特開 2024-142575 模擬軟弱地盤、模擬軟弱地盤の造成方法、車両の沈下量の測定方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024142575

(43)【公開日】2024-10-11

(54)【発明の名称】模擬軟弱地盤、模擬軟弱地盤の造成方法、車両の沈下量の測定方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/02 20060101AFI20241003BHJP

   E01C 9/08 20060101ALI20241003BHJP

【ＦＩ】

E02D1/02

E01C9/08 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】11

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023054763

(22)【出願日】2023-03-30

【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和４年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、ムーンショット型研究開発事業「河道閉塞対応に必要な建設ロボットシステム」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願

(71)【出願人】

【識別番号】000001317

【氏名又は名称】株式会社熊谷組

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】古川 敦

(72)【発明者】

【氏名】久保田 恭行

(72)【発明者】

【氏名】北原 成郎

(72)【発明者】

【氏名】天下井 哲生

(72)【発明者】

【氏名】畑本 浩伸

【テーマコード（参考）】

2D043

2D051

【Ｆターム（参考）】

2D043AA03

2D043AB03

2D043AC01

2D051AA09

2D051AC10

(57)【要約】

【課題】地盤条件を変えずに繰り返し実験を実施する。
【解決手段】模擬軟弱地盤（１０）は、車両（３１）用の実験フィールドに造成可能である。模擬軟弱地盤には、上面を開放した断面視凹状に形成された収容部（１５）と、収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体（１４）と、が設けられている。多数の緩衝体が車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、車両の走行部を収容部内に沈み込ませている。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両用の実験フィールドに造成可能な模擬軟弱地盤であって、
上面を開放した断面視凹状に形成された収容部と、
前記収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体と、を備え、
前記多数の緩衝体が前記車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、前記車両の走行部を前記収容部内に沈み込ませることを特徴とする模擬軟弱地盤。

【請求項2】

前記車両の沈下量が前記車両の最低地上高になることを特徴とする請求項１に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項3】

前記走行部が履帯であり、
前記多数の緩衝体が立方体状又は球体状であり、
前記多数の緩衝体の一辺又は直径が履帯幅の半分以下であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項4】

前記多数の緩衝体の一辺又は直径が前記履帯に巻き込まれない大きさであることを特徴とする請求項３に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項5】

前記収容部が板状の緩衝マットによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項6】

前記収容部への進入部が板状の緩衝マットによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項7】

前記収容部への進入部が、前記収容部に向かって深くなるように傾斜した斜面と、前記斜面にランダムに設置された前記多数の緩衝体と、によって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項8】

多数の緩衝体がサイズ及び／又は材質が異なる複数種の緩衝体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項9】

前記緩衝体がウレタンスポンジによって形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の模擬軟弱地盤。

【請求項10】

車両用の実験フィールドに造成される模擬軟弱地盤の造成方法であって、
地盤を掘削して掘削穴を形成するステップと、
前記掘削穴を内側から養生シートで覆うステップと、
前記掘削穴に緩衝マットで収容部を形成するステップと、
前記収容部に多数の緩衝体をランダムに設置するステップと、を有し、
前記多数の緩衝体が前記車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、前記車両の走行部を前記収容部内に沈み込ませることを特徴とする模擬軟弱地盤の造成方法。

【請求項11】

模擬軟弱地盤上での車両の沈下量の測定方法であって、
前記模擬軟弱地盤には、上面を開放した断面視凹状に形成された収容部と、前記収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体と、が設けられ、
前記多数の緩衝体が前記車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、前記車両の走行部を前記収容部内に沈み込ませるように前記模擬軟弱地盤が形成されており、
前記車両に設けられたハイトセンサによって、前記模擬軟弱地盤上での前記車両の沈下量を測定することを特徴とする車両の沈下量の測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、模擬軟弱地盤、模擬軟弱地盤の造成方法、車両の沈下量の測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

一般に、柔らかい粘土や緩い砂等から成る軟弱地盤では、建設機械等を走行させるために軟弱地盤上に複数枚の敷板を並べて走行路が確保されている。走行路用の敷板としては、軽量で取り扱いが容易な樹脂製敷板が提案されている（例えば、特許文献１参照）。このような敷板の性能を確認するためには人工的に軟弱地盤を造成して、軟弱地盤上に並べられた敷板上で実際に車両を走行させる必要がある。人工的な軟弱地盤は、土壌に水を注いで土壌の含水比率を上げたり、土壌の砂や粘土の割合を調整したりすること等によって造成される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】実用新案登録第３１９８２１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、人工的な軟弱地盤では、実験を繰り返す度に土粒子の隙間が変化するため、同じ地盤条件で実験を繰り返し実施することができない。また、実験フィールドの造成に多大な時間が必要になっている。

【0005】

本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、地盤条件を変えずに繰り返し実験を実施できる模擬軟弱地盤及び模擬軟弱地盤の造成方法、車両の沈下量の測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】

【0006】

本発明の一態様の模擬軟弱地盤は、車両用の実験フィールドに造成可能な模擬軟弱地盤であって、上面を開放した断面視凹状に形成された収容部と、前記収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体と、を備え、前記多数の緩衝体が前記車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、前記車両の走行部を前記収容部内に沈み込ませる。

【発明の効果】

【0007】

本発明の一態様の模擬軟弱地盤は、収容部に多数の緩衝体がランダムに収容され、緩衝体の間には適度な隙間が空けられている。車両が収容部内の多数の緩衝体に乗り上げると、緩衝体の歪みや緩衝体の退避によって車両の走行部が収容部内に沈み込むことで軟弱地盤が再現されている。このとき、車両からの接地圧を受けて多数の緩衝体が弾性限度内で歪むため、車両からの接地圧が除かれると多数の緩衝体が元の形状に復帰する。よって、模擬軟弱地盤の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤上で実験を繰り返し実施することができる。また、収容部内に多数の緩衝体をランダムに収容すればよいため、短時間で実験フィールドを造成することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】本実施形態の模擬軟弱地盤の断面模式図である。

【図2】本実施形態の建設機械の走行時の模擬軟弱地盤の断面模式図である。

【図3】本実施形態の模擬軟弱地盤の造成方法の説明図である。

【図4】本実施形態の走行路保護マットの上面模式図である。

【図5】本実施形態の建設機械の沈下量の測定方法の説明図である。

【図6】変形例の模擬軟弱地盤の断面模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本実施形態の模擬軟弱地盤について説明する。図１は、本実施形態の模擬軟弱地盤の断面模式図である。図２は、本実施形態の建設機械の走行時の模擬軟弱地盤の断面模式図である。

【0010】

近年、地震や台風等の自然災害によって地盤が軟弱になることがあり、このような軟弱地盤上で建設機械を用いた災害対応することが求められている。災害等を想定した疑似的な軟弱地盤上を準備し、建設機械を用いて各種実験が行われるが、水等の注水によって人工的に作られた軟弱地盤では実験を繰り返すうちに土粒子の隙間が変化し、同じ地盤条件で実験を実施することができない。そこで、本実施形態では、弾性変形な多数の緩衝体をランダムに設置して軟弱地盤を再現し、緩衝体が潰れた後に復帰することを利用して、地盤条件を変えることなく繰り返し実験可能にしている。

【0011】

図１に示すように、建設機械（本実施形態ではバックホウ）３１用の実験フィールドに掘削穴１１が用意されており、掘削穴１１に複数の緩衝マット１３及び多数の緩衝体１４が設置されることで模擬軟弱地盤１０が造成されている。掘削穴１１の内面には養生シート１２が敷設されており、養生シート１２上に複数の緩衝マット１３が設置されて収容部１５が形成されている。収容部１５は上面を開放した断面視凹状に形成されており、収容部１５には多数の緩衝体１４がランダムに設置されている。多数の緩衝体１４が雑然としているため、多数の緩衝体１４の間に適度な隙間が空けられて、建設機械３１に緩衝体１４が押し込まれたときの退避空間が形成されている。

【0012】

複数の緩衝マット１３は板状のウレタンスポンジによって形成され、複数の緩衝マット１３によって収容部１５の深さが調整されている。緩衝マット１３が設置された分だけ、緩衝体１４の設置数を減らして設置作業の労力が軽減されている。多数の緩衝体１４は立方体状のウレタンスポンジによって形成され、収容部１５内の多数の緩衝体１４によって軟弱地盤が再現されている。収容部１５への進入部１６及び収容部１５からの退避部１７にも緩衝マット１３が敷設されており、進入部１６及び退避部１７では緩衝マット１３によって多少の沈み込みが生じる地盤が再現されている。

【0013】

図２に示すように、建設機械３１が多数の緩衝体１４に乗り上げたときに、建設機械３１からの接地圧によって多数の緩衝体１４が弾性限度内で歪み、多数の緩衝体１４が隙間に退避して建設機械３１の履帯３２を収容部１５に沈み込ませている。このとき、建設機械３１の沈下量が最低地上高になるように多数の緩衝体１４によって建設機械３１の沈下量が調整されている。このように、建設機械３１が地盤上を走行したときに、建設機械３１の底部が地盤に乗り上がり、地盤から履帯３２が浮いて走行し難くなる、いわゆる亀の子状態になる地盤条件の地盤を軟弱地盤として多数の緩衝体１４で再現している。

【0014】

この場合、多数の緩衝体１４の一辺が履帯幅の半分以下であることが好ましい。多数の緩衝体１４がランダムに設置されているため、多数の緩衝体１４の間には適度な隙間ができている。緩衝体１４の一辺が履帯幅の半分以下であれば、多数の緩衝体１４の隙間を考慮すると車幅方向で３つ以上の緩衝体１４に履帯３２が乗り上げることになる。車幅方向に並んだ３つ以上の緩衝体１４に隙間が空いているため、履帯３２からの接地圧によって緩衝体１４が歪んだり、緩衝体１４が隙間に退避したりすることで、履帯３２を適度に沈み込ませることができる。

【0015】

多数の緩衝体１４の一辺が小さ過ぎると、多数の緩衝体１４が履帯３２に巻き込まれる恐れがある。このため、多数の緩衝体１４の一辺が履帯３２に巻き込まれない大きさに形成されている。例えば、多数の緩衝体１４の一辺が履帯幅の１／１０以上であることが好ましい。本実施形態では履帯幅が３０［ｃｍ］であるため、多数の緩衝体１４が履帯幅の半分以下でかつ履帯幅の１／１０以上の１０［ｃｍ］角の立方体状に形成されている。多数の緩衝体１４が１０［ｃｍ］角の立方体状に形成されることで、建設機械３１の最低地上高である３０［ｃｍ］の沈み込みが再現され、履帯３２への緩衝体１４の巻き込みが防止されている。

【0016】

また、多数の緩衝体１４は、建設機械３１の履帯３２からの接地圧を受けて弾性限度内で歪む材質で形成されている。一般的な建設機械３１の履帯３２の接地圧が３０［ｋＰａ］であるため、緩衝体１４の材質として３０［ｋＰａ］を受けて弾性限度内で歪むものが選定されている。上記したように、本実施形態では多数の緩衝体１４がウレタンスポンジによって形成されている。建設機械３１からの接地圧が除かれると、多数の緩衝体１４が元の形状に復帰するため、模擬軟弱地盤１０の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤１０上で建設機械３１を用いた実験を繰り返し実施することができる。

【0017】

緩衝体１４の材質は、複数種類のウレタンスポンジに一軸圧縮試験を実施することで選定されている。各ウレタンスポンジに履帯３２の接地圧である３０［ｋＰａ］の圧縮力が作用したときのスポンジの歪みが測定され、建設機械３１の最低地上高である３０［ｃｍ］沈み込むのに必要なスポンジの厚さが測定されている。そして、３０［ｋＰａ］の圧縮力が作用しても塑性変形せずに、３０［ｃｍ］沈み込むのに必要なスポンジの厚さが少ない、アキレス製の品番ＬＨ（２５％圧縮硬さ９．２４±１．５９［ｋＰａ］）、ＬＦ（２５％圧縮硬さ４．４６±１．５９［ｋＰａ］）のウレタンスポンジを緩衝体１４の材質として選定されている。

【0018】

進入部１６及び退避部１７にも、緩衝体１４と同じウレタンスポンジ製の緩衝マット１３が採用されている。進入部１６及び退避部１７が履帯３２の３０［ｋＰａ］の接地圧によって歪むように形成され、実験フィールド上の地盤から模擬軟弱地盤１０に向けて地盤の強さ（建設機械３１の沈下量）を段階的に変化させている。なお、模擬軟弱地盤１０で再現される軟弱地盤のＮ値は４未満であり、進入部１６及び退避部１７で再現される地盤のＮ値は４以上かつ１０未満である。Ｎ値とは、標準貫入試験によって求められる地盤の強度等を求める試験結果（数値）である。

【0019】

次に、図３を参照して、模擬軟弱地盤の造成方法について説明する。図３は、本実施形態の模擬軟弱地盤の造成方法の説明図である。

【0020】

図３（Ａ）に示すように、実験フィールドの地盤が掘削されて掘削穴１１が掘削される。この場合、収容部１５（図１参照）となる掘削穴１１ａは建設機械３１（図１参照）の最低地上高よりも深く、建設機械３１の亀の子状態を再現できる深さに形成されている（例えば、０．６［ｍ］）。掘削穴１１ａの長さは走行予定長に合わせて形成され（例えば、２．５［ｍ］）、掘削穴１１ａの幅は建設機械３１の車幅や試験体の走行路保護マット４０（図４参照）よりも左右に約１［ｍ］以上大きくに形成されている（例えば、４．１［ｍ］）。掘削穴１１ａの幅が広く形成されることで、建設機械３１の走行時に多数の緩衝体１４を左右に逃がし易くなっている。

【0021】

進入部１６及び退避部１７となる掘削穴１１ｂ、１１ｃは掘削穴１１ａの半分の深さに形成されている（例えば、０．３［ｍ］）。掘削穴１１ｂ、１１ｃの長さは建設機械３１の履帯長に合わせて形成され（例えば、２．１［ｍ］）、掘削穴１１ｂ、１１ｃの幅は建設機械３１の車幅に合わせて形成されている（例えば、約２．０［ｍ］）。このように、実験フィールドの地盤には走行路の延在方向に沿って掘削穴１１ｂ、１１ａ、１１ｃが並び、断面視にて掘削穴１１ｂ、１１ｃよりも掘削穴１１ａが深く形成されており、平面視にて掘削穴１１ｂ、１１ｃよりも掘削穴１１ａが広く形成されている。

【0022】

次に、図３（Ｂ）に示すように、掘削穴１１ａ－１１ｃが内側から養生シート１２で覆われる。また、掘削穴１１ａに緩衝マット１３が設置されて収容部１５が形成され、掘削穴１１ｂに緩衝マット１３が設置されて進入部１６が形成され、掘削穴１１ｃに緩衝マット１３が設置されて退避部１７が形成される。掘削穴１１ａ－１１ｃに養生シート１２が敷設されることで、緩衝マット１３が土壌に触れて汚れることが防止されている。掘削穴１１ａに緩衝マット１３が設置された分だけ緩衝体１４の使用量が節約される。進入部１６及び退避部１７では緩衝マット１３によって軟弱地盤よりも沈下量が小さな地盤が再現される。

【0023】

次に、図３（Ｃ）に示すように、収容部１５に多数の緩衝体１４がランダムに設置される。収容部１５には多数の緩衝体１４が実験フィールドの地表と同じ高さまで収容されている。多数の緩衝体１４の間には隙間が空けられており、多数の緩衝体１４と隙間によって軟弱地盤が再現されている。上記したように、多数の緩衝体１４上に建設機械３１（図１参照）の乗り上げたときに、多数の緩衝体１４に建設機械３１の履帯３２が沈み込むような地盤条件に設定されている。このとき、多数の緩衝体１４が弾性変形するため、建設機械３１の走行を繰り返しても地盤条件が変わることがない。

【0024】

次に、図４及び図５を参照して、模擬軟弱地盤上での建設機械の沈下量の測定方法について説明する。本実施形態では、模擬軟弱地盤上に走行路保護マットを敷設したときの建設機械の沈下量の測定方向について説明するが、模擬軟弱地盤上に敷板を敷設した場合や、模擬軟弱地盤上に何も敷設しない場合の建設機械の沈下量の測定方法も同様である。図４は、本実施形態の走行路保護マットの上面模式図である。図５は、本実施形態の建設機械の沈下量の測定方法の説明図である。

【0025】

図４に示すように、走行路保護マット４０には、軟弱地盤上に敷設されるマット４１と、マット４１に設けられた複数の芯材４３と、が設けられている。マット４１は、ポリエステル等の合成繊維織布から成る上面視矩形状の表布４２と裏布（不図示）を接着して形成されている。表布４２と裏布の走行路の延在方向と平行な一辺を除いた三辺が接着され、走行路の幅方向と平行な複数の直線箇所４４で表布４２と裏布が接着されている。表布４２と裏布の接着によってマット４１には並列に並んだ複数の筒状袋部４５が形成されている。複数の筒状袋部４５の一端は未接着で複数の芯材４３を出し入れ可能に開放されている。

【0026】

表布４２及び裏布の一辺には等間隔に複数のハトメ金具４６が取り付けられている。複数のハトメ金具４６には通し紐４７が通されており、通し紐４７を締めることによって複数の筒状袋部４５の一端が閉じられる。複数の筒状袋部４５に複数の芯材４３が挿入されることで、複数の芯材４３が走行路の幅方向と平行に並べられている。複数の芯材４３は、ポリ塩化ビニル等の樹脂製の円形パイプによって形成されている。複数の芯材４３によって建設機械３１が受け止められ、複数の芯材４３とマット４１によって建設機械３１の荷重が模擬軟弱地盤１０上で広範囲に分散されて建設機械３１の沈み込みが抑えられている。

【0027】

図５（Ａ）に示すように、建設機械３１の沈下量の測定時には、実験フィールドに模擬軟弱地盤１０が造成される。模擬軟弱地盤１０上に走行路保護マット４０が敷設されて、模擬軟弱地盤１０上に建設機械３１の走行路が形成される。複数の芯材４３が走行路の幅方向と平行で、複数の芯材４３が走行路の延在方向に並べられている。建設機械３１のコックピットにはハイトセンサとしてＧＮＳＳ（Global Navigation Satellite System）受信器３３が取り付けられており、ＧＮＳＳ受信器３３が衛星システムからの信号を受信することで建設機械３１の高さの変位が測定される。

【0028】

図５（Ｂ）に示すように、走行路保護マット４０上に建設機械３１が乗り上げると、複数の芯材４３によって建設機械３１の履帯３２が受け止められる。建設機械３１の荷重が複数の芯材４３及びマット４１によって模擬軟弱地盤１０上で広範囲に分散されて建設機械３１の沈み込みが抑えられている。このとき、ＧＮＳＳ受信器３３によって模擬軟弱地盤１０上での建設機械３１の沈下量が測定されている。模擬軟弱地盤１０上に走行路保護マット４０を敷設した場合と、模擬軟弱地盤１０上に走行路保護マット４０を敷設しない場合で、建設機械３１の沈下量が比較されることによって走行路保護マット４０の性能が確認される。

【0029】

以上のように、本実施形態の模擬軟弱地盤１０によれば、収容部１５には多数の緩衝体１４がランダムに収容され、緩衝体１４の間には適度な隙間が空けられている。建設機械３１が収容部１５内の多数の緩衝体１４に乗り上げると、緩衝体１４の歪みや緩衝体１４の退避によって建設機械３１の履帯３２が収容部１５内に沈み込むことで軟弱地盤が再現されている。このとき、建設機械３１からの接地圧を受けて多数の緩衝体１４が弾性限度内で歪むため、建設機械３１からの接地圧が除かれると多数の緩衝体１４が元の形状に復帰する。よって、模擬軟弱地盤１０の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤１０上で実験を繰り返し実施することができる。

【0030】

また、収容部１５内に多数の緩衝体１４をランダムに収容すればよいため、短時間で実験フィールドに模擬軟弱地盤１０を造成することができる。模擬軟弱地盤１０の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤１０上で建設機械３１の沈下量を繰り返し測定することができる。

【0031】

なお、本実施形態では、進入部１６及び退避部１７が緩衝マット１３によって形成されているが、進入部１６及び退避部１７が斜面と多数の緩衝体によって形成されていてもよい。例えば、図６の変形例に示すように、実験フィールドには収容部２５となる掘削穴２１ａ、進入部２６となる掘削穴２１ｂ、退避部２７となる掘削穴２１ｃが掘削される。掘削穴２１ａの底面は水平面になっており、掘削穴２１ｂ、２１ｃの底面は掘削穴２１ａ（収容部２５）に向かって深くなる斜面になっている。掘削穴２１ａ－２１ｃには養生シート２２が敷設されており、掘削穴２１ａ－２１ｃの表面が養生シート２２に覆われている。

【0032】

掘削穴２１ｂ、２１ｃよりも掘削穴２１ａが深く形成されている。掘削穴２１ａの底面には緩衝マット２３が設置されて、掘削穴２１ａの緩衝マット２３の上面が掘削穴２１ｂ、２１ｃの底面（斜面）に連なっている。掘削穴２１ａ－２１ｃに多数の緩衝体２４がランダムに設置されて模擬軟弱地盤２０が形成されている。このように、進入部２６及び退避部２７が掘削穴２１ｂ、２１ｃの斜面と多数の緩衝体２４によって形成されており、斜面によって緩衝体２４の積み重ね量が変化している。これにより、収容部２５に向かって徐々に沈み込み量が大きくなるような地盤が再現されている。

【0033】

また、本実施形態では、多数の緩衝体が立方体状に形成されているが、多数の緩衝体の形状は特に限定されない。例えば、多数の緩衝体が球体状に形成されていてもよい。この場合、多数の緩衝体の直径が履帯幅の半分以下であり、多数の緩衝体の直径が履帯に巻き込まれない大きさであることが好ましい。

【0034】

また、本実施形態では、多数の緩衝体がウレタンスポンジで形成されているが、多数の緩衝体は建設機械からの接地圧によって弾性限度内で歪み、建設機械の走行部を収容部内に沈み込ませることができれば、多数の緩衝体の材質は特に限定されない。例えば、多数の緩衝体は高弾性のゴムボールで形成されていてもよい。

【0035】

また、本実施形態では、多数の緩衝体が同一の材料で同一のサイズに形成されているが、多数の緩衝体にサイズや材質が異なる複数種の緩衝体を混在させて、模擬軟弱地盤の空隙率や緩衝体の歪み量を変えて建設機械の沈下量を調整することができる。

【0036】

また、本実施形態では、車両として建設機械を例示しているが、建設機械以外の車両でもよい。車両の種類や大きさに応じて、多数の緩衝体の大きさ、材質等が適宜変更される。

【0037】

また、本実施形態では、建設機械の沈下量が建設機械の最低地上高になるように、多数の緩衝体が建設機械の履帯を収容部内に沈み込ませているが、建設機械の沈下量は実験内容に応じて適宜変更が可能である。

【0038】

また、本実施形態では、ハイトセンサとしてＧＮＳＳ受信器を例示したが、ハイトセンサは建設機械の沈下量が測定可能なものであればよい。

【0039】

また、本実施形態では、模擬軟弱地盤を用いて建設機械の沈下量を測定しているが、模擬軟弱地盤を用いて建設機械の旋回試験等の他の試験が実施されてもよい。

【0040】

以上の通り、第１態様は、車両（建設機械３１）用の実験フィールドに造成可能な模擬軟弱地盤（１０、２０）であって、上面を開放した断面視凹状に形成された収容部（１５、２５）と、収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体（１４、２４）と、を備え、多数の緩衝体が車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、車両の走行部（履帯３２）を収容部内に沈み込ませる。この構成によれば、収容部には多数の緩衝体がランダムに収容され、緩衝体の間には適度な隙間が空けられている。車両が収容部内の多数の緩衝体に乗り上げると、緩衝体の歪みや緩衝体の退避によって車両の走行部が収容部内に沈み込むことで軟弱地盤が再現されている。このとき、車両からの接地圧を受けて多数の緩衝体が弾性限度内で歪むため、車両からの接地圧が除かれると多数の緩衝体が元の形状に復帰する。よって、模擬軟弱地盤の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤上で実験を繰り返し実施することができる。また、収容部内に多数の緩衝体をランダムに収容すればよいため、短時間で実験フィールドを造成することができる。

【0041】

第２態様は、第１態様において、車両の沈下量が車両の最低地上高になる。この構成によれば、車両が軟弱地盤を走行したときに、地盤から走行部が浮いて走行し難くなる亀の子状態を再現することができる。

【0042】

第３態様は、第１態様又は第２態様において、走行部が履帯であり、多数の緩衝体が立方体状又は球体状であり、多数の緩衝体の一辺又は直径が履帯幅の半分以下である。この構成によれば、多数の緩衝体の間に隙間があるため、車幅方向で車両の履帯が３つ以上の緩衝体に乗り上げる。履帯からの接地圧によって緩衝体が歪んだり、緩衝体が隙間に退避したりすることで、車両の履帯を適度に沈み込ませることができる。

【0043】

第４態様は、第３態様において、多数の緩衝体の一辺又は直径が履帯に巻き込まれない大きさである。この構成によれば、緩衝体が履帯に巻き込まれて破損することが防止される。

【0044】

第５態様は、第１態様から第４態様のいずれか１態様において、収容部が板状の緩衝マット（１３、２３）によって形成されている。この構成によれば、収容部に収容される緩衝体の設置数を減らして設置作業の労力を減らすことができる。

【0045】

第６態様は、第１態様から第５態様のいずれか１態様において、収容部への進入部（１６）が板状の緩衝マットによって形成されている。この構成によれば、緩衝マットによって多少の沈み込みが生じる地盤が再現され、実験フィールド上の地盤から模擬軟弱地盤に向けて地盤の強さを段階的に変化させることができる。

【0046】

第７態様は、第１態様から第５態様のいずれか１態様において、収容部への進入部（２６）が、収容部に向かって深くなるように傾斜した斜面と、斜面にランダムに設置された多数の緩衝体と、によって形成されている。この構成によれば、斜面によって緩衝体の積み重ね量が変化して、収容部に向かって徐々に沈み込み量が大きくなるような地盤が再現されている。

【0047】

第８態様は、第１態様から第７態様のいずれか１態様において、多数の緩衝体がサイズ及び／又は材質が異なる複数種の緩衝体である。この構成によれば、模擬軟弱地盤の空隙率や緩衝体の歪み量を変えて建設機械の沈下量を調整することができる。

【0048】

第９態様は、第１態様から第７態様のいずれか１態様において、緩衝体がウレタンスポンジによって形成されている。この構成によれば、ウレタンスポンジによって軟弱地盤を容易に再現することができる。

【0049】

第１０態様は、車両用の実験フィールドに造成される模擬軟弱地盤の造成方法であって、地盤を掘削して掘削穴を形成するステップと、掘削穴を内側から養生シート（１２、２２）で覆うステップと、掘削穴に緩衝マットで収容部を形成するステップと、収容部に多数の緩衝体をランダムに設置するステップと、を有し、多数の緩衝体が車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、車両の走行部を収容部内に沈み込ませる。この構成によれば、緩衝体の歪みや緩衝体の退避によって車両の走行部が収容部内に沈み込むことで軟弱地盤が再現され、車両からの接地圧が除かれると多数の緩衝体が元の形状に復帰する。よって、模擬軟弱地盤の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤上で実験を繰り返し実施することができる。また、収容部内に多数の緩衝体をランダムに収容すればよいため、短時間で実験フィールドに模擬軟弱地盤を造成することができる。

【0050】

第１１態様は、模擬軟弱地盤上での車両の沈下量の測定方法であって、模擬軟弱地盤には、上面を開放した断面視凹状に形成された収容部と、収容部内にランダムに設置された多数の緩衝体と、が設けられ、多数の緩衝体が車両からの接地圧によって弾性限度内で歪み、車両の走行部を収容部内に沈み込ませるように模擬軟弱地盤が形成されており、車両に設けられたハイトセンサ（ＧＮＳＳ受信器３３）によって、模擬軟弱地盤上での車両の沈下量を測定する。この構成によれば、緩衝体の歪みや緩衝体の退避によって車両の走行部が収容部内に沈み込むことで軟弱地盤が再現され、車両からの接地圧が除かれると多数の緩衝体が元の形状に復帰する。よって、模擬軟弱地盤の地盤条件を変えることなく、模擬軟弱地盤上で車両の沈下量を繰り返し測定することができる。

【0051】

なお、本実施形態及び変形例を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0052】

また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方で実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【符号の説明】

【0053】

１０、２０：模擬軟弱地盤
１２、２２：養生シート
１３、２３：緩衝マット
１４、２４：緩衝体
１５、２５：収容部
１６、２６：進入部
３１ ：建設機械（車両）
３２ ：履帯（走行部）
３３ ：ＧＮＳＳ受信器（ハイトセンサ）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】