JPH0345710A - 土壌補強に用いる繊維材料 - Google Patents
土壌補強に用いる繊維材料Info
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- JPH0345710A JPH0345710A JP17707689A JP17707689A JPH0345710A JP H0345710 A JPH0345710 A JP H0345710A JP 17707689 A JP17707689 A JP 17707689A JP 17707689 A JP17707689 A JP 17707689A JP H0345710 A JPH0345710 A JP H0345710A
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- soil
- elongation
- fiber
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- Artificial Filaments (AREA)
- Consolidation Of Soil By Introduction Of Solidifying Substances Into Soil (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は、礫、砂、シルトなどの土砂より形成される土
壌を補強する繊維材料に関するもので、さらに詳しくは
、擁壁や法面などの構築物築造や軟弱地盤の補強に際し
て、繊維材料と土砂とを、連続的、かつ合理的に混合し
て繊維補強土壌を作製するのに用いられる繊維材料に関
するものである。
壌を補強する繊維材料に関するもので、さらに詳しくは
、擁壁や法面などの構築物築造や軟弱地盤の補強に際し
て、繊維材料と土砂とを、連続的、かつ合理的に混合し
て繊維補強土壌を作製するのに用いられる繊維材料に関
するものである。
（従来技術）
土壌全体の力学的安定性を向上させる目的で土壌の中に
補強村を混入し、土壌にかかる自重や外力によって発生
する土壌内部のせん断変形を抑制し、土壌の見掛は強度
を向上させようとする土壌補強工法は、数多く開発され
、実施されている。
補強村を混入し、土壌にかかる自重や外力によって発生
する土壌内部のせん断変形を抑制し、土壌の見掛は強度
を向上させようとする土壌補強工法は、数多く開発され
、実施されている。
土壌補強工法の中で、連続性糸条の繊維材料を用いた例
として、特開昭５５−１６７１７０号は、噴射ノズルを
用い、高圧水または、圧縮空気を与えることによって、
連続長繊維例えば、ポリエステルフィラメントを繰り出
して施工面に吹き付け、同時に土砂を圧縮空気または、
高速ヘルドコンベアーなどにより搬送し、施工面上で、
ポリエステルフィラメントと混合して逐次、締め固めを
行い、これを所要厚みになるまで、積層することで、補
強土を作製するという土壌補強工法を開示している。
として、特開昭５５−１６７１７０号は、噴射ノズルを
用い、高圧水または、圧縮空気を与えることによって、
連続長繊維例えば、ポリエステルフィラメントを繰り出
して施工面に吹き付け、同時に土砂を圧縮空気または、
高速ヘルドコンベアーなどにより搬送し、施工面上で、
ポリエステルフィラメントと混合して逐次、締め固めを
行い、これを所要厚みになるまで、積層することで、補
強土を作製するという土壌補強工法を開示している。
また、第３回国際ジオテキスタイル会議（１９８６、ウ
ィーン、オーストリア）でのＥ、ルフレープらの報告“
連続長繊維による土の補強“では、作製された補強土の
力学的特性を評価する方法として三軸圧縮試験を用いて
の評価法を開示している。
ィーン、オーストリア）でのＥ、ルフレープらの報告“
連続長繊維による土の補強“では、作製された補強土の
力学的特性を評価する方法として三軸圧縮試験を用いて
の評価法を開示している。
すなわち、上述の方法で作製された補強土の力学特性と
して、５０〜３３０ｄＴｅｘのポリエステルマルチフィ
ラメントを用いて、乾燥砂に対する繊維混率が０．２重
量％において、１３４〜３５６ ＫＰａ／ｃｆｆｌの粘
着力を有していると言うもので、無補強の土砂（約１０
ＫＰａ／ｃ＋１１）に比較して大きな差異があること
を示したものである。この該工法における長繊維と、土
粒子との絡み合いで双方の間に発生してくる摩擦力（疑
似粘着力）の大きさは、長繊維と土砂とがいかに三次元
的にかつ、緻密に交絡しているかという、いわゆる土砂
と繊維との間の表面摩擦力に依存する面と、補強材料自
身の機械的特性に依存する面の双方に関係しているもの
である。
して、５０〜３３０ｄＴｅｘのポリエステルマルチフィ
ラメントを用いて、乾燥砂に対する繊維混率が０．２重
量％において、１３４〜３５６ ＫＰａ／ｃｆｆｌの粘
着力を有していると言うもので、無補強の土砂（約１０
ＫＰａ／ｃ＋１１）に比較して大きな差異があること
を示したものである。この該工法における長繊維と、土
粒子との絡み合いで双方の間に発生してくる摩擦力（疑
似粘着力）の大きさは、長繊維と土砂とがいかに三次元
的にかつ、緻密に交絡しているかという、いわゆる土砂
と繊維との間の表面摩擦力に依存する面と、補強材料自
身の機械的特性に依存する面の双方に関係しているもの
である。
（発明が解決しようとする課題）
ところが、前述の特開昭５５−１６７１７０号では、土
壌補強工法における施ニジステムの一例について述べて
おり、Ｅ、ルフレーブらの報告も、繊維補強土に発現す
る疑似粘着力を一般的な衣料用ポリエステルフィラメン
トの例で混率依存性を示すなどの繊維による補強理論の
概念について述ぺているにすぎず、補強性能に大きな影
響を及ぼす繊維材料の機械的特性について何ら開示され
ていない。この為、該工法の実施に際して好適な繊維材
料の選択指針がないことが、該工法の普及拡大上、解決
すべき大きな課題となっていた。
壌補強工法における施ニジステムの一例について述べて
おり、Ｅ、ルフレーブらの報告も、繊維補強土に発現す
る疑似粘着力を一般的な衣料用ポリエステルフィラメン
トの例で混率依存性を示すなどの繊維による補強理論の
概念について述ぺているにすぎず、補強性能に大きな影
響を及ぼす繊維材料の機械的特性について何ら開示され
ていない。この為、該工法の実施に際して好適な繊維材
料の選択指針がないことが、該工法の普及拡大上、解決
すべき大きな課題となっていた。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、前述の課題を解決し、該工法に用いる繊
維材料の適性な機械的特性範囲を明確化することにより
、これまで明らかにされたことがない、より高度な補強
性能を有する補強土を構築するに好適な繊維材料の特定
化を威し得たものである。すなわち、本発明は、２％伸
張強度が１．３ｇ／ｄ以上、１０％伸張強度が４．５８
／ｄ以上でかつ、破断伸度が２０％以下の引張特性を有
する連続性繊維糸条である。本発明の目的を満足させる
ためには、低速度引張試験（補強土の三軸圧縮試験の圧
縮変形速度と同一の変形速度：相対速度１％／分）にお
ける、２％伸張強度がＩＪｇ／ｄ以上、１．０％伸長強
度が４．５ ｇ／ｄ以上でかつ破断伸度が２０％以下の
引張特性を有した連続性繊維糸条であることが必須であ
る。好ましい引張特性値としては、２％伸張強度が、１
．３〜１８ｇ／ｄ１０％伸張強度が４．５〜２０ｇ／ｄ
の範囲でかつ破断伸度が１．５〜２０％の範囲であり、
より好ましくは、２％、１０％伸張強度がそれぞれ１．
５〜１８ｇ／ｄ、５〜２０ｇ／ｄでかつ破断伸度が１．
５〜１５％ の範囲を有したものである。第１表、第２
表に示す如く、２％、１０％伸張強度がそれぞれ、１．
３．４．５ｇ／ｄ未満、破断伸度が２０％より大きな糸
条では、良好な補強土性能（総合評価）を得ることがで
きない。
維材料の適性な機械的特性範囲を明確化することにより
、これまで明らかにされたことがない、より高度な補強
性能を有する補強土を構築するに好適な繊維材料の特定
化を威し得たものである。すなわち、本発明は、２％伸
張強度が１．３ｇ／ｄ以上、１０％伸張強度が４．５８
／ｄ以上でかつ、破断伸度が２０％以下の引張特性を有
する連続性繊維糸条である。本発明の目的を満足させる
ためには、低速度引張試験（補強土の三軸圧縮試験の圧
縮変形速度と同一の変形速度：相対速度１％／分）にお
ける、２％伸張強度がＩＪｇ／ｄ以上、１．０％伸長強
度が４．５ ｇ／ｄ以上でかつ破断伸度が２０％以下の
引張特性を有した連続性繊維糸条であることが必須であ
る。好ましい引張特性値としては、２％伸張強度が、１
．３〜１８ｇ／ｄ１０％伸張強度が４．５〜２０ｇ／ｄ
の範囲でかつ破断伸度が１．５〜２０％の範囲であり、
より好ましくは、２％、１０％伸張強度がそれぞれ１．
５〜１８ｇ／ｄ、５〜２０ｇ／ｄでかつ破断伸度が１．
５〜１５％ の範囲を有したものである。第１表、第２
表に示す如く、２％、１０％伸張強度がそれぞれ、１．
３．４．５ｇ／ｄ未満、破断伸度が２０％より大きな糸
条では、良好な補強土性能（総合評価）を得ることがで
きない。
補強上性能は、一般に三軸圧縮試験における最大主応力
差（ピーク時応力）とピーク時歪みの２つのファクター
で一次的に表わすことができ、最大主応力差が大きい程
、またピーク時歪みが適度に小さい値であることが良い
とされている。
差（ピーク時応力）とピーク時歪みの２つのファクター
で一次的に表わすことができ、最大主応力差が大きい程
、またピーク時歪みが適度に小さい値であることが良い
とされている。
本発明者らの詳細な実験結果によれば、第１図に示すご
とく、最大主応力差（σ１−σ３）□や（補強上の三軸
圧縮試験で求められる最大圧縮応力、すなわち、土壌に
かかる自重や外力によって発生する土壌内部のせん断変
形に抵抗して発現する最大応力、ここでσ３は圧力水か
らの側圧、σ１は、σ３を作用させながらの軸応力であ
る。）は、繊維材料の素材種にかかわらず、繊維材料の
１０％伸張強度に強く依存しており、該強度が大きい程
、最大主応力差が大きく発現することを初めて見い出し
た。これは１０％伸張強度が、補強土の最大圧縮応力と
、強い相関性があることを示すものであり、実使用に耐
える性能である為には、４．５ｇ／ｄ以上あることが、
必須であることを究明した。
とく、最大主応力差（σ１−σ３）□や（補強上の三軸
圧縮試験で求められる最大圧縮応力、すなわち、土壌に
かかる自重や外力によって発生する土壌内部のせん断変
形に抵抗して発現する最大応力、ここでσ３は圧力水か
らの側圧、σ１は、σ３を作用させながらの軸応力であ
る。）は、繊維材料の素材種にかかわらず、繊維材料の
１０％伸張強度に強く依存しており、該強度が大きい程
、最大主応力差が大きく発現することを初めて見い出し
た。これは１０％伸張強度が、補強土の最大圧縮応力と
、強い相関性があることを示すものであり、実使用に耐
える性能である為には、４．５ｇ／ｄ以上あることが、
必須であることを究明した。
次に、第２図、第３図に示すように、ピーク時歪み（補
強上の三軸圧縮試験で求められる最大圧縮応力を示す時
の圧縮歪み率、すなわち、せん断変形に抵抗して発現す
る最大応力時の歪みで、土壌の耐変形性能を示すファク
ターである。）は、繊維材料の２％伸張強度と、破断伸
度に強く依存しており、該強度が大きい程、該伸度が小
さい程、補強上の耐変形性能が向上することを初めて見
い出した。そして、実使用に耐える性能であるためには
、それぞれ、１．３ ｇ／ｄ以上、２０％未満であるこ
とが必須であることを究明した。
強上の三軸圧縮試験で求められる最大圧縮応力を示す時
の圧縮歪み率、すなわち、せん断変形に抵抗して発現す
る最大応力時の歪みで、土壌の耐変形性能を示すファク
ターである。）は、繊維材料の２％伸張強度と、破断伸
度に強く依存しており、該強度が大きい程、該伸度が小
さい程、補強上の耐変形性能が向上することを初めて見
い出した。そして、実使用に耐える性能であるためには
、それぞれ、１．３ ｇ／ｄ以上、２０％未満であるこ
とが必須であることを究明した。
本発明に言う連続性繊維糸条とは、−船釣に゛ヤーン゛
の名称で呼ばれている糸条の総称であるが前述したごと
く土砂との接触表面積を大きくし、土砂との摩擦力を大
きくするために、糸条の形態としては、マルチフィラメ
ントであることが好ましい。
の名称で呼ばれている糸条の総称であるが前述したごと
く土砂との接触表面積を大きくし、土砂との摩擦力を大
きくするために、糸条の形態としては、マルチフィラメ
ントであることが好ましい。
繊維の種類としては、例えば、ポリアミド系、ポリエス
テル系、ポリオレフィン系、ポリアクリル系、芳香族ポ
リアミド系の合成繊維や炭素繊維などであり、特に限定
するものではないが、土中耐久性の面からポリエステル
系、ポリアクリル系合成繊維が特に望ましい。また、本
発明において用いられる土砂は、日本統一土質分類によ
る礫（Ｇ）礫質上（ＣＦ）、砂（Ｓ）、砂質土（ＳＦ）
などが最適である。
テル系、ポリオレフィン系、ポリアクリル系、芳香族ポ
リアミド系の合成繊維や炭素繊維などであり、特に限定
するものではないが、土中耐久性の面からポリエステル
系、ポリアクリル系合成繊維が特に望ましい。また、本
発明において用いられる土砂は、日本統一土質分類によ
る礫（Ｇ）礫質上（ＣＦ）、砂（Ｓ）、砂質土（ＳＦ）
などが最適である。
次いで、実施例を用いて、本発明の効果を詳細に説明す
る。
る。
（実施例１〜２）（比較例１〜３）
補強土性能評価用の土砂と繊維が三次元的に交絡した繊
維補強土を作製するために、回転台に設置された内径１
０ｃＩＩｌφ×高さ３０ｃｍのプラスチックモールドの
中に、予め乾燥させた砂（日本統一土質分類の°’ Ｓ
−Ｍ ”粒子径７５ ｕｍ 〜２０００μｍ ）と、
第１表に示す連続性繊維糸条と、水（乾燥砂に対して１
０重量％混合）を同時にかつ、連続的に投入し、逐次、
押し固めながら、１０ｃｍφ×２０ｃｍＨの三軸圧縮試
験用供試体を作製した。この時の繊維混率は、０．３重
量％とした。供試体を側圧１．０ ｋｇ−ｆ／ ｄ、圧
縮相対速度を１％／分の条件下で三軸圧縮試験を実施し
、応力〜歪み曲線を求めて補強土性能（最大主応力差、
およびピーク時歪み率）を測定した。その結果を実施例
１と同条件下で測定した比較例１〜３と対比して第１表
に示す。結果が示すごとく繊維の引張特性が補強土性能
に大きく関与していることは明白である。同一素材、同
一デニール、同一混率であっても、示す補強土性能は様
々であり、土砂を混合する繊維物性をいかに選択するの
かがこの繊維補強土工法を効率的に実施して行く上での
ポイントであることは明らかであり、本発明の物性を備
えた繊維材料を用いることにより、優れた補強土を構築
することが可能であることは、明白である。
維補強土を作製するために、回転台に設置された内径１
０ｃＩＩｌφ×高さ３０ｃｍのプラスチックモールドの
中に、予め乾燥させた砂（日本統一土質分類の°’ Ｓ
−Ｍ ”粒子径７５ ｕｍ 〜２０００μｍ ）と、
第１表に示す連続性繊維糸条と、水（乾燥砂に対して１
０重量％混合）を同時にかつ、連続的に投入し、逐次、
押し固めながら、１０ｃｍφ×２０ｃｍＨの三軸圧縮試
験用供試体を作製した。この時の繊維混率は、０．３重
量％とした。供試体を側圧１．０ ｋｇ−ｆ／ ｄ、圧
縮相対速度を１％／分の条件下で三軸圧縮試験を実施し
、応力〜歪み曲線を求めて補強土性能（最大主応力差、
およびピーク時歪み率）を測定した。その結果を実施例
１と同条件下で測定した比較例１〜３と対比して第１表
に示す。結果が示すごとく繊維の引張特性が補強土性能
に大きく関与していることは明白である。同一素材、同
一デニール、同一混率であっても、示す補強土性能は様
々であり、土砂を混合する繊維物性をいかに選択するの
かがこの繊維補強土工法を効率的に実施して行く上での
ポイントであることは明らかであり、本発明の物性を備
えた繊維材料を用いることにより、優れた補強土を構築
することが可能であることは、明白である。
（実施例３〜６）（比較例４〜７）
実施例１と同じ要領で、表２の繊維素材を用いて三軸圧
縮試験用供試体を作製し、補強土性能を測定した。各種
素材、各種デニールでの実験結果であるが、表２が示す
ごとく、補強土性能が繊維の引張特性に強く依存してい
ることは明白である。
縮試験用供試体を作製し、補強土性能を測定した。各種
素材、各種デニールでの実験結果であるが、表２が示す
ごとく、補強土性能が繊維の引張特性に強く依存してい
ることは明白である。
（発明の効果）
繊維材料を用いて補強土を作る繊維補強土工法において
本発明の繊維材料を用いることによって実施例に示すご
とく補強土性能がすぐれた繊維補強土を作り出すことが
可能である。高性能な引張特性を有した繊維材料を用い
ることによって施工時に補強上の積層厚みを小さくする
ことが出来たり、高層や急勾配への土木構造物の築造等
が可能となる。また、同一補強性能を得るに際しては、
従来技術と比較して繊維混率を低減させることが可能で
あり、このことは、施工能力の増大、コスト合理化につ
ながるもので、繊維補強土工法の普及拡大に貢献すると
ころ大である。
本発明の繊維材料を用いることによって実施例に示すご
とく補強土性能がすぐれた繊維補強土を作り出すことが
可能である。高性能な引張特性を有した繊維材料を用い
ることによって施工時に補強上の積層厚みを小さくする
ことが出来たり、高層や急勾配への土木構造物の築造等
が可能となる。また、同一補強性能を得るに際しては、
従来技術と比較して繊維混率を低減させることが可能で
あり、このことは、施工能力の増大、コスト合理化につ
ながるもので、繊維補強土工法の普及拡大に貢献すると
ころ大である。
第１図、第２図、第３図は、それぞれ、最大主応力差と
１０％伸張強度、ピーク時歪と２％伸張強度、ピーク時
歪と破断伸度との関係を示したグラフである。
１０％伸張強度、ピーク時歪と２％伸張強度、ピーク時
歪と破断伸度との関係を示したグラフである。
Claims (1)
- ２％伸張強度が１．３ｇ／ｄ以上、１０％伸張強度が、
４．５ｇ／ｄ以上でかつ、破断伸度が、２０％以下の引
張特性を有する繊維補強土工法用連続性繊維糸条。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17707689A JPH0345710A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 土壌補強に用いる繊維材料 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP17707689A JPH0345710A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 土壌補強に用いる繊維材料 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0345710A true JPH0345710A (ja) | 1991-02-27 |
Family
ID=16024706
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP17707689A Pending JPH0345710A (ja) | 1989-07-11 | 1989-07-11 | 土壌補強に用いる繊維材料 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0345710A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397520B1 (en) | 1997-12-19 | 2002-06-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of supporting plant growth using polymer fibers as a soil substitute |
| US8173919B2 (en) | 2006-07-03 | 2012-05-08 | Autoliv Development Ab | Seat belt buckle fastening detector and seat belt buckle |
| CN104032727A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-10 | 河海大学 | 一种无侧限抗压强度高的粘土 |
-
1989
- 1989-07-11 JP JP17707689A patent/JPH0345710A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6397520B1 (en) | 1997-12-19 | 2002-06-04 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of supporting plant growth using polymer fibers as a soil substitute |
| US6555219B2 (en) | 1997-12-19 | 2003-04-29 | E. I. Du Pont De Nemours And Company | Method of supporting plant growth using polymer fibers as a soil substitute |
| US8173919B2 (en) | 2006-07-03 | 2012-05-08 | Autoliv Development Ab | Seat belt buckle fastening detector and seat belt buckle |
| CN104032727A (zh) * | 2014-06-09 | 2014-09-10 | 河海大学 | 一种无侧限抗压强度高的粘土 |
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