶS＝
（Δｈi）／（Δｔi）となる。
エレメント１２と第２受信側ベンダーエレメント１３間
の距離（Δｈi）と、第１受信波と第２受信波の測定時
間差（Δｔi）から算出する。即ち、せん断波速度ＶS＝
（Δｈi）／（Δｔi）となる。
【００１１】このように、発信側ベンダーエレメント１
１と第１及び第２受信側ベンダーエレメント１２〜１３
間の測定距離ではなく、測定距離の差を利用し、更に、
受信波の伝播時間でなく、伝播時間の差を利用するの
で、距離や時間の測定誤差をキャンセルできる。その結
果、測定誤差がキャンセルされた正確なせん断波速度を
求めることができる。更に、第３ベンダーエレメント１
４を加えた３個以上の受信側ベンダーエレメントを配置
し、測定値を統計処理することにより、より正確な測定
を可能にできる。
１と第１及び第２受信側ベンダーエレメント１２〜１３
間の測定距離ではなく、測定距離の差を利用し、更に、
受信波の伝播時間でなく、伝播時間の差を利用するの
で、距離や時間の測定誤差をキャンセルできる。その結
果、測定誤差がキャンセルされた正確なせん断波速度を
求めることができる。更に、第３ベンダーエレメント１
４を加えた３個以上の受信側ベンダーエレメントを配置
し、測定値を統計処理することにより、より正確な測定
を可能にできる。
【００１２】せん断剛性ＧSは、測定されたせん断波速
度ＶSと密度ρから、せん断剛性ＧS＝密度ρ×せん断波
速度ＶS 2により算出される。
度ＶSと密度ρから、せん断剛性ＧS＝密度ρ×せん断波
速度ＶS 2により算出される。
【００１３】なお、第１と第２受信側ベンダーエレメン
ト１２、１３間の距離（Δｈi）は、発信側ベンダーエ
レメント１１と第１受信側ベンダーエレメント１２及び
第２受信側ベンダーエレメント１３との距離の差（ｈ2
−ｈ1）である。同様に、第１と第３受信側ベンダーエ
レメント１２、１４間の距離（Δｈi+1）は、発信側ベ
ンダーエレメント１１と第１及び第３受信側ベンダーエ
レメント１２、１４との距離の差（ｈ3−ｈ1）である。
また、第１受信波と第２受信波の測定時間差（Δｔi）
は、第１と第２受信側ベンダーエレメント１２、１３の
受信波の立ち上がり時間の差（ｔ2−ｔ1）、又は受信側
ベンダーエレメントのピーク時間の差などから求められ
る。同様に、、第１受信波と第３受信波の測定時間差
（Δｔi+1）は、第１と第３の受信側ベンダーエレメン
トの受信波の立ち上がり時間の差（ｔ 3−ｔ1）である。
ト１２、１３間の距離（Δｈi）は、発信側ベンダーエ
レメント１１と第１受信側ベンダーエレメント１２及び
第２受信側ベンダーエレメント１３との距離の差（ｈ2
−ｈ1）である。同様に、第１と第３受信側ベンダーエ
レメント１２、１４間の距離（Δｈi+1）は、発信側ベ
ンダーエレメント１１と第１及び第３受信側ベンダーエ
レメント１２、１４との距離の差（ｈ3−ｈ1）である。
また、第１受信波と第２受信波の測定時間差（Δｔi）
は、第１と第２受信側ベンダーエレメント１２、１３の
受信波の立ち上がり時間の差（ｔ2−ｔ1）、又は受信側
ベンダーエレメントのピーク時間の差などから求められ
る。同様に、、第１受信波と第３受信波の測定時間差
（Δｔi+1）は、第１と第３の受信側ベンダーエレメン
トの受信波の立ち上がり時間の差（ｔ 3−ｔ1）である。
【００１４】＜ニ＞水圧による発信側と受信側ベンダー
エレメント間の距離の測定 模型地盤３１内、又は、各ベンダーエレメント１１〜１
４の所定位置に水が連通して存在する場合、水圧計でそ
の所定位置の水圧を測定することにより、発信側ベンダ
ーエレメント１１と各受信側ベンダーエレメント１２〜
１４間の距離を求めることができる。例えば、第１と第
２受信側ベンダーエレメント１２、１３間の距離（Δｈ
i）は、第１水圧計から第２水圧計の水圧差から、第１
と第２受信側ベンダーエレメント間の距離（Δｈi）＝
（第１水圧計の水圧−第２水圧計の水圧）／（水の密
度）によって求められる。同様に、第１と第３受信側ベ
ンダーエレメント間の距離（Δｈi+1）は、第１水圧計
から第３水圧計の水圧差によって求められる。
エレメント間の距離の測定 模型地盤３１内、又は、各ベンダーエレメント１１〜１
４の所定位置に水が連通して存在する場合、水圧計でそ
の所定位置の水圧を測定することにより、発信側ベンダ
ーエレメント１１と各受信側ベンダーエレメント１２〜
１４間の距離を求めることができる。例えば、第１と第
２受信側ベンダーエレメント１２、１３間の距離（Δｈ
i）は、第１水圧計から第２水圧計の水圧差から、第１
と第２受信側ベンダーエレメント間の距離（Δｈi）＝
（第１水圧計の水圧−第２水圧計の水圧）／（水の密
度）によって求められる。同様に、第１と第３受信側ベ
ンダーエレメント間の距離（Δｈi+1）は、第１水圧計
から第３水圧計の水圧差によって求められる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞地盤のせん断波速度を正確に測定することができ
る。 ＜ロ＞受信側ベンダーエレメント間の位置を正確に求め
ることができる。 ＜ハ＞側方流動化状態や液状化状態の地盤のせん断波速
度を正確に測定することができる。
できる。 ＜イ＞地盤のせん断波速度を正確に測定することができ
る。 ＜ロ＞受信側ベンダーエレメント間の位置を正確に求め
ることができる。 ＜ハ＞側方流動化状態や液状化状態の地盤のせん断波速
度を正確に測定することができる。
【図１】せん断波速度を測定する説明図
【図２】せん断波速度を測定するシステムの説明図
【図３】せん断波速度を測定する波形図
【図４】三軸圧縮試験によるせん断波速度を測定する説
明図
明図
１１・・発信側ベンダーエレメント １２・・第１受信側ベンダーエレメント １３・・第２受信側ベンダーエレメント １４・・第３受信側ベンダーエレメント ２１・・第１水圧計 ２２・・第２水圧計 ２３・・第３水圧計 ３１・・模型地盤 ３２・・治具 ４１・・関数発生器 ４２・・極性逆転スイッチ ４３・・演算処理装置 ４４・・オシロスコープ ４５・・デジタルレコーダ ４６・・プレアンプ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岡本晋 東京都新宿区西新宿一丁目25番１号 大成 建設株式会社内 Ｆターム(参考） 2G047 AA10 BC02 CA01 CB00 EA10 GA13 GA18 GG30 2G061 CA06 EA10 EB08 2G064 AA00 AB05 AB09 AB26 AB29 BD18
Claims (2)
- 【請求項１】土中に振動波を送信できるように送信側ベ
ンダーエレメントを配置すると共に、土中を伝播してき
た振動波を受信できるように複数の受信側ベンダーエレ
メントを間隔をあけて配置し、送信側ベンダーエレメン
トから振動波を送信し、複数の受信側ベンダーエレメン
トでせん断波を受信し、複数の受信側ベンダーエレメン
トで受信したせん断波の時間差を求め、該間隔と時間差
からせん断波速度を算出する、 せん断波速度の測定方法。 - 【請求項２】請求項１に記載のせん断波速度の測定方法
において、 送信側ベンダーエレメントと各受信側ベンダーエレメン
トの所定位置の水圧を測定する水圧計を各ベンダーエレ
メント毎に配置し、各受信側ベンダーエレメント間の間
隔を算出することを特徴とする、 せん断波速度の測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11180311A JP2001004606A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | せん断波速度の測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11180311A JP2001004606A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | せん断波速度の測定方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001004606A true JP2001004606A (ja) | 2001-01-12 |
Family
ID=16081004
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11180311A Pending JP2001004606A (ja) | 1999-06-25 | 1999-06-25 | せん断波速度の測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001004606A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003344368A (ja) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | Shimizu Corp | ベンダーエレメント設置治具 |
| JP2006329809A (ja) * | 2005-05-26 | 2006-12-07 | Shimizu Corp | 改良土地盤特性の推定方法 |
| KR100769683B1 (ko) | 2006-05-26 | 2007-10-23 | 한국해양연구원 | 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법 |
| US7757154B2 (en) | 2006-06-30 | 2010-07-13 | Toshiba Storage Device Corporation | Magnetic disk control apparatus, magnetic disk apparatus, and method of correcting read error |
| KR101123791B1 (ko) * | 2007-07-24 | 2012-03-13 | 고려대학교 산학협력단 | 전단파를 이용한 소일샘플러내 시료의 교란도 측정장치 및측정방법 |
| CN104198516A (zh) * | 2014-09-05 | 2014-12-10 | 中国石油大学(华东) | 应用核磁共振t2几何平均值预测横波波速的方法 |
| WO2015141129A1 (ja) * | 2014-03-17 | 2015-09-24 | 日本電気株式会社 | 音速算出装置、音速算出方法および音速算出プログラム |
| JP2015203591A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 清水建設株式会社 | せん断帯剛性算出方法及びせん断帯剛性算出用測定装置 |
-
1999
- 1999-06-25 JP JP11180311A patent/JP2001004606A/ja active Pending
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