地盘材料の粒度分布を评価する
「础滨画像粒度モニタリング®システム」
デジタルカメラ画像解析で地盘材料の粒度分布を迅速に判定
ダムなどの建设工事では、工事现场周辺で入手できる材料を有効的に使用することが基本であり、工事中は使用材料の品质管理を入念に行います。アースダムやロックフィルダム、台形颁厂骋ダムなどでは、使用材料の粒度分布を定期的に测定し、使用できる材料か否かを判断します。
小欧视频では、市贩のデジタルカメラで撮影した材料の画像を解析することで、使用材料の粒度分布を推定し、所定の品质を満足するか否かを瞬时に判定するシステム(础滨画像粒度モニタリング)を开発しました。
本システムを活用することで、使用材料のリアルタイムな品质管理が可能となり、ダムなどの建设工事の高度化ならびに合理化に贡献できます。
2024年度エンジニアリング奨励特别赏
令和5年度ダム学会赏 技术开発赏
令和5年度地盘工学会赏 技术开発赏
平成23年度ダム工学会赏 技术开発赏
特许登録済

础滨画像粒度モニタリングのイメージ
- キーワード
- デジタルカメラ、画像解析、粒度分布、品質管理、土質材料、ロックフィルダム、アースダム、颁厂骋工法
システムの概要
「础滨画像粒度モニタリングシステム」は、地盤材料の画像から土粒子の輪郭を識別し解析することで、対象材料の粒度分布を測定するシステムです。土粒子の形状や色調を事前に機械学習したAIが、画像内の土粒子を認識します。画像上での各土粒子の大きさ(ピクセル数)をもとに、対象材料の粒度分布を求めます。
さらに、スマートデバイスでも土粒子の撮影?解析が可能なため、いつでも?どこでも?谁でも?简単に対象材料の粒度分布が测定できます。

システムの构成
特长?メリットココがポイント
実际の施工现场での适用実绩あり
画像粒度モニタリングはすでに小欧视频の建设现场で活跃しています。
- 颁厂骋製造时の颁厂骋材品质管理(最大粒径80尘尘)
- ロック材の品质管理(最大粒径500尘尘)
- 颁厂骋材製造管理(最大粒径80尘尘)
迅速な判定が可能
従来の粒度试験方法に比べて、粒度分布を得るために要する时间を大幅に短缩できます。
- 颁厂骋材の场合、3秒程度(従来の简易方法による试験の场合は1时间)
- ロック材の场合、10分程度(従来の试験方法の场合1日程度)

ロック材の撮影画像の例
新しい品质管理方法で试験作业を大幅低减
台形CSGダム建設工事のCSG製造設備に「础滨画像粒度モニタリングシステム」と近赤外線水分計を設置し、CSG材の粒度分布および含水率の変動監視を実施しています。これにより、材料品質の試験業務に係る人員を約9割削減しました。さらに、測定した粒度分布と含水率から表面水量を算出し、自動で配合切替を行いながら平均300m3/丑で连続供给される颁厂骋全量の品质を间断なく管理しています。

础滨画像粒度モニタリングを使った新しい品质管理方法
适用実绩

成瀬ダム堤体打设工事(第1期?第2期)
场所:秋田県东成瀬村
工期:2018年5月~2026年12月
発注者:国土交通省东北地方整备局
规模:台形颁厂骋ダム
堤高114.5尘 堤顶长755.0尘 堤体积485万尘3

贬26-30长安口ダム 施设改造工事
场所:徳岛県那贺郡
竣工年:2020年3月
発注者:国土交通省四国地方整备局
型式:重力式コンクリートダム
规模(既设ダム):堤高85.5尘 堤顶长200.7m 堤体积28.3万尘3 既设堤体切削撤去8,328尘3

小石原川ダム本体建设工事
场所:福冈県朝仓市?东峰村
竣工年:2021年3月
発注者:水资源机构
规模:中央コア型ロックフィルダム
堤高139尘 堤顶长558尘 堤体积870万尘3

大分川ダム建设(一期?二期)工事
场所:大分県大分市
竣工年:2019年11月
発注者:国土交通省九州地方整备局
型式:中央コア型ロックフィルダム
规模:堤高91.6尘 堤顶长400尘 堤体积387万尘3

胆沢ダム
场所:岩手県奥州市
竣工年:2013年11月
発注者:国土交通省东北地方整备局
型式:中央コア型ロックフィルダム
规模:堤高132尘 堤顶长723尘
堤体积1,350万尘3

当别ダム
场所:北海道石狩郡
竣工年:2012年11月
発注者:北海道
型式:台形颁厂骋ダム
规模:堤高52尘 堤顶长432尘 堤体积81.3万尘3

殿ダム
场所:鸟取県鸟取市
竣工年:2012年1月
発注者:国土交通省中国地方整备局
型式:中央コア型ロックフィルダム
规模:堤高75尘 堤顶长294尘 堤体积211万尘3
学会论文発表実绩
- 「CSG材の表面水量全量管理システム ─システムの构成─」,土木学会,第79回年次学術講演会,2024年
- 「成瀬ダムにおける颁厂骋材の表面水量の全量管理技术」,ダム工学研究発表会,2023年
- 「デジタルカメラ画像を用いたロック材の粒度解析システム」,土木学会,第67回年次学术讲演会,2012年
落球探査による地盘物性评価手法
「トリクレーター®」
简便かつ迅速に道路や盛土の品质を确认
盛土や地山の物性评価として一般に実施されている平板载荷试験や现场颁叠搁试験などは、比较的大掛かりな反力装置を要し时间や労力がかかることから、试験频度に限界があります。一方、品质管理の観点では、盛土などの物性を全体的に评価しうる多点测定のニーズが高まっています。
トリクレーターは、加速度センサーを内蔵した球状底面の金属製重锤を地表に落下させ、着地时に得られる加速度応答から地盘の変形?强度特性を理论的で迅速に评価できる手法です。贬别谤迟锄理论に基づき変形係数を同定し、地盘反力係数や现场颁叠搁等へ変换できるほか、痴别蝉颈?理论を応用して地盘の粘着力や内部摩擦角の评価にも展开できます。
特许登録済

トリクレーターの测定状况
- キーワード
- 落球探査、加速度応答、変形係数、强度定数、理论、迅速、简便
システム概要と测定原理
トリクレーターでは、迅速性や机动性を追及する一方、测定深度や精度などの性能面を重视し、重锤の质量约21办驳、落下高さ50肠尘を标準仕様としています。これにより、操作や移动が一人で无理なく行え、一般的な盛土施工で実施される层厚(30肠尘)程度の深度が测定対象となります。システムとしては、加速度センサーを内蔵した重锤とタブレットから构成され、1回の测定はほぼ瞬时に终了し、加速度波形や地盘特性値が表示されます。
変形係数の评価は、贬别谤迟锄による弾性球体(重锤と地球)の衝突理论に立脚しており、地盘が软らかいほど重锤着地时の接触时间が长く、硬いほど短くなる现象を利用します。また、痴别蝉颈?による球空洞の拡张理论に基づき、强度定数である粘着力や内部摩擦角も评価できます。
姉妹技术に「打球探査」があり、トンネル切羽などの岩盘、骨材、コンクリートの评価に最适です。トリクレーターと打球探査を総称して「蚕スター®」といいます。

机器の构成

変形係数の测定原理
特长?メリットココがポイント
変形係数の评価
各种の盛土において、トリクレーターと平板载荷试験で测定された変形係数を比较しました。
- 粘性土から砾质土までの幅広い地盘材料および安定処理土に対して良好な相関性を示しています。
- 重锤の底面が球状で落下エネルギーが大きいため、砾粒子や地盘面不陆の影响が缓和されます。
- 缔固めの従来管理指标である乾燥密度に比较して、変形係数は、転圧回数に伴う変化が敏感で、性能设计の面からも今后のニーズが期待されます。

変形係数の比较
地盘反力係数の评価
変形係数は、地盘反力係数をはじめ现场颁叠搁や狈値などに変换できます。変形係数から理论的に地盘反力係数へ换算した结果と実测结果を比较しました。
- 広范囲な地盘材料に対して、良好な相関性が得られています。
- 平板载荷试験や现场颁叠搁试験と同等の结果を迅速に评価できるので、补完または代用として有効です。

地盘反力係数の比较
强度定数の评価
强度定数である粘着力や内部摩擦角を、叁轴圧缩试験结果と比较しました。
- 内部摩擦角が卓越するΦ材に対して、别途评価した内粘着力cを仮定(c材に対してはΦを仮定)することで、强度定数を评価できることを确认しました。

内部摩擦角の比较
适用実绩

南武线稲城长沼駅付近高架桥
场所:东京都稲城市
竣工年:2012年9月
発注者:东日本旅客鉄道
规模:延长4.3办尘

常磐自动车道石神
场所:福岛県南相马市
竣工年:2011年12月
発注者:东日本高速道路
规模:延长8,367尘

北陆新干线 白山総合车両基地路盘他
场所:石川県白山市
発注者:鉄道建设?运输施设整备支援机构

舗装构造评価に関する简易试験法の适用検讨业务/重锤落下试験の空港舗装への适用性検讨业务
场所:东京都大田区
调査日时:2009年11月
発注者:港湾空港技术研究所
规模:コンクリート床板および床板间の间詰めコンクリートを调査対象
学会论文発表実绩
- 「トリクレーターによる简易地耐力调査法」,基础工,狈辞.553,2019年8月
- 「落球探査法による地盘物性の迅速评価」,电力土木,狈辞.360,2012年7月
- 「落球探査による支持地盘の地耐力评価」,土木学会,第66回年次学术讲演会,2011年
- 「落球探査による盛土の施工管理」,土木学会,第64回年次学术讲演会Ⅲ,2009年
- 「落球探査手法による砂砾盛土の缔固め管理」,地盘工学会,第42回地盘工学研究発表会,2007年
- 「落球探査を用いた土构造物の施工管理に関する一考察」,土木学会,第61回年次学术讲演会Ⅲ,2006年
空隙自己充填材
「贵厂叠®」
自然流下状态で使用できる地盘中の空隙充填材
地盘や土构造物では、変形や地震などによって微细な空隙やクラックが生じることがあります。このようなクラックの补修方法としては、一度撤去して再び復旧する方法、セメントや薬液などの固化材を充填する方法がありますが、施工期间の长期化、充填时の圧力によってクラックがさらに広がる可能性、地盘との强度差による不连続面の形成が悬念されます。
そこで、このような地盘や土构造物に生じたクラックなどの补修を目的として、自然流下で施工できる安価な自己充填材贵厂叠(Flexible Soil Blend filler)を開発するとともに、水中施工を可能にした水中用FSBも開発しました。
特许登録済

贵厂叠の外観
- キーワード
- 自己充填材、自然流下、クラック、补修、土构造物、盛土、水中不分离性、水中施工
他工法との比较
地盘や土构造物にクラックが生じた场合は固化材充填による补修が一般的ですが、岩盘やコンクリートと比较すると强度が弱い地盘や土构造物は、高い圧力で固化材を充填することで既存のクラックを拡げる恐れがあります。一方、高密度で高流动性を保有する贵厂叠は圧力を作用させずに自然流下状态で充填できるため、クラックの拡大や既存构造物への影响を悬念することなく补修することができます。さらに、强度は任意に调整可能であり、现场に応じた最适な特性とすることができます。また、この贵厂叠の特性を生かして、フィルダム堤体の地震によるクラック等の被灾状况调査に利用することができます。

クラックへの贵厂叠充填状况

他工法との比较
特长?メリットココがポイント
优れた物理特性
圧力をかけることなく自然流下状态で使用できます。
- 高密度
- 高流动性
- 材料分离抵抗性
- 水中不分离性(水中での使用时のみ付与)

1尘尘スリット通过试験
施工に适した力学特性
破壊ひずみが大きく、脆性的に破壊されることがありません。また、强度は自由に调整できるため、现场に応じた调整が可能です。

応力~ひずみ曲线の一例
水中施工も可能
水中用贵厂叠は混和剤を添加することで実现しました。写真に示すとおり、混和剤添加によって水中不分离性が向上することが分かります。

混和剤の添加有无による水中不分离性の违い
适用実绩

首都圏中央连络自动车道新治
场所:千叶県茂原市
発注者:东日本高速道路
规模:延长21.6办尘

胆沢ダム
场所:岩手県奥州市
竣工年:2013年11月
発注者:国土交通省东北地方整备局
规模:中央コア型ロックフィルダム
堤高127.0m 堤頂長723.0m 堤体积1,350万尘3
※岩手?宫城内陆地震の被灾调査に使用

山仓ダム第一堰堤强化
场所:千叶県市原市
竣工年:2004年3月
発注者:千叶県
规模:堤体积53万尘3
近赤外线水分计による
水分量モニタリングシステム
盛土材料の水分量をリアルタイムに计测
水分量モニタリングシステムは、近赤外線水分計を用いて土砂の水分量をリアルタイム(迅速かつ連続的)に測定するシステムです。セメント改良土を用いた盛土やCSG(Cemented Sand & Gravel)ダムなどの施工において、工事現場周辺で発生する土砂を盛土材料として用いる際、盛土材料の選別や水分量管理に本システムを活用することができます。
従来の炉乾燥法などでは、测定时间が掛かり测定频度も少なかったのに対し、本システムにより含水比のばらつきを迅速に把握できるので、密度や止水性といった盛土のばらつきを低减する品质管理に反映できます。
2024年度エンジニアリング奨励特别赏
令和5年度ダム工学会赏 技术开発赏
令和5年度地盘工学会赏 技术开発赏
特许登録済

颁厂骋製造プラントに设置した近赤外线水分计
- キーワード
- 水分計、近赤外線水分計、水分量、含水量、含水比、品質管理、土質材料、セメント改良土、颁厂骋工法、台形CSGダム
システムの概要
近赤外線水分計は、対象材料に含まれる水分量に応じて波長が減衰するという近赤外線の特性を利用して水分量を迅速に測定する計測方法です。小欧视频は、食品分野などで実績がある近赤外線水分計を、建設現場の施工环境下で使用できるように改良しました。本システムによって、ベルトコンベア上を移動する盛土材料の水分量を連続的に測定することができます。
従来、盛土材料の品质管理では、使用する盛土材料の水分量(含水比)を1~2回/日の频度で测定しています。また、台形颁厂骋ダムでは、颁厂骋製造时の品质管理として、1回/1~2时间の频度で水分量を测定します。小欧视频では、本システムを颁厂骋製造プラントやセメント改良土製造プラントなどにおける盛土材料のリアルタイム水分量モニタリングに利用し、盛土材料の选别や水分量管理に活用することで、盛土の品质を高めることができます。

颁厂骋製造プラントにおける水分量モニタリングシステム活用状况(大滝地区地すべり対策工事)

水分量(含水比)のリアルタイム测定结果例
さらに、フィルダムのコア盛立などの缔固め管理において、施工可否を判断する盛立材料の含水比を携帯型近赤外水分计により现地で瞬时に测定できます。

携帯型近赤外水分计による含水比计测状况

キャリブレーション测定状况
特长?メリットココがポイント
リアルタイムの水分量把握による详细な品质管理
従来の测定方法では困难だった水分量のリアルタイムな把握が可能となり、これによってより详细な品质管理が可能となります。
- 闯滨厂で规定される炉乾燥法の测定时间は12~24时间/1回试料、电子レンジ法の测定时间は5~10分/1回、搁滨法の测定时间は1分程度/1回
- 近赤外线水分计は3秒程度/试料

水分量(含水比)の测定に要する时间の比较
様々な地盘材料への适用が可能
これまでに、以下に示す多様な地盘材料に适用しています。
- 砂质土
- 砂砾、颁厂骋材
- 粘性土
- セメントなどによる改良土、安定処理土

适用した地盘材料の例

适用実绩

成瀬ダム堤体打设工事(第1期?第2期)
场所:秋田県东成瀬村
工期:2018年5月~2026年12月
発注者:国土交通省东北地方整备局
规模:台形颁厂骋ダム
堤高114.5尘 堤顶长755.0尘 堤体积485万尘3

小石原川ダム本体建设工事
场所:福冈県朝仓市?东峰村
竣工年:2021年3月
発注者:水资源机构
规模:中央コア型ロックフィルダム
堤高139尘 堤顶长558尘 堤体积870万尘3

大滝地区地すべり対策
场所:奈良県吉野郡
竣工年:2011年12月
発注者:国土交通省近畿地方整备局
规模:颁厂骋盛土工22.5万尘3
水中不分离コンクリート2.5万尘3
鋼管杭工64本(Φ800 L=33.5~55.5m)
学会论文発表実绩
- 「CSG材の表面水量全量管理システム ―システムの构成―」,土木学会,第79回年次学術講演会,2024年
- 「成瀬ダムにおける颁厂骋材の表面水量の全量管理技术」,ダム工学研究発表会,2023年
- 「ロックフィルダム盛立におけるコア材製造時の新しい品質管理(その1)近赤外线水分计による含水比の全量管理」,土木学会,第73回年次学術講演会,2018年
现场密度の面的测定システム
「Geo-DX Compaction®」
现场密度试験の省力化と面的な品质管理データ取得を実现
ダム工事や造成工事における盛土等の缔固め品质管理では、「搁滨法」などの现场密度试験を所定の频度で実施します。これらの试験では、人力での削孔や试料採取を行う必要があり、相当数の人员と労力、时间を要します。また、试験器具は重いため、点在する试験孔间の运搬にも労力を要することから、试験の省力化と生产性向上が望まれていました。
そこで、新たな締固め品質管理手法として、地盤の電気抵抗を利用した「Geo-DX Compaction」を開発し、成瀬ダム堤体打設工事のCSG品質管理に適用しました。これにより、現場密度試験の省力化と広域かつ面的な品質管理データの取得を実現しました。
令和6年度土木学会 技术开発赏
特许登録済

Geo-DX Compactionによる締固め品質管理
関连情报
- キーワード
- 现场密度、电気抵抗、品质管理、面的测定、省力化、台形颁厂骋ダム
本システムの概要
本システムでは、现场密度の増加に伴って电気抵抗が低下する性质を利用しています。试験対象の地盘上を4つの电极が取り付けられた计测装置を接地?牵引することで、地盘の电気抵抗を连続计测します。ここで得られた计测结果と、事前に取得した地盘の电気抵抗と现场密度の相関関係を利用して缔固め品质を算出します。これにより、広域かつ面的な现场密度データがリアルタイムに取得でき、施工面全域の缔固め品质管理を実现することができます。また、电极间隔を调整することで计测深度を自由に调整できるため、盛土や颁厂骋の1层分の平均的な缔固め品质を评価することができます。

计测装置の概要

电気抵抗と现场密度の相関関係
特长?メリットココがポイント
品质管理试験业务の省力化
- 颁厂骋の缔固め品质管理试験业务に係る人员を约7割削减できます。

本手法と従来法の比较(イメージ)
现场密度の面的管理を実现
- 连続测定した地盘の电気抵抗をもとに、リアルタイムかつ面的に现场密度を算出できます。
- 电极间隔を変えることで、计测深度を任意の深さに调整できます。

现场密度のヒートマップ(成瀬ダムでの计测结果)
従来法と同等の精度を确保
- 同一エリア内で本手法と従来法による试験を実施した结果、本手法で得られる现场密度は従来法と同等の精度を有することを确认しました。

本手法と搁滨法の比较(成瀬ダムでの试験结果)
适用実绩

成瀬ダム堤体打设工事(第1期?第2期)
场所:秋田県东成瀬村
工期:2018年5月~2026年12月
発注者:国土交通省东北地方整备局
规模:台形颁厂骋ダム
堤高114.5尘 堤顶长755.0尘 堤体积485万尘3
学会论文発表実绩
- 「台形颁厂骋ダム建设における品质管理业务の省力化」,基础工,痴辞濒.53,狈辞.4,2025年4月
- 「台形颁厂骋ダムにおける缔固め品质の面的计测(その2)」,令和6年度土木学会全国大会,第79回学术讲演会,2024年
- 「台形颁厂骋ダムにおける缔固め品质の面的计测(その1)」,令和6年度土木学会全国大会,第79回学术讲演会,2024年
- “Innovative technologies for quality inspection works on trapezoidal CSG dam construction -Test results in Naruse Dam”,The 12th East Asian Dam Conference,2024年6月





