(57)【要約】【課題】本発明は、従来技術の問題点に鑑み、グラウンドアンカー工法を用いた工事の施工性及び安全性を向上させるべく、所定の曲げ剛性を確保しつつ、さらなる軽量化が図れる受圧構造体を提供することを課題とする。【解決手段】受圧構造体１は、地盤に定着されたアンカー部材の緊張力を保持する機能を有し、２つの並列体３ａ、３ｂによりなるものである。並列体３ａ、３ｂはいずれも、複数の長尺状の中空部材５を並列状に並べて接合されたものであり、所定の接着剤によって接合されている。そして、この２つの並列体３ａ、３ｂは、積層構造を形成している。【選択図】図３
2015001091.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に定着されたアンカー部材の緊張力を保持する受圧構造体であって、
長尺状を呈した中空部材を複数有し、
各中空部材は、その長手方向が同一方向に向けて並列状に並べられた並列体を形成しており、当該並列体における隣接する中空部材同士は、所定の接着手段によって接合されていることを特徴とする受圧構造体。
【請求項２】
中空部材は、その長手方向に沿って長繊維が配向した樹脂成形体であることを特徴とする請求項１に記載の受圧構造体。
【請求項３】
中空部材は、断面が四角形を呈しており、その断面における短辺に対する長辺の長さが１〜５倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の受圧構造体。
【請求項４】
中空部材の外側面及び／又は内側面には補強層が積層されており、当該補強層は、当該中空部材の長手方向と交差する方向に長繊維が配向していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の受圧構造体。
【請求項５】
２以上の並列体を有し、当該各並列体は、その長手方向を交差させた姿勢で積層されており、隣接する並列体同士は、所定の接着手段によって接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の受圧構造体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、法面の崩壊や地滑りを防止するべく法面に設置される受圧構造体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、法面の崩壊や地滑りの発生を防止するため、グラウンドアンカー工法が多用されている。このグラウンドアンカー工法は、長尺状の引張材たるテンドンに緊張力を発生させ、当該緊張力によって、法面や構造物（土留め壁等の仮設構造物を含む）の安定化を図る工法である。そして、通常、グラウンドアンカー工法を法面に使用する場合は、受圧構造体なるものが使用される。
【０００３】
受圧構造体は、テンドンと共に使用されて機能を発揮するものであり、法面上に配されて、テンドンに緊張力を付与したり、当該テンドンに付与した緊張力を保持させる機能を有する。また同時に、受圧構造体は、テンドンから法面側に圧着する方向に作用する反力（以下、圧着力という）を受ける。すなわち、グラウンドアンカー工法が法面に使用される場合は、テンドンの圧着力によって、受圧構造体が法面側に押し付けられて、当該法面の安定化が図られる。特に、効果的に法面の安定化を図るためには、受圧構造体のほぼ全体をほぼ均等に法面側に押し付ける必要がある。
【０００４】
一方で、受圧構造体は、その中心に配したテンドンの緊張力によって、法面側に押し付けられる構造であるため、当該受圧構造体の外縁側が法面から離反する方向に曲げ応力が作用する。つまり、受圧構造体は、テンドンとの関係上、外縁側が反り返り易い。そのため、受圧構造体には、テンドンの圧着力や、法面から受ける垂直抗力等によって生じ得る曲げ応力に抗するべく、所定以上の曲げ剛性が要求される。
【０００５】
そこで、従来より、比較的曲げ剛性が高い鉄鋼や鉄筋コンクリートによって構成された受圧構造体が多用されている。ところが、この種の受圧構造体は、曲げ剛性が高い反面、重量が極めて大きいため、施工性等に影響を与えていた。すなわち、受圧構造体の搬入や設置には、大型の重機等が必要であり、作業性の悪さが際立っていた。
【０００６】
そこで、このような問題を解消するべく、特許文献１には、繊維強化樹脂によって構成された受圧構造体の技術が開示されている。この繊維強化樹脂は、比較的曲げ剛性が高く、鉄鋼や鉄筋コンクリートよりも軽量といった性質を有する。すなわち、かかる構成の受圧構造体によれば、所定の剛性を確保しつつ、鉄鋼や鉄筋コンクリートによって成形されたものより軽量にできるため、従来に比べて、高い施工性を得ることが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３−１７６５３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、近年、グラウンドアンカー工法が行われる現場では、より安全で且つ高い施工性で工事を実施したいという要求性が高まっており、受圧構造体のさらなる軽量化が望まれている。
【０００９】
そこで、本発明では、従来技術の問題点に鑑み、グラウンドアンカー工法を用いた工事の施工性及び安全性を向上させるべく、所定の曲げ剛性を確保しつつ、さらなる軽量化が図れる受圧構造体を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するべく提供される請求項１に記載の発明は、地盤に定着されたアンカー部材の緊張力を保持する受圧構造体であって、長尺状を呈した中空部材を複数有し、各中空部材は、その長手方向が同一方向に向けて並列状に並べられた並列体を形成しており、当該並列体における隣接する中空部材同士は、所定の接着手段によって接合されていることを特徴とする受圧構造体である。
【００１１】
本発明の受圧構造体は、複数の中空部材によって構成されているため、所定以上の曲げ剛性を維持しつつ、軽量性を高めることができる。
以下に、それについて具体的に説明する。
【００１２】
「曲げ剛性」は、曲げにくさを表す指標であり、以下に示す数式（１）により算出される。
Ｋ＝ＥＩ・・・数式（１）
Ｋ：曲げ剛性、Ｅ：ヤング率、Ｉ：断面二次モーメント
【００１３】
すなわち、曲げ剛性Ｋは、素材によって決まるヤング率Ｅと、部材の断面形状によって決まる断面二次モーメントＩの積によって算出される。かかる条件に基づけば、ヤング率が同一の２つの部材を用意した場合、各部材の曲げ剛性は、断面二次モーメントＩで決定される。例えば、同一の素材且つ断面積（断面積Ａとする）を同じ（中空部材はその厚みの部分の断面積（空洞部分は除く））とした、断面形状が円形の中実部材（中身が詰まった部材）と、断面形状が円形の中空部材（内部が空洞）を用意したとする。これらは、同一の素材であることから比重が同一となり、さらにその断面積Ａも同一であるため、両者は同一の重量Ｍとなる（各部材の長さは同一とする）。
【００１４】
一方で、中空部材は、中実部材と同一の断面積Ａであるため、必然的にその外径は中実部材よりも大きくなる。そして、円形状の断面二次モーメントＩは、その公式から直径の４乗に比例した値となる。つまり、中空部材と中実部材との大きさの関係によっては、中空部材の断面二次モーメントＩ２の値の方が、中実部材の断面二次モーメントＩ１の値よりも大きくなる場合がある。そしてこれに従い、中空部材の曲げ剛性Ｋ２が、中実部材の曲げ剛性Ｋ１よりも大きくなる場合がある。
【００１５】
かかる事情により、中空部材は、中実部材の断面積Ａよりも小さくしても、中実部材の曲げ剛性Ｋ１以上の曲げ剛性を確保することが可能と言える。つまり、いかなる部材も、仮にヤング率Ｅが殆ど違いがないものとすれば、その曲げ剛性は各断面二次モーメントＩによって決まるため、断面を中空状とすることで、高い曲げ剛性を確保しつつ、軽量化を図ることが可能となる。その結果、グラウンドアンカー工法における高い施工性を確保することができる。また軽量化に伴って、施工時の安全性が高められると同時に、コストの削減も図ることができる。
【００１６】
またさらに、本発明では、このような中空部材を複数、並列状に並べて並列体を形成した構成となっている。つまり、本発明では、１つの中空部材で受圧構造体を構成するのではなく、並列状に並べた複数の中空部材によって受圧構造体を構成している。これにより、受圧構造体が所定以上の大きさ（特に法面等と並行になる面が所定以上の大きさ）となるような場合であっても、安定した曲げ剛性を期待することができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、中空部材は、その長手方向に沿って長繊維が配向した樹脂成形体であることを特徴とする請求項１に記載の受圧構造体である。
【００１８】
本発明の受圧構造体は、中空部材が、その長手方向に沿って長繊維が配向した樹脂成形体により構成されているため、曲げに対する強度が高い。つまり、受圧構造体をより強固に法面側に押し付けることが可能となり、法面の安定化をより確実なものにすることができる。
【００１９】
請求項３に記載の発明は、中空部材は、断面が四角形を呈しており、その断面における短辺に対する長辺の長さが１〜５倍であることを特徴とする請求項１又は２に記載の受圧構造体である。
【００２０】
本発明の受圧構造体は、中空部材の断面形状が四角形を呈しており、その断面の長辺が短辺の長さに対して１〜５倍であるため、効果的に断面二次モーメントＩの増大を図ることができる。また同時に、本発明では、長辺が短辺に対して過度に長くないため、当該長辺方向に加重が掛かったとしても、座屈が発生しにくい。
【００２１】
請求項４に記載の発明は、中空部材の外側面及び／又は内側面には補強層が積層されており、当該補強層は、当該中空部材の長手方向と交差する方向に長繊維が配向していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の受圧構造体である。
【００２２】
本発明の受圧構造体は、補強層によって、中空部材の曲げ強度を補強することができるため、法面のさらなる安定化を図ることができる。
【００２３】
請求項５に記載の発明は、２以上の並列体を有し、当該各並列体は、その長手方向を交差させた姿勢で積層されており、隣接する並列体同士は、所定の接着手段によって接合されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の受圧構造体である。
【００２４】
本発明の受圧構造体は、複数の並列体を、その長手方向を交差させた姿勢で積層しているため、受圧構造体全体の剛性及び曲げ強度を合理的に増大することがきる。その結果、本発明では、大きな加重が掛かっても、撓み量をより小さくできるため、並列体における外縁部の反り返りによる不具合を効果的に防止することができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の受圧構造体は、中空部材を有した並列体で構成されているため、所定の曲げ剛性を確保しつつ、軽量化を図ることができる。その結果、グラウンドアンカー工法を用いた工事の施工性及び安全性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る受圧構造体を用いて保護された法面を示す説明図である。
【図２】図１の受圧構造体を示す断面図である。
【図３】受圧構造体を示す斜視図である。
【図４】受圧構造体を示す分解斜視図である。
【図５】中空部材を示す断面図である。
【図６】実施例ａを示す斜視図である。
【図７】実施例ｂを示す斜視図である。
【図８】比較例ｃを示す斜視図である。
【図９】比較例ｄを示す斜視図である。
【図１０】比較例ｅを示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下に、本発明の実施形態に係る受圧構造体について説明する。
本実施形態の受圧構造体１は、図１に示すように、切り土や盛り土によって形成された法面３０上への設置に好適であり、アンカー部材２と共に使用されることで、法面３０の保護機能が発揮されるものである。具体的には、受圧構造体１は、図２に示すように、当該受圧構造体１と法面３０とに跨るように配された長尺状のアンカー部材２に緊張力を発生させて、その緊張力を利用して、法面３０の安定化を図るものである。
【００２８】
そして、本実施形態の受圧構造体１は、図３に示すように、その外観が概ね直方体状を呈しており、複数（本実施形態では２つ）の並列体３ａ、３ｂを積層した構成となっている。そして、受圧構造体１には、その並列体３のほぼ中央に、積層方向に貫通した貫通孔１２が設けられている。なお、いずれの並列体３ａ、３ｂも、同一の構成であるため、以下には、一方の並列体３ａについてのみ説明する。
【００２９】
並列体３ａは、図３に示すように、長尺状の中空部材５を複数（本実施形態では５本）有し、それらを並列状に並べて接合した構造である。より具体的には、並列体３ａは、５本の中空部材５ａ〜５ｅをその長手方向を同一の方向に向けて並べ、その長手側の面同士を、エポキシ系、変形シリコン系、あるいは、アクリル系等の接着剤（接着手段）で接合した構成である。そして、本実施形態では、中空部材５ａ〜５ｅの並設方向ほぼ真ん中に位置する中空部材５ｃに、前記した貫通孔１２の一部が設けられている。
【００３０】
中空部材５は、図４に示すように、外観が概ね角パイプ状であり、その断面の中央に長手方向に貫通した孔が設けられている。すなわち、中空部材５は、図５に示すように、その断面の外郭が概ね正方形状を呈しており、その断面の中央に当該外郭と相似形の開口が設けられた構成である。そして、中空部材５は、その断面の外郭辺の長さが２０〜２００ｍｍの範囲に収まるように設計されている。また同時に、中空部材５は、外郭辺と開口までの距離（厚み）を２〜７ｍｍ、好ましくは４〜５ｍｍ程度となるように設計されている。
【００３１】
また、本実施形態では、中空部材５が樹脂成形体によって構成されており、そのヤング率Ｅが４０００〔Ｎ／ｍｍ2〕以上に設定されている。すなわち、中空部材５は、その長手方向に沿って長繊維を配向して補強された樹脂成形体（ＦＲＰ：Fiber reinforced plastics）によって構成されている。より具体的には、中空部材５は、主体がポリエステル系あるいはフェノール系の樹脂が用いられており、さらにその主体を補強するべく、長繊維としてガラス繊維が配合されている。
なお、中空部材５に配合する長繊維としては、ガラス繊維の他、炭素や、アラミド等の長繊維であっても構わない。要するに、中空部材５のヤング率Ｅを、４０００〔Ｎ／ｍｍ2〕以上にできる長繊維であればいかなるものであっても構わない。
【００３２】
また、中空部材５には、図５に示すように、より高い曲げ強度を発現させるべく、その外郭面（外側面）及び開口側面（内側面）の表面に、補強層１１が積層されている。補強層１１は、中空部材５の長手方向と直交する方向に、長繊維が配向された樹脂成形体である。なお、本実施形態では、補強層１１に対して、中空部材５と同様の樹脂及び繊維が使用されている。
【００３３】
続いて、本実施形態の受圧構造体１の曲げ強度を実証するために行った、公知の三点曲げ試験の結果について以下に示す。
【００３４】
今回行った三点曲げ試験は、その試験条件として、支点間の距離を４３０ｍｍ、試験速度を１５ｍｍ／ｍｉｎとした。
【００３５】
そして、この三点曲げ試験を、５つの試験体に対して実施した。
すなわち、以下に示す２つの実施例ａ、ｂと、３つの比較例ｃ、ｄ、ｅに対して実施された。
なお、実施例ａ、ｂ及び比較例ｃ、ｄ、ｅはいずれも、全体のサイズが、３００ｍｍ（幅：部材の並列方向）×４５０ｍｍ（奥行き：部材の長手方向）である。
【００３６】
（実施例ａ）
受圧構造体１ａは、図６に示すように、１つの並列体５０よりなるものであり、その並列体５０が６本の中空部材５１によって構成されている。具体的には、並列体５０は、６本の中空部材５１を並列状に並べて、エポキシ系の接着剤で接合した構造である。
また、並列体５０は、その全体の重量が３．７ｋｇであった。
中空部材５１は、外郭辺の長さｍ×ｎが５０×５０ｍｍ、部材厚ｔが５ｍｍである。
中空部材５１は、主体にポリエステル系の樹脂が用いられたＦＲＰであり、その主体をガラス繊維で補強している。
また、中空部材５１は、ヤング率Ｅが１０，０００〔Ｎ／ｍｍ2〕であり、その断面形状から算出される断面二次モーメントＩｃは、１．８５×１０6〔ｍｍ4〕である。
【００３７】
（実施例ｂ）
受圧構造体１ｂは、図７に示すように、１つの並列体５２よりなるものであり、その並列体５２が１０本の中空部材５３によって構成されている。具体的には、並列体５２は、１０本の中空部材５３を並列状に並べて、エポキシ系の接着剤で接合した構造である。
また、並列体５２は、その全体の重量が３．７ｋｇであった。
中空部材５３は、外郭辺の長さｍ×ｎが３０×８３．３ｍｍ、部材厚ｔが５ｍｍである。
中空部材５３は、主体にポリエステル系の樹脂が用いられたＦＲＰであり、その主体をガラス繊維で補強している。
また、中空部材５３は、ヤング率Ｅが１０，０００〔Ｎ／ｍｍ2〕であり、その断面形状から算出される断面二次モーメントＩｃは、７．８９×１０6〔ｍｍ4〕である。
【００３８】
（比較例ｃ）
受圧構造体１０１ｃは、図８に示すように、１つの並列体５５よりなるものであり、その並列体５５が６本の中空部材５６によって構成されている。具体的には、並列体５５は、６本の中空部材５６を並列状に並べて、エポキシ系の接着剤で接合した構造である。
また、並列体５５は、その全体の重量が０．７５ｋｇであった。
中空部材５６は、外郭辺の長さが５０×５０ｍｍ、部材厚が１ｍｍである。
中空部材５６は、主体にポリエステル系の樹脂が用いられたＦＲＰであり、その主体をガラス繊維で補強している。
また、中空部材５６は、ヤング率Ｅが１０，０００〔Ｎ／ｍｍ2〕であり、その断面形状から算出される断面二次モーメントＩｃは、４．７１×１０5〔ｍｍ4〕である。
【００３９】
（比較例ｄ）
受圧構造体１０１ｄは、図９に示すように、１つの並列体５７よりなるものであり、その並列体５７が６本の中空部材５８によって構成されている。具体的には、並列体５７は、６本の中空部材５８を並列状に並べて、エポキシ系の接着剤で接合した構造である。
また、並列体５７は、その全体の重量が２．５ｋｇであった。
中空部材５６は、外郭辺の長さが５０×５０ｍｍ、部材厚が５ｍｍである。
中空部材５６は、主体にポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）が用いられた樹脂であり、その主体は繊維で補強されていない。
また、中空部材５６は、ヤング率Ｅが２，５００〔Ｎ／ｍｍ2〕であり、その断面形状から算出される断面二次モーメントＩｃは、１．８５×１０6〔ｍｍ4〕である。
【００４０】
（比較例ｅ）
受圧構造体１０１ｅは、図１０に示すように、一体成形により製造されたものであり、中実構造の部材である。つまり、受圧構造体１０１ｅは、上記例ａ〜ｄのように、中空部材の並列構造ではない。
受圧構造体１０１ｅは、その全体の重量が５．０ｋｇであった。
また、受圧構造体１０１ｅは、繊維補強樹脂発泡体、具体的には、ガラス繊維によって補強されたＦＦＵ（Fiber reinforced Foamed Urethane）で構成されている。
また、受圧構造体１０１ｅは、ヤング率Ｅが８，０００〔Ｎ／ｍｍ2〕であり、その断面形状から算出される断面二次モーメントＩｃは、３．１２×１０6〔ｍｍ4〕である。
【００４１】
そして、このような構成の受圧構造体１ａ、１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅをそれぞれ、上記した条件で三点曲げ試験を行い、以下の表１に示す結果を得た。
【００４２】
【表１】
2015001091.tif 000003
【００４３】
表１に示すように、実施例ａ、ｂでは、１００〔Ｎ／ｍｍ2〕を超える曲げ強度を得ることができた。すなわち、実施例ａ、ｂの曲げ強度は、比較例ｃ、ｄの概ね２倍程度の大きさとなった。一方で、中実構造を有した比較例ｅの曲げ強度は、実施例ａ、ｂの曲げ強度の１．３〜１．６倍程度となっていた。
【００４４】
また、上記実施例ａ、ｂと比較例ｃ、ｄ、ｅは、以下の表２に示す曲げ剛性Ｋが得られた。
【００４５】
【表２】
2015001091.tif 000004
【００４６】
表２に示すように、実施例ａ、ｂは、その重量が比較例ｃ、ｄよりは高いものの、比較例ｅよりは低くなった。そして、実施例ａ、ｂの曲げ剛性Ｋは、比較例ｃ、ｄよりも大きいものとなった。なお、中実構造を有した比較例ｅの曲げ剛性Ｋは、実施例ｂよりも小さく、実施例ａよりも若干大きいものとなった。
【００４７】
したがって、上記結果から考察すると、実施例ａ、ｂの曲げ強度は、中実構造の比較例ｅよりは小さい値を示したが、部材厚ｔが極端に小さいものや、主体にＦＲＰを用いないものよりも高い値を示すことが分かった。つまり、受圧構造体では、中空構造にして軽量化を図りつつも、所定の曲げ強度を得ることが可能である。なお、そのためには、ＦＲＰによって成形された中空部材を採用し、さらにその部材の部材厚ｔを一定以上（上記例では５ｍｍ）確保することが望ましいと言える。
【００４８】
また、実施例ａ、ｂの曲げ剛性Ｋは、実施例ｂが最も大きく、続いて比較例ｅ、実施例ａとなった。つまり、曲げ剛性Ｋは、中空構造であっても断面形状の高さが大きいものが最も大きい値を示し、同一の断面形状であれば中実構造の方が大きい値を示すことが分かった。さらに付言すれば、実施例ｂに関しては、その重量が比較例ｅよりも小さいにも関わらず、曲げ剛性Ｋが大きい値を示すことが分かった。
以上が、実施例ａ、ｂ及び比較例ｃ、ｄ、ｅに対して実施した三点曲げ試験の結果である。
【００４９】
上記実施形態では、断面の外郭辺の縦横比が１：１の正方形を呈する中空部材５を示したが、本発明はこれに限定されず、それ以外の縦横比であっても構わない。すなわち、三点曲げ試験に使用した、断面の外郭辺の縦横比が１．７：１の長方形を呈する中空部材５１、５３等である。ただし、断面の外郭辺の縦が、横の５倍を超える長方形となれば、座屈し易くなるため、この縦横比は５：１以下であることが好ましい。
【００５０】
上記実施形態では、断面形状が四角形を呈する中空部材５、５１、５３の構成を示したが、本発明はこれに限定されず、その他の多角形や円形、楕円等を呈する中空部材を採用しても構わない。
【００５１】
上記実施形態では、中空部材５の外周面及び内周面に、補強層１１を積層した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、外周面と内周面のいずれか一方のみに補強層１１を積層した構成であったり、いずれの面にも補強層１１を積層しないものであっても構わない。
【００５２】
上記実施形態では、受圧構造体１が、２つの並列体３ａ、３ｂを積層したものを示したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、本発明では、受圧構造体は、三点曲げ試験に使用したような１つの並列体５０、５２よりなるものであったり、３つ以上の並列体が積層してなるものであっても構わない。
【００５３】
上記実施形態では、５本の中空部材５ａ〜５ｅを並列状に並べて接合した構成を示したが、本発明はこれに限定されず、２〜４本の中空部材を並列状に並べて接合したものであったり、三点曲げ試験に使用したように６本以上の中空部材５１、５３を並列状に並べて接合したものを採用しても構わない。
【符号の説明】
【００５４】
１    受圧構造体
１ａ、１ｂ    受圧構造体
２    アンカー部材
３    並列体
５    中空部材
１１    補強層
１２    貫通孔
３０    法面
５０、５２、５５、５７    並列体
５１、５３、５６、５８    中空部材
１０１ｃ、１０１ｄ、１０１ｅ    受圧構造体
【図１】
2015001091.tif 000005
【図２】
2015001091.tif 000006
【図３】
2015001091.tif 000007
【図４】
2015001091.tif 000008
【図５】
2015001091.tif 000009
【図６】
2015001091.tif 000010
【図７】
2015001091.tif 000011
【図８】
2015001091.tif 000012
【図９】
2015001091.tif 000013
【図１０】
2015001091.tif 000014