(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
建設工事現場の現場発生土または現地盤から結合材が未混入の土壌試料を採取し、この土壌試料に前記結合材を混合率を変えて混合して所定数の標準試料を製造する標準試料製造工程と、
各標準試料のｐＨ値を測定する標準試料分析工程と、
前記現場発生土または前記現地盤から前記結合材が混入されている測定試料を採取し、そのｐＨ値を測定して、前記各標準試料の前記ｐＨ値と前記結合材の各混合率とに基づいて前記現場発生土または前記現地盤の前記結合材の混入率を推定する混入率推定工程と
を備えることを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、前記各標準試料の前記ｐＨ値と前記結合材の混合率との相関曲線を作成して、この相関曲線の始端から直線的に上昇している範囲にプロットされている複数の相関点から近似線を作成し、この近似線をｐＨ検量線とするｐＨ検量線作成工程を備え、
前記混入率推定工程では、前記ｐＨ検量線を用いて前記結合材の混入率を推定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項３】
請求項２に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、さらに、前記各標準試料のＣａ濃度値を測定するとともに、前記各標準試料の前記Ｃａ濃度値と前記結合材の混合率との相関図を作成して、この相関図にプロットされている複数の相関点が直線的に上昇している範囲で近似線を作成し、この近似線をＣａ濃度検量線とするＣａ濃度検量線作成工程を備え、前記ｐＨ検量線と前記Ｃａ濃度検量線の両方を作成して、前記ｐＨ検量線の適用可能な範囲でｐＨ基準値を設定し、
前記混入率推定工程では前記測定試料のｐＨ値を測定し、そのｐＨ値が前記ｐＨ基準値以下の場合には、そのｐＨ値と前記ｐＨ検量線とから前記結合材の混入率を推定し、前記ｐＨ基準値を超える場合には、前記測定試料のＣａ濃度値を測定して前記Ｃａ濃度検量線から前記結合材の混入率を推定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項４】
請求項２に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、さらに、前記各標準試料のＣａ濃度値を測定するとともに、前記各標準試料の前記Ｃａ濃度値と前記結合材の混合率との相関図を作成して、この相関図にプロットされている複数の相関点が直線的に上昇している範囲で近似線を作成し、この近似線をＣａ濃度検量線とするＣａ濃度検量線作成工程を備え、前記ｐＨ検量線と前記Ｃａ濃度検量線の両方を作成して、前記Ｃａ濃度検量線の適用可能な範囲でＣａ濃度基準値を設定し、
前記混入率推定工程では前記測定試料のＣａ濃度値を測定し、そのＣａ濃度値が前記Ｃａ濃度基準値を超える場合には、そのＣａ濃度値と前記Ｃａ濃度検量線とから前記結合材の混入率を推定し、前記Ｃａ濃度基準値以下の場合には前記測定試料のｐＨ値を測定して前記ｐＨ検量線から前記結合材の混入率を推定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項５】
請求項３に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、前記各標準試料で少なくとも前記ｐＨ値に対応する実際の混合率と前記ｐＨ検量線で算出される推定混合率との比を算出し、その比が適用可能な範囲にある実際の混合率を前記ｐＨ検量線の式に代入して前記ｐＨ基準値を設定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項６】
請求項４に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、前記各標準試料で少なくとも前記Ｃａ濃度値に対応する実際の混合率と前記Ｃａ濃度検量線で算出される推定混合率との比を算出し、その比が適用可能な範囲にある実際の混合率を前記Ｃａ濃度検量線の式に代入して前記Ｃａ濃度基準値を設定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【請求項７】
請求項５または請求項６に記載の結合材の混入率推定方法において、
前記標準試料分析工程では、前記各標準試料の前記ｐＨ値に対応する実際の混合率と前記ｐＨ検量線で算出される推定混合率との比、前記Ｃａ濃度値に対応する実際の混合率と前記Ｃａ濃度検量線で算出される推定混合率との比をそれぞれ算出し、それらの比が適用可能な範囲にある実際の混合率を参照して、基準値を設定する方の測定値の検量線の式に代入するための実際の混合率を設定することを特徴とする結合材の混入率推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本件発明は、トンネル工事や地盤改良工事等の建設工事現場において、現場発生土の一部に混入したコンクリート等の結合材、または、現地盤に添加したセメント等の結合材の混入率を推定する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、トンネル工事等の建設工事現場では、コンクリート等の結合材が現場発生土の一部に混入する場合が多い。例えばトンネル工事においては、鏡面にコンクリートを吹き付けたときにリバウンドが発生し、コンクリートが現場発生土の一部に混入する。したがって、現場発生土に混入している結合材の混入率を推定することは、現場発生土の利用方法や処理方法を検討する際の重要な判断材料となる。
【０００３】
また、止水工事のような現地盤の改良を目的とする建設工事現場では、セメントミルク等の地盤改良材（結合材）を現地盤に添加して現地盤の固化を行っている。したがって、現地盤に添加した結合材の混入率（添加率）を推定することは、予め設定した配合で固化が行われているかを検討する際の重要な判断材料となる。このような結合材の混入率の推定方法としては、セメント協会法Ｆ１８（非特許文献１参照）、ＡＳＴＭ法等が用いられている。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】「硬化コンクリートの配合推定に関する共同試験報告」コンクリート専門委員会報告Ｆ１８、社団法人セメント協会、１９６７年９月
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記で例示したような混入率の推定方法の多くは、実験室で行う大規模なものであり、化学的な専門知識が必要な分析方法が多く、乾燥などの前処理等、複数の工程があり時間もかかる。そのため、現場発生土の利用方法や処理方法を検討するまでに時間がかかる。そこで、結合材の混入率を迅速に推定することが検討されている。
【０００６】
本件発明は、かかる従来の課題に鑑みてなされたものであり、結合材の混入率を迅速に推定することができる結合材の混入率の推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】
【０００７】
前記課題を解決するために本件発明の結合材の混入率推定方法は、
建設工事現場の現場発生土または現地盤から結合材が未混入の土壌試料を採取し、この土壌試料に前記結合材を混合率を変えて混合して所定数の標準試料を製造する標準試料製造工程と、
各標準試料のｐＨ値を測定する標準試料分析工程と、
前記現場発生土または前記現地盤から前記結合材が混入されている測定試料を採取し、そのｐＨ値を測定して、前記各標準試料の前記ｐＨ値と前記結合材の各混合率とに基づいて前記現場発生土または前記現地盤の前記結合材の混入率を推定する混入率推定工程と
を備えることを特徴としている。
【０００８】
ここで、標準試料分析工程では、各標準試料のｐＨ値と結合材の混合率との相関曲線を作成して、この相関曲線の始端から直線的に上昇している範囲にプロットされている複数の相関点から近似線を作成し、この近似線をｐＨ検量線とするｐＨ検量線作成工程を備えるようにしても良い。
【０００９】
その場合には混入率推定工程においてｐＨ検量線を用いて結合材の混入率を推定する。
【００１０】
また、標準試料分析工程において、さらに、各標準試料のＣａ濃度値を測定するとともに、各標準試料のＣａ濃度値と結合材の混合率との相関図を作成して、この相関図にプロットされている複数の相関点が直線的に上昇している範囲で近似線を作成し、この近似線をＣａ濃度検量線とするＣａ濃度検量線作成工程を備え、ｐＨ検量線とＣａ濃度検量線の両方を作成してｐＨ検量線の適用可能な範囲でｐＨ基準値を設定しても良い。その場合に、混入率推定工程では測定試料のｐＨ値を測定して、そのｐＨ値がｐＨ基準値以下の場合には、そのｐＨ値とｐＨ検量線とから結合材の混入率を推定する。ｐＨ値がｐＨ基準値を超えている場合には、測定試料のＣａ濃度値を測定してＣａ濃度検量線から結合材の混入率を推定する。
【００１１】
また、Ｃａ濃度検量線の適用可能な範囲でＣａ濃度基準値を設定しても良い。その場合に、混入率推定工程では測定試料のＣａ濃度値を測定して、そのＣａ濃度値がＣａ濃度基準値を超えている場合には、そのＣａ濃度値とＣａ濃度検量線とから結合材の混入率を推定する。Ｃａ濃度値がＣａ濃度基準値以下の場合には測定試料のｐＨ値を測定してｐＨ検量線から結合材の混入率を推定しても良い。
【００１２】
また、各標準試料のｐＨ値に対応する実際の混合率とｐＨ検量線で算出される推定混合率との比を算出し、その比が適用可能な範囲にある実際の混合率をｐＨ検量線の式に代入してｐＨ基準値を設定しても良い。
【００１３】
また、各標準試料のＣａ濃度値に対応する実際の混合率とＣａ濃度検量線で算出される推定混合率との比を算出し、その比が適用可能な範囲にある実際の混合率をＣａ濃度検量線の式に代入してＣａ濃度基準値を設定しても良い。
【００１４】
また、各標準試料のｐＨ値に対応する実際の混合率とｐＨ検量線で算出される推定混合率との比、Ｃａ濃度値に対応する実際の混合率とＣａ濃度検量線で算出される推定混合率との比をそれぞれ算出し、それらの比が適用可能な範囲にある実際の混合率を参照して、基準値を設定する方の測定値の検量線の式に代入するための実際の混合率を設定しても良
い。
【発明の効果】
【００１５】
本件発明の結合材の混入率推定方法では、予め測定した標準試料のｐＨ値やＣａ濃度値を用いて結合材の混入率を推定した。したがって、結合材の混入率の推定作業を現場で行うことが可能になる。よって、本件発明の結合材の混入率推定方法は、結合材の混入率を迅速に推定できる。また、その結果、現場発生土の利用方法や処理方法の検討にかかる時間や、地盤改良土の品質管理にかかる時間を短縮することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本件発明の一実施の形態を示す結合材の混入率推定方法の工程図である。
【図２】標準試料製造工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図３】標準試料ｐＨ測定工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図４】ｐＨ検量線作成工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】標準試料Ｃａ濃度測定工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】Ｃａ濃度検量線作成工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図７】混入率推定工程の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】標準試料のｐＨと結合材の混合率との相関図である。
【図９】標準試料のＣａ濃度と結合材の混合率との相関図である。
【図１０】標準試料のｐＨ値に基づく実際の混合率とｐＨ検量線から得られる推定混合率との相関図である。
【図１１】標準試料のＣａ濃度値に基づく実際の混合率とＣａ濃度検量線から得られる推定混合率との相関図である。
【図１２】図１１と図１２の相関関係が高い領域を組み合わせた相関図である。
【図１３】各標準試料の実際の混合率に対して、各標準試料のｐＨ値に対応する実際の混合率と推定混合率との比、Ｃａ濃度値に対応する実際の混合率と推定混合率との比の関係を示す図である。
【図１４】標準試料Ｃａ濃度測定工程において塩酸添加後にｐＨ調整の場合とｐＨ未調整の場合のＣａ濃度の比較を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本件発明の実施の形態を図にしたがって説明する。
【００１８】
図１は、本件発明の一実施の形態を示す結合材の混入率推定方法の工程図である。本実施の形態では、コンクリート等のＣａを含む結合材の混入率推定方法について説明する。本実施の形態の混入率推定方法を簡単に説明すると、現場発生土を処理する際にｐＨ値を測定し、そのｐＨ値に応じて、予め作成したｐＨ検量線とＣａ濃度検量線を用いて結合材の混入率を推定する。
【００１９】
具体的には、下記の（１）〜（６）の工程を行う。このうち（２）〜（５）の工程は、本件発明の標準試料分析工程である。以下に各工程について説明する。
（１）標準試料製造工程
（２）標準試料ｐＨ測定工程
（３）ｐＨ検量線作成工程
（４）標準試料Ｃａ濃度測定工程
（５）Ｃａ濃度検量線作成工程
（６）混入率推定工程
【００２０】
（１）標準試料製造工程
この工程では、土壌試料と結合材とを混合して標準試料を製造する。図２のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００２１】
（土壌試料採取）
まず最初に、建設工事現場の現場発生土または現地盤から結合材が未混入の土壌試料を採取する。本実施の形態の場合、結合材が未混入の土壌試料とは、コンクリート等、石灰・セメント分等が混入されていない土壌試料である。
【００２２】
（粒度調整）
採取した土壌試料の粒度を調整する。調整場所は分析施設や現場等、特に限定されない。土壌試料の粒度は５ｍｍ以下が好ましい。その理由は、少ないサンプル量で均一な測定を行うため、以降に続く工程で所定の時間での溶解をなるべく一定にするため等である。粒度の調整方法としては、ふるいわけが挙げられる。具体的には、土壌試料を粉砕せずにふるいを用いて５ｍｍ以下のものを選別する。その他には、土壌試料の全量を５ｍｍ以下に粉砕して使用しても良い。
【００２３】
（結合材混合）
まず最初に、ビーカ等の容器を所定数用意する。次に、各容器に土壌試料を同量ずつ入れ、さらに結合材を入れて土壌試料と混合して標準試料を製造する。結合材の混合割合は各容器毎に変える。
【００２４】
（２）標準試料ｐＨ測定工程
この工程では、標準試料製造工程で製造した標準試料のｐＨを測定する。なお、ｐＨの測定は、地盤工学会基準の土懸濁液のｐＨ試験方法（ＪＧＳ０２１１−２０００）を使用することが好ましい。図３のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００２５】
（蒸留水添加）
まず最初に、各標準試料をそれぞれビーカー等の容器に入れて蒸留水を添加する。
【００２６】
（攪拌・静置）
各容器内の標準試料と蒸留水とをよく攪拌し、そのまま所定時間静置する。
【００２７】
（ｐＨ測定）
所定時間静置後に、各試験管の上澄み液のｐＨをｐＨメータで測定する。この測定で得られたｐＨ値が標準試料のｐＨ値となる。
【００２８】
（３）ｐＨ検量線作成工程
この工程では、標準試料ｐＨ測定工程で得られた各標準試料のｐＨ値を用いてｐＨ−混合率相関曲線を作成し、このｐＨ−混合率相関曲線からｐＨ検量線を作成し、さらに、このｐＨ検量線からｐＨ基準値を設定する。図４のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００２９】
（ｐＨ−混合率相関曲線作成）
まず最初にｐＨ−混合率相関曲線を作成する。このｐＨ−混合率相関曲線は、各標準試料のｐＨ値と結合材の混合率との関係を示すものである。具体的には、例えば図８に示すように、各標準試料のｐＨ値を縦軸に、それに対応する各結合材の混合率を横軸にプロットしてｐＨ−混合率相関曲線ａを作成する。
【００３０】
（ｐＨ検量線作成）
次に、ｐＨ−混合率相関曲線ａからｐＨ検量線ｂを作成する。具体的には、図８のｐＨ−混合率相関曲線ａの始端（開始部分）から直線的に上昇している範囲にプロットされている複数の相関点Ｐａ（結合材の混合率に対するｐＨ値）から最小二乗法等を用いて近似線を作成し、この近似線をｐＨ検量線ｂとする。このｐＨ検量線ｂは、結合材の混入率の推定に用いられる。
【００３１】
（ｐＨ基準値設定）
次に、ｐＨ検量線ｂからｐＨ基準値ｃを設定する。このｐＨ基準値ｃは、結合材の混入率の推定作業を行うときの指標となり、ｐＨ検量線ｂにおいて適用可能な範囲（精度が保てる範囲）で任意に設定することが好ましい。例えば、図８においてｐＨ検量線ｂとｐＨ−混合率相関曲線ａとの間隔が小さい範囲でｐＨ基準値ｃを設定しても良い。
【００３２】
また、ｐＨ基準値ｃをｐＨメータの測定精度を超えるような高い領域で設定することは、そのｐＨ基準値ｃを用いてｐＨ検量線ｂから算出される結合材の推定混合率と実際の混合率との差が非常に大きくなるため、好ましくない。
【００３３】
（４）標準試料Ｃａ濃度測定工程
この工程では、標準試料製造工程で製造した標準試料のＣａ濃度を測定する。図５のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００３４】
（塩酸添加）
まず最初に、各標準試料をそれぞれ試験管に入れて塩酸を同量ずつ添加する。塩酸の添加量は、標準試料１０ｇに対して３０ｍｌが好ましい。なお、標準試料と塩酸の比率（固液比）を上記のように固定すれば、双方の分量を変えても良い。
【００３５】
塩酸の濃度は1Ｎ 〜５Ｎが好ましい。塩酸の濃度が１Ｎよりも小さいと標準試料からＣａが抽出されないおそれがあり、５Ｎよりも多いと廃液処理の安全性を考慮する必要がある。
【００３６】
また、抽出液は塩酸に限定されることはなく、入手しやすく扱いやすいもの、例えば、硫酸や硝酸等でも良い。また、Ｃａ濃度の測定値に差が得られるのであればアルカリや蒸留水でも使用することは可能である。
【００３７】
（振とう）
各試験管の標準試料と塩酸とをよく攪拌した後に、振とう機で振とうする。これにより、塩酸中にＣａが抽出される。  
【００３８】
（遠心分離）
振とう後に各試験管を遠心分離機にかけ、Ｃａが含まれている塩酸と、それ以外とを分離する。
【００３９】
（希釈）
遠心分離後に各試験管内の上澄み液を蒸留水で希釈して希釈液を生成する。各試験管の希釈率は、Ｃａ濃度測定器の測定範囲に合わせて均一に設定する。
【００４０】
（Ｃａ濃度測定）
希釈液のＣａ濃度を、Ｃａ濃度測定器を用いて測定する。この測定で得られた希釈液のＣａ濃度値が標準試料のＣａ濃度値となる。なお、Ｃａ濃度測定器としては可搬型多項目水質計等、目的成分を現地で測定可能なものを使用することにより測定時間を短縮することができる。
【００４１】
（５）Ｃａ濃度検量線作成工程
この工程では、標準試料Ｃａ濃度測定工程で得られた各標準試料のＣａ濃度値を用いてＣａ濃度−混合率相関図を作成し、この相関図からＣａ濃度検量線を作成する。図６のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００４２】
（Ｃａ濃度−混合率相関図作成）
まず最初に、Ｃａ濃度−混合率相関図を作成する。このＣａ濃度−混合率相関図は、各標準試料のＣａ濃度値と結合材の混合率との関係を示すものである。具体的には、例えば図９に示すように、各標準試料のＣａ濃度を縦軸に、それに対応する各結合材の混合率を横軸にプロットしてＣａ濃度−混合率相関図を作成する。
【００４３】
（Ｃａ濃度検量線作成）
次に、Ｃａ濃度−混合率相関図からＣａ濃度検量線ｄを作成する。このＣａ濃度検量線ｄは、結合材の混入率の推定に用いられる。具体的には、図９のＣａ濃度−混合率相関図にプロットされている複数の相関点Ｐｄ（結合材の混合率に対するＣａ濃度値）が直線的に上昇している範囲で最小二乗法等を用いて近似線を作成し、この近似線をＣａ濃度検量線ｄとする。このように相関点のばらつきがない範囲を用いてＣａ濃度検量線ｄを作成することで、結合材の混入率の推定精度を高くすることができる。
【００４４】
（６）混入率推定工程
この工程では、現場発生土または現地盤から採取した測定試料のｐＨ値とｐＨ基準値ｃとを比較し、現場発生土または現地盤に混入されている結合材の混入率を推定する。図７のフローチャートを用いて処理手順を説明する。
【００４５】
（ステップＳ１）
現場発生土または現地盤から測定試料を採取する。この測定試料の採取範囲は、現場発生土または現地盤において結合材が混入されている範囲である。
【００４６】
（ステップＳ２）
測定試料のｐＨを測定する。この測定手順は、標準試料ｐＨ測定工程で説明した手順と同様に行う。
【００４７】
（ステップＳ３）
測定試料のｐＨ値がｐＨ基準値ｃ以下であるか否かを判断する。
【００４８】
（ステップＳ４）
測定試料のｐＨ値がｐＨ基準値ｃ以下である場合には（ステップＳ３でＹＥＳ）、予め作成したｐＨ検量線ｂから結合材の混入率を推定する。具体的には、ｐＨ検量線ｂの式に測定試料のｐＨ値を代入して結合材の推定混合率を算出し、この推定混合率を結合材の推定混入率とする。
【００４９】
（ステップＳ５）
測定試料のｐＨ値がｐＨ基準値ｃを超える場合には（ステップＳＡ３でＮＯ）、測定試料のＣａ濃度を測定する。この測定手順は、標準試料Ｃａ濃度測定工程で説明した手順と同様に行う。
【００５０】
（ステップＳ６）
次に、ステップＳ５で得られた測定試料のＣａ濃度値と、予め作成したＣａ濃度検量線ｄとから結合材の混入率を推定する。具体的には、Ｃａ濃度検量線ｄの式に測定試料のＣａ濃度値を代入して結合材の推定混合率を算出し、この推定混合率を結合材の推定混入率とする。
【００５１】
このように、本実施の形態の混入率の推定方法は、予め算出した標準試料のＣａ濃度値（Ｃａ系を含む結合材の成分濃度値）やｐＨ値を用いるので現場で行うことが可能になる。よって、本実施の形態の結合材の混入率推定方法は、結合材の混入率を迅速に推定できる。また、その結果、現場発生土の利用方法や処理方法の検討にかかる時間や、地盤改良土の品質管理にかかる時間を短縮することが可能になる。
【００５２】
また、測定試料のｐＨやＣａ濃度の測定の際にｐＨメータや簡易式のＣａ濃度測定器（可搬型多項目水質計等）を用いることにより、結合材の混入率の推定作業をより迅速に行うことができる。なお、この場合の作業時間は１時間程度である。したがって、例えば現場発生土の結合材の混入率の推定作業の場合には、掘削→現場発生土の運び出し→仮置き→搬出という一連の作業工程の間に行うことが可能になるので、これらの作業効率が低下してしまうことがない。また、現場発生土を仮置きする場合には、仮置きしておく間に推定混入率がわかるので、現場発生土の品質管理、周辺の排水影響の評価等にも十分に利用することができる。
【００５３】
また、ｐＨ検量線ｂや、Ｃａ濃度検量線ｄを用いることにより結合材の混入率を容易に推定することが可能になる。よって、本実施の形態の結合材の混入率推定方法は、結合材の混入率をより迅速に推定できる。
【００５４】
さらに、ｐＨ基準値ｃを設定してｐＨ検量線ｂとＣａ濃度検量線ｄとを使い分けるようにしたので、結合材の混入率を正確に推定することが可能になる。よって、本実施の形態の結合材の混入率推定方法は、結合材の混入率を迅速に推定でき、且つ、混入率の推定精度を高めることができる。
【００５５】
以上、本件発明にかかる実施の形態を例示したが、これらの実施の形態は本件発明の内容を限定するものではない。また、本件発明の請求項の範囲を逸脱しない範囲であれば、各種の変更等は可能である。
【００５６】
例えば、図７のステップＳ２のところで測定試料のｐＨ値とＣａ濃度値を測定しても良い。この場合には、ステップＳ３で測定試料のｐＨ値がｐＨ基準値ｃを超える場合には、測定試料のＣａ濃度値と、予め作成したＣａ濃度検量線ｄとから結合材の混入率を推定する。
【００５７】
また、本実施の形態では、ｐＨ基準値ｃに基づいて結合材の混入率を推定したが、Ｃａ濃度検量線ｄの適用可能範囲でＣａ濃度基準値ｇ（図９参照）を設定し、このＣａ濃度基準値ｇに基づいて結合材の混入率を推定しても良い。
【００５８】
具体的に説明すると、混入率推定工程で測定試料のＣａ濃度値を測定し、そのＣａ濃度値がＣａ濃度基準値ｇを超えている場合には、そのＣａ濃度値とＣａ濃度検量線ｄとから結合材の混入率を推定する。一方、Ｃａ濃度値がＣａ濃度基準値ｇ以下の場合には、測定試料のｐＨを測定してｐＨ検量線ｂから結合材の混入率を推定する。
【００５９】
なお、Ｃａ濃度基準値ｇは、図９に示すようにＣａ濃度検量線ｄの始端で設定しても良いし、その他の範囲で任意に設定しても良い。
【００６０】
また、ｐＨ基準値やＣａ濃度基準値は、各検量線ｂ、ｄから直接設定する他に次に示す方法で設定しても良い。
【００６１】
ｐＨ基準値の場合は以下のように方法を用いて設定する。
（１）各標準試料のｐＨ値に対応する実際の混合率とｐＨ検量線ｂで算出される推定混合率との比（相関係数）を算出する。
（２）算出した比の中で適用可能な範囲（精度が保たれる範囲）にある実際の混合率を任意に設定する。
（３）設定した実際の混合率をｐＨ検量線ｂの式に代入してｐＨ基準値を設定する。
【００６２】
Ｃａ濃度基準値の場合は以下のように方法を用いて設定する。
（１）各標準試料のＣａ濃度値に対応する実際の混合率とＣａ濃度検量線ｄで算出される推定混合率との比（相関係数）を算出する。
（２）算出した比の中で適用可能な範囲（精度が保たれる範囲）にある実際の混合率を任意に設定する。
（３）設定した実際の混合率をＣａ濃度検量線ｄの式に代入してＣａ濃度基準値を設定する。
【００６３】
上記で挙げた方法は、推定混合率との誤差が少ない実際の混合率に基づいてｐＨ基準値やＣａ濃度基準値を設定するので、結合材の混入率を正確に推定することができる。また、上記の２つの方法を一緒に行って、双方の適用可能な範囲の比にある実際の混合率を参照して、ｐＨ検量線ｂやＣａ濃度検量線ｄに代入する実際の混合率を設定しても良い。この場合には、各検量線ｂ、ｄに最適な値（実際の混入率）を設定することが可能になるので、結合材の混入率をより正確に推定することができる。なお、実際の混合率と推定混合率との比の適用可能な範囲は０．９０〜１．１０または０．９５〜１．０５が好ましい。
【００６４】
また、本実施の形態では、ｐＨ検量線ｂとＣａ濃度検量線ｄの両方を作成して結合材の混入率を推定したが、一方の検量線を作成して結合材の混入率を推定しても良い。
【００６５】
例えば、ｐＨ検量線ｂを作成した場合には、測定試料のｐＨ値を測定し、そのｐＨ値をｐＨ検量線ｂの式に代入して結合材の混入率を推定する。一方、Ｃａ濃度検量線ｄを作成した場合には、測定試料のＣａ濃度値を測定し、そのＣａ濃度値をＣａ濃度検量線ｄの式に代入して結合材の混入率を推定する。
【００６６】
その他には、ｐＨ検量線ｂやＣａ濃度検量線ｄを作成せずに各標準試料のｐＨ値やＣａ濃度値のデータから結合材の混入率を推定しても良い。また、基準になる混合率を設定して、この設定になるように標準試料を製造し、そのｐＨ値またはＣａ濃度値の少なくとも一方と、測定試料のｐＨ値またはＣａ濃度値の少なくとも一方とから結合材の混入率を推定しても良い。
【００６７】
また、標準試料分析工程では、結合材が混入されていない土壌試料を用意して、そのｐＨ値やＣａ濃度値を測定しても良い。現場の土壌の性状が酸性やアルカリ性であっても、結合材が混入されていない土壌試料のｐＨ値やＣａ濃度値を測定しておくことにより、結合材の影響によるｐＨ値やＣａ濃度値を正確に把握することが可能になり、結合材の混入率の推定精度を高めることができる。
【００６８】
また、結合材が混入されていない土壌中のＣａ濃度値が大きい場合には、各標準試料の混合率を変えてもＣａ濃度値に変化が生じにくい。そこで、標準試料を分析するときに結合材でＣａ以外の成分の濃度値を測定して結合材の混入率を推定しても良い。Ｃａ以外の成分としては、Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＯ３、ＮＨ３等が挙げられる。
【００６９】
また、本実施の形態では、Ｃａを含む結合材の混入率を推定する方法を説明したが、Ｃａを含まない結合材でも、結合材に含まれている成分で現場発生土や現地盤との差が見られる成分（Ｍｇ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ａｌ、ＮＯ、ＮＯ２、ＮＯ３、ＮＨ３等）では、本実施の形態と同様の方法でＣａ以外の成分の濃度値を測定することにより同様の推定を行うことが可能である。
【００７０】
次に、実施例を示して本件発明を具体的に説明する。なお、ここで説明する実施例は、単に例示であって、本件発明を限定するものではない。
【実施例】
【００７１】
（１）標準試料製造工程（図２参照）
（土壌試料採取）
トンネル工事現場で土壌（地山）と結合材を採取した。地山の地質は上総層である。結合材は、トンネル工事現場で鏡面にコンクリートの吹き付けを行い、そのときにリバウンドしたコンクリートを採取したものを使用した。
【００７２】
（粒度調整）
分析施設や現地等でふるいを用いて土壌試料の粒度を５ｍｍ以下に調整した。
【００７３】
（コンクリート混合）
ビーカを所定数用意し、各ビーカに土壌試料を同量ずつ入れ、さらに結合材を入れて土壌試料と混合してこれを標準試料とした。コンクリートの混合割合は各ビーカ毎に変えた。具体的には、重量割合で２．５％、５％、７．５％、１０％、２０％、３０％とした。また、コンクリートの混合割合が０％と１００％のものも用意した。
【００７４】
（２）標準試料ｐＨ測定工程（図３参照）
この工程では、実施の形態で説明したように、地盤工学会基準の土懸濁液のｐＨ試験方法（ＪＧＳ０２１１−２０００）に記載されている方法にしたがった。
（蒸留水添加・攪拌・静置）    
まず最初に、各標準試料２０ｇをそれぞれ試験管に入れ、蒸留水５０ｍｌを添加した。次に、各試験管の標準試料と蒸留水とをよく攪拌した後に、そのまま１時間静置した。
（ｐＨ測定）
１時間静置後に、各試験管の上澄み液のｐＨをｐＨメータを用いて測定し、このｐＨ値を標準試料のｐＨ値とした。
【００７５】
（３）ｐＨ検量線作成工程（図４参照）
（ｐＨ−混合率相関曲線作成）
各標準試料のｐＨ値を縦軸に、それに対応するコンクリートの混合率を横軸にプロットして、図８に示すようなｐＨ−混合率相関曲線ａを作成した。このｐＨ−混合率相関曲線ａの式は、ｙ＝１．２Ｌｎ（ｘ）＋６．２である。
【００７６】
（ｐＨ検量線作成・ｐＨ基準値設定）
図８のｐＨ−混合率相関曲線ａの始端から直線的に上昇している範囲にプロットされている複数の相関点Ｐａから最小二乗法を用いて近似線を作成し、この近似線をｐＨ検量線ｂとした。このｐＨ検量線ｂの式は、ｙ＝０．３３ｘ＋６．５である。このｐＨ検量線ｂにおいてｐＨ値＝９．５をｐＨ基準値ｃに設定した。
【００７７】
（４）標準試料Ｃａ濃度測定工程（図５参照）
（塩酸添加・振とう・遠心分離）
まず最初に、遠心分離機用のプラスチック容器に各標準試料１０ｇを入れ、１Ｎの塩酸３０ｍｌを添加した。次に各試験管の標準試料と塩酸とを１０秒間攪拌した後に振とう機で振とうした（２２０ｒｐｍ、３０分間）。振とう後に各試験管を遠心分離機にかけた（３０００Ｇ、１０分間）。
【００７８】
（希釈）
遠心分離後に各試験管の上澄み液を蒸留水で希釈して希釈液を生成した。なお、この工程で使用したＣａ濃度測定器は、可搬型の水質簡易分析器のひとつである多項目水質計ラムダ−９０００（共立理化学研究所製）を使用した。このＣａ濃度測定器のＣａ測定範囲は０．５−１５．０ｍｌ／ｇであるため、上澄み液はこの範囲内になるように均一に希釈した。
【００７９】
（Ｃａ濃度測定）
希釈液のＣａ濃度を、上記のＣａ濃度測定器を用いて測定した。この測定で得られた希釈液のＣａ濃度値が標準試料のＣａ濃度値となる。下記の表１に、各標準試料のコンクリートの混合率、Ｃａ濃度値、ｐＨ値の関係を示す。
【００８０】
【表１】
0005681417.tif 000002
【００８１】
（５）Ｃａ濃度検量線作成工程（図６参照）
（Ｃａ濃度−混合率相関図作成）
各標準試料のＣａ濃度を縦軸に、それに対応するコンクリートの混合率を横軸にプロットして、図９に示すようなＣａ濃度−混合率相関図を作成した。
【００８２】
（Ｃａ濃度検量線作成）
図９のＣａ濃度−混合率相関図にプロットされている複数の相関点Ｐｄが直線的に上昇している範囲で最小二乗法を用いて近似線を作成し、この近似線をＣａ濃度検量線ｄとした。このＣａ濃度検量線ｄの式は、ｙ＝０．００１８ｘ＋０．１６である。
【００８３】
（６）混入率推定工程（図７参照）
（ステップＳ１）
現場発生土から測定試料Ａ、Ｂを採取した。測定試料Ａは、現場発生土からコンクリートを除去した状態のものである。測定試料Ｂは、リバウンドしたコンクリートが現場発生土に混入した状態のものである。
【００８４】
（ステップＳ２）
測定試料Ａ、ＢのｐＨを、標準試料ｐＨ測定工程で説明した手順にしたがって測定した。測定試料ＡのｐＨ値は８．５、測定試料ＢのｐＨ値は１１．９であった。
【００８５】
（ステップＳ３）
測定試料Ａ、ＢのｐＨ値がｐＨ基準値ｃ（９．５）以下であるか否かを判断する。
【００８６】
（ステップＳ４）
測定試料ＡのｐＨ値は８．５であるため、ｐＨ基準値ｃ（９．５）以下である。したがって、ｐＨ検量線ｂの式（ｙ＝０．３３ｘ＋６．５）に、ｙ値＝８．５を代入してコンクリートの推定混合率ｘ＝６．１％を算出し、この６．１％を推定混入率とした。
【００８７】
（ステップＳ５）
測定試料ＢのｐＨ値は１１．９であるため、ｐＨ基準値ｃ（９．５）以上である。したがって、まず測定試料ＢのＣａ濃度を、標準試料Ｃａ濃度測定工程で説明した手順と同様に行う。測定試料ＢのＣａ濃度値は０．３３４４ｍｏｌ／Ｌであった。
【００８８】
（ステップＳ６）
次に、Ｃａ濃度検量線ｄの式（ｙ＝０．００１８ｘ＋０．１６）にｙ値＝０．３３４４を代入してコンクリートの推定混合率ｘ＝９７％を算出し、この９７％を推定混入率とした。下記の表２に、測定試料Ａ、ＢのｐＨ値、Ｃａ濃度値、ｐＨ推定混入率、Ｃａ濃度推定混入率の関係を示す。なお、ｐＨ推定混入率はｐＨ検量線ｂを用いて得られた推定混入率であり、Ｃａ濃度推定混入率はＣａ濃度検量線ｄを用いて得られた推定混入率である。
【００８９】
【表２】
0005681417.tif 000003
【００９０】
図１０に、標準試料のｐＨ値に基づく実際の混合率と、ｐＨ検量線ｂから得られる推定混合率との相関図を示す。図１０から、ｐＨ値に基づく推定混合率は、実際の混合率が２．５〜７．５％で非常に高い相関関係が得られる（相関係数０．９９）。ここで、ｐＨ基準値ｃが９．５の推定混合率は、ｐＨ検量線ｂの式（ｙ＝０．３３ｘ＋６．５）にｙ値＝９．５を代入して得られ、９．１％である。これは７．５％に近い位置になる。したがって、ｐＨ基準値ｃが９．５以下の場合にはｐＨ検量線ｂを使用することにより、コンクリートの推定混入率の精度を上げることができる。
【００９１】
図１１に、標準試料のＣａ濃度値に基づく実際の混合率と、Ｃａ濃度検量線ｄから得られる推定混合率との相関図を示す。図１１から、Ｃａ濃度値に基づく推定混合率は、実際の混合率が１０％以上の範囲で高い相関関係が得られる（相関係数０．９９）。ここで、ｐＨ基準値ｃが９．５の場合の推定混合率は上記のように９．１％である。したがって、ｐＨ値がｐＨ基準値ｃ（９．５）を超えた場合にはＣａ濃度検量線ｄを使用することにより、コンクリートの推定混入率の精度を上げることができる。
【００９２】
図１２に、図１０と図１１の相関関係が高い範囲を組み合わせた相関図を示す。図１２から明確にわかるように、実際の混合率が低い範囲（２．５〜７．５％）では、ｐＨ検量線ｂから算出される推定混合率の方が相関関係が高く、それよりも高い範囲ではＣａ濃度検量線ｄから算出される推定混合率の方が相関関係が高い。したがって、実際の混合率が低い領域（２．５〜７．５％）では、ｐＨ検量線ｂからｐＨ基準値を設定し、それよりも高い領域ではＣａ濃度検量線ｄからＣａ濃度基準値を設定することが好ましい。
【００９３】
ｐＨ基準値とＣａ濃度基準値の設定方法について図１３を用いて説明する。図１３は、各標準試料の実際の混合率に対して、各標準試料のｐＨ値に対応する実際の混合率とｐＨ検量線ｂで算出される推定混合率との比、各標準試料のＣａ濃度値に対応する実際の混合率とＣａ濃度検量線ｄで算出される推定混合率との比の関係を示している。実際の混合率と推定混合率との比が１に近いほど、実際の混合率と推定混合率との相関関係が良い、つまり、誤差が少ないことになる。
【００９４】
ｐＨ基準値の場合は、算出したｐＨの比の中で適用可能な範囲（精度が保たれる範囲）にある実際の混合率を任意に設定する。本実施例では、上記で説明したように２．５％〜７．５％が適用可能な範囲である。よって、この範囲の中から実際の混合率を設定する（例えば７．５％）。次に、この設定した実際の混合率（７．５％）を、ｐＨ検量線ｂの式（ｙ＝０．３３ｘ＋６．５）に、ｘ値＝７．５を代入してｙ＝９．０を算出し、この９．０をｐＨ基準値に設定する。
【００９５】
Ｃａ濃度基準値の場合は、算出したＣａ濃度の比の中で適用可能な範囲（精度が保たれる範囲）にある実際の混合率を任意に設定する。本実施例では、上記で説明したように１０％以上が適用可能な範囲である。よって、この範囲の中から実際の混合率を設定する（例えば１０％）。次に、この設定した実際の混合率（１０％）を、Ｃａ濃度検量線ｄの式（ｙ＝０．００１８ｘ＋０．１６）に、ｘ値＝１０を代入してｙ＝０．１８を算出し、この０．１８をＣａ濃度基準値に設定する。
【００９６】
これらの方法では、ｐＨ基準値やＣａ濃度基準値の設定に際して、推定混合率との誤差が少ない実際の混合率を用いるので、結合材の混入率を正確に推定できる。また、２つの方法を一緒に行って、双方の適用可能な範囲の比にある実際の混合率を参照して、ｐＨ検量線ｂやＣａ濃度検量線ｄに代入する実際の混合率を設定しても良い。また、これらの方法は、図１２を用いて行っても良い。
【００９７】
＜参考例１＞
図９に、標準試料Ｃａ濃度測定工程で標準試料に添加する塩酸の濃度を５Ｎにした場合のＣａ濃度−混合率相関図とＣａ濃度検量線ｅを示す。また、図１１に、標準試料のＣａ濃度値に基づく実際の混合率と、Ｃａ濃度検量線ｅから得られる推定混合率との相関図を作成した。図１１から、塩酸の濃度が５Ｎの場合でも、Ｃａ濃度値に基づく推定混合率は、１Ｎの場合と同様に、実際の混合率が１０％以上の範囲で高い相関関係が得られる（相関係数０．９９）。
【００９８】
このことから、５Ｎの塩酸を使用しても、上記の実施例と同様にコンクリートの推定混入率を算出できる。しかし、現場での作業性、推定作業後の測定試料の処理を考慮すると、塩酸の濃度はなるべく低い方が良い。したがって、１Ｎの塩酸を使用する方が好ましい。
【００９９】
なお、塩酸は、標準試料に添加した後にｐＨが未調整のまま使用したので、Ｃａ濃度は図１３に示すように、ｐＨ調整した場合と比べて１Ｎの場合は１．１倍、５Ｎの場合は１．５倍の値を示した。しかし、標準試料Ｃａ濃度測定工程と、混入率推定工程のＣａ濃度測定の双方で同濃度の塩酸を使用すれば混入率の推定は可能であるため、ｐＨ調整を行わなくても良く、簡便化を図ることができる。
【０１００】
＜参考例２＞
図９に、標準試料Ｃａ濃度測定工程で標準試料に添加する塩酸の濃度を０．１Ｎにした場合のＣａ濃度−混合率相関図と、Ｃａ濃度検量線ｆを示す。この場合にはＣａ濃度にほとんど差がみられず、プロットが横ばいになっている。このことから、塩酸中にＣａが抽出していないと考えられるので、本実施例では、０．１Ｎの塩酸を使用することは好ましくないことがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
以上説明したように本件発明の結合材の混入率推定方法は、結合材の混入率を迅速に推定できる。したがって、本件発明を、結合材の混入率の推定方法の技術分野で十分に利用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
ａ    ｐＨ−混合率相関曲線
ｂ    ｐＨ検量線
ｃ    ｐＨ基準値
ｄ    Ｃａ濃度検量線
ｅ    Ｃａ濃度検量線
ｇ    Ｃａ濃度基準値
Ｐａ    相関点
Ｐｄ    相関点
【図１】
0005681417.tif 000004
【図２】
0005681417.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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