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JP2024148783A - Ground determination support method, ground determination support system, and ground determination support program - Google Patents

Ground determination support method, ground determination support system, and ground determination support program Download PDF

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JP2024148783A
JP2024148783A JP2023062225A JP2023062225A JP2024148783A JP 2024148783 A JP2024148783 A JP 2024148783A JP 2023062225 A JP2023062225 A JP 2023062225A JP 2023062225 A JP2023062225 A JP 2023062225A JP 2024148783 A JP2024148783 A JP 2024148783A
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Japan
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ground
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threshold
index
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JP2023062225A
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由訓 萩原
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Obayashi Corp
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Obayashi Corp
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)

Abstract

【課題】特定した閾値を用いて、地盤が固いか否かを的確に判定するための地盤判定支援方法、地盤判定支援システム及び地盤判定支援プログラムを提供する。【解決手段】地盤固さ判定システム30は、地盤に孔を掘削するときに取得した掘削計測値に基づく施工指標値を記憶した施工指標値記憶部33と制御部31とを備える。制御部31は、深さのN値及び土質に基づいて地盤が固いか否かを判定した第1識別子を特定する。制御部31は、地盤の固さの判定に用いる対象施工指標についての閾値候補を特定し、対象施工指標の各値と閾値候補とを比較した結果、この対象施工指標の各値を取得した深さにおける地盤が固いか否かを判定した第2識別子を特定する。制御部31は、閾値候補を変更しながら、第1識別子及び第2識別子に基づいて分類される対象施工指標のデータ数を用いて、捕捉率及び誤検出率を算出し、これらを用いて対象施工指標についての閾値を決定する。【選択図】図2[Problem] To provide a ground judgment support method, a ground judgment support system, and a ground judgment support program for accurately judging whether the ground is firm or not using a specified threshold value. [Solution] A ground firmness judgment system 30 includes a construction index value storage unit 33 that stores construction index values based on excavation measurement values acquired when drilling a hole in the ground, and a control unit 31. The control unit 31 specifies a first identifier that judges whether the ground is firm or not based on the N value of the depth and the soil type. The control unit 31 specifies threshold value candidates for a target construction index used to judge the firmness of the ground, and, as a result of comparing each value of the target construction index with the threshold value candidates, specifies a second identifier that judges whether the ground is firm or not at the depth where each value of the target construction index was acquired. The control unit 31 calculates a capture rate and a false positive rate using the number of data of the target construction index classified based on the first identifier and the second identifier while changing the threshold value candidates, and uses these to determine a threshold value for the target construction index. [Selected Figure] Figure 2

Description

本開示は、地盤が固いか否かを判定する閾値を特定するための地盤判定支援方法、地盤判定支援システム及び地盤判定支援プログラムに関する。 The present disclosure relates to a ground assessment support method, a ground assessment support system, and a ground assessment support program for identifying a threshold value for determining whether the ground is solid or not.

従来、建物を支持する杭を固い地盤で支持させるために、杭を形成する杭孔を、固い地盤の支持層まで掘削する。通常、地盤の固さとしてN値を用いるが、このN値は、同じ値でも土質によって固さが異なる。そこで、土質に寄らずに地盤の固さを評価するために、せん断波速度を用いることがある。せん断波速度の測定は難しいため、深度、N値、土質分類に応じた年代係数及び土質係数を用いた換算せん断波速度を用いて、固さを判定することが行なわれている(例えば、特許文献1参照。)。この文献に記載の地盤固さ推定システムの制御部は、削孔深度計測器、流量計測器、電流計測器及び振動計測器において測定された値を取得し、この値から複数の計測値を取得する。制御部は、取得した計測値と固さ指標値とを、説明変数及び目的変数とした多変量解析を行なうことにより重回帰式を算出して、重回帰式記憶部に記録する。制御部は、評価対象の孔の掘削条件についての計測値を取得した場合、これら計測値と重回帰式とを用いて、評価対象の孔が掘削された地盤における固さ指標値を推定する。 Conventionally, in order to support piles supporting buildings on solid ground, pile holes for forming piles are excavated down to the supporting layer of solid ground. Usually, the N value is used to indicate the hardness of the ground, but the hardness of this N value varies depending on the soil type even if the value is the same. Therefore, in order to evaluate the hardness of the ground regardless of the soil type, the shear wave velocity is sometimes used. Since it is difficult to measure the shear wave velocity, the hardness is determined using the converted shear wave velocity using the depth, N value, age coefficient according to the soil classification, and soil coefficient (see, for example, Patent Document 1). The control unit of the ground hardness estimation system described in this document acquires values measured by the drilling depth measuring instrument, flow measuring instrument, current measuring instrument, and vibration measuring instrument, and acquires multiple measurement values from these values. The control unit calculates a multiple regression equation by performing a multivariate analysis using the acquired measurement values and hardness index value as explanatory variables and objective variables, and records the multiple regression equation in the multiple regression equation storage unit. When the control unit acquires measurements of the excavation conditions of the hole to be evaluated, it uses these measurements and a multiple regression equation to estimate the hardness index value of the ground in which the hole to be evaluated was excavated.

特開2021-080737号公報JP 2021-080737 A

しかしながら、換算せん断波速度等の値を用いる場合、地盤が固いか否かを判定するための閾値が妥当かどうかを評価できていなかった。このため、閾値を用いて、地盤の固さを的確に判定することは難しかった。 However, when using values such as reduced shear wave velocity, it was not possible to evaluate whether the threshold value for determining whether the ground is solid or not was appropriate. For this reason, it was difficult to accurately determine the solidity of the ground using the threshold value.

上記課題を解決する地盤判定支援方法は、地盤に孔を掘削するときに取得した掘削計測値に基づく施工指標について、地盤が固いか否かを判定するための閾値を特定する地盤判定支援方法であって、深さのN値及び土質に基づいて地盤が固いか否かを判定した第1識別子を特定し、地盤の固さの判定に用いる対象施工指標についての閾値候補を特定し、前記対象施工指標の各値と前記閾値候補とを比較した結果、この対象施工指標の各値を取得した深さにおける地盤が固いか否かを判定した第2識別子を特定し、前記閾値候補を変更しながら、前記第1識別子及び前記第2識別子に基づいて分類される前記対象施工指標のデータ数を用いて、的中率、捕捉率及び誤検出率の少なくとも1つを含む検証指標を算出し、前記検証指標を用いて、前記対象施工指標についての前記閾値を決定する。 The ground assessment support method that solves the above problem is a ground assessment support method that identifies a threshold value for determining whether the ground is solid or not for a construction indicator based on an excavation measurement value obtained when drilling a hole in the ground, identifies a first identifier that determines whether the ground is solid or not based on the N value of the depth and soil type, identifies a threshold candidate for the target construction indicator used to determine the solidity of the ground, identifies a second identifier that determines whether the ground is solid or not at the depth at which each value of the target construction indicator was obtained by comparing each value of the target construction indicator with the threshold candidate, and calculates a verification index including at least one of a hit rate, a capture rate, and a false positive rate using the number of data points of the target construction indicator classified based on the first identifier and the second identifier while changing the threshold candidate, and determines the threshold value for the target construction indicator using the verification index.

本発明によれば、特定した閾値を用いて、地盤が固いか否かを的確に判定することができる。 According to the present invention, it is possible to accurately determine whether the ground is solid or not by using a specified threshold value.

実施形態における杭孔を掘削する掘削装置の概略正面図である。FIG. 2 is a schematic front view of a drilling device for drilling a pile hole in the embodiment. 実施形態における地盤の固さを判定する地盤判定支援システムの構成を示す構成図である。1 is a configuration diagram showing the configuration of a ground determination support system for determining the hardness of the ground in an embodiment. 実施形態のハードウェア構成の説明図である。FIG. 2 is an explanatory diagram of a hardware configuration of the embodiment. 実施形態における地盤判定支援システムが有する記憶部のデータ構成を説明する図であって、(a)は地質調査情報記憶部、(b)は施工指標値記憶部。1A and 1B are diagrams illustrating the data configuration of a storage unit of a ground assessment support system according to an embodiment, in which FIG. 1A illustrates a geological survey information storage unit, and FIG. 実施形態における地盤の固さを判定する閾値決定処理の処理手順を説明する流れ図である。11 is a flowchart illustrating a processing procedure of a threshold value determination process for determining the hardness of the ground in the embodiment. 実施形態における地質調査結果と実情固さ識別子との関係を示す表である。11 is a table showing a relationship between the results of a geological survey and an actual solidity identifier in the embodiment. 実施形態において換算せん断波速度と閾値候補から予測固さを算出する処理を説明するための説明図である。10 is an explanatory diagram for explaining a process of calculating a predicted stiffness from a reduced shear wave velocity and a threshold candidate in an embodiment. FIG. 実施形態の予測固さと実情固さ識別子とから予測実情識別子を特定する処理を説明するための説明図である。11 is an explanatory diagram for explaining a process of identifying a predicted actual situation identifier from a predicted firmness and an actual situation firmness identifier in an embodiment. FIG. 実施形態における予測実情識別子を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a predicted actual situation identifier in the embodiment. 実施形態における閾値候補が500のときの捕捉率及び誤検出率を説明する説明図である。11 is an explanatory diagram illustrating a capture rate and a false detection rate when a threshold candidate is 500 in an embodiment. 実施形態における換算せん断波速度における誤検出率-捕捉率の曲線と閾値の決定を説明する説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram for explaining a curve of false detection rate-capture rate in reduced shear wave velocity and determination of a threshold value in an embodiment. 変更例において深さに対応する地盤の固さを示すグラフであって、(a)は、深さに応じて横軸が「3」の位置に、実際に固い地盤があることを示したグラフ、(b)は、2種類の施工指標により地盤の固さを判定したグラフ、(c)及び(d)は、(b)のうちの1種類の施工指標により地盤の固さを判定したグラフである。Graphs showing the firmness of the ground corresponding to depth in a modified example, where (a) is a graph showing that the ground is actually firm at position "3" on the horizontal axis depending on the depth, (b) is a graph in which the firmness of the ground is determined using two types of construction indicators, and (c) and (d) are graphs in which the firmness of the ground is determined using one of the construction indicators in (b).

以下、図1~図11を用いて、地盤判定支援方法、地盤判定支援システム及び地盤判定支援プログラムを具体化した一実施形態を説明する。本実施形態では、施工指標である換算せん断波速度において、杭孔を掘削している地盤が固いか否かの判定に用いる閾値を特定する。 Below, an embodiment of a ground assessment support method, a ground assessment support system, and a ground assessment support program will be described with reference to Figures 1 to 11. In this embodiment, a threshold value is specified for the reduced shear wave velocity, which is a construction index, to determine whether the ground in which a pile hole is being excavated is solid or not.

図1には、杭孔h0を掘削する掘削装置としての掘削機10を示している。掘削機10は、ベースマシン11、マスト14及びオーガマシン16を備えている。ベースマシン11は、クローラ12を含む下部走行体と、操作室13を含む上部旋回体とを備えている。 Figure 1 shows an excavator 10 as an excavation device for excavating a pile hole h0. The excavator 10 includes a base machine 11, a mast 14, and an auger machine 16. The base machine 11 includes a lower traveling body including a crawler 12, and an upper rotating body including an operation room 13.

マスト14は、ベースマシン11に立設されている。マスト14内には、深度・速度計計測用のワイヤが設けられている。マスト14には、昇降可能にオーガマシン16が取り付けられている。オーガマシン16は、ボックス内に収容された駆動モータと、この駆動モータで回転駆動される掘削ロッド17とを備えている。掘削ロッド17の先端(下端)には、掘削ヘッド18が取り付けられている。掘削ヘッド18は、揺動する一対(2つ)の掘削腕の先端に掘削刃が形成されている。なお、掘削ヘッド18の昇降は、操作室13の操作者により制御される。 The mast 14 is erected on the base machine 11. Inside the mast 14, wires for measuring depth and speed are provided. An auger machine 16 is attached to the mast 14 so that it can be raised and lowered. The auger machine 16 is equipped with a drive motor housed in a box and a drilling rod 17 that is driven and rotated by the drive motor. A drilling head 18 is attached to the tip (lower end) of the drilling rod 17. The drilling head 18 has a pair (two) of swinging drilling arms with drilling blades at the tips. The elevation and lowering of the drilling head 18 is controlled by an operator in the operation room 13.

また、掘削機10には、掘削ヘッド18に掘削水を供給する掘削水供給装置(図示せず)が連結されている。この掘削水の水量は、掘削状況に応じて、操作室13の操作者により調整される。 The excavator 10 is also connected to a drilling water supply device (not shown) that supplies drilling water to the drilling head 18. The amount of drilling water is adjusted by the operator in the control room 13 according to the drilling conditions.

図2に示すように、掘削機10の掘削状況を計測する各計測器(21~24)は、地盤判定支援システムとしての地盤固さ判定システム30に接続される。本実施形態では、削孔深度計測器21、流量計測器22、電流計測器23及び振動計測器24に接続される。各計測器(21~24)は、常時、測定を行ない、測定値を地盤固さ判定システム30に送信する。 As shown in FIG. 2, each measuring instrument (21-24) that measures the excavation status of the excavator 10 is connected to a ground firmness determination system 30, which serves as a ground determination support system. In this embodiment, they are connected to a drilling depth measuring instrument 21, a flow rate measuring instrument 22, a current measuring instrument 23, and a vibration measuring instrument 24. Each measuring instrument (21-24) constantly performs measurements and transmits the measured values to the ground firmness determination system 30.

削孔深度計測器21は、マスト14内のワイヤの繰り出し量を測定し、掘削ヘッド18の位置に応じた削孔深度(深さ)を測定する。この場合、削孔深度計測器21は、時間に関連付けて削孔深度を測定する。 The drilling depth measuring device 21 measures the amount of wire that is paid out inside the mast 14, and measures the drilling depth (depth) according to the position of the drilling head 18. In this case, the drilling depth measuring device 21 measures the drilling depth in relation to time.

流量計測器22は、掘削水供給装置から供給した掘削水の注入流量(注水量)を測定する。この場合、流量計測器22は、時間に関連付けて注水量を測定する。
電流計測器23は、オーガマシン16の駆動モータの負荷電流を測定する。この場合、電流計測器23は、時間に関連付けて電流値を測定する。
The flow rate meter 22 measures the injection flow rate (injection amount) of drilling water supplied from the drilling water supply device. In this case, the flow rate meter 22 measures the injection amount in relation to time.
The current meter 23 measures the load current of the drive motor of the auger machine 16. In this case, the current meter 23 measures the current value in relation to time.

振動計測器24は、取付場所における振動を測定する。本実施形態では、振動計測器24は、操作室13内等に取り付けられ、ベースマシン11の前後方向、左右方向及び上下方向の3方向の振動特性を測定する。この場合、振動計測器24は、時間に関連付けて振動特性を測定する。 The vibration measuring device 24 measures vibrations at the installation location. In this embodiment, the vibration measuring device 24 is installed in the operation room 13 or the like, and measures vibration characteristics in three directions of the base machine 11: forward/backward, left/right, and up/down. In this case, the vibration measuring device 24 measures the vibration characteristics in relation to time.

(ハードウェア構成)
図3を用いて、地盤固さ判定システム30を構成する情報処理装置H10のハードウェア構成を説明する。情報処理装置H10は、通信装置H11、入力装置H12、表示装置H13、記憶装置H14、プロセッサH15を備える。なお、このハードウェア構成は一例であり、他のハードウェアにより実現することも可能である。
(Hardware configuration)
3, the hardware configuration of the information processing device H10 constituting the ground firmness determination system 30 will be described. The information processing device H10 includes a communication device H11, an input device H12, a display device H13, a storage device H14, and a processor H15. Note that this hardware configuration is an example, and it is also possible to realize the system using other hardware.

通信装置H11は、他の装置との間で通信経路を確立して、データの送受信を実行するインタフェースであり、例えばネットワークインタフェースや無線インタフェース等である。 The communication device H11 is an interface that establishes a communication path with other devices and transmits and receives data, such as a network interface or a wireless interface.

入力装置H12は、地盤固さを特定する作業員等からの入力を受け付ける装置であり、例えばマウスやキーボード等である。
表示装置H13は、各種情報を表示するディスプレイ等である。
記憶装置H14は、地盤固さ判定システム30の各種機能を実行するためのデータや各種プログラムを格納する記憶装置である。記憶装置H14の一例としては、ROM、RAM、ハードディスク等がある。
The input device H12 is a device that receives input from a worker or the like who specifies the ground firmness, and is, for example, a mouse, a keyboard, or the like.
The display device H13 is a display or the like that displays various information.
The storage device H14 is a storage device that stores data and various programs for executing various functions of the ground firmness determination system 30. Examples of the storage device H14 include a ROM, a RAM, and a hard disk.

プロセッサH15は、記憶装置H14に記憶されるプログラムやデータを用いて、地盤固さ判定システム30における各処理を制御する。プロセッサH15の一例としては、例えばCPUやMPU等がある。このプロセッサH15は、ROM等に記憶されるプログラムをRAMに展開して、地盤固さ推定のための各種プロセスを実行する。 The processor H15 uses the programs and data stored in the storage device H14 to control each process in the ground firmness determination system 30. Examples of the processor H15 include a CPU and an MPU. The processor H15 expands the programs stored in the ROM, etc., into the RAM and executes various processes for estimating ground firmness.

プロセッサH15は、自身が実行するすべての処理についてソフトウェア処理を行なうものに限られない。例えば、プロセッサH15は、自身が実行する処理の少なくとも一部についてハードウェア処理を行なう専用のハードウェア回路(例えば、特定用途向け集積回路:ASIC)を備えてもよい。すなわち、プロセッサH15は、[1]コンピュータプログラム(ソフトウェア)に従って動作する1つ以上のプロセッサ、[2]各種処理のうち少なくとも一部の処理を実行する1つ以上の専用のハードウェア回路、或いは[3]それらの組み合わせ、を含む回路(circuitry)として構成し得る。プロセッサは、CPU並びに、RAM及びROM等のメモリを含み、メモリは、処理をCPUに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリすなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含む。 The processor H15 is not limited to performing software processing for all of the processes it executes. For example, the processor H15 may be equipped with a dedicated hardware circuit (e.g., an application specific integrated circuit: ASIC) that performs hardware processing for at least some of the processes it executes. That is, the processor H15 may be configured as a circuit including: [1] one or more processors that operate according to a computer program (software); [2] one or more dedicated hardware circuits that execute at least some of the various processes; or [3] a combination thereof. The processor includes a CPU and memory such as RAM and ROM, and the memory stores program code or instructions configured to cause the CPU to execute processes. The memory, i.e., computer-readable medium, includes any available medium that can be accessed by a general-purpose or dedicated computer.

(地盤固さ判定システム30)
図2に示す地盤固さ判定システム30は、施工指標値を用いた地盤の固さを判定するコンピュータシステムである。地盤固さ判定システム30は、制御部31、地質調査情報記憶部32、施工指標値記憶部33及び閾値記憶部34を備える。
(Ground Firmness Determination System 30)
The ground firmness determination system 30 shown in Fig. 2 is a computer system that determines the firmness of the ground using a construction index value. The ground firmness determination system 30 includes a control unit 31, a geological survey information storage unit 32, a construction index value storage unit 33, and a threshold value storage unit 34.

制御部31は、後述する処理(計測値管理段階、閾値特定段階、固さ判定段階等の各処理)を行なう。そのために、地盤固さ判定プログラムを実行することにより、制御部31は、計測値管理部311、閾値特定部312及び固さ判定部313として機能する。 The control unit 31 performs the processes described below (measurement value management stage, threshold value specification stage, firmness determination stage, etc.). To this end, the control unit 31 functions as a measurement value management unit 311, a threshold value specification unit 312, and a firmness determination unit 313 by executing a ground firmness determination program.

計測値管理部311は、ボーリング調査で取得した地質調査結果を地質調査情報記憶部32に記録する。本実施形態では、計測値管理部311は、土質の種類と土質の新旧とから特定される土質識別子を特定するためのテーブルを記憶している。 The measurement value management unit 311 records the results of the geological survey obtained in the boring survey in the geological survey information storage unit 32. In this embodiment, the measurement value management unit 311 stores a table for identifying a soil identifier that is determined from the type of soil and the age of the soil.

更に、この計測値管理部311は、各計測器(21~24)から取得した時間毎の測定値をメモリに蓄積し、深さ毎の計測値を施工指標値記憶部33に記録する。具体的には、計測値管理部311は、実際に掘り進んだ時間帯(削孔時間帯)における削孔深度、注水量、電流値を取得する。掘削ヘッド18は、固い地層等においては、掘り下げる直前に一旦、引き揚げられることがある。このため、掘削ヘッド18の実際の削孔深度は、経過時間に従って削孔深度が単調に増加するとは限らない。そこで、計測値管理部311は、掘削ヘッド18の引き揚げや停止の期間を全体の作業時間から削除し、削孔のために実質的に用いられた削孔時間帯の計測値を特定する。計測値管理部311は、特定した削孔時間帯における測定値を対応付けることにより、深さ(開始深度、終了深度)と、この深さに関連付けられた削孔速度、注水量及び積分電流値を特定する。 Furthermore, the measurement value management unit 311 accumulates the measurement values acquired from each measuring device (21-24) for each time in memory, and records the measurement values for each depth in the construction index value storage unit 33. Specifically, the measurement value management unit 311 acquires the drilling depth, water injection amount, and current value during the time period during which drilling actually proceeded (drilling time period). In hard stratum, the drilling head 18 may be lifted once just before drilling. For this reason, the actual drilling depth of the drilling head 18 does not necessarily increase monotonically with the elapsed time. Therefore, the measurement value management unit 311 deletes the period during which the drilling head 18 is lifted or stopped from the total work time, and identifies the measurement value of the drilling time period that was actually used for drilling. The measurement value management unit 311 identifies the depth (start depth, end depth) and the drilling speed, water injection amount, and integral current value associated with this depth by associating the measurement values during the identified drilling time period.

更に、計測値管理部311は、振動計測器24で計測した3方向の振動特性について周波数分析を行なうことにより、分析周波数毎の振動の大きさ(振幅値)を特定する。本実施形態では、分析周波数として、1/3オクターブバンド分析の周波数(1Hz~80Hz)の20区間の周波数を用いる。 Furthermore, the measurement value management unit 311 identifies the magnitude of vibration (amplitude value) for each analysis frequency by performing frequency analysis on the vibration characteristics in three directions measured by the vibration measuring device 24. In this embodiment, 20 intervals of frequencies in 1/3 octave band analysis (1 Hz to 80 Hz) are used as the analysis frequencies.

更に、計測値管理部311は、換算せん断波速度を算出する式を記憶している。この換算せん断波速度算出式として、引用文献1に記載された換算せん断波速度を目的変数とし、各説明変数の回帰係数を算出する重回帰式を用いる。ここで、説明変数としては、積分電流値の対数値、終了深度、掘削速度、注水量、振動を用いる。 Furthermore, the measurement value management unit 311 stores a formula for calculating the reduced shear wave velocity. As the formula for calculating the reduced shear wave velocity, a multiple regression formula is used that uses the reduced shear wave velocity described in Cited Document 1 as the objective variable and calculates the regression coefficient of each explanatory variable. Here, the explanatory variables used are the logarithmic value of the integrated current value, the end depth, the excavation speed, the amount of water injected, and the vibration.

閾値特定部312は、地盤が固いか否かを判定するための閾値を特定する処理(閾値特定処理)を実行する。この場合、閾値特定部312は、閾値候補を設定し、設定した閾値候補を用いて地盤が固いか否かを判定した判定結果のデータ数を用いて捕捉率及び誤検出率を算出する。そして、閾値特定部312は、捕捉率が大きく、かつ誤検出率が小さい決定条件を満たす閾値候補を閾値として特定する。具体的には、横軸に誤検出率、縦軸に捕捉率をプロットしたときの座標(1,0)からの距離が最短距離となる点の閾値候補を閾値として用いる。
固さ判定部313は、杭孔を新たに掘削したときに取得した計測値から、閾値記憶部34に記憶した閾値を用いて、その掘削した地盤の固さを推定する。
The threshold specifying unit 312 executes a process (threshold specifying process) for specifying a threshold for determining whether the ground is solid or not. In this case, the threshold specifying unit 312 sets a threshold candidate, and calculates a capture rate and a false positive rate using the number of data points of the determination result of whether the ground is solid or not using the set threshold candidate. Then, the threshold specifying unit 312 specifies a threshold candidate that satisfies a determination condition that the capture rate is large and the false positive rate is small as the threshold. Specifically, the threshold specifying unit 312 uses, as the threshold, the threshold candidate at the point that is the shortest distance from the coordinates (1, 0) when the false positive rate is plotted on the horizontal axis and the capture rate on the vertical axis.
The firmness determination unit 313 estimates the firmness of the excavated ground from the measurement values acquired when a new pile hole is excavated, using the thresholds stored in the threshold memory unit 34 .

図4(a)に示すように、地質調査情報記憶部32には、ボーリング調査結果によって取得した地質調査情報が記録される。地質調査情報には、現場識別子、ボーリング識別子、調査位置座標、深さに関連付けたN値、土質識別子及び実情固さ識別子に関するデータが含まれる。 As shown in FIG. 4(a), the geological survey information storage unit 32 records geological survey information obtained by boring survey results. The geological survey information includes data on the site identifier, boring identifier, survey location coordinates, N value associated with depth, soil type identifier, and actual hardness identifier.

現場識別子データ領域には、ボーリング調査を行なった現場を特定するための識別子に関するデータが記録される。
調査位置座標データ領域には、この現場においてボーリング調査を行った位置の座標に関するデータが記録される。
The site identifier data area records data regarding an identifier for identifying the site where the drilling survey was conducted.
The survey location coordinate data area records data relating to the coordinates of the location where the boring survey was conducted at this site.

深さデータ領域には、このボーリング調査位置においてN値や土質を特定する深さに関するデータが記録される。本実施形態では、例えば、0.1m単位で記録され、深さの範囲(終了深度と開始深度)が記録される。 The depth data area records data on the depth that specifies the N value and soil type at this boring survey location. In this embodiment, for example, data is recorded in units of 0.1 m, and the depth range (end depth and start depth) is recorded.

N値データ領域には、この深さにおいて計測されたN値に関するデータが記録される。
土質識別子データ領域には、この深さにおける土質の分類を特定するための識別子に関するデータが記録される。この土質識別子は、土質(粘土、砂等)と、土質の新旧(新しい又は古い)とに基づいて特定される識別子である。
In the N value data area, data regarding the N value measured at this depth is recorded.
The soil type identifier data field stores data on an identifier for identifying the type of soil at the depth. The soil type identifier is an identifier that is identified based on the soil type (clay, sand, etc.) and the age (new or old) of the soil.

実情固さ識別子データ領域には、N値及び土質識別子に基づいて、この深さの地盤が固いか否かを特定するための識別子(第1識別子)が記録される。この実情固さ識別子は、判定特定処理の途中で算出されて記録される。 The actual firmness identifier data area records an identifier (first identifier) for determining whether the ground at this depth is firm or not based on the N value and the soil type identifier. This actual firmness identifier is calculated and recorded during the determination process.

図4(b)に示すように、施工指標値記憶部33には、現場識別子、杭番号、杭座標、深さに関連付けて施工指標値が記録される。ここで、施工指標値は、地盤の固さ判定に用いる指標値である。この施工指標値には、掘削計測値、この掘削計測値を用いて算出される値(例えば、換算せん断波速度等)が含まれる。掘削計測値は、杭孔を掘削したときに取得可能な計測値である。本実施形態では、掘削計測値として、積分電流値、掘削速度、注入量、振動に関する値を用いる。 As shown in FIG. 4(b), the construction index value storage unit 33 records the construction index value in association with the site identifier, pile number, pile coordinates, and depth. Here, the construction index value is an index value used to determine the hardness of the ground. This construction index value includes the drilling measurement value and a value calculated using this drilling measurement value (e.g., reduced shear wave velocity, etc.). The drilling measurement value is a measurement value that can be obtained when drilling a pile hole. In this embodiment, values related to the integrated current value, drilling speed, injection amount, and vibration are used as the drilling measurement value.

現場識別子データ領域は、この杭孔を掘削した現場を特定するための識別子に関するデータが記録される。
杭番号データ領域及び杭座標データ領域には、掘削した杭を特定するための番号及び杭の位置座標に関するデータが記録される。この杭座標と、地質調査情報記憶部32の調査位置座標とを用いて、施工指標値を、最も近い位置でボーリング調査を行なった地質調査情報と関連付けることができる。
The site identifier data area records data relating to an identifier for identifying the site where the pile hole was excavated.
The pile number data area and the pile coordinate data area store data on numbers for identifying the excavated piles and on the position coordinates of the piles. Using the pile coordinates and the survey position coordinates in the geological survey information storage unit 32, the construction index value can be associated with the geological survey information of the closest position where the boring survey was performed.

深さデータ領域には、この杭孔において取得した計測値の深さに関するデータが記録される。本実施形態では、例えば、0.1m単位で記録され、深さの範囲(終了深度と開始深度)が記録される。 The depth data area records data on the depth of the measurements taken in this pile hole. In this embodiment, for example, data is recorded in units of 0.1 m, and the depth range (end depth and start depth) is recorded.

積分電流値データ領域、掘削速度データ領域、注水量データ領域には、それぞれ、測定した電流値から算出した積算電流値(積分電流値)、掘削したときの掘削ヘッド18の速度(掘削速度)、掘削水を供給した注入量(注水量)に関するデータが記録される。 The integrated current value data area, drilling speed data area, and water injection amount data area each store data on the integrated current value (integrated current value) calculated from the measured current value, the speed of the drilling head 18 when drilling (drilling speed), and the injection amount of drilling water (water injection amount).

振動データ領域には、振動の方向(前後、左右、上下の3方向)及び20区間の各中心振動数における振幅に関するデータが記録される。
換算せん断波速度データ領域には、この深さにおける換算せん断波速度に関するデータが記録される。
In the vibration data area, data on the vibration direction (three directions: front-back, left-right, and up-down) and the amplitude at the center frequency of each of 20 intervals is recorded.
The reduced shear wave velocity data area records data regarding the reduced shear wave velocity at this depth.

図2に示す閾値記憶部34には、施工指標の種類に関連付けて、この施工指標における閾値に関するデータが記録される。本実施形態では、施工指標としての換算せん断波速度における閾値が記録される。 The threshold storage unit 34 shown in FIG. 2 records data related to the threshold for the construction index in association with the type of the construction index. In this embodiment, the threshold for the reduced shear wave velocity as the construction index is recorded.

(閾値特定処理)
次に、図5~図11を参考にして、上述した地盤固さ判定システム30を用いて、地盤が固いと判定するために用いる閾値を特定する閾値特定処理を説明する。
(Threshold Identification Processing)
Next, a threshold value specification process for specifying a threshold value used to determine whether the ground is firm using the above-described ground firmness determination system 30 will be described with reference to FIGS.

この閾値特定処理を行なう前に、制御部31の計測値管理部311は、入力装置H12を介して、現場を特定する現場識別子、現場においてボーリング調査を行った調査位置座標を取得し、地質調査情報記憶部32に記録する。更に、計測値管理部311は、このボーリング調査において深さに応じたN値、土質及び土質の新旧の情報を取得する。計測値管理部311は、取得した土質及び土質の新旧の情報から土質識別子を特定し、深さ及びこの深さに応じたN値とともに地質調査情報記憶部32に記録しておく。 Before performing this threshold determination process, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 acquires, via the input device H12, a site identifier that identifies the site and the survey location coordinates where a boring survey was conducted at the site, and records these in the geological survey information storage unit 32. Furthermore, the measurement value management unit 311 acquires an N value corresponding to the depth in this boring survey, as well as information on the soil type and the age of the soil. The measurement value management unit 311 identifies a soil identifier from the acquired soil type and age information, and records this in the geological survey information storage unit 32 together with the depth and the N value corresponding to this depth.

更に、計測値管理部311は、杭孔を掘削した時に各計測器(21~24)によって測定した測定値を取得して、メモリに記憶する。この場合、計測値管理部311は、時間毎の削孔深度において、実際に掘り進んだ時間帯(削孔時間帯)を特定し、この時間帯における削孔深度、注水量、電流値及び振動特性を特定する。そして、計測値管理部311は、特定した削孔深度(深さ)に応じた注水量を特定して、深さに関連付けて注水量を施工指標値記憶部33に記録する。また、計測値管理部311は、特定した削孔深度に基づく削孔速度及び積分電流値を削孔深度(深さ)に関連付けて算出して、施工指標値記憶部33に記録する。更に、計測値管理部311は、特定した削孔深度に基づく振動を振動解析することにより、振動方向及び分析周波数における振幅値を特定し、削孔深度(深さ)に関連付けて、施工指標値記憶部33に記録する。 Furthermore, the measurement value management unit 311 acquires the measurement values measured by each measuring device (21 to 24) when the pile hole is excavated and stores them in the memory. In this case, the measurement value management unit 311 identifies the time period (drilling time period) when the drilling was actually performed for each hour of drilling depth, and identifies the drilling depth, water injection amount, current value, and vibration characteristics for this time period. Then, the measurement value management unit 311 identifies the water injection amount according to the identified drilling depth (depth) and records the water injection amount in association with the depth in the construction index value storage unit 33. In addition, the measurement value management unit 311 calculates the drilling speed and integral current value based on the identified drilling depth in association with the drilling depth (depth), and records them in the construction index value storage unit 33. Furthermore, the measurement value management unit 311 identifies the vibration direction and the amplitude value at the analysis frequency by performing vibration analysis on the vibration based on the identified drilling depth, and records them in association with the drilling depth (depth) in the construction index value storage unit 33.

閾値特定処理においては、まず、地盤固さ判定システム30の制御部31は、ボーリング調査における固さの算出処理を実行する(ステップS11)。具体的には、まず、制御部31の閾値特定部312は、この処理において用いる施工指標(対象施工指標)を取得した杭孔に最も近いボーリング調査のデータを特定する。ここでは、閾値特定部312は、施工指標値記憶部33の杭座標に最も近い調査位置座標を有する地質調査情報を地質調査情報記憶部32から特定し、この施工指標の深さに応じたN値及び土質識別子を取得する。 In the threshold identification process, first, the control unit 31 of the ground firmness assessment system 30 executes a process for calculating firmness in a boring survey (step S11). Specifically, first, the threshold identification unit 312 of the control unit 31 identifies the boring survey data closest to the pile hole from which the construction index (target construction index) used in this process was obtained. Here, the threshold identification unit 312 identifies the geological survey information having the survey position coordinates closest to the pile coordinates in the construction index value storage unit 33 from the geological survey information storage unit 32, and obtains the N value and soil type identifier corresponding to the depth of this construction index.

そして、図6に示すように、制御部31は、表示装置H13に、取得したN値及び土質識別子を表示する。そして、制御部31は、入力装置H12を介して、地盤が固かったか否かを示す実情固さ識別子を取得して、地質調査情報記憶部32に記録する。図6においては、固い場合には、実情固さ識別子として「3」が記録され、固くない場合には、実情固さ識別子として「-1」が記録される。 Then, as shown in FIG. 6, the control unit 31 displays the acquired N value and soil type identifier on the display device H13. The control unit 31 then acquires an actual firmness identifier indicating whether the ground was firm or not via the input device H12, and records it in the geological survey information storage unit 32. In FIG. 6, if the ground is firm, "3" is recorded as the actual firmness identifier, and if the ground is not firm, "-1" is recorded as the actual firmness identifier.

次に、地盤固さ判定システム30の制御部31は、換算せん断波速度の算出処理を実行する(ステップS12)。具体的には、制御部31の計測値管理部311は、記憶している特許文献1に示す換算せん断波速度算出式に、施工指標値記憶部33に記録されている施工指標値を代入することにより、換算せん断波速度Vsを算出する。 Next, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 executes a calculation process for the reduced shear wave velocity (step S12). Specifically, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 calculates the reduced shear wave velocity Vs by substituting the construction index value recorded in the construction index value storage unit 33 into the stored reduced shear wave velocity calculation formula shown in Patent Document 1.

次に、地盤固さ判定システム30の制御部31は、閾値候補の範囲及び間隔の設定処理を実行する(ステップS13)。具体的には、制御部31の計測値管理部311は、入力装置H12によって指定された換算せん断波速度Vsの閾値候補の変更範囲及び閾値候補の変化量を取得する。この変更範囲で、換算せん断波速度Vsにおける変更量分の閾値候補を、順次、変更して、各閾値候補について、捕捉率及び誤検出率を算出する反復計算を行なう。ここでは、換算せん断波速度Vsにおける閾値候補の変更範囲として「100~500」、変化量として「1」を用いる。 Next, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 executes a process of setting the range and interval of the threshold candidate (step S13). Specifically, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 acquires the change range of the threshold candidate for the reduced shear wave velocity Vs and the change amount of the threshold candidate specified by the input device H12. Within this change range, the threshold candidate is changed sequentially by the change amount in the reduced shear wave velocity Vs, and an iterative calculation is performed to calculate the capture rate and false detection rate for each threshold candidate. Here, the change range of the threshold candidate for the reduced shear wave velocity Vs is set to "100 to 500", and the change amount is set to "1".

次に、地盤固さ判定システム30の制御部31は、閾値候補毎に以下の処理を繰り返して実行する。
まず、制御部31は、閾値候補の特定処理を実行する(ステップS14)。具体的には、制御部31の閾値特定部312は、変更範囲の最高値を閾値候補として特定する。そして、ステップS14の処理を繰り返して実行するたびに、先行の計算で用いた閾値候補から変化量「1」を減算した値を、後続となる今回の計算で使用する閾値候補T1として特定する。
Next, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 repeatedly executes the following process for each threshold candidate.
First, the control unit 31 executes a process of identifying a threshold candidate (step S14). Specifically, the threshold identifying unit 312 of the control unit 31 identifies the maximum value in the change range as the threshold candidate. Then, each time the process of step S14 is repeatedly executed, a value obtained by subtracting the change amount "1" from the threshold candidate used in the preceding calculation is identified as the threshold candidate T1 to be used in the current calculation.

次に、制御部31は、この閾値候補に基づく予測固さ識別子の特定処理を実行する(ステップS15)。
具体的には、図7に示すように、制御部31の計測値管理部311は、深さに関連付けられた換算せん断波速度の各値(施工指標値)と、閾値候補T1とを比較する。計測値管理部311は、比較した結果、換算せん断波速度の値が、閾値候補T1以上の場合には「3」、閾値候補T1未満の場合は「-1」の予測固さ識別子(第2識別子)を付与し、メモリに記憶する。
Next, the control unit 31 executes a process of specifying a prediction firmness identifier based on this threshold candidate (step S15).
Specifically, as shown in Fig. 7, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 compares each value (construction index value) of the converted shear wave velocity associated with the depth with the candidate threshold value T1. If the converted shear wave velocity is equal to or greater than the candidate threshold value T1 as a result of the comparison, the measurement value management unit 311 assigns a predicted stiffness identifier (second identifier) of "3" to the converted shear wave velocity, and if the converted shear wave velocity is less than the candidate threshold value T1, the measurement value management unit 311 assigns a predicted stiffness identifier (second identifier) of "-1" to the converted shear wave velocity, and stores the identifier in memory.

次に、制御部31は、真偽の集計処理を実行する(ステップS16)。
具体的には、図8に示すように、制御部31の計測値管理部311は、予測固さ識別子と、実情固さ識別子とを用いて、予測実情識別子を特定する。
Next, the control unit 31 executes a process of counting the true or false (step S16).
Specifically, as shown in FIG. 8, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 identifies the predicted actual situation identifier by using the predicted firmness identifier and the actual situation firmness identifier.

ここでは、図9に示すように、実情固さ識別子が「3」の固い場合であって、予測固さ識別子も「3」の固い場合には、予測実情識別子として「1」を付与する。実情固さ識別子が「3」の固い場合であって、予測固さ識別子が「-1」の固くない場合には、予測実情識別子として「3」を付与する。 Here, as shown in FIG. 9, if the actual situation firmness identifier is firm ("3") and the predicted firmness identifier is also firm ("3"), a "1" is assigned as the predicted actual situation identifier. If the actual situation firmness identifier is firm ("3") and the predicted firmness identifier is not firm ("-1"), a "3" is assigned as the predicted actual situation identifier.

また、実情固さ識別子が「-1」の固くない場合であって、予測固さ識別子が「3」の固い場合には、予測実情識別子として「2」を付与する。実情固さ識別子が「-1」の固くない場合であって、予測固さ識別子も「-1」の固くない場合には、予測実情識別子として「4」を付与する。 In addition, if the actual situation firmness identifier is not firm ("-1") and the predicted firmness identifier is firm ("3"), a "2" is assigned as the predicted actual situation identifier. In the event that the actual situation firmness identifier is not firm ("-1") and the predicted firmness identifier is also not firm ("-1"), a "4" is assigned as the predicted actual situation identifier.

次に、制御部31は、捕捉率と誤検出率の算出処理を実行する(ステップS17)。具体的には、制御部31の計測値管理部311は、予測実情識別子毎のデータ数を算出する。次に、計測値管理部311は、実際に固く予測も固いと判定した「1」の予測実情識別子のデータ数を、実際に固いことを示す「1」と「3」の予測実情識別子のデータ数で除算することにより、捕捉率を算出する。更に、計測値管理部311は、実際に固くないが予測で固いと判定した「2」の予測実情識別子のデータ数を、実際に固くないことを示す「2」と「4」の予測実情識別子のデータ数で除算することにより、誤検出率を算出する。 Next, the control unit 31 executes a process of calculating the capture rate and the false positive rate (step S17). Specifically, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 calculates the number of data for each predicted actual situation identifier. Next, the measurement value management unit 311 calculates the capture rate by dividing the number of data for the predicted actual situation identifier "1" that is determined to be both actually solid and predicted to be solid by the number of data for the predicted actual situation identifiers "1" and "3" that indicate that the actual situation is solid. Furthermore, the measurement value management unit 311 calculates the false positive rate by dividing the number of data for the predicted actual situation identifier "2" that is determined to be not actually solid but predicted to be solid by the number of data for the predicted actual situation identifiers "2" and "4" that indicate that the actual situation is not solid.

例えば、図10に示すように、予測実情識別子として「1」を付与したデータ数が「3」、「2」を付与したデータ数が「0」、「3」を付与したデータ数が「4672」、「4」を付与したデータ数が「7137」だったと仮定する。この場合、捕捉率は0.00064であり、誤検出率は0となる。 For example, as shown in Figure 10, assume that the number of data items assigned the predicted actual situation identifier "1" is "3," the number of data items assigned the identifier "2" is "0," the number of data items assigned the identifier "3" is "4672," and the number of data items assigned the identifier "4" is "7137." In this case, the capture rate is 0.00064, and the false positive rate is 0.

以上の処理を、ステップS13で設定した閾値候補の範囲において、設定した間隔毎に繰り返す。これにより、制御部31の閾値特定部312は、設定した範囲内で、設定した間隔毎に1つずつ特定した閾値候補に対する捕捉率と誤検出率とを算出する。 The above process is repeated at set intervals within the range of threshold candidates set in step S13. As a result, the threshold identification unit 312 of the control unit 31 calculates the capture rate and false positive rate for each threshold candidate identified at set intervals within the set range.

次に、制御部31は、ROC曲線の作成処理を実行する(ステップS18)。具体的には、制御部31の閾値特定部312は、横軸を誤検出率、縦軸を捕捉率とした2次元座標のグラフにおいて、各閾値候補の捕捉率と誤検出率に応じた位置をプロットする。そして、プロットした位置を曲線で結ぶことにより、ROC曲線(Receiver Operating Characteristic curve)を生成する。このROC曲線は、閾値候補を用いて分類するときの分類の性能を評価することができる。このROC曲線の形状が左上(1,0)に寄るほど、分類の性能が高くなる。
図11は、換算せん断波速度の閾値候補を、「500~100」の範囲で「1」ずつ変化したときのROC曲線C1を示している。
Next, the control unit 31 executes a process of creating an ROC curve (step S18). Specifically, the threshold specification unit 312 of the control unit 31 plots positions corresponding to the capture rate and false positive rate of each threshold candidate in a two-dimensional coordinate graph with the horizontal axis representing the false positive rate and the vertical axis representing the capture rate. Then, a receiver operating characteristic curve (ROC curve) is generated by connecting the plotted positions with a curve. This ROC curve can evaluate the classification performance when classifying using the threshold candidate. The closer the shape of this ROC curve is to the upper left (1, 0), the higher the classification performance.
FIG. 11 shows an ROC curve C1 when the threshold value candidate for the reduced shear wave velocity is changed in increments of "1" within the range of "500 to 100."

次に、制御部31は、閾値の決定処理を実行する(ステップS19)。
図11に示すように、制御部31の閾値特定部312は、生成したROC曲線において、座標(1,0)からの距離R1が最も短くなる点P1に対応する閾値候補を閾値として特定する。なお、この点P1に対応する閾値は「233」であった。そして、閾値特定部312は、特定した閾値を、閾値記憶部34に記録する。
Next, the control unit 31 executes a threshold determination process (step S19).
11, the threshold specifying unit 312 of the control unit 31 specifies, as a threshold, a candidate threshold corresponding to a point P1 where the distance R1 from the coordinates (1, 0) is the shortest in the generated ROC curve. The threshold corresponding to this point P1 is "233". Then, the threshold specifying unit 312 records the specified threshold in the threshold storage unit 34.

(決定した閾値を用いた地盤の固さ判定)
その後、杭孔を掘削する際の掘削時処理においては、閾値記憶部34に記録された閾値を用いて、掘削により杭孔が到着した地盤が固いか否かを判定する。具体的には、地盤固さ判定システム30の制御部31は、掘削計測値の取得処理を実行する。具体的には、制御部31の計測値管理部311は、掘削機10を用いて、新たな杭孔を掘削した際に、測定した掘削計測値(注水量、削孔速度、積分電流値、振動方向及び分析周波数における振幅値)を取得する。そして、固さ判定部313は、実際に掘り進んだ時間帯における削孔深度に応じた掘削計測値を、削孔深度(深さ)に関連付けて、施工指標値記憶部33に記録する。
更に、計測値管理部311は、記憶している換算せん断波速度を算出する式に、掘削計測値を代入することにより、換算せん断波速度を算出する。
(Determining ground hardness using determined threshold value)
Thereafter, in the excavation process when drilling a pile hole, the threshold value recorded in the threshold value storage unit 34 is used to determine whether the ground where the pile hole arrives is firm or not. Specifically, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 executes an acquisition process of the excavation measurement values. Specifically, the measurement value management unit 311 of the control unit 31 acquires the excavation measurement values (water injection amount, drilling speed, integral current value, vibration direction, and amplitude value at analysis frequency) measured when a new pile hole is excavated using the excavator 10. Then, the firmness determination unit 313 records the excavation measurement values according to the drilling depth during the time period when the excavation actually proceeded in the construction index value storage unit 33 in association with the drilling depth (depth).
Furthermore, the measurement value management unit 311 calculates the reduced shear wave velocity by substituting the excavation measurement value into the stored equation for calculating the reduced shear wave velocity.

そして、制御部31の固さ判定部313は、算出した換算せん断波速度Vsと、閾値記憶部34に記録された閾値とを比較する。比較した結果、固さ判定部313は、換算せん断波速度Vsが閾値以上となった場合に、その地盤が固いと判定する。この場合、その深さと、地盤が固いことを示すメッセージを表示装置H13に表示する。 Then, the firmness determination unit 313 of the control unit 31 compares the calculated reduced shear wave velocity Vs with the threshold value recorded in the threshold value storage unit 34. If the result of the comparison shows that the reduced shear wave velocity Vs is equal to or greater than the threshold value, the firmness determination unit 313 determines that the ground is firm. In this case, the depth and a message indicating that the ground is firm are displayed on the display device H13.

(作用)
施工指標値から算出した換算せん断波速度Vsと閾値候補との比較により特定される予測固さ識別子と、地盤のN値及び土質に基づく実情固さ識別子とによって特定される予測実情識別子毎のデータ数を用いて、捕捉率及び誤検出率を算出する。そして、捕捉率及び誤検出率が高い閾値が特定される。
(Action)
The capture rate and the false positive rate are calculated using the number of data for each predicted actual condition identifier, which is identified by comparing the converted shear wave velocity Vs calculated from the construction index value with a threshold candidate, and the actual condition identifier based on the N value and soil quality of the ground. Then, a threshold value with a high capture rate and a high false positive rate is identified.

本実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
(1)本実施形態では、地盤固さ判定システム30の制御部31は、施工指標値から算出した換算せん断波速度Vsと閾値候補とを比較して、予測固さ識別子を特定する。制御部31は、予測固さ識別子と、地盤のN値及び土質に基づく実情固さ識別子とによって特定される予測実情識別子毎のデータ数を用いて、捕捉率及び誤検出率を算出する。そして、制御部31は、算出した捕捉率が大きくかつ誤検出率が小さくなる閾値候補を閾値として特定する。これにより、捕捉率及び誤検出率という2つのパラメータを用いて、地盤固さの判定に用いる閾値を的確に設定することができる。
According to this embodiment, the following effects can be obtained.
(1) In this embodiment, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 compares the converted shear wave velocity Vs calculated from the construction index value with a threshold candidate to identify a predicted firmness identifier. The control unit 31 calculates a capture rate and a false positive rate using the number of data for each predicted actual condition identifier identified by the predicted firmness identifier and the actual firmness identifier based on the N value and soil quality of the ground. The control unit 31 then identifies a threshold candidate that results in a large calculated capture rate and a small false positive rate as the threshold. This makes it possible to accurately set a threshold used to determine ground firmness using two parameters, the capture rate and the false positive rate.

(2)本実施形態では、地盤固さ判定システム30の制御部31は、ROC曲線の作成処理(ステップS18)において、横軸を誤検出率、縦軸を捕捉率とした2次元座標のグラフにおいて、各閾値候補の捕捉率と誤検出率に応じた位置をプロットする。そして、プロットした位置を曲線で結ぶことにより、ROC曲線を生成する。そして、制御部31は、生成したROC曲線において、座標(1,0)からの距離R1が最も短くなる点P1に対応する閾値候補を特定する。これにより、算出した捕捉率が大きくかつ誤検出率が小さくなる閾値を効率的に特定することができる。 (2) In this embodiment, in the ROC curve creation process (step S18), the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 plots positions corresponding to the capture rate and false positive rate of each threshold candidate on a two-dimensional coordinate graph with the false positive rate on the horizontal axis and the capture rate on the vertical axis. The ROC curve is then generated by connecting the plotted positions with a curve. The control unit 31 then identifies the threshold candidate corresponding to point P1 on the generated ROC curve where the distance R1 from the coordinates (1,0) is the shortest. This makes it possible to efficiently identify a threshold where the calculated capture rate is large and the false positive rate is small.

(3)本実施形態では、地盤固さ判定システム30の制御部31は、掘削計測値に基づいて算出される換算せん断波速度を用いて地盤の固さを判定する。これにより、掘削計測値から地盤の固さを評価することができる。 (3) In this embodiment, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 determines the firmness of the ground using the converted shear wave velocity calculated based on the excavation measurement values. This makes it possible to evaluate the firmness of the ground from the excavation measurement values.

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・上記実施形態においては、地盤固さ判定システム30の制御部31は、換算せん断波速度の閾値を決定した(ステップS19)。地盤固さの判定に用いる閾値は、換算せん断波速度に限られず、他の施工指標であってもよいし、複数の施工指標を用いてもよい。複数の施工指標を用いる場合には、制御部31の閾値特定部312は、判定に用いる施工指標(対象施工指標)毎に、ステップS13~S19の処理を実行する。そして、閾値特定部312は、施工指標に関連付けて、決定した閾値を、閾値記憶部34に記録する。この場合、施工指標としては、孔を形成するときに測定できる掘削計測値(積分電流値、終了深度、掘削速度、注水量及び振動等)だけでなく、それらから計算される値であってもよい。例えば、開始深度、瞬間電流値や掘削加速度等を用いてもよい。
This embodiment can be modified as follows: This embodiment and the following modifications can be combined with each other to the extent that there is no technical contradiction.
In the above embodiment, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 determined the threshold value of the converted shear wave velocity (step S19). The threshold value used to determine the ground firmness is not limited to the converted shear wave velocity, and may be another construction index, or multiple construction indexes may be used. When multiple construction indexes are used, the threshold value specification unit 312 of the control unit 31 executes the process of steps S13 to S19 for each construction index (target construction index) used for the determination. Then, the threshold value specification unit 312 records the determined threshold value in association with the construction index in the threshold value storage unit 34. In this case, the construction index may be not only the drilling measurement value (integral current value, end depth, drilling speed, water injection amount, vibration, etc.) that can be measured when forming the hole, but also a value calculated from them. For example, the start depth, instantaneous current value, drilling acceleration, etc. may be used.

例えば、図12(a)には、深さに応じて横軸が「3」の位置に、実際に固い地盤があることが示されている。更に、図12(c)、(d)には、上記実施形態の閾値特定処理によって特定した閾値を用いて地盤を固いと特定した施工指標1,2が示されている。ここでは、施工指標1は、換算せん断波速度、施工指標2は掘削速度の変化を示している。図12(b)は、施工指標1の値(施工指標値1)が「閾値1」以上の場合、かつ施工指標2の値(施工指標値2)が「閾値2」以下のために固い地盤として判定された部分を示している。図12(b)から明らかなように、深さ約25mにおいては、図12(c)、(d)のそれぞれ施工指標毎の閾値よりも、図12(a)に示す実際の地盤の固さに近い深さにおいて、地盤が固いと判定できている。 For example, FIG. 12(a) shows that the ground is actually firm at the position "3" on the horizontal axis according to the depth. Furthermore, FIG. 12(c) and (d) show construction indicators 1 and 2 in which the ground is identified as firm using the threshold value identified by the threshold value identification process of the above embodiment. Here, construction indicator 1 indicates the change in converted shear wave velocity, and construction indicator 2 indicates the change in excavation speed. FIG. 12(b) shows a portion that is determined to be firm because the value of construction indicator 1 (construction indicator value 1) is equal to or greater than "threshold 1" and the value of construction indicator 2 (construction indicator value 2) is equal to or less than "threshold 2". As is clear from FIG. 12(b), at a depth of approximately 25 m, the ground is determined to be firm at a depth closer to the actual ground firmness shown in FIG. 12(a) than the threshold values for each construction indicator in FIG. 12(c) and (d).

・上記実施形態においては、地盤固さ判定システム30の制御部31は、作成したROC曲線において、座標(0,1)からの最小距離にある閾値候補を閾値として用いた。閾値を決定する条件は、座標(0,1)からの最小距離にある場合に限られない。例えば、捕捉率が所定値となる閾値候補(例えば75%以上であって誤検出率が最小の点に対応する閾値候補)を閾値としてもよい。 - In the above embodiment, the control unit 31 of the ground firmness determination system 30 used the candidate threshold at the minimum distance from the coordinates (0, 1) in the created ROC curve as the threshold. The condition for determining the threshold is not limited to the minimum distance from the coordinates (0, 1). For example, the threshold may be a candidate threshold at which the capture rate is a predetermined value (e.g., a candidate threshold corresponding to a point that is 75% or more and has the minimum false positive rate).

・上記実施形態においては、捕捉率及び誤検出率を用いて閾値を決定した。これに限らず、閾値候補から閾値を特定する検証指標は、捕捉率及び誤検出率の一方であってもよいし、的中率を用いて閾値を決定してもよい。この的中率は、実際に固く予想も固いと判定した「1」の予測実情識別子のデータ数と、実際に固くなく予想も固くないと判定した「4」の予測実情識別子のデータ数との合計数を、全体のデータ数で除算することにより算出される。ここで、的中率が最大となった閾値候補を、閾値として用いてもよい。更に、捕捉率が大きくかつ誤検出率が小さい閾値候補のうち的中率が最大の閾値候補を閾値として用いてもよい。 - In the above embodiment, the threshold was determined using the capture rate and false positive rate. Not limited to this, the verification index for identifying the threshold from the threshold candidate may be either the capture rate or the false positive rate, or the threshold may be determined using the hit rate. This hit rate is calculated by dividing the total number of data items of the predicted actual situation identifier "1" that was determined to be actually solid and the prediction was also solid, and the total number of data items of the predicted actual situation identifier "4" that was determined to be not actually solid and the prediction was also not solid, by the total number of data items. Here, the threshold candidate with the highest hit rate may be used as the threshold. Furthermore, the threshold candidate with the highest hit rate among the threshold candidates with a high capture rate and a low false positive rate may be used as the threshold.

次に、上記実施形態及び別例から把握できる技術的思想について、以下に追記する。
(a)前記制御部は、前記誤検出率を横軸、前記捕捉率を縦軸としたグラフにおいて、横軸の値が「0」で、横軸の値が「1」の座標からの距離が最も短い位置にある前記閾値候補を前記閾値として決定することを特徴とする請求項3に記載の地盤判定支援方法。
Next, the technical ideas that can be understood from the above embodiment and other examples will be described below.
(a) The ground judgment support method described in claim 3, characterized in that the control unit determines as the threshold the threshold candidate that is located at the position where the horizontal axis value is ``0'' and the horizontal axis value is ``1'' at the shortest distance from the coordinate in a graph with the false detection rate on the horizontal axis and the capture rate on the vertical axis.

C1…ROC曲線、h0…杭孔、P1…点、R1…距離、T1…閾値候補、Vs…換算せん断波速度、10…掘削機、11…ベースマシン、12…クローラ、13…操作室、14…マスト、16…オーガマシン、17…掘削ロッド、18…掘削ヘッド、21…削孔深度計測器、22…流量計測器、23…電流計測器、24…振動計測器、30…地盤判定支援システムとしての地盤固さ判定システム、31…制御部、32…地質調査情報記憶部、33…施工指標値記憶部、34…閾値記憶部、311…計測値管理部、312…閾値特定部、313…固さ判定部。 C1...ROC curve, h0...pile hole, P1...point, R1...distance, T1...threshold candidate, Vs...reduced shear wave velocity, 10...drilling machine, 11...base machine, 12...crawler, 13...operation room, 14...mast, 16...auger machine, 17...drilling rod, 18...drilling head, 21...drilling depth meter, 22...flow meter, 23...current meter, 24...vibration meter, 30...ground firmness determination system as ground determination support system, 31...control unit, 32...geological survey information storage unit, 33...construction index value storage unit, 34...threshold value storage unit, 311...measurement value management unit, 312...threshold value identification unit, 313...firmness determination unit.

Claims (5)

地盤に孔を掘削するときに取得した掘削計測値に基づく施工指標について、地盤が固いか否かを判定するための閾値を特定する地盤判定支援方法であって、
深さのN値及び土質に基づいて地盤が固いか否かを判定した第1識別子を特定し、
地盤の固さの判定に用いる対象施工指標についての閾値候補を特定し、
前記対象施工指標の各値と前記閾値候補とを比較した結果、この対象施工指標の各値を取得した深さにおける地盤が固いか否かを判定した第2識別子を特定し、
前記閾値候補を変更しながら、前記第1識別子及び前記第2識別子に基づいて分類される前記対象施工指標のデータ数を用いて、的中率、捕捉率及び誤検出率の少なくとも1つを含む検証指標を算出し、
前記検証指標を用いて、前記対象施工指標についての前記閾値を決定することを特徴とする地盤判定支援方法。
A ground judgment support method for identifying a threshold value for determining whether the ground is solid or not for a construction index based on an excavation measurement value acquired when drilling a hole in the ground,
Identifying a first identifier that determines whether the ground is solid or not based on the N value of the depth and the soil type;
Identifying threshold candidates for a target construction index used to determine the hardness of the ground;
A second identifier is identified based on a result of comparing each value of the target construction index with the threshold candidate, the second identifier being used to determine whether or not the ground is solid at the depth at which each value of the target construction index is obtained;
While changing the threshold candidate, a verification index including at least one of a hit rate, a capture rate, and a false positive rate is calculated using the number of data of the target construction index classified based on the first identifier and the second identifier,
A ground judgment support method, characterized in that the threshold value for the target construction index is determined using the verification index.
前記第1識別子及び前記第2識別子が固いと示した前記対象施工指標のデータ数を、前記第1識別子が固いと示した前記対象施工指標のデータ数で除算することにより、前記捕捉率を算出し、
前記第1識別子が固くないと示し、かつ前記第2識別子が固いと示した前記対象施工指標のデータ数を、前記第1識別子が固くないと示した前記対象施工指標のデータ数で除算することにより、誤検出率を算出し、
前記閾値候補を、予め定めた範囲内において順次、変更しながら、前記捕捉率及び前記誤検出率を算出することを繰り返し、
前記閾値の決定条件に対応する前記捕捉率及び前記誤検出率の前記閾値候補を、前記対象施工指標についての前記閾値として決定することを特徴とする請求項1に記載の地盤判定支援方法。
Calculating the capture rate by dividing the number of data items of the target construction indexes indicated as being firm by the number of data items of the target construction indexes indicated as being firm by the first identifier,
Calculating a false positive rate by dividing the number of data items of the target construction indexes indicated by the first identifier as not being firm and the second identifier as being firm by the number of data items of the target construction indexes indicated by the first identifier as not being firm;
Repeating the calculation of the capture rate and the false positive rate while sequentially changing the threshold candidate within a predetermined range;
The ground judgment support method according to claim 1, characterized in that the threshold candidate for the capture rate and the false detection rate corresponding to the threshold determination condition is determined as the threshold for the target construction index.
前記捕捉率及び前記誤検出率を2次元座標の各軸とするグラフにおいて、前記算出した捕捉率及び誤検出率をプロットする処理を行なって曲線を作成し、
前記曲線を用いて、前記捕捉率が大きく、かつ前記誤検出率が小さい前記閾値候補を、前記閾値として決定することを特徴とする請求項2に記載の地盤判定支援方法。
A process of plotting the calculated capture rate and false positive rate on a graph having the capture rate and the false positive rate as axes of a two-dimensional coordinate system to create a curve;
3. The method for supporting ground determination according to claim 2, further comprising using the curve to determine the candidate threshold value for which the capture rate is large and the false positive rate is small as the threshold value.
地盤に孔を掘削するときに取得した掘削計測値に基づく施工指標についての各値を記憶した施工指標値記憶部と、地盤が固いか否かを判定するための閾値を特定する制御部とを備えた地盤判定支援システムであって、
前記制御部は、
深さのN値及び土質に基づいて地盤が固いか否かを判定した第1識別子を特定し、
地盤の固さの判定に用いる対象施工指標についての閾値候補を特定し、
前記施工指標値記憶部に記憶された対象施工指標の各値と前記閾値候補とを比較した結果、この対象施工指標の各値を取得した深さにおける地盤が固いか否かを判定した第2識別子を特定し、
前記閾値候補を変更しながら、前記第1識別子及び前記第2識別子に基づいて分類される前記対象施工指標のデータ数を用いて、的中率、捕捉率及び誤検出率の少なくとも1つを含む検証指標を算出し、
前記検証指標を用いて、前記対象施工指標についての前記閾値を決定することを特徴とする地盤判定支援システム。
A ground judgment support system including a construction index value storage unit that stores values of construction indexes based on excavation measurement values acquired when drilling a hole in the ground, and a control unit that specifies a threshold value for determining whether the ground is solid or not,
The control unit is
Identifying a first identifier that determines whether the ground is solid or not based on the N value of the depth and the soil type;
Identifying threshold candidates for a target construction index used to determine the hardness of the ground;
A second identifier is identified by comparing each value of the target construction index stored in the construction index value storage unit with the threshold candidate, and determining whether or not the ground is solid at the depth at which each value of the target construction index is acquired;
While changing the threshold candidate, a verification index including at least one of a hit rate, a capture rate, and a false positive rate is calculated using the number of data of the target construction index classified based on the first identifier and the second identifier,
A ground judgment support system characterized by using the verification index to determine the threshold value for the target construction index.
地盤に孔を掘削するときに取得した掘削計測値に基づく施工指標についての各値を記憶した施工指標値記憶部と、制御部とを備えた地盤判定支援システムを用いて、地盤が固いか否かを判定するための閾値を特定する地盤判定支援プログラムであって、
前記制御部を、
深さのN値及び土質に基づいて地盤が固いか否かを判定した第1識別子を特定し、
地盤の固さの判定に用いる対象施工指標についての閾値候補を特定し、
前記施工指標値記憶部に記憶された対象施工指標の各値と前記閾値候補とを比較した結果、この対象施工指標の各値を取得した深さにおける地盤が固いか否かを判定した第2識別子を特定し、
前記閾値候補を変更しながら、前記第1識別子及び前記第2識別子に基づいて分類される前記対象施工指標のデータ数を用いて、的中率、捕捉率及び誤検出率の少なくとも1つを含む検証指標を算出し、
前記検証指標を用いて、前記対象施工指標についての前記閾値を決定することを特徴とする地盤判定支援プログラム。
A ground judgment support program for identifying a threshold value for determining whether the ground is solid or not, using a ground judgment support system including a construction index value storage unit that stores values of construction indexes based on excavation measurement values acquired when drilling a hole in the ground, and a control unit,
The control unit,
Identifying a first identifier that determines whether the ground is solid or not based on the N value of the depth and the soil type;
Identifying threshold candidates for a target construction index used to determine the hardness of the ground;
A second identifier is identified by comparing each value of the target construction index stored in the construction index value storage unit with the threshold candidate, and determining whether or not the ground is solid at the depth at which each value of the target construction index is acquired;
While changing the threshold candidate, a verification index including at least one of a hit rate, a capture rate, and a false positive rate is calculated using the number of data of the target construction index classified based on the first identifier and the second identifier,
A ground assessment support program characterized by using the verification index to determine the threshold value for the target construction index.
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