(57)【要約】【課題】  試験深度の地盤の動的強度（貫入抵抗値）および深度ごとの土質判別などの物理特性の評価ならびに任意の地点での液状化強度の測定を簡便に行うことを可能にする地盤調査方法および装置を提供する。【解決手段】  先端３ａに着脱可能な貫入体２を取り付けたロッド３を打撃して、貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入させることにより地盤ｔを調査する地盤調査方法であって、貫入体２を地盤ｔに貫入させることにより、貫入体２の貫入変位量を測定し、得られた貫入変位量からその地盤深度の貫入抵抗値を解析し、予め設定された地盤深度まで貫入体２を貫入した後に、ロッド３を引抜くことにより引抜き変位量および引抜き抵抗値を各々測定し、得られた各々の測定値と上記貫入抵抗値から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析する。【選択図】  図１
2014122464.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端に着脱可能な貫入体を取り付けたロッドを打撃して、当該貫入体を地盤の深度方向に貫入させることにより当該地盤を調査する地盤調査方法であって、
上記貫入体を地盤に貫入させることにより、上記貫入体の貫入変位量を測定し、得られた貫入変位量からその地盤深度の貫入抵抗値を解析し、予め設定された地盤深度まで上記貫入体を貫入した後に、上記ロッドを引抜くことにより引抜き変位量および引抜き抵抗値を各々測定し、得られた各々の測定値と上記貫入抵抗値から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析することを特徴とする地盤調査方法。
【請求項２】
上記貫入体を地盤の深度方向に貫入する際に、連続的に打撃して貫入することにより得られた当該打撃ごとの地盤深度の上記貫入抵抗値を解析し、上記ロッドを引抜く際に、上記引抜き変位量および引抜き抵抗値を連続的に各々測定することにより、地盤の打撃貫入時の挙動および引抜き時の挙動から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析し、かつその解析結果を上記深度方向に沿って連続的に表示することを特徴とする請求項１に記載の地盤調査方法。
【請求項３】
請求項１〜２に記載の地盤調査方法に用いられる地盤調査装置であって、
先端に上記貫入体が着脱自在に取り付けられた上記ロッドと、当該ロッドの他端側に、上記貫入体を地盤の深度方向に打撃して貫入させるハンマおよび上記深度方向に貫入された上記貫入体を上記ロッドと共に引抜く引抜き装置と、上記ハンマの打撃により上記貫入体を地盤に貫入した際の貫入変位量および上記引抜き装置により上記貫入体を地盤から引抜く際の引抜き変位量を検出する変位センサと、上記引抜き装置により上記貫入体を地盤から引抜く際の引抜き抵抗値を検出する荷重センサと、上記変位センサおよび上記荷重センサからの検出信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換する計測装置と、上記計測装置のデータを解析するパーソナルコンピュータを備えていることを特徴とする地盤調査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の動的強度および液状化強度を評価するとともに、地盤の物理特性および力学特性を解析する地盤調査方法および地盤調査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
通常、自然物あるいは人工物からなる地盤に、土木・建築構造物などを建設する際には、予め当該地盤の物理・力学特性を把握し、それに基づいて適切な構造物設計を実施する必要がある。そのために、従来から様々な地盤調査方法及び装置が提案されて、実用化されている。
【０００３】
ところで、我が国の海岸近くの軟弱な土地では、過去の地震による地盤の液状化によって大きな損害が生じたことが報告されている。そのため、液状化強度の評価においては、原位置で採取された乱さない試料を用いて、土の繰り返し非排水三軸試験のような室内土質試験データが要求されるものの、現在、詳細な液状化強度は、限られた地点でしか評価されていない。そのため、あるエリアの液状化強度は、乏しいデータに基づいて評価せざるをえないのが現状である。
【０００４】
一方、地震の被害についての過去の調査によれば、僅かな距離しか離れていない場所でも、損害の程度が著しく変わる例も示されている。したがって、地盤の液状化に対して信頼性の高い設計を行うためには、より正確な評価が必要になる。しかし、そのために多くの地点について従来通りの試験を行うことは、調査費用が非常に増大するので、実施は極めて困難である。そこで、工学的観点から、より安価で簡便に、しかも精度よく行える調査方法が求められている。
【０００５】
例えば、地盤の力学特性を調査する動的貫入試験の代表的な方法として、日本工業規格で定められている標準貫入試験法（ＪＩＳ Ａ １２１９）がある。この標準貫入試験法は、原位置における土の硬軟、締まり具合の相対値を知るためのＮ値を求める試験法である。
【０００６】
この標準貫入試験法は、ロッドの先端に標準貫入試験用サンプラを取り付け、削孔したボーリング孔底に降ろし、地上においてロッドをハンマ（６３．５ｋｇ）の自由落下（落下高さ７８ｃｍ）により打撃し、孔底より１５〜４５ｃｍの間（３０ｃｍ）を貫入させるのに必要な打撃回数（Ｎ値）を求める。この試験法によって求めたＮ値は、複雑な地盤構成の我が国において、構造物の設計指標として長年用いられてきた。
【０００７】
しかし、上記標準貫入試験法においては、試験孔の掘進のためにボーリングマシンおよびボーリングポンプなどが必要になり、コストが掛かるという問題がある。また、掘削に伴う孔壁の安定のために、泥水（建設汚泥）の使用を余儀なくされ、さらに試験に際しては、孔底のスライムの除去作業や１５ｃｍの予備打ち作業など、調査作業が煩雑であるとともに、経験を要し、しかも調査に時間がかかるといった問題もある。
【０００８】
また、上記標準貫入試験法に代わる方法としては、動的貫入試験法に区分される各種サウンディング法（例えば、オートマチックラムサウンディングなど）がある。この各種サウンディング法は、例えば、先端に円錐状の貫入体を取り付けたロッドを、ハンマの自由落下などにより地盤に連続的に打撃貫入して、一定貫入長ごとの打撃回数を求める方法である（非特許文献１参照）。
【０００９】
しかしながら、上記サウンディング法においては、試験深度の地盤の動的強度（貫入抵抗値）は、打撃回数から評価できるものの、深度ごとに土質標本が標準で採取できないため、土質判別等の物理特性の評価ができないという問題がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】「小型オートマチックラムサウンディング試験による地盤評価」伊藤義行他［２００２］第３７回地盤工学研究発表会（大阪）ｐ.１０３−１０４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
そこで、本発明者は、動的貫入試験法（例えば、オートマチックラムサウンドなど）において、ロッド先端の貫入体に回収型の先端コーンを組み込み、打撃貫入時の貫入体周辺地盤での貫入量から算出される動的強度（貫入抵抗値）、および調査予定深度到達後の引抜き時の引抜き変位量と引抜き力（引抜き抵抗値）を検出して解析することにより、地盤の土質判別や液状化強度を評価できることを見出した。
【００１２】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、試験深度の地盤の動的強度（貫入抵抗値）および深度ごとの土質判別などの物理特性の評価ならびに任意の地点での液状化強度の測定を簡便に行うことを可能にする地盤調査方法および装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、先端に着脱可能な貫入体を取り付けたロッドを打撃して、当該貫入体を地盤の深度方向に貫入させることにより当該地盤を調査する地盤調査方法であって、上記貫入体を地盤に貫入させることにより、上記貫入体の貫入変位量を測定し、得られた貫入変位量からその地盤深度の貫入抵抗値を解析し、予め設定された地盤深度まで上記貫入体を貫入した後に、上記ロッドを引抜くことにより引抜き変位量および引抜き抵抗値を各々測定し、得られた各々の測定値と上記貫入抵抗値から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、上記貫入体を地盤の深度方向に貫入する際に、連続的に打撃して貫入することにより得られた当該打撃ごとの地盤深度の上記貫入抵抗値を解析し、上記ロッドを引抜く際に、上記引抜き変位量および引抜き抵抗値を連続的に各々測定することにより、地盤の打撃貫入時の挙動および引抜き時の挙動から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析し、かつその解析結果を上記深度方向に沿って連続的に表示することを特徴とするものである。
【００１５】
そして、請求項３に記載の発明は、請求項１〜２に記載の地盤調査方法に用いられる地盤調査装置において、先端に上記貫入体が着脱自在に取り付けられた上記ロッドと、当該ロッドの他端側に、上記貫入体を地盤の深度方向に打撃して貫入させるハンマおよび上記深度方向に貫入された上記貫入体を上記ロッドと共に引抜く引抜き装置と、上記ハンマの打撃により上記貫入体を地盤に貫入した際の貫入変位量および上記引抜き装置により上記貫入体を地盤から引抜く際の引抜き変位量を検出する変位センサと、上記引抜き装置により上記貫入体を地盤から引抜く際の引抜き抵抗値を検出する荷重センサと、上記変位センサおよび上記荷重センサからの検出信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換する計測装置と、上記計測装置のデータを解析するパーソナルコンピュータを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１〜３に記載の発明によれば、先端に着脱可能な貫入体を取り付けたロッドを打撃して、当該貫入体を地盤の深度方向に貫入させることにより、上記貫入体の貫入変位量を測定し、得られた貫入変位量からその地盤深度の貫入抵抗値を解析し、予め設定された地盤深度まで上記貫入体を貫入した後に、上記ロッドを引抜くことにより引抜き変位量および引抜き抵抗値を各々測定し、得られた各々の測定値と上記貫入抵抗値から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析するため、今まで難しかった土質判別等の物理特性の評価を引抜き変位量および引抜き抵抗値を測定するという簡便な方法によって行うことができるとともに、地震の際に発生する液状化現象の評価も行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、上記貫入体を地盤の深度方向に貫入する際に、連続的に打撃して貫入することにより得られた当該打撃ごとの地盤深度の上記貫入抵抗値を解析し、上記ロッドを引抜く際に、上記引抜き変位量および引抜き抵抗値を連続的に各々測定することにより、地盤の打撃貫入時の挙動および引抜き時の挙動から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤の液状化強度を解析するため、打撃時は打撃貫入一打毎、引抜き時には一定変位毎に引抜き力（引抜き抵抗値）を記録していることから、作業能率の大幅な向上のみならず、深度方向に高密度（高分解能）に連続的な測定ができる。
【００１８】
また、上記解析結果を上記深度方向に沿って連続的に表示することにより、液状化強度を推定し、液状化判定を行う際に、打撃貫入時の貫入抵抗値（動的強度）、および引抜き時の引抜き抵抗値（引抜き力）から、土質判別を行い推定した細粒分含有率、さらにこれらから地盤の液状化安全率の評価を視覚によって容易に評価することができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明によれば、先端に上記貫入体が着脱自在に取り付けられた上記ロッドと、当該ロッドの他端側にハンマおよび引抜き装置と、貫入変位量および引抜き変位量を検出する変位センサと、引抜き抵抗値を検出する荷重センサと、上記変位センサおよび上記荷重センサからの検出信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換する計測装置と、上記計測装置のデータを解析するパーソナルコンピュータを備えているため、単純な装置であっても、地盤の力学特性としての貫入抵抗値（動的強度）のみならず引抜き抵抗値（引抜き力）を計測することができるとともに、調査現場までの移動が容易かつ設置などを短時間で簡便に行うことができる。これにより、調査時間および調査コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の地盤調査方法に用いられる地盤調査装置の一実施形態を示し、（ａ）はロッドの先端に取り付けた貫入体をハンマの打撃により地盤に貫入する状態を示す概略図、（ｂ）は引抜き装置によりロッドと貫入体とを地盤から引抜き状態を示す概略図である。
【図２】本発明の地盤調査方法に用いられる地盤調査装置に用いられる貫入体の正面図である。
【図３】本発明の地盤調査方法から液状化強度を評価するデータ処理フローチャートの一例である。
【図４】本発明の地盤調査方法に用いられる土質判別チャートの一例である。
【図５】本発明の地盤調査方法により検出されたデータを基に解析されたグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
図１に示すように、本発明の地盤調査方法に用いられる地盤調査装置１は、先端３ａに貫入体２が着脱自在に取り付けられたロッド３と、このロッド３の他端３ｂ側に、貫入体２を地盤ｔの深度方向に打撃して貫入させるハンマ４、および当該深度方向に貫入された貫入体２をロッドと共に地盤ｔから引抜く引抜き装置５と、貫入体の貫入変位量および引抜き変位量を検出する変位センサ６と、引抜き抵抗値を検出する荷重センサ７と、変位センサ６および荷重センサ７からの検出信号を変換する計測装置８と、計測装置８のデータを解析するパーソナルコンピュータ９を備えて概略構成されている。
【００２２】
ここで、ロッド３は、貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入および引抜くのに必要な長さ寸法を有し、直径が例えば、２８ｍｍの寸法に形成されている。このロッド３は、先端３ａ側に、貫入体２が着脱自在に設けられている。この貫入体２は、図２に示すように、円柱状に形成されたマントル２ａと、このマントル２ａの先端側に円錐状（図では、頂点角度９０°）に形成されたコーン先端２ｂと、マントル２ａの基端側に接続部２ｆを介してエクステンションロッド２ｃが接続されて構成されている。
【００２３】
また、エクステンションロッド２ｃは、一端部がロッド３の先端側に挿入されるとともに、他端部がマントル２ａの接続部２ｆに螺合される雄ネジ部２ｄが螺設されている。また、エクステンションロッド２ｃの長手方向の中央に、径方向に貫通する貫通孔部２ｅが穿設されている。この貫通孔部２ｅは、ロッド３の先端側に挿入した際に、ロッド３の内周面に内設されている係止突起（図示なし）に係止される。
【００２４】
そして、図１（ａ）に示すように、貫入体２をハンマの打撃によって、地盤ｔに貫入させる場合には、ロッド３の他端３ｂ側にハンマ４を配設する。このハンマ４は、円筒形に形成されているとともに、ロッド３の他端３ｂ側に挿入されている。このハンマ４は、例えば、重量が３０ｋｇのものが使用されている。また、このハンマ４は、油圧モータまたは電気モータなどによって機械により強制的に落下させる方法と、落下高さ位置まで油圧モータまたは電気モータで上昇させた後に、ハンマ４を自由落下にさせる方法がある。
【００２５】
さらに、ロッド３の他端３ｂ側には、ハンマ４の落下による打撃を受けて、ロッド３および貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入させるアンビル１１が固着されている。このアンビル１１は、ロッド３に着脱自在に取り付けられている。
【００２６】
また、ハンマ４の打撃によるアンビル１１の上記深度方向の変位量（貫入量）を検出する変位センサ６が、センサスタンド１３に設けられている。このセンサスタンド１３は、上記深度方向に立設した棒部材を備えているとともに、脚部が折り畳み可能に形成されている。また、変位センサ６は、例えば、非接触型の磁歪変位計が用いられている。
【００２７】
そして、変位センサ６は、センサスタンド１３の上記棒部材に、基端部が摺動自在に設けられた摺動部材６ａの当該基端部側に取り付けられている。この摺動部材６ａは、上記棒部材の径方向に延在して設けられている。また、センサスタンド１３には、ハンマ４のアンビル１１への打撃タイミングを検出する近接センサ１０が設けられている。この近接センサ１０は、変位センサ６と共に上記棒部材の軸線方向を摺動可能に、摺動部材６ａの先端側に設けられている。また、摺動部材６ａの先端部がアンビル１１の下方に配設される。
【００２８】
さらに、変位センサ６および近接センサ１０が、計測装置８とケーブル１２によって接続されている。この計測装置８は、変位センサ６および近接センサ１０からの検出信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、デジタル化したデータを収録するデジタル収録部から構成されている。また、計測装置８には、上記デジタル収録部に収録されたデータを処理するパーソナルコンピュータ９が接続されている。
【００２９】
また、図１（ｂ）に示すように、貫入体２を引抜き装置５によって、地盤ｔから引抜く場合には、ロッド３の他端３ｂ側に引抜き装置５を配設する。この引抜き装置５は、例えば、油圧ジャッキ５が用いられる。この油圧ジャッキ５は、中心にロッド３が挿通可能に形成されているとともに、油圧ジャッキ５の進退可能な進退ロッドの先端部において、ロッド３を着脱可能なロック機構が設けられている。また、油圧ジャッキ５の下部には、引抜き力（引抜き抵抗値）を検出する荷重センサ７が設けられている。
【００３０】
そして、油圧ジャッキ５の進退ロッドの進出により、その上記深度方向の変位量（引抜き量）を検出する変位センサ６が、センサスタンド１３の上記棒部材に摺動部材６ａを介して設けられている。この変位センサ６およびセンサスタンド１３は、貫入体２の貫入時に用いられたものと同一のものが用いられる。なお、摺動部材６ａの先端部は、ロッド３の他端３ｂの上部に配設されて、上記深度方向の変位量（引抜き量）を検出する。
【００３１】
さらに、変位センサ６および荷重センサ７が、計測装置８とケーブル１２によって接続されている。この計測装置８は、変位センサ６および荷重センサ７からの検出信号をデジタル化するＡ／Ｄ変換器と、デジタル化したデータを収録するデジタル収録部から構成されている。また、計測装置８には、上記デジタル収録部に収録されたデータを処理するパーソナルコンピュータ９が接続されている。
【００３２】
上記構成の地盤調査装置１を用いることにより、動的貫入試験法（例えば、オートマチックラムサウンドなど）による、ロッド３先端に回収型の貫入体２を組み込み、打撃貫入時の貫入体周辺地盤ｔでの貫入量から算出される動的強度（貫入抵抗値）、および調査予定深度到達後の引抜き時の引抜き変位量と引抜き力（引抜き抵抗値）を検出して解析することにより、打撃貫入時の貫入量と引抜き時の引抜き力（引抜き抵抗値）の関係から地盤ｔの土質判別や液状化強度を評価することが可能となる。
【００３３】
これは、例えば、均一な緩い砂質土の場合、打撃貫入時に貫入体周辺は非排水条件となり、発生する正の過剰間隙水圧により動的強度（貫入抵抗値）は小さくなり、密な場合には発生する負の過剰間隙水圧により動的強度（貫入抵抗値）は大きくなる。一方、静的な引抜き時には貫入体周辺地盤ｔでは排水条件となることから、地盤ｔに発生する過剰間隙水圧による強度差は非排水条件の打撃貫入時に比べ小さくなる。
【００３４】
さらに、均一な砂質土から細粒分含有率が混入し、粘性土に近い土質判別になるに従い、打撃貫入時に発生する過剰間隙水圧応答は鈍くなり、細粒分の割合に応じて打撃貫入時の動的強度（貫入抵抗値）と静的な引抜き時の引抜き力（引抜き抵抗値）の割合応答が変化する。
【００３５】
これらのことから、打撃貫入時の動的強度（貫入抵抗値）と引抜き力（引抜き抵抗値）を測定することで、当該深度での地盤ｔの動的強度（貫入抵抗）のみならず、物理特性（土質判別）を推定し地盤ｔの液状化強度が評価できる。
【００３６】
次に、地盤調査方法について具体的に説明する。
まず、図１（ａ）に示すように、貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入するには、ロッド３の先端３ａ側に貫入体２を取り付けて、当該貫入体２のマントル２ａの先端側に形成されたコーン先端２ｂを地表面上に当接させる。
【００３７】
次に、ロッド３の他端３ｂ側に、アンビル１１を固定する。この際、例えば、重量３０ｋｇのハンマ４の自由落下の高さ寸法が３５ｃｍとした場合、ロッド３の他端３ｂから約５０ｃｍの高さ寸法にアンビル１１を固定する。
【００３８】
さらに、アンビル１１の上記深度方向の変位量（貫入量）を検出する変位センサ６をセンサスタンド１３にセットする。その際に、センサスタンド１３の棒部材の軸線方向に摺動可能に設けられた摺動部材６ａの先端が、アンビル１１の下部になるように配置する。さらに、近接センサ１０を摺動部材６ａの先端側の上部にセットする。
【００３９】
また、変位センサ６および近接センサ１０をケーブル１２を介して計測装置８に接続する。この計測装置８は、パーソナルコンピュータ９に接続する。
【００４０】
なお、標準貫入試験で得られるＮ値（Ｎspt値）と概ね等価なスウェーデン式ラムサウンド試験装置を用いて、貫入体が深度方向に２０ｃｍ貫入するのに必要な打撃回数（Ｎd値）には、下記の関係がある。
Ｎspt≒ Ｎd
その際の試験条件は以下の通りである。
ロッド：直径３２ｍｍ
貫入体：直径４５ｍｍ、長さ９０ｍｍ、頂点角度９０°
ハンマ：重量６３．５ｋｇ、落下高さ５０ｃｍ
【００４１】
そして、ハンマ４を、例えば、油圧モータにより機械的に、ロッド３のアンビル１１に連続して打撃する。貫入抵抗値（動的強度）は、貫入体２が上記深度方向に２０ｃｍ貫入するのに必要な打撃回数（Ｎm値）として得られる。
この際の試験条件は以下の通りである。
ロッド：直径２８ｍｍ
貫入体：直径３６．６ｍｍ、長さ６９ｍｍ、頂点角度９０°
ハンマ：重量３０ｋｇ、落下高さ３５ｃｍ
本発明の地盤調査装置を用いた上記打撃回数（Ｎm値）は、上記標準貫入試験のＮ値（Ｎd値）の半分に概ね等しい。
Ｎspt≒Ｎd≒１／２Ｎm
このように、本発明の地盤調査装置を用いた場合、貫入抵抗値（動的強度）は、貫入体２が上記深度方向に２０ｃｍ貫入するのに必要な打撃回数（Ｎm値）として求めることができる。
【００４２】
この際、変位センサ６により、貫入体２が深度方向に２０ｃｍ貫入したかを検出するとともに、打撃回数（Ｎm値）は、摺動部材６ａに設けられた近接センサによって、ハンマ４がアンビル１１を何回打撃したかを検出し、これらの検出信号が計測装置８に伝送されて、上記Ａ／Ｄ変換器によって検出振動がデジタル化された後、デジタル化されたデータが上記デジタル収納部に記録される。
【００４３】
なお、貫入体２を深度方向に貫入する際に、ハンマ４を上記油圧モータを用いて機械的に打撃する方法、またはハンマ４の自由落下により打撃する方法の他に、ハンマードリル・インパクトドリルなどのラチェット式、またはストライカやエアクッション方式によって、打撃荷重と貫入速度の関係から打撃エネルギーを求める方法もある。
【００４４】
次に、貫入体２の貫入抵抗値が計測装置８の上記デジタル収納部に記録された後に、ロッド３を地盤ｔから引抜く。その際に、ロッド３の他端３ｂ側に配設したハンマ４およびアンビル１１を取り外す。そして、油圧ジャッキ５をロッド３に配設する。その際、油圧ジャッキ５の進退ロッドの中心の孔部に、ロッド３を挿入して、当該油圧ジャッキ５を地面に配置した後に、上記進退ロッドをその先端部の上記ロック機構によりロッド３に固着する。
【００４５】
さらに、変位センサ６が設けられた摺動部材６ａの先端部をロッド３の他端３ｂの上部に載せる。また、油圧ジャッキ５の上位進退ロッドの下部に荷重センサ７を配置するとともに、この荷重センサ７と計測装置８とをケーブル１２で接続する。
【００４６】
そして、油圧ジャッキ５を作動させて、ロッド３およびロッド３の先端３ａに設けられた貫入体２を上記深度方向の上方に引き抜いて、変位センサ６により引抜き変位量を連続的に計測するとともに、荷重センサ７により引抜き抵抗値（引抜き力）を連続的に計測する。その際、引抜き変位量は、例えば、２０ｃｍまでを連続的に計測する。
なお、一定深度ごとの引抜き抵抗値（引抜き力）は、数センチごとに荷重センサ７により計測される荷重（Ｆs）である。
【００４７】
また、変位センサ６および荷重センサ７で検出された検出信号は、ケーブル１２を介して、計測装置８に伝送される。そして、伝送された検出信号は、上記Ａ／Ｄ変換器によってデジタル化され、上記デジタル収納部に記録される。
【００４８】
そして、計測装置８の上記デジタル収納部に記録されたデジタルデータは、パーソナルコンピュータ９によって、土質判別を含む物理特性が解析され、さらに地盤ｔの液状化強度が解析されるとともに、当該液状化強度が評価される。
【００４９】
この液状化強度を評価するデータ処理は、図３のフローチャートに示す通りである。この図３の処理フローは、単位体積重量及び地下水位を除く全てのデータは、上記構成の地盤調査装置１により得られる測定値である。そして、この処理フローに従って、パーソナルコンピュータ９の解析プログラムによって解析処理が行われる。
【００５０】
なお、単位体積重量は、特殊土でなければ１７〜１８ｋＮ／ｍ3程度としてもさほど誤差は生じない。これは、粘性土系であれば１７ｋＮ／ｍ3程度、砂質土系であれば１８ｋＮ／ｍ3程度であり、材料判別ができれば想定できる値であるため、実測できない場合でも特に問題はない。また、地下水位は、ロッド３を引抜き完了後に残置される調査用のボーリング孔に、水位計などを用いて確認する。
【００５１】
そして、打撃貫入時の動的強度（貫入抵抗値：Ｎspt値に換算した抵抗値（打撃回数＝Ｎd値））、および引抜き時の引抜き力（引抜き抵抗値：Ｆs値）、地下水位から推定される間隙圧をキャリブレーション結果に基づき力に変換し次の諸量に整理する。
【００５２】
先端支持力：ｑc（コーン断面積:Ａpで除した支持力相当でｑc＝３９２Ｎd（ｋＮ／ｍ2））
ただし，上式の係数３９２は、液状化しやすい土質判別となる細砂、シルト質砂の標準的な値であり、土質判別により推定される土質に応じて２００（細粒分を多く含む土質）から６００（粗粒分を多く含む）の間で変化する。この設定はパーソナルコンピュータ９によって処理される。
引抜き摩擦力：ｆs：（引抜き抵抗値：Ｆs値をマントルの表面積Ａmで除した摩擦力）
間隙水圧：ｕ
【００５３】
（数１）間隙水圧の影響を考慮した先端支持力：ｑt
2014122464.tif 000003
【００５４】
（数２）規準化した先端支持力：Ｑt
2014122464.tif 000004
【００５５】
（数３）規準化した引抜き摩擦力：Ｆt
2014122464.tif 000005
【００５６】
（数４）規準化した間隙水圧：Ｂq
2014122464.tif 000006
Ａe   ：ロッド断面積（ｍ2）
Ａp   ：コーンの底面積（ｍ2）
Ａm   ：マントルの表面積（ｍ2）
ｕ0   ：当該深さにおける静水圧（ｋＮ／ｍ2）
σr0  ：当該深さにおける鉛直全応力（ｋＮ／ｍ2）
σr0’：当該深さにおける鉛直有効応力（ｋＮ／ｍ2）
【００５７】
そして、上記式により、規準化した先端支持力（Ｑt）および規準化した引抜き摩擦力（Ｆt）、さらに規準化した間隙水圧（Ｂq）から、例えば、図４に示す土質判別チャート（出典：Robertson,P.K.:Soil classification using the cone penetration test,Canadian Geotechnical Journal,Vol.27,No.1,pp151〜158）を用いて判別を行う。
【００５８】
また、本発明による液状化強度を推定し、液状化判定を行った一例を図５に示す。この一例では、打撃貫入時の動的強度（貫入抵抗値：Ｎd値）、および引抜き時の引抜き力（引抜き抵抗値：Ｆs値）から、土質判別を行い推定した細粒分含有率：Ｆc、さらにこれらから評価される地盤ｔの液状化安全率：ＦLを視覚によって評価することができる。
【００５９】
上述の実施の形態による地盤調査方法および地盤調査装置によれば、先端３ａに着脱可能な貫入体２を取り付けたロッド３を打撃して、当該貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入させることにより、貫入体２の貫入変位量を測定し、得られた貫入変位量からその地盤深度の貫入抵抗値を解析し、予め設定された地盤深度まで貫入体２を貫入した後に、ロッド３を引抜くことにより引抜き変位量および引抜き抵抗値を各々測定し、得られた各々の測定値と上記貫入抵抗値から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤ｔの液状化強度を解析するため、今まで難しかった土質判別等の物理特性の評価を引抜き変位量および引抜き抵抗値を測定するという簡便な方法によって行うことができるとともに、地震の際に発生する液状化現象の評価も行うことができる。
【００６０】
また、貫入体２を地盤ｔの深度方向に貫入する際に、連続的に打撃して貫入することにより得られた当該打撃ごとの地盤深度の上記貫入抵抗値を解析し、ロッド３を引抜く際に、上記引抜き変位量および引抜き抵抗値を連続的に各々測定することにより、地盤ｔの打撃貫入時の挙動および引抜き時の挙動から、少なくとも土質判別を含む物理特性を解析し、得られた物理特性と上記貫入抵抗値から地盤ｔの液状化強度を解析するため、打撃時は打撃貫入一打毎、引抜き時には一定変位毎に引抜き力（引抜き抵抗値）を記録していることから、作業能率の大幅な向上のみならず、深度方向に高密度（高分解能）に連続的な測定ができる。
【００６１】
そして、上記解析結果を上記深度方向に沿って連続的に表示することにより、液状化強度を推定し、液状化判定を行う際に、打撃貫入時の貫入抵抗値（動的強度）、および引抜き時の引抜き抵抗値（引抜き力）から、土質判別を行い推定した細粒分含有率、さらにこれらから地盤ｔの液状化安全率の評価を視覚によって容易に評価することができる。
【００６２】
さらに、先端３ａに貫入体２が着脱自在に取り付けられたロッド３と、当該ロッド３の他端３ｂ側にハンマ４および引抜き装置５と、貫入変位量および引抜き変位量を検出する変位センサ６と、引抜き抵抗値を検出する荷重センサ７と、上記変位センサおよび上記荷重センサからの検出信号をＡ／Ｄ変換によりデジタル信号に変換する計測装置８と、計測装置８のデータを解析するパーソナルコンピュータ９を備えているため、単純な装置であっても、地盤ｔの力学特性としての貫入抵抗値（動的強度）のみならず引抜き抵抗値（引抜き力）を計測することができるとともに、調査現場までの移動が容易かつ設置などを短時間で簡便に行うことができる。これにより、調査時間および調査コストを削減することができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態において、地盤調査方法に用いられる地盤調査装置１は、動的貫入試験法に区分される各種サウンディング法、例えば、オートマチックラムサウンディングなどに用いられる装置を用いても対応可能である。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
地盤の動的強度および液状化強度を評価する際に利用することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１  地盤調査装置
２  貫入体
３  ロッド
３ａ  先端
３ｂ  他端
４  ハンマ
５  引抜き装置
６  変位センサ
７  荷重センサ
８  計測装置
９  パーソナルコンピュータ
ｔ  地盤
【図１】
2014122464.tif 000007
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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