現場試験

現場試験とは、特定の場所の地面、岩石、または土壌上で直接実行される試験方法を指します。 これらの試験は、強度、剛性、透水性、変形特性など、サイトの地盤工学的特性に関する情報を収集するために実施されます。 現場試験は、エンジニアや地質学者が地下の状態やさまざまな種類の建設プロジェクトに対する現場の適合性を評価できるため、現場調査の重要な要素です。

現場での試験方法は通常、1 つの大きなカテゴリーに分類されます。(2) 貫入試験。これには工具や器具を地面に打ち込み、抵抗や貫入率を測定することが含まれます。(XNUMX) 非貫入試験には、さまざまな測定が含まれます。地面や土壌に浸透することなく、その物理的特性を分析します。 最も一般的に使用される現場試験方法には、標準貫入試験 (SPT)、コーン貫入試験 (CPT)、圧力計試験、膨張計試験などがあります。 これらのテストにはそれぞれ独自の利点と制限があり、テスト方法の選択は、調査の特定の目的と調査対象サイトの特性によって異なります。

現地調査の重要性

現場試験は、実際の現場条件における土壌や岩石の特性や挙動をより深く理解するのに役立つため、現場調査の重要な部分です。 現地試験で得られた結果は、土壌や岩石の地盤工学的特性を評価するために使用され、建物、道路、橋、ダム、トンネルなどのさまざまな土木プロジェクトの設計と建設に使用されます。

現場試験では、次のような自然災害の存在に関する情報も提供できます。 地滑り、液状化、地盤沈下。 現場の地盤工学的特性を理解することで、エンジニアは適切な基礎、土塁、その他の地盤工学的構造を設計して、故障のリスクを最小限に抑え、設計耐用年数にわたって構造物の安全性と安定性を確保できます。

現場試験の種類

地質工学現場の調査では、さまざまな種類の現場試験が使用されます。 一般的に使用される現場テストには次のようなものがあります。

1. 標準貫入試験 (SPT): この試験では、標準の重量と落下高さを使用して、分割スプーン サンプラーを地面に打ち込みます。 サンプラーを設定距離以上駆動するのに必要な打撃回数が記録され、土壌抵抗を決定するために使用されます。
2. 円錐貫入試験 (CPT): この試験では、円錐形の貫入計を一定の貫入速度で地面に押し込みます。 土壌の浸透に対する抵抗が測定され、土壌の特性を決定するために使用されます。
3. 圧力計テスト: このテストでは、円筒形のプローブをボーリング孔に挿入し、水圧を使用して拡張します。 プローブを拡張するのに必要な圧力が測定され、土壌の剛性と強度を決定するために使用されます。
4. 羽根せん断試験: この試験では、羽根を土壌に挿入し、回転させて破損を引き起こすのに必要なトルクを測定します。 この試験は、柔らかい粘土から硬い粘土までのせん断強度を測定するために使用されます。
5. 板荷重試験：地面に鋼板を置き、荷重を加える試験です。 荷重を受けたプレートの沈下が測定され、土壌の支持力を決定するために使用されます。
6. クロスホールテスト: このテストでは、XNUMX つ以上のボーリング穴を掘削し、その中に地震センサーを設置します。 XNUMX つのボーリング孔で音波が発生し、他のボーリング孔に伝わるまでの時間が測定されます。 この試験は、せん断波の速度とボーリング孔間の土壌の剛性を測定するために使用されます。
7. ダウンホール試験: この試験では、プローブをボーリング孔に挿入し、さまざまな深さの土壌の特性を測定します。 この試験は土壌を判定するために使用されます 層序 さまざまな深さでの剛性特性。

標準侵入テスト (SPT)

標準貫入試験 (SPT) は、現場の土壌の地盤工学的特性を測定するために広く使用されている現場試験です。 このテストでは、標準的な重さと落下距離のハンマーを使用して、標準的なサンプラーを地面に打ち込みます。 サンプラーを土壌に標準距離だけ押し込むのに必要な打撃回数は、SPT「N 値」として記録されます。 SPT は、土壌のせん断強度、密度、その他の特性を推定するために使用されます。

SPT テストは、通常は中空のステム オーガーを使用して土壌にボーリング孔をあけ、そのボーリング孔にサンプラー チューブを挿入することによって実行されます。 次に、重量 63.5 kg の標準ハンマーを使用して、分割スプーン サンプラーをボーリング孔の底の土壌に打ち込み、標準距離 75 cm で落下させます。 最初の 15 cm の貫通にサンプラーを駆動するのに必要な打撃回数はカウントされず、次の 15 回の XNUMX cm 増分に必要な打撃回数が SPT N 値として記録されます。

SPT は比較的迅速かつ安価な検査であるため、現場調査でよく使用されます。 ただし、テスト結果は土壌の種類、サンプラーのサイズ、ハンマーのエネルギーなどの要因に影響される可能性があるため、結果を解釈する際にはこれらの要因を考慮する必要があります。

コーン貫入試験 (CPT)

コーン貫入試験 (CPT) は、地盤工学で広く使用されている現場試験方法です。 これには、一定の貫入速度で円錐貫入計を地中に押し込み、さまざまな深さでの貫入抵抗と間隙水圧を測定することが含まれます。 コーン貫入計は通常、スチール製のコーン先端、一連の摩擦スリーブ セグメント、および間隙水圧トランスデューサーで構成されます。 コーン貫入計が地面に押し込まれると、貫入抵抗と間隙水圧の測定値が継続的に記録され、深さとともに土壌または岩石の特性のプロファイルが得られます。

CPT は、土壌の種類、強度、圧縮率、地下水の状態に関する情報を取得するためによく使用されます。 試験結果は、地耐力、基礎の沈下、液状化の可能性、地盤の推定に使用できます。 スロープの安定性。 CPT は、特に大規模で複雑なプロジェクトの現場調査において、信頼性が高く費用対効果の高い方法であると考えられています。

圧力計テスト

圧力計試験は、土壌の現場の応力-ひずみ特性を測定するために使用される現場試験です。 岩。 この試験では、円筒形のプローブを地面に挿入し、プローブの内側に圧力を加えてプローブを拡張します。 プローブの体積を監視しながら、圧力を段階的に増加させます。 得られた圧力と体積のデータは、試験対象の土壌または岩石の変形係数とせん断強度パラメータを決定するために使用されます。 圧力計テストは、標準的な貫入試験やコーン貫入試験が適さない可能性がある柔らかい土壌でよく使用されます。 また、基礎や擁壁の地盤工学設計でもよく使用されます。

ベーンせん断試験

ベーンせん断試験は、軟らかい粘性土から硬い粘性土までの非排水せん断強度を測定するために使用される現場地盤工学試験です。 この試験では、XNUMX 枚の羽根を垂直に土壌に押し込み、一定のせん断速度で回転させ、回転を維持するために必要なトルクを測定します。 トルク測定は最大せん断抵抗を決定するために使用され、これは土壌の非排水せん断強度を計算するために使用されます。

ベーンせん断試験は、粘土やシルトの強度の評価に特に役立ち、浅い基礎、擁壁、堤防の設計で土壌の非排水せん断強度を推定するためによく使用されます。 試験は迅速かつ安価で、土壌を掘削することなくボーリング孔または試験ピットで実行できます。

板荷重試験

プレート荷重試験 (PLT) は、土壌の極限支持力とその土壌上の構造物の沈下可能性を判断するために使用される現場試験です。 この試験では、鋼板を地面に置き、鋼板が土壌に沈み始めるまで油圧ジャッキで荷重を加えます。 沈下量とプレートにかかる圧力を荷重のさまざまな段階で測定し、荷重-沈下曲線を確立します。

荷重沈下曲線から、変形係数やその他の地盤特性とともに、地盤の極限支持力を推定できます。 この情報は、建物や橋などの構造物の浅い基礎を設計したり、堤防や斜面の安定性を評価したりするのに役立ちます。

PLT は通常、他のものと組み合わせて使用​​されます。 現地調査テクニックボーリング孔の掘削やサンプリング、地球物理学的調査など、現場の土壌や岩石の状態を包括的に理解することができます。

クロスホールテスト

クロスホール試験は、XNUMX つ以上のボーリング孔間の土壌または岩石材料の耐震特性を測定するために使用される現場の地球物理学的手法です。 この方法では、ハンマーや爆薬などのエネルギー源を使用して XNUMX つのボアホール内で地震波を発生させ、受振器や加速度計を使用して近くのボアホールでの地震波への応答を記録します。 地球物理学者は、受信機での波の到達時間、振幅、周波数成分を分析することで、地震速度、せん断弾性率、ポアソン比など、ボーリング孔間の物質の特性を決定できます。 クロスホール試験は、基礎設計、地震危険評価、地下水の特性評価など、地下の地質工学的および地球物理学的調査に一般的に使用されます。

ダウンホール試験

ダウンホール試験は、ボーリング孔内の地質工学パラメータの測定を含む現場試験の一種です。 このタイプの試験は鉱物探査で一般的に使用されますが、地盤工学や環境調査でも使用できます。

ダウンホール試験には次のようないくつかの種類があります。

1. ダウンホール耐震試験: これには、ダウンホールの速度と減衰の測定が含まれます。 地震波 ボーリング孔の周りの岩層にあります。 この情報は、岩石の弾性特性を推測するために使用でき、これは地盤工学用途で重要となる可能性があります。
2. ダウンホール検層: これには、検層ツールをボーリング孔に降ろして、密度、空隙率、導電率などの岩石のさまざまな特性を測定することが含まれます。 この情報は、地下の地質や水文学を特徴付けるために使用でき、鉱物探査、地盤工学、環境調査において重要となる可能性があります。
3. ボーリング孔の透過性試験: これには、ボーリング孔に水を注入またはポンプで送り込み、圧力応答を測定することが含まれます。 この情報は、周囲の岩石の透水性を推定するために使用でき、これは水文地質学的および地盤工学の用途において重要となる可能性があります。

全体として、ダウンホール試験は、幅広い用途において重要となる可能性がある、地下の地質と特性に関する貴重な情報を提供します。