林道開設における弾性波探査の適用について

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林道開設における弾性波探査の適用について
楊, 筱琴; 酒井, 徹朗
京都大学農学部演習林報告 = BULLETIN OF THE KYOTO
UNIVERSITY FORESTS (1990), 62: 229-237
1990-12-20
http://hdl.handle.net/2433/191966
Right
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Departmental Bulletin Paper
publisher
Kyoto University
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林道涜設における弾性波探査の適用について
楊
抜琴・潤井徹郎
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林道開設のための土繋ぽ分のひとつの指標として蝉性波速度適用の可能性を調べたむ弾性波速
度は携帯問の簡易測定器を使用して計測した c その結果、開性波速援と作業以J躍の開{こ相関関係
が認められた c 一方今踏の│限られた調査では.土質密分と作業功躍の閣には明磯な相関関係は認
められなかった c
1.はじめに
林選開設工事における土讃区分は並来現場指当者の勘と経験 l
こ頼っていた甑が多く.その
判定は今も 2
2欝の状態や付近の切取り法聞等を参考(こ行っている z 工事の進行 l
こともな L
のj二箆B:分と実際のよ二践との違いが多々あ 1
).設計変更ぞ主主じる場合があるのが現状であるご最
特{乙問題となっていることは.切土における土砂、と岩石の単価の濯が大きいため.
、で.設計金額 i こ大き f¥聞きがでることである
t~;道工事では岩石の出現する
ばかりでなく.その掘削単価が工事費の i
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i当部分を占め. .:l二讃区分の判定の不正確さが結果的に
きく左右するので¥その調査は'撰重に進めなければならな L、
c 棟迭し
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1
起工技術者でなくでも,実用的な誤2
去の諮問でお・石を区分でき.かっ{悶人援を生じない診断方
が必嬰であるこ特 l
こ現場で{簡単に判定できる方法が盟まれているとそこで.
して挺諮問の簡易弾性波速攻 al!J定装置が土鼠 l~ 分に適用できるかどうか
する c
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と調査地の概
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マースイッチ~装悲したハンマーで打堅持し,その打殺波の到迷時間を 1 万.分の l 秒単{立で測定す
る仕組みになっている。従来の多チャンネンル測定器に比べて簡易で、しかも軽;践であるため,林
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i向いている。測定は同一夜間を十数問測定し,異常{践を賂外した平均
道などの 1
玄関の弾性波速度とした。被雑な地:m去のiJ
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岳地では測定 j
諮問が健か遊うだけで,
{誌をもってその i
弾性波速度が大きく;誌なることもあった。
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調査地は表 11こ示すとおりである。各都~jを地において,林道開設の予定された地点の卵性波速
度の測定,地形測強,開設作業功奈の調査ぞ行った。論査地での作業沼ブレーカの機関は
O.lm¥0.
45m',O.7m' (ブレーカ機種は適合ショベルパケット容;誌で分類する)の 3磁般に分け
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送分は表 2のように分類されている 110
…・般に軟岩1.軟岩吉及び便器の区分 1
i
;明確にする必要がある。その理由は瞬間方法がそれらの
お石砿分間で認なり,鍛削単{泌が大きく違うからである。通常の掘削はパックホウで行い,岩が
硬くなるに
wいブレーカ使用から更に発破使用へと工法が変わる
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今回の調主まではブレーカ使
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に限定し,その制自Ij:]f]稼と弾性波速成の関係号明かにしようとした。作業功程は掘削作業時間と
掘削前後の地形側部:から算出した;土工盤にもとづいて求めた。
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二箆分類(林道必携により)
表 2 林道工務用のニi
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砂及び砂寅土
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. 結果及び考察
調査結架として 31単位(半日 1単位)の作業功報と各単位ぽ聞の弾性波速度.等の関係を表 3
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性波と岩践の闘には,
j
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5
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て遅くなる傾向がある。いままでに,野1
ては多くの調査報告が発表主れている 2)。それによると,おおよそ際性波速度2600~3000rn~sec
を境にして,それ以下の岩質はリッパーによる掘削適用組問とはる。弾性波迎皮とリッパーの作
業効率(時│担当りの土工滋)とは指数関数の槌係にあるとされている。現:伝日本ではダムやトン
ネルなどのように工事の対象毎にそれぞれの施工主体が谷磁の岩繋判定法(岩鶴自分法)を定め
支および一軸圧縮の結果
ている。それらの判定法では知性波測定だけでなく,亀裂の大きさ,掠j
など問視与を含めた判定項誌を参考1乙行っている。弱震 13:分で、は一般に弾性波速度 3000rn~sec前
後が硬岩と軟弱の境界とされている 3}ブルドーザのリッパ一作業とブレーカによる掘出作業で
は,岩の破壊方法 i
乙大きな違いがある。前者はリッパーの刃先で引っ緩くようにして岩ぞ剥離す
1方向は現場条件で i
浪定さ
る。そのためブルドーザの線引力の大小が掘削能力を決定し,その稽 5
れる場合が多い。後者は打撃による振動ぞ岩に加え,破砕するように掘削するものである。掘削
能力は容に打懲擬動寄与える街懲力に依仕打繋方向は岩の日に添わず等リッパーに比べ自由度
が高い。そのため,従来リッパ一作業の対象外であった硬い岩の掘削にもブレーカが用いられて
いる。
弾性波述!支と地盤の関係について調査議機加にあらわしたのが表 4であるヘ
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以下に分類し,作業J}
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穏との関係についてみたものが表 5である
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~tl1tE 波迷!支 iま分
の各水準毎の作業功続,各水機関の差ζ
l対する有意差H
決定の結果をおしている o 0.1%で高度に
有怒であると判断できる O 悶 2から明らかなように弾性波速度区分の水準 1の場合に功続が最も
低く. ;
J
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i
t
iの1矧立に対応して功穏は潟くなっている。弾性波速!支援分と作業功根両者には強い相
関関係 (
r=
=0.992) が認められる。 i翠 3 は~[~'i生波速度と作業功給の関係を示す。現場によって使
際性波速度各水準1
1
百平均似の3
去の検定
記
号5
功 際
平均{自
手
:
r:!意総務
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議惨誤差
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波度分
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1%危険本で~苦渋 lζ脊怒である ζ とを示す
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皮迷皮区分
関 2 締役波速度区分と作業功税の関係
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:波速度と作業功程の関係
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土質は設計審及び観察評価に
¥
凶
¥
であった。
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であり,その相関係数は r
=
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関採がある ζ とが判る。鴎中の
実線は指数関数で由帰したもの
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と,両者の関には指数関数約な
(平均値}
気品剖忠明回目
ζ れを無視して,…括分析する
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5
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図 4 こと砂筏分と作業功怒の関係
すい。 3
:硬岩9
0
%
. 間有林の設
:
1
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0
%
.国
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有林林道設計替の変更築,出来高土盤計算警に従った。 5
:軟岩 1
5
0
%
. 設計替のない民有林,現
:軟岩 E以下,軟らかい岩頭のものを合む。土襲区
場相当者の経験により判断したものである。 6
分は比較的細かく分類したが, これについてはたくさんの方々の判断及び意見を開いた上で慎重
に作成したものであり,正確に表現されていると考えられる。土質区分と弾性波速度区分のケン
ドール1
1
風位相関係数 (KENDALLのt
a
u
ゐ)は 0
.
8
0である。土紫底分と作業功程の関係を図 4ζ示
i
した。土紫i
玄分 2の功程がかなり低く,ニ仁質区分 3が逆 l
乙1番高くなっている。狩性波速度区分
の結果のような明織な関係のない ζ とが料る。この ζ とは今回調査した現場での土質区分が不確
実なものであった ζ とを意味していると雷えよう。
林道開設作業における土質産分の判定は表溜や付近の
w取り現場を参考1
ζ判定している。その
ため,土質区分の定盤的な判定基犠が作業功程のより正確な拾定には必袈不可欠な要件となる。
林道計樹上の路線潟辺の地下構造全般を撒定し,特殊構造の分布及び深度を把擢するために弾性
波探査が望ましいとの結果が得られた。和歌山演習林では,パックホウの掘削j
浪界についてブレー
カとの比較実験を行った。写真 lは調査現場である。この現場については岩盤に明瞭な割れ留が
あり, 乙の岩盤の岩頭は硬くなく,軟らかそうであると判断されたが, しかし開性波速度が平均
2
0
0
0以上もあり,信じならな
いほどの速さであった。ブレー
ようにチゼノレを地山にあてる
だけでもろく崩れた。ブレー
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自.
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一
一
単位波速度と作業;め程の憐係 (O.45m')
図5 5
カを使用しなくても,パック
ホウで十分作業できそうで、あっ
たのでブレーカの代わりにパッ
クホウを使用した(等真 3)
。
煙をたてながらパケットの
m
痕ぞ残すくらい,やはり硬く
て掘削できなかった。土質硬
度は,一般的 l
乙畿面より深く
なるにつれて硬度が増すが,
2
3
6
写爽 l 和歌山演穏やトでの鈎li:現場
写真 2 ブレーカによる作業現場
写爽 3 パックホウによる作業現場
2
3
7
ζ の写真
3は開会内:波連皮が地山表 l
i
Iより深いと ζ ろのお石の艇さをよく反映している場合の事例
である o
1
肉眼によって判断される艇お¥軟岩の主観的な土質分 J
i
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ζ比べて地 I
l
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性波速度は客観的な測
定綴であり,ゴニ賢岳正確に反映していると判断注れる。今関の調査だけでは, 結論できないが,
ブレーカ抑制に対するお質分類にあたっては現在使用されている風化程度などによ
る分類に加えて, さらに t
i
!
.
ll
l
l抑性波法!支などによる分鍛を併用する ζ とが必盟て。あろう。
i
議5は0.
45m'のパックホウ ζ
l ブレーカぞ装結:した場合の蝉性波述!変
(V) による作業功椋 (Y)
を予測する式~示した。
Y=
=e
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18] 1船乙用いた弾性波i密度のデータの組閣が600~2000rn~secで、あるため.一概には設えないカミ
おおよその作業功程の推定に弾性波速度ぞ適用できると考えられる。
4
. おわりに
弾性波速度を林道開設作業の土質 1
8:分の
4
助とするために,作業功艇と弾性波速度の関係につ
いて潟・察した。粥性波速度は際帯用の簡易な測定器を用いて,比較的簡単に測定できるから,現
のひとつの基準として用いる ζ とができそうである O そのた
場用にその結果を定;致的な土欝判的i
虫!支の数般
めに今後史に多くの現場調涯とを窓ね,林道開設における地山弾性波述)丸お片抑性波i
躍し,土箆 i
友分の指標吾作成して功程綿:遊説びに設計積算ζ
l皮映させていくつも
基準径十分に把j
りである。卵性波探査と硬度計, シュミットハンマーぞ用いた測定,抑性波速度と硬度指数の比
較について次開に報告する o
最後に快く現場調査に応じていただいた大阪営林民設立1
1
1麗林業,大 --ji首脳,奈良県I
,
'
T 京都
市役所,京大慣習林等の関係者の方々に際く謝意を表します。
引用文献
1)林道研究会:林道必奴(設営i
縦). 1
3本林道協会. p
8
1,1
9
8
6
2)新キャタピラ一三三菱株式会社:機械施工システムを考える一生絞殺の向上と l
ポ{昨日夜減.j
幾{
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工スクー
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J
羽テキスト, 1
9
8
9
3)菊池'f.i.吉野地質工学概論.土木:工学校. p
1
1
6
1
1
9,1
9
9
0
4)新キャタピラーささ遊株式会社.将校波速度 d
J
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設.機械路工スクール!TJテキスト, 1
9
8
9
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