(57)【要約】【課題】  ボーリングにより得られたサンプルの採取時の状態を乱すことなく克明且つ正確に地盤の状況を把握することができる地盤状況の判定方法を提供する。【解決手段】  コアパックチューブに収納した状態でボーリングマシンにより採取された地盤のサンプルをコア箱に収納するサンプル採取工程と、前記サンプルが収納された前記コア箱の裏面側にＸ線用の感光紙を配設する撮像準備工程と、コアパックチューブに収納した状態のまま前記サンプルが収納された前記コア箱の表面側から前記コア箱に向けてＸ線を照射することにより前記感光紙に前記サンプルのＸ線写真を撮像する撮像工程と、前記Ｘ線写真を撮像した感光紙を現像する工程と、現像した前記Ｘ線写真を観察して地盤における擾乱帯の内部構造を特定する観察工程とを有する。【選択図】  図２
2010189838.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コアパックチューブに収納した状態でボーリングマシンにより採取された地盤のサンプルをコア箱に収納するサンプル採取工程と、
前記サンプルが収納された前記コア箱の裏面側にＸ線用の感光紙を配設する撮像準備工程と、
コアパックチューブに収納した状態のまま前記サンプルが収納された前記コア箱の表面側から前記コア箱に向けてＸ線を照射することにより前記感光紙に前記サンプルのＸ線写真を撮像する撮像工程と、
前記Ｘ線写真を撮像した感光紙を現像する現像工程と、
現像した前記Ｘ線写真を観察して地盤における擾乱帯の内部構造を特定する観察工程とを有することを特徴とする地盤状況の判定方法。
【請求項２】
請求項１に記載する地盤状況の判定方法において、
前記擾乱帯の内部構造は粒状に散在する礫分、岩片乃至粘土質層の何れか一つ以上の存在を手がかりとして判断することを特徴とする地盤状況の判定方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載する地盤状況の判定方法において、
前記観察工程において特定された前記擾乱帯の情報に基づき不攪乱状態の別のサンプルを採取する地盤の深度を特定し、その後前記サンプルの採取場所の近傍で別のボーリングを行うことにより前記別のサンプルを採取する不攪乱サンプル採取工程と、
前記別のサンプルに対する前記と同様の撮像準備工程、撮像工程、現像工程を経て得るＸ線写真を観察して擾乱帯のさらに詳細な内部構造の情報を得るための観察工程とをさらに有することを特徴とする地盤状況の判定方法。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れか一つに記載する地盤状況の判定方法において、
前記Ｘ線写真の情報をディジタル変換処理して所定のディスプレイに表示するディジタル表示工程をさらに有することを特徴とする地盤状況の判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は地盤状況の判定方法に関し、特にボーリングにより採取したサンプルを観察して地盤状況を判定する場合に適用して有用なものである。
【背景技術】
【０００２】
地滑り調査や断層調査に伴う地盤状況の判定のため、対象となる地盤をボーリングして必要なサンプルを採取し、これを分析することが行われている。
【０００３】
この種のボーリング調査を伴う地盤状況の判定は、従来次のような手順により行われている。
（１）ボーリングマシンにより地表から到達点までの土壌をまるごと掘削機器内のパイプ（コアバレル）に円筒状に取り込み、ボーリングコアと呼称されるサンプルを採取する。このサンプルはコアパックチューブと呼称されるビニール製のチューブに収納された状態で掘削機器のパイプから取り外すことにより得る。
（２）サンプルをコアパックチューブに収納した状態で木製のコア箱に収納し、その後コアパックチューブを軸方向に切ることによりサンプルを剥き出しにする。
（３）サンプルの表面に付着しているスライム（ボーリング時の堀屑）を削るなり、洗うなりすることにより除去する。図１はコア箱に収納し、コアパックチューブを剥いだ状態のサンプルを示す写真（同一部分のカラー写真は物件提出書に添付する。）である。同図に示すように、サンプルは地盤の深度毎に順に整理してコア箱１に収納されている。同図は、深度が１５ｍから２０ｍに至る地盤を１ｍ毎に５分割したサンプルを示している。
（４）サンプルの表面の全体を目視で観察し、必要な部分を手にとって地盤の状況を観察する。この観察により、例えば地滑り・断層面及び擾乱帯の状況を判断する。このとき手に取るのは主にサンプルの表面部分のみとする。採取されたときの状態が乱れればサンプルとしての価値がなくなるからである。ただ、サンプルに割れ部分等がある場合、当該部分をコア箱から取り出して丹念にほぐしつつ観察をする必要がある場合もある。この場合には当該部分のサンプルを再利用することはできないが、サンプルを一部崩して必要な観察を行う。
【０００４】
なお、地質調査のためのボーリングを開示する公知文献として例えば特許文献１が存在する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−３０３２３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述の如き従来技術においては、基本的にコア箱に収納されたサンプルの表面状態の目視のみによる観察で対象となっている地盤状況を判断しているので、正確な判断結果が得られない場合が発生する。特に地滑り・断層面及び擾乱帯の内部構造を正確に把握することは事実上困難である。地滑り・断層面付近の擾乱帯の性状はサンプルの乱れが大きくなる傾向にあり、目視のみの観察で克明且つ正確に所定の状況を把握するのが困難であるからである。
【０００７】
一方、この場合において、サンプルを丹念にほぐして分解すればある程度の性状は見出せるが、サンプルを破損してしまうため再現性を阻害してしまう。したがって、ほぐしてしまった部分に関しては所定の観察の結果としての解が得られない場合もでてくるという致命的な問題を孕んでいる。
【０００８】
本発明は、上記従来技術に鑑み、ボーリングにより得られたサンプルの採取時の状態を乱すことなく克明且つ正確に対象となっている地盤の状況を把握することができる地盤状況の判定方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明の第１の態様は、
コアパックチューブに収納した状態でボーリングマシンにより採取された地盤のサンプルをコア箱に収納するサンプル採取工程と、前記サンプルが収納された前記コア箱の裏面側にＸ線用の感光紙を配設する撮像準備工程と、コアパックチューブに収納した状態のまま前記サンプルが収納された前記コア箱の表面側から前記コア箱に向けてＸ線を照射することにより前記感光紙に前記サンプルのＸ線写真を撮像する撮像工程と、前記Ｘ線写真を撮像した感光紙を現像する現像工程と、現像した前記Ｘ線写真を観察して地盤における擾乱帯の内部構造を特定する観察工程とを有することを特徴とする地盤状況の判定方法にある。
【００１０】
本態様によれば、サンプルをコアパックチューブに収納したままの状態で観察することができる。すなわち、採取後最も乱れが少ない状態でのサンプルを観察することができる。この結果、対象となる地盤の状態を正確に把握することができる。しかも、サンプルはＸ線写真として可視化されるので、サンプルを崩すことなくその内部構造を的確に特定することができる。
【００１１】
ちなみに、ボーリングにより採取されるサンプルの表面には掘削時のスライムが厚く付着しており所定部位の内部構造を目視のみで観察することは事実上困難である。本態様によれば、サンプルを人為的に乱す前の状態、すなわち掘り上がってコアパックチューブにくるまれてコア箱に入ったままの状態でＸ線写真撮影を実施しているので、その画像から地すべり・断層擾乱帯の状況や地すべり面の位置特定や性状の把握を容易且つ的確に行うことができる。
【００１２】
さらに、Ｘ線写真を介して得られる情報により不攪乱状態の別のサンプルを採取すべき地盤の深度の特定及び所定の力学試験における試験方法の選定を容易且つ的確に行うことができる。ちなみに、力学試験には、例えば三軸圧縮試験や一面せん断試験等があり、何れの試験を選択するかは対象地盤における地すべり擾乱帯の厚さや性状に基づき決定する。
【００１３】
本発明の第２の態様は、
第１の態様に記載する地盤状況の判定方法において、前記擾乱帯の内部構造は粒状に散在する礫分、岩片乃至粘土質層の何れか一つ以上の存在を手がかりとして判断することを特徴とする地盤状況の判定方法にある。
【００１４】
本態様によれば、Ｘ線写真からサンプル内部における礫分、岩片乃至粘土質層の存在を容易に把握することができる。この結果、すべり面及び擾乱帯の内部構造の特定が容易になる。
【００１５】
本発明の第３の態様は、
第１又は第２の態様に記載する地盤状況の判定方法において、前記観察工程において特定された前記擾乱帯の情報に基づき不攪乱状態の別のサンプルを採取する地盤の深度を特定し、その後前記サンプルの採取場所の近傍で別のボーリングを行うことにより前記別のサンプルを採取する不攪乱サンプル採取工程と、前記別のサンプルに対する前記と同様の撮像準備工程、撮像工程、現像工程を経て得るＸ線写真を観察して擾乱帯のさらに詳細な内部構造の情報を得るための観察工程とをさらに有することを特徴とする地盤状況の判定方法にある。
【００１６】
本態様によれば、不攪乱サンプルの採取を行うべき地盤の深度をピンポイントで特定することができ、またこのようにピンポイントで特定しているので、通常のボーリングよりも高コストの不攪乱サンプル採取のためのボーリングを的確に行うことができる。すなわち、不攪乱サンプルを採取するためのボーリングを合理的なものとすることができ、当該地盤状況の把握に要する費用を可及的に低減することができる。
【００１７】
本発明の第４の態様は、
第１乃至第３の態様の何れか一つに記載する地盤状況の判定方法において、前記Ｘ線写真の情報をディジタル変換処理して所定のディスプレイに表示するディジタル表示工程をさらに有することを特徴とする地盤状況の判定方法にある。
【００１８】
本態様によれば、所定の地盤情報をディジタル変換処理しているので、ディスプレイ上への表示を容易に行うことができるばかりでなく、必要に応じ加工してより利用価値の高い情報とすることも容易に行い得る。例えば、Ｘ線写真の対する所定の彩色処理等も容易に行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、採取時の状態でコアパックチューブにくるまれてコア箱に収納されたサンプルのＸ線写真撮影を実施し、その画像から地すべり・断層擾乱帯の状況や地すべり面の位置特定や性状の把握を行うことができる。この結果、サンプルを崩すことなく、擾乱帯等、地盤の所定部位の内部構造を容易且つ的確に把握することができる。
【００２０】
また、不攪乱状態のサンプルを採取すべき地盤の深度の特定及び所定の力学試験における試験方法の選定も容易且つ的確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】コア箱に収納し、コアパックチューブを剥いだ状態のサンプルを示す写真である。
【図２】図１に対応するサンプルのＸ線写真である。
【図３】図１に対応する不攪乱サンプルのＸ線写真である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下本発明の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。
【００２３】
先ず、従来と同様に、地表から到達点までの土壌をまるごと掘削機器内のパイプに円筒状に取り込み、ボーリングコアと呼称されるサンプルを採取する。
【００２４】
次に、採取したサンプルをコアパックチューブに収納したままコア箱に収納するとともに、コア箱の蓋を閉めたまま内部のサンプルのＸ線写真を撮る。すなわち、サンプルが収納されたコア箱の裏面側にＸ線用の感光紙を配設するとともに、コア箱の表面側からコア箱に向けてＸ線を照射することにより前記感光紙にサンプルのＸ線写真を撮像して、この感光紙を現像する。このことで採取時の状態を保持し、乱れや崩れを可及的に低減したサンプルのＸ線写真を得る。この場合のＸ線写真は可搬式のＸ線撮像装置で好適に撮像することができる。
【００２５】
図２はこのようにして撮影したＸ線写真の一枚である。同図に示すＸ線写真は図１に示すサンプルに対応するものである。すなわち、このサンプルのコアパックチューブを剥ぐ前のＸ線写真である。このＸ線写真を参照すれば１８ｍから１９ｍに至るサンプル（図中の４段目）に地すべりによるすべり面Ａ及びこれに伴う擾乱帯Ｂが在ることが分る。ここで、擾乱帯とは断層や地すべりにより地盤がずれて壊れることにより上の地盤と下の地盤との間で乱されたゾーンをいう。Ｘ線写真においては輝度が高い（白に近い）程、硬い部分であり、輝度が小さい（黒に近い）程、柔らかい部分である。図２に示す場合には、黒い筋とともに白い小さな粒状の部分が点在している。前者は地すべり面２で、後者は礫分３であると判断でき、これらを含む所定の範囲をすべり面Ａと判断し得る。このすべり面Ａに連続して地盤の下方に地盤が乱れた部分が見て取れる。この部分には白い小さな粒状の部分とともにある程度の大きさを有する白い固まりが存在する。前者は礫分３であり、後者は岩片４である。また、礫分３を含み比較的黒く見える部分が粘土層５である。これは地盤が揉まれて柔らかくなることにより形成されたものである。これら礫分３、岩片４、粘土層５の存在を手がかりにこれらを含む所定の範囲を擾乱帯Ｂと判断することができる。したがって当該部分はすべり面Ａに伴う擾乱帯Ｂであることが分る。同時に、当該擾乱帯Ｂの長さ及び性状等の内部構造も当該Ｘ線写真から容易に特定することができる。
【００２６】
このように、本形態によれば、サンプルのＸ線写真を撮っているので、採取後の最も乱れが少ない状態でのサンプルを観察することができる。この結果、対象となる地盤の状態を正確に把握することができる。ここで、観察の際サンプルを崩すことなくその内部構造を的確に特定することができる。すなわち、サンプルを人為的に乱す前の状態でのＸ線写真に基づき所定の判定を行うことができるので、その画像から地すべり・断層擾乱帯の状況や地すべり面の位置特定や性状の把握を容易且つ的確に行うことができる。
【００２７】
本形態では、さらにＸ線写真を介して得られる情報により不攪乱状態の別のサンプルを採取すべき地盤の深度の特定及び所定の力学試験における試験方法の選定を行っている。さらに詳言すると、例えば図１に示すサンプルの場合には１８ｍ３０ｃｍから１８ｍ７０ｃｍに至る領域にすべり面及び擾乱帯が在ることがそのＸ線写真で分ったので、さらに当該部分の性状等を詳細に判定すべく不攪乱サンプルを採取して所定の室内試験を行う場合がある。このため、本形態ではＸ線写真に基づき採取すべき不攪乱サンプルが存在する深度をＸ線写真を分析することで特定している。すなわち、採取すべき不攪乱サンプルが存在する地盤の深度をピンポイントで特定し、この深度における不攪乱サンプルを得るべくＸ線写真に対応するサンプルの採取位置の近傍で不攪乱サンプルを得るための別のボーリングを行う。ここで、不攪乱サンプルとは、通常のボーリングとは異なり、インナー管を回すことなくゆっくり掘削を進めることによりボーリングによる地盤の乱れを可及的に抑制して実質的に攪乱されていない状態で得られるサンプルをいう。したがって、不攪乱サンプルを得るためのボーリングは通常のボーリングとは異なる条件で行う非常に高価なものとなる。
【００２８】
ちなみに、実際のサンプルの表面観察のみで必要な情報を得ていた従来においては、作業者が擾乱帯等の存在が予想される部位を特定してその部位の不攪乱サンプルをボーリングにより得ていた。したがって、いきおい広範囲に亘り不攪乱サンプルを採取する必要があり、また場合によっては予想が外れる場合もあり、不攪乱サンプルを採取するためのボーリングが無駄になるという問題も生起していた。すなわち、従来技術においては合理的な不攪乱サンプルの採取ができないという問題を有していた。
【００２９】
不攪乱サンプルはコアパックチューブの代わりにアクリルチューブ内に収納した状態で採取されるが、この状態でコア箱に収納したまま前述と同様の手順でそのＸ線写真を撮る。この結果得られたＸ線写真の一例を図３に示す。同図は図１の１８ｍ３０ｃｍ〜１８ｍ７０ｃｍの部分（図１において枠Ｃで囲んだ部分）に対応する不攪乱試料をほぼ２０ｃｍ間隔で分割したものである。かかるＸ線写真のうち二段目の中央部に黒くなっている部分が存在する。この部分は粘土質の部分であり、地すべり・断層のせん断構造を含む部分であるので強度を調査すべく室内における力学試験を実施する必要がある。そこで、このＸ線写真に基づき力学試験の種類乃至内容を決定する。ここで、力学試験には通常行われる安価で簡便な三軸圧縮試験やそれよりも高いコストが要求される一面せん断試験等がある。三軸圧縮試験とは、不透水性の膜で包んだ円柱形のサンプルに三軸（ＸＹＺ軸）的な圧力を加えながら、Ｚ軸方向に圧縮して強度−変形特性を求める試験である。また、一面せん断試験とは、地盤サンプルの強度を求めるためのせん断試験の一種であり、上下に分かれたせん断箱にサンプルを納め、垂直方向に載荷した状態で、上箱または下箱に水平方向の力（せん断力）を加え、このときサンプルに生ずる抵抗力を測定して、地盤サンプルのせん断強さ及びせん断応力とせん断変位の関係を求める試験である。何れの試験を選択するかは対象地盤における地すべり擾乱帯の厚さや性状に基づき決定する。具体的には、例えばせん断ゾーンの方向や長さ、中に礫が混在しているか否か等である。サンプルの厚味が１０ｃｍ以上存在する場合には三軸圧縮試験を適用し得るが、そうでなければコストは高いが一軸せん断試験を行う必要があり、礫を含む場合にはサンプルに対する負荷のかけ方を工夫しなければならないからである。このことにより、力学試験のサンプルとして最適なものを作製することができる。
【００３０】
ちなみに、実際の不攪乱サンプルの表面観察のみで必要な情報を得ていた従来においては、少ない情報、すなわち手探り状態で力学試験の種類乃至内容を決定していたので、必ずしも合理的な決定とならない場合があった。
【００３１】
このように本形態によれば、不攪乱サンプルの採取を行うべき地盤の深度をピンポイントで特定することができ、またこのようにピンポイントで特定しているので、通常のボーリングよりも高コストの不攪乱サンプル採取のためのボーリングを的確に行うことができる。また、その後に行う力学試験の種類乃至内容を的確に決定し得る。
【００３２】
なお、上記実施の形態においては、通常のボーリングにより採取したサンプルの分析後に不攪乱サンプルの採取乃至判定も行うようにしたが、場合によっては不攪乱サンプルの採取以降の工程を省略することもできる。この場合でも、通常のボーリングにより得たサンプルのＸ線写真により所定の情報を収集することはできる。
【００３３】
さらに、上述の如きＸ線写真の情報をディジタル変換処理しても良い。この場合には、例えばＸ線写真に対する彩色処理等を容易に行うことができる。また、当該ディジタル情報の処理により断層等の特定を自動的に行うシステムの構築にも資することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は地盤のボーリング調査を行う産業分野において利用することができる。
【符号の説明】
【００３５】
Ａ        すべり面
Ｂ        擾乱帯
１        コア箱
２        地すべり面
３        礫分
４        岩片
５        粘土層
【図１】
2010189838.tif 000003
【図２】
2010189838.tif 000004
【図３】
2010189838.tif 000005