せん断変形対応型ストレインプローブの試作 Flexible Print Circuit Type Strain Probe for Monitoring of Shearing Deformation of Soil

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Abstract

Yamada and Kurashigeが1996年に発表した改良型ストレインプローブ法は,クリープ性の土壌変形を検出するには極めて有効な手法である.しかしこの方法では,土壌のせん断変形を検出することができなかった.土壌がせん断変形する際のせん断層厚は数cmである.しかし,従来法は大型ゲージ4枚で1区間10cmの平均的曲率を検出するように設計されているため,上述のような局所変形を検出できない.これを克服するには,1区間の長さをできるだけ小さくすればよい.しかし従来法では,たとえゲージ4極法を2極法に改善したとしても,ゲージから伸びるコードの数が多くなるほどプローブ本体の弾性変形を阻害するようになる.このため,区間数をあまり多くすることはできない.この問題を解決するため,プローブの心材として使用するバネ鋼表面にフレキシブルプリント配線(FPC)を用いることにした.その上でゲージ2極法を使用した全長48cm,区間長4cm,区間数12のプローブを試作した.このプローブに対し変位5mmのせん断変形をせん断層厚6cm,4cm,2cmの3ケースについて与えた.その結果,せん断層厚6cmと4cmの場合には変位を誤差1mm程度で検出できたが,せん断層厚2cmの場合は変位を検出できる率が33%程度だった.すなわち,1区間の長さがせん断層厚以下のストレインプローブを作成すれば,そのせん断変形を検出できることを確認できた.

A flexible print circuit(FPC) was printed on a spring steel strip to make a strain probe with a sufficient number of sections to measure the shearing displacement of soil, because current strain probes cannot detect shearing displacement. In addition, a two-gauge method was adopted with a pair of strain gauges attached to both sides of a section of the steel strip. We fashioned an FPC type strain probe 48 cm in length with 12 sections (i.e., each section length 4 cm). Shearing deformation tests (shearing thickness 2, 4 and 6 cm) were conducted on the FPC type probe and the current probe (section length 10 cm). The current type could not detect any shearing displacement, whereas the FPC type could detect that of a 4- and 6-cm shear-layer thickness with a 100% success ratio. In contrast, the FPC probe could detect only 33.3% of the shearing 2 cm in thickness. These results indicate that the FPC probe can detect shearing displacement when a section length is equivalent to or smaller than the shear layer thickness; in addition, it can detect shear displacement fairly accurately, but it overestimates the shearing layer thickness due to propagation of strain in the probe.

Journal

  • Transactions,Japanese Geomorphological Union

    Transactions,Japanese Geomorphological Union 29(3), 329-339, 2008-07-25

    日本地形学連合

References:  7

Codes

  • NII Article ID (NAID)
    110006862134
  • NII NACSIS-CAT ID (NCID)
    AN00333248
  • Text Lang
    ENG
  • Article Type
    NOT
  • ISSN
    03891755
  • NDL Article ID
    9613503
  • NDL Source Classification
    ZM49(科学技術--地球科学--地質)
  • NDL Call No.
    Z15-386
  • Data Source
    CJP  NDL  NII-ELS  NDL-Digital 
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