JP2016113795A

JP2016113795A - 補強土に使用する帯状引張材

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Publication number: JP2016113795A
Application number: JP2014252435A
Authority: JP
Inventors: 憲次吉永; Kenji Yoshinaga; 邦朋佐原; Kunitomo Sawara; 高志福永; Takashi Fukunaga; 直紀志村; Naoki Shimura
Original assignee: Hirose and Co Ltd
Current assignee: Hirose and Co Ltd
Priority date: 2014-12-12
Filing date: 2014-12-12
Publication date: 2016-06-23

Abstract

【課題】鋼製の帯状引張材と比較して同等以上の摩擦抵抗力が得られる、補強土に使用する帯状引張材を提供すること。【解決手段】帯部１１と、帯部１１の表面に間隔を隔てて扁平に形成した複数の挟持帯１２とを具備し、挟持帯１２，１２の間に挟持空間１３を形成し、挟持空間１３に面した挟持帯１２の側面に抵抗面１２ａを形成した。【選択図】図５Ａ

Description

本発明は土砂に埋設して使用する帯状引張材に関し、殊に土砂との摩擦抵抗が高い高分子材料製の帯状引張材に関する。

テールアルメ工法に代表されるように、コンクリート製パネルの背面に鋼製帯状引張材の一端を接続するとともに、パネルの背面に延出させた鋼製帯状引張材を土砂に埋設する補強土構造物は広く知られている。
特許文献１には鋼製帯状引張材に代えて、軽量で錆びない高分子材料で形成した柔軟な帯状引張材を用いることが開示されている。
特許文献２には両側を波状に形成して摩擦抵抗を高めた高分子材料製の帯状引張材が開示されている。
図７を参照して説明すると、高分子材料製の帯状引張材５０は扁平で均一厚に形成した中央部５１と、中央部６の左右両側に一定間隔を隔てて張り出して波状に形成した複数の摩擦翼５２とを具備する。

特開２００６−１５２７８６号公報特表２０１１−５１３６１１号公報

従来の帯状引張材にはつぎのような改善すべき点がある。
＜１＞帯状引張材５０の摩擦抵抗力を専ら摩擦翼５２に求めているため、摩擦抵抗を高めるためには摩擦翼５２の張出量を長くする必要がある。
摩擦翼５２の張出量を長くすると強度が不足して変形し易くなるため、摩擦抵抗力を高めることに限界がある。
＜２＞単純に帯状引張材５０の摩擦抵抗を高める方法として、表面を粗面に形成することが想定できる。
しかしながら、帯状引張材５０の素材である高分子材料（樹脂材料）が比較的柔らかい特性を有していることから、帯状引張材５０の表面に過大な土重量が作用する環境下において粗面を有効に機能させることが難しい。
＜３＞帯状引張材５０は摩擦翼５２のない均一幅のものと比べれば摩擦抵抗力は増大するが、従来の鋼製帯状引張材と比較すると摩擦抵抗力が不足するために大きな引抜抵抗力を付与することが技術的に難しい。
したがって、高分子材料製の帯状引張材の引抜抵抗力を高める改良技術の提案が望まれている。

本発明は以上の点に鑑みて成されたもので、その目的とするところは鋼製の帯状引張材と比較して同等以上の摩擦抵抗力が得られる、補強土に使用する帯状引張材を提供することにある。

本発明は、補強土に使用する高分子材料製の帯状引張材であって、均一な幅と厚さを有する帯部と、前記帯部の上下面の何れか片面、又は両面に所定の間隔を隔てて扁平に***させて一体に形成した複数の挟持帯とを具備し、前記複数の挟持帯の間に圧密した土砂を収容可能な挟持空間を形成し、前記挟持帯を帯部の長手方向に対して交差方向に形成し、前記挟持体は長手方向に沿った長さが帯部の厚さ以上あり、前記挟持空間に面した挟持帯の側面に抵抗面を形成したことを特徴とする。
他の形態において、前記複数の挟持帯は帯部の長手方向に対して交差する方向に沿って連続的、又は間欠的に形成する。
他の形態において、前記帯部の表面に複数の挟持帯は所定の間隔を隔てて千鳥状に形成する。
他の形態において、前記帯部を縦断する挟持帯の断面形状が矩形を呈する。
他の形態において、前記挟持帯を縦断する断面形状が楔形を呈する。

本発明に係る帯状引張材は、鋼製の帯状引張材と比較して同等以上の摩擦抵抗力を得ることが可能である。

本発明に係る帯状引張材を補強土構造物に適用した説明図図１におけるII−IIの断面図矩形断面を呈する挟持帯を具備した帯状引張材の寸法関係の説明図楔形断面を呈する挟持帯を具備した帯状引張材の寸法関係の説明図帯状引張材の引抜抵抗を説明するための帯状引張材の表面の拡大図矩形断面を呈する挟持帯を具備した実施例１に係る帯状引張材の説明図変形例１に係る帯状引張材の説明図変形例２に係る帯状引張材の説明図変形例３に係る帯状引張材の説明図楔形断面を呈する挟持帯を具備した実施例２に係る帯状引張材の説明図変形例１に係る帯状引張材の説明図変形例２に係る帯状引張材の説明図変形例３に係る帯状引張材の説明図従来の帯状引張材の説明図

以下に図１〜４を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

＜１＞帯状引張材
図１を参照して説明すると、帯状引張材１０はコンクリート製パネル等の壁面材２０の一体に連結してあり、全体が水平に延設された状態で壁面材２０の背面の土砂３０に埋設することで、土砂３０を補強するとともに、土砂３０から反力を得て壁面材２０を支持する。
帯状引張材１０と壁面材２０の連結手段としては、例えば図示したように帯状引張材１０の中間部をループ状に折り返して壁面材２０の躯体中に埋設するか、或いは挿通させて連結する。壁面材２０の背面から延出させた二枚の帯状引張材１０は水平に配置して土砂３０に埋設する。

帯状引張材１０は高分子材料で形成した引張材であり、均一な幅と厚さを有する連続した帯部１１と、帯部１１の上下面１１ａ，１１ｂの何れか片面、又は両面に所定の間隔を隔てて***させて形成した複数の挟持帯１２とを具備する。
複数の挟持帯１２の間には挟持空間１３を形成している。
複数の挟持帯１２は帯部１１と一体であり、帯部１１の長手方向に対して交差方向に形成してある。
帯状引張材１０の横幅と全長は、帯状引張材１０に要求される抜き取り抵抗等を考慮して適宜選択するものとする。

＜２＞帯部
図１，２を参照して説明すると、帯部１１は可撓性を有する扁平な帯板であり、帯状引張材１０に求められる所定の引張強度を有する。
帯部１１は帯状引張材１０の長手方向に沿って配置した化学繊維等の芯材１４の周囲を樹脂膜１５で被覆して構成する。

＜２．１＞帯部の素材
芯材１４としては、例えばポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ−Ｌ)、又はポリオレフィン等を主成分とする連続繊維のポリマー繊維を適用できる。
樹脂膜１５としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、ＰＶＣ等を主成分とする樹脂を適用することができる。
又、帯部１１は上記した材料以外に全断面を単一の高分子材料で形成したものも含む。

＜３＞挟持帯
本例では帯部１１の上面１１ａおよび下面１１ｂに挟持帯１２を形成した形態について説明する。
挟持帯１２は帯部１１のほぼ全幅に亘って形成した断面が略矩形を呈する突起体であり、樹脂膜１５と同一素材で一体成形されている。
長手方向に隣り合う各挟持帯１２，１２の間には断面矩形の挟持空間１３を画成している。
挟持空間１３に面した挟持帯１２の起立した側面には抵抗面１２ａを形成している。

＜３．１＞挟持帯と挟持空間の機能
挟持帯１２は土砂３０と接触する帯状引張材１０の表面積を増やして摩擦抵抗力を増大させるだけでなく、挟持空間１３内において土粒子を圧密させて硬質化させた土塊を挟持するために機能する。
挟持空間１３は圧密硬質化させた土塊を収容するために機能する。

＜３．２＞帯部の上下面における挟持帯の配置形態
本例では帯部１１の各上下面１１ａ，１１ｂに形成する上下の挟持帯１２を左右にずらした形態を示すが、上下の挟持帯１２を同一の位置に形成してもよい。

＜３．３＞挟持帯の寸法
図３Ａを参照して矩形断面を呈する挟持帯１２の寸法関係について説明する。
帯部１１の厚さをｔ_１とした場合、挟持帯１２の厚さｔ_２は、ｔ_１≧ｔ_２の関係にある。
挟持帯１２の軸長ｂ_１と挟持空間１３の間隔ｂ_２との関係は、ｂ_１≧２×ｔ_２となる。
挟持帯１２の強度を確保する関係から、挟持帯１２の軸長ｂ_１は挟持帯１２の厚さｔ_２の２倍以上の長さを有していればよい。
挟持空間１３の間隔ｂ_２は概ね５０ｍｍ〜１００ｍｍの範囲が望ましい。

＜３．４＞挟持帯の強度
帯状引張材１０に引抜力が作用したときに、圧密させた土塊に接触した挟持帯１２にせん断力が加わるが、挟持帯１２は樹脂膜１５に先行して破損しないだけの強度を有している。
壁面近傍の帯状引張材１０が伸長する実現象を考慮すると、１．０ｍ程度の範囲で設計引張強度分の引張荷重に対して同じ１．０ｍ範囲に配置される上下の突出した挟持帯１２の母材との接触面でのせん断抵抗力を確保できることが必要である。
よって、挟持帯１２を構成する母材の引張強度をＴａ、挟持帯１２と母材の接触面１箇所でのせん断強度をＳ、とした場合において、挟持帯１２の強度は、例えば｛１．０ｍ／（ｂ_１＋ｂ_２）｝×Ｓ≧Ｔａの関係にある。
以上は例示であり、この寸法関係に限定されるものではない。

＜４＞帯状引張材の引抜抵抗
図４を参照して帯状引張材１０の引抜抵抗について説明する。
図４は土砂３０に埋設した帯状引張材１０の表面の拡大図であり、帯状引張材１０の表面に複数の挟持帯１２と挟持空間１３とが交互に形成されている。
土砂３０は盛土時の転圧や自重により締め固められていることから、帯状引張材１０の挟持空間１３内に土粒子が入り込むとともに、上面１１ａ及び下面１１ｂの全面が土砂３０と押圧状態で接面している。
帯状引張材１０は以下の複数の要因が引抜抵抗力として作用する。

＜４．１＞摩擦力に起因した帯状引張材の引抜抵抗
帯状引張材１０に引抜力が作用した場合には、凹凸状に形成した帯状引張材１０の各上下面１１ａ，１１ｂの表面と、これに接触する土砂３０との間における表面摩擦力ｆ_１が帯状引張材１０の引抜きに抵抗する。
更に、挟持空間１３内で圧縮されて硬質化した圧密土砂３１とその外方の土砂との間に生じる土砂摩擦力ｆ_２が帯状引張材１０の引き抜きに抵抗する。
更にまた、帯状引張材１０の各上下面１１ａ，１１ｂの表層近くの土粒子が圧密されることで噛み合って硬質の圧密土塊層３２が形成されることから、圧密土塊層３２３１と、その外方の土砂３０との間に生じる土砂摩擦力ｆ_３が帯状引張材１０の引き抜きに抵抗する。

＜４．２＞土砂の挟持に起因した帯状引張材の引抜抵抗
既述したように、挟持空間１３内に位置する土砂３０は、隣り合う挟持帯１２，１２の抵抗面１２ａと帯部１１の表面とにより挟持された状態で加圧されることで硬化して圧密土砂３１を形成する。
硬化した圧密土砂３１の一部が挟持帯１２の抵抗面１２ａに当接して抵抗する。
このように、帯状引張材１０は上記した三種類の摩擦力ｆ_１，ｆ_２，ｆ_３に起因した引抜抵抗力が得られることにくわえて、挟持帯１２の抵抗面１２ａが硬化した圧密土砂３１の抵抗面として有効に機能するため、従来の鋼製帯状引張材と比較して同等以上の引抜抵抗力を得ることができる。

図５Ａ〜５Ｄを参照して帯部１１に対して矩形断面の挟持帯１２の配置位置を変えた帯状引張材１０の一例について説明する。
以降の実施例の説明にあたっても既述した形態と同一の部位は同一の符号を付してその詳しい説明を省略する。

図５Ａは帯部１１の横断方向に沿って矩形断面の挟持帯１２を連続して形成した帯状引張材１０を示す。
本例における帯状引張材１０の引き抜き抵抗原理と、挟持帯１２の寸法関係については、図３Ａ，４を基に既述したとおりである。

［変形例１］
図５Ｂは帯部１１の横断方向に沿って矩形断面の挟持帯１２を間欠的に形成した帯状引張材１０の変形例を示す。
本例では、帯部１１に対して所定の間隔を隔てて横一列に形成した複数の分割挟持部１２´により挟持帯１２を構成する。
本例の帯状引張材１０にあっては、扁平な直方体を呈する分割挟持部１２´の前後の抵抗面１２ａだけでなく、抵抗面１２ａと直交する長手方向に沿った側面１２ｂも摩擦抵抗面として機能する。
更に、隣り合う各分割挟持部１２´，１２´の間に形成された空間が先の挟持空間１３と同様に機能するので、帯状引張材１０は高い引抜抵抗力を得ることができる。

［変形例２］
図５Ｃは帯部１１の表面に複数の挟持帯１２を千鳥状に配置した帯状引張材１０の他の変形例を示す。
各挟持帯１２は扁平な直方体を呈していて、帯部１１の表面に対して所定の間隔を隔て横断方向及び長手方向へ向けて配列してある。
帯部１１の横断方向及び長手方向へ向けた挟持帯１２の設置数は、帯状引張材１０の引抜抵抗等を考慮して適宜選択する。
本例の帯状引張材１０にあっても高い引抜抵抗力を得ることができる。

［変形例３］
図５Ｄは帯部１１の長手方向に対して斜めに交差するように矩形断面の挟持帯１２を連続して形成した帯状引張材１０の他の変形例を示す。
本例は実施例１と比較して挟持帯１２の形成方向が異なるだけで、その他の構成は実施例１と同じである。
本例にあっては、挟持帯１２を斜めに形成することで、実施例１と比べて挟持帯１２ひとつあたりの挟持帯１２の抵抗面１２ａの抵抗面積を大きく確保することができる。

図６Ａ〜６Ｄを参照して帯部１１に対して挟持帯１２の断面形状が楔状を呈する帯状引張材１０の一例について説明する。
本例における挟持帯１２は帯部１１の表面から起立した抵抗面１２ａと、抵抗面１２ａの頂部から厚さが漸減した斜面１２ｃとを具備する。
本例における帯状引張材１０は既出した形態と比較して挟持帯１２の断面形状が異なるだけであり、挟持帯１２の寸法、帯状引張材１０の引抜抵抗要素は既述した形態と同様である。
又、図３Ｂに本例における楔形断面の挟持帯１２の寸法（帯部１１の厚さｔ_１、挟持帯１２の厚さｔ_２、挟持帯１２の軸長ｂ_１、挟持空間１３の間隔ｂ_２）を示すが、状断面の挟持帯１２の寸法は既述した矩形断面の挟持帯１２の関係と同様である。
又、帯状引張材１０を土砂に埋設する際には、挟持帯１２の抵抗面１２ａを壁面材の背面と対向させて使用する。
本実施例にあっては、実施例１と比較して挟持帯１２の大きさを半減して樹脂材料を節減できるので、帯状引張材１０の引抜抵抗を犠牲にすることなく、帯状引張材１０を経済的に製作することができる。

図６Ａは帯部１１の横断方向に沿って楔形断面の挟持帯１２を連続して形成した帯状引張材１０を示す。

［変形例１］
図６Ｂは帯部１１の横断方向に沿って楔形断面の挟持帯１２を間欠的に形成した帯状引張材１０の変形例を示す。
本例では、帯部１１に対して所定の間隔を隔てて横一列に形成した複数の分割挟持部１２´により挟持帯１２を構成する。
本例の帯状引張材１０にあっては、隣り合う各分割挟持部１２´，１２´の間に形成された空間が先の挟持空間１３と同様に機能するので、帯状引張材１０は高い引抜抵抗力を得ることができる。

［変形例２］
図６Ｃは帯部１１の表面に楔形断面の挟持帯１２を千鳥状に配置した帯状引張材１０の他の変形例を示す。
各挟持帯１２は扁平な直方体を呈していて、帯部１１の表面に対して所定の間隔を隔て横断方向及び長手方向へ向けて配列してある。
帯部１１の横断方向及び長手方向へ向けた挟持帯１２の設置数は、帯状引張材１０の引抜抵抗等を考慮して適宜選択する。
本例の帯状引張材１０でも高い引抜抵抗力を得ることができる。

［変形例３］
図６Ｄは帯部１１の長手方向に対して斜めに交差するように楔形断面の挟持帯１２を連続して形成した帯状引張材１０の他の変形例を示す。
本例は実施例２と比較して挟持帯１２の形成方向が異なるだけで、その他の構成は実施例２と同じである。
本例にあっては、挟持帯１２を斜めに形成することで、実施例２と比べて挟持帯１２ひとつあたりの挟持帯１２の抵抗面１２ａの抵抗面積を大きく確保することができる。

１０・・・・・帯状引張材
１１・・・・・帯部
１２・・・・・挟持帯
１２ａ・・・・挟持帯の抵抗面
１２ｂ・・・・挟持帯の側面
１２ｃ・・・・挟持帯の斜面
１３・・・・・挟持空間
２０・・・・・地盤
２０・・・・・壁面材
２１・・・・・取付金具
２２・・・・・連結ボルト
３０・・・・・土砂
３１・・・・・圧密土砂
３２・・・・・圧密土塊層

Claims

補強土に使用する高分子材料製の帯状引張材であって、
均一な幅と厚さを有する帯部と、
前記帯部の上下面の何れか片面、又は両面に所定の間隔を隔てて扁平に***させて一体に形成した複数の挟持帯とを具備し、
前記複数の挟持帯の間に圧密した土砂を収容可能な挟持空間を形成し、
前記挟持帯を帯部の長手方向に対して交差方向に形成し、
前記挟持体は長手方向に沿った長さが帯部の厚さ以上あり、
前記挟持空間に面した挟持帯の側面に抵抗面を形成したことを特徴とする、
補強土に使用する帯状引張材。
前記複数の挟持帯を帯部の長手方向に対して交差する方向に沿って連続的、又は間欠的に形成したことを特徴とする、請求項１に記載の補強土に使用する帯状引張材。
前記帯部の表面に複数の挟持帯を所定の間隔を隔てて千鳥状に形成したことを特徴とする、請求項１に記載の補強土に使用する帯状引張材。
前記帯部を縦断する挟持帯の断面形状が矩形を呈することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の補強土に使用する帯状引張材。
前記挟持帯を縦断する断面形状が楔形を呈することを特徴とする、請求項１乃至３の何れか一項に記載の補強土に使用する帯状引張材。