JPH11222839A - Penetration testing method and device - Google Patents
Penetration testing method and deviceInfo
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- JPH11222839A JPH11222839A JP3665598A JP3665598A JPH11222839A JP H11222839 A JPH11222839 A JP H11222839A JP 3665598 A JP3665598 A JP 3665598A JP 3665598 A JP3665598 A JP 3665598A JP H11222839 A JPH11222839 A JP H11222839A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は貫入試験方法及び装
置に関し、さらに詳細に言えば、土の貫入抵抗力や鉛直
貫入深度（地表からの深度位置）などを測定し、原位置
における土層の硬軟、締まり具合、土層の構成物等を相
対的に判定し、土層が有する固有の強度などの土層の性
状を判定する貫入試験方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a penetration test method and apparatus. The present invention relates to a penetration test method and apparatus for relatively determining hardness, softness, tightness, composition of a soil layer, and the like, and determining properties of the soil layer such as inherent strength of the soil layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】道路、河川及び堤防、埋め立て地、農
地、宅地等あらゆる地盤の土層の貫入抵抗力を測定し
て、地盤の強さを判断するには、従来からハンマーを自
由落下させてサンプラーを打ち込むのに要する打撃数で
あるＮ値を求める標準貫入試験などの動的試験方法があ
った。2. Description of the Related Art In order to judge the strength of a ground by measuring the penetration resistance of a soil layer of any ground, such as roads, rivers and embankments, landfills, agricultural lands, and residential lands, a hammer is conventionally allowed to fall freely. There has been a dynamic test method such as a standard penetration test for obtaining an N value, which is the number of hits required to drive a sampler.
【０００３】さらに、静的貫入試験として、ロッド先端
にコーンを取り付け、人力によって所定（通常ｃｍ／ｓ
程度）の貫入速度で土中に貫入させ、その貫入抵抗力を
力計で読むか自記させて測定するコーン貫入試験、ある
いは二重管を交互に操作して外管貫入時にマントルコー
ンを測定深さまで貫入し、その状態で外管を停止したま
ま、内管のみを貫入してマントルコーンだけを貫入して
圧入力を読みとるようにしたオランダ式二重管コーン貫
入試験などがあった。[0003] Further, as a static penetration test, a cone is attached to the tip of the rod, and a predetermined (usually cm / s) is applied manually.
Cone penetration test, in which the penetration force is measured by reading or self-recording the penetration resistance force with a dynamometer, or by operating the double tube alternately to measure the mantle cone when penetrating the outer tube. There was a Dutch double pipe cone penetration test, in which the inner pipe was only penetrated and only the mantle cone was penetrated to read the press-in force while the outer pipe was stopped while the outer pipe was stopped.
【０００４】そして、前記動的・静的いずれの貫入試験
においても、貫入抵抗力の値を現場で目視で読みとり、
これを別途、事務所などに持ち帰って計算したり、さら
にグラフ化して地盤の強度を判定していた。[0004] In both the dynamic and static penetration tests, the value of the penetration resistance is read visually on site,
This was separately brought back to an office or the like for calculation, or further graphed to determine the strength of the ground.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のこの種の貫入試験方法や装置では、次のような
問題があった。すなわち、従来の貫入試験方法ではやぐ
らを建てて行う必要があるので、狭い場所や工場などの
建物の内部では貫入試験を実施するのが困難であった。
また、標準貫入試験方法では、予めボーリングを行って
から貫入試験をする必要があり、操作が面倒であった。However, the above-described conventional penetration test method and apparatus of this type have the following problems. That is, in the conventional penetration test method, it is necessary to build a tower and it is difficult to perform the penetration test in a narrow place or inside a building such as a factory.
In addition, in the standard penetration test method, it is necessary to perform a penetration test after drilling in advance, and the operation is troublesome.
【０００６】コーン貫入試験は、通常軟弱な粘性土から
やや硬い土の貫入抵抗力を測定する場合がほとんどであ
るから、従来から人力で行うのが普通であったために、
一定の速度で貫入を行うことができず、土壌の貫入抵抗
力を正確に捉えることが困難であった。しかも、人力で
は斜めに貫入することになりやすく、均等にテンション
をかけてコーンを鉛直方向に深く貫入させることは難し
かった。また、オランダ式二重管コーン貫入試験方法で
は、測定時にマントルコーンだけを単独で貫入するので
あるから、土圧がロッドの周囲にかかってしまい、土層
の正確な抵抗力の値が得られないおそれがあった。[0006] In most cases, the cone penetration test measures the penetration resistance of a slightly hard soil from a soft cohesive soil.
It was not possible to penetrate at a constant speed, and it was difficult to accurately grasp the penetration resistance of the soil. Moreover, it is easy for humans to penetrate diagonally, and it was difficult to apply even tension to make the cone penetrate deeply in the vertical direction. In addition, in the Dutch double pipe cone penetration test method, since only the mantle cone is penetrated alone at the time of measurement, earth pressure is applied around the rod, and an accurate resistance value of the soil layer can be obtained. There was no fear.
【０００７】さらに、前述のように貫入抵抗力の値を現
場で目視で読みとり、これを別途、事務所に持ち帰って
計算したり、グラフ化しているので、データの処理に時
間がかかり、現場において地盤の性状を直ちに判定する
ことができなかった。Further, as described above, the value of the penetration resistance is visually read at the site, and the value is separately taken back to the office for calculation or graphing. The nature of the ground could not be determined immediately.
【０００８】本発明の目的は、かかる従来の貫入試験の
問題点を解決するためになされたもので、油圧昇降機を
用いてコーンを土中に貫入させ、コーンに作用する貫入
抵抗力を測定すると同時に貫入深度を同時に測定でき、
これらの測定データを原位置において直ちに判定できる
ような圧入式の静的な貫入試験方法及び装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to solve the problems of such a conventional penetration test. When the cone is penetrated into the soil using a hydraulic lift, the penetration resistance acting on the cone is measured. The penetration depth can be measured at the same time,
An object of the present invention is to provide a press-fit type static penetration test method and apparatus which can immediately judge these measurement data at the original position.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は貫入試験方法及
び装置であり、前述した技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、本発明の貫入試
験方法は、ロッド先端にコーンを取り付け、油圧昇降機
により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に貫
入させ、コーンに作用する貫入抵抗力を測定する。同時
に貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力データと貫入
深度の測定データをディジタル信号に変換してコンピュ
ータに入力する。所定深度における貫入抵抗力を原位置
にて解析して土層の強度を判定する（請求項１に対
応）。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a penetration test method and apparatus, and is constituted as follows to solve the above-mentioned technical problems. That is, in the penetration test method of the present invention, a cone is attached to the tip of a rod, the cone is vertically penetrated into soil at a predetermined pressure and speed by a hydraulic lift, and a penetration resistance force acting on the cone is measured. At the same time, the penetration depth is measured, and the penetration resistance data and the penetration depth measurement data are converted into digital signals and input to a computer. The strength of the soil layer is determined by analyzing the penetration resistance at a predetermined depth at the original position (corresponding to claim 1).
【００１０】前記コーンは、その先端角は、通常６０°
で、底面積は１０ｃｍ2であるが、これに限定されない
ことはもちろんである。従って先端角を３０°、４０°
とするなど、適宜選定することができる。また、油圧昇
降機には、直線運動する油圧シリンダのピストンに昇降
機を取り付けることが好ましい。The cone has a tip angle of usually 60 °.
And the bottom area is 10 cm 2 , but is not limited to this. Therefore, the tip angle is 30 °, 40 °
And so on. Further, in the hydraulic lift, it is preferable to attach the lift to a piston of a hydraulic cylinder that moves linearly.
【００１１】さらに、コーン貫入抵抗力は、通常は１ｃ
ｍ／ｓの貫入速度で５ｃｍ連続的に押し込んだときに、
コーンの底面に作用する貫入抵抗であり、土層の強度と
してコーンの貫入抵抗力をコーンの断面積で割ったコー
ン支持力ｑc〔Ｋｇｆ／ｃｍ2〕で示すことができる。Further, the cone penetration resistance is usually 1c.
When pushing continuously for 5 cm at a penetration speed of m / s,
This is the penetration resistance acting on the bottom surface of the cone, and can be represented by the cone supporting force q c [Kgf / cm 2 ] obtained by dividing the penetration resistance of the cone by the sectional area of the cone as the strength of the soil layer.
【００１２】また、コーン貫入深度は貫入量で判断する
ことができるものであり、油圧昇降機の移動を市販の巻
込型変位計の巻き込み量を計測し、その値をパソコンに
入力して貫入深度を測定して、地上からどの程度の深度
に貫入されたかを判断することが好ましい。また、コン
ピュータには、小型のパソコンを使用するのが好まし
い。The penetration depth of the cone can be determined by the penetration amount. The movement of the hydraulic lift is measured by the penetration amount of a commercially available retractable displacement meter, and the value is input to a personal computer to enter the penetration depth. Is preferably measured to determine the depth from the ground. It is preferable to use a small personal computer as the computer.
【００１３】本発明の貫入試験方法は前述の必須の構成
要素からなるが、さらに、先端にコーンを取り付けた心
棒と、該心棒を囲む外管とで前記ロッドを構成すること
もできる。そして、所定の測定深度まで外管を貫入して
から心棒を押圧して前記コーンを土中に貫入させること
ができる（請求項２に対応）。The penetration test method of the present invention comprises the above-mentioned essential components, but the rod may also be constituted by a mandrel having a cone attached to the tip and an outer tube surrounding the mandrel. Then, after penetrating the outer tube to a predetermined measurement depth, the mandrel can be pressed to cause the cone to penetrate into the soil (corresponding to claim 2).
【００１４】さらに、前記心棒と外管は、それぞれ所定
長の複数の心棒と外管とをそれぞれ継ぎ足しながら所定
深度までロッドを貫入させる（請求項３に対応）。Further, the mandrel and the outer tube penetrate the rod to a predetermined depth while respectively adding a plurality of mandrels and the outer tube of a predetermined length (corresponding to claim 3).
【００１５】さらに、本発明は貫入試験装置であり、前
述の技術的課題を解決するために以下のように構成され
ている。すなわち、本発明の貫入試験装置は、架台に立
設された地表に鉛直な柱体と、前記柱体に沿って所定の
圧力と速度で移動自在の油圧昇降機と、先端にコーンを
備え前記油圧昇降機により押圧されて前記コーンを土中
に鉛直に貫入するロッドと、前記コーンに作用する貫入
抵抗力を測定する圧力ゲージと、前記コーンの貫入深度
を測定する貫入量測定器と、前記圧力ゲージから得られ
た貫入抵抗力データ及び前記貫入量測定器から得られた
貫入測定データをディジタルデータに変換する信号変換
器と、前記ディジタルデータを解析するパソコンとを備
える（請求項４に対応）。Further, the present invention is a penetration test device, and is configured as follows to solve the above-mentioned technical problem. That is, the penetration test apparatus of the present invention comprises a column vertical to the surface of the ground erected on a gantry, a hydraulic lift capable of moving at a predetermined pressure and speed along the column, A rod pressed by an elevator to vertically penetrate the cone into the soil, a pressure gauge for measuring a penetration resistance acting on the cone, a penetration amount measuring device for measuring a penetration depth of the cone, and the pressure gauge A signal converter for converting the penetration resistance data obtained from the above and the penetration measurement data obtained from the penetration amount measuring device into digital data, and a personal computer for analyzing the digital data.
【００１６】本発明の貫入試験装置では、前記架台や柱
体は、クローラを備えて移動自在であり、掘削口径が３
５〜８６ｍｍ程度で、深度が最大３０ｍ程度の孔をパー
カッション掘削する小型掘削機（商品名：ジオロープ）
を用い、この掘削装置の架台、柱体、油圧昇降機をその
まま利用することができる。In the penetration test apparatus according to the present invention, the gantry and the column are provided with a crawler and are movable, and the excavation diameter is 3 mm.
A small drilling machine (trade name: Georope) for percussion drilling a hole with a depth of about 30 m at a depth of about 5 to 86 mm
And the gantry, column, and hydraulic lift of the excavator can be used as they are.
【００１７】油圧アクチュエータには油圧シリンダを用
い、かつシリンダの移動する側（ピストン、又はピスト
ンを固定側にすればシリンダケース）に昇降機部を設け
ることが好ましい。It is preferable to use a hydraulic cylinder as the hydraulic actuator and to provide an elevator unit on the side where the cylinder moves (the piston or the cylinder case if the piston is fixed).
【００１８】また、圧力ゲージは油圧アクチュエータと
ロッドの間に設けられ、貫入抵抗力により歪んで変形す
る円形リング（プルービングリング）を使用すること
も、または電気的に荷重を指示することができるもの等
適宜、選択して使用することができる。Further, the pressure gauge is provided between the hydraulic actuator and the rod, and can use a circular ring (probing ring) which is distorted and deformed by the penetration resistance, or can electrically indicate the load. And the like can be appropriately selected and used.
【００１９】また、前記ロッドは先端にコーンを取り付
けた少なくとも一組の心棒と該心棒を囲む外管とで構成
することができる。この場合、心棒には圧力ゲージが取
り付けられ、油圧昇降機と同時に昇降する貫入量測定器
を設け、さらに、所定の測定深度まで外管を貫入してか
ら、心棒を土中に貫入すべく心棒と外管とはシーケンス
制御されている（請求項５に対応）。Further, the rod may be constituted by at least one set of a mandrel having a cone attached to the tip and an outer tube surrounding the mandrel. In this case, a pressure gauge is attached to the mandrel, and a penetration amount measuring device that moves up and down at the same time as the hydraulic elevator is provided. The outer tube is sequence-controlled (corresponding to claim 5).
【００２０】この場合、前記貫入量測定器には、市販の
巻込型変位計を用い、油圧昇降機の移動を測定ワイヤの
巻き込み量で計測し、その値をパルスにてパソコンに信
号を送り、貫入深度を測定するのが好ましい。In this case, a commercially available winding displacement meter is used as the penetration amount measuring device, the movement of the hydraulic lift is measured by the winding amount of the measuring wire, and the value is sent to the personal computer by a pulse. Preferably, the penetration depth is measured.
【００２１】さらに、前記柱体を折り畳んだ状態で架台
に搭載可能とすることもできる（請求項６に対応）。そ
の結果、限定された狭い空間でも貫入試験を実施可能と
する。 本発明の貫入試験方法及び装置によると、ロッ
ド６の先端にコーン５を取り付け、油圧シリンダ３を作
動させて所定の圧力と速度で前記コーン５を土中に貫入
させる。この時点で貫入抵抗力と地表面からの貫入深度
を測定する。Further, the column can be mounted on a gantry in a folded state (corresponding to claim 6). As a result, the penetration test can be performed even in a limited narrow space. According to the penetration test method and apparatus of the present invention, the cone 5 is attached to the tip of the rod 6, and the hydraulic cylinder 3 is operated to penetrate the cone 5 into the soil at a predetermined pressure and speed. At this point, the penetration resistance and the penetration depth from the ground surface are measured.
【００２２】油圧昇降機を駆動する油圧シリンダの押圧
力に対する土層の抵抗力の測定データと、貫入量測定器
９から貫入深度を示す測定データが信号変換器１０に送
られる。信号変換器１０ではこれらのアナログ信号をデ
ィジタル信号に変換してコンピュータ１１に入力する。
そして、コンピュータ１１で貫入抵抗力と貫入深度のデ
ィジタルデータを現場で直ちに処理する。The measured data of the resistance of the soil layer to the pressing force of the hydraulic cylinder driving the hydraulic lift and the measured data indicating the penetration depth from the penetration measuring device 9 are sent to the signal converter 10. The signal converter 10 converts these analog signals into digital signals and inputs them to the computer 11.
Then, the computer 11 immediately processes the digital data of the penetration resistance and the penetration depth at the site.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の貫入試験方法及び
装置を図に示される実施形態についてさらに詳細に説明
する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部
品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは特に特定
的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１に
は本発明の一実施形態に係る貫入試験装置による貫入試
験の概要を示しており、図２には図１の圧力ゲージ部分
を拡大して示す。図３は本発明の貫入試験のフローチャ
ートであり、図４はコーンの貫入手順の説明図であり、
図５は油圧シリンダの回路の一例を示す。図６は本発明
の実施形態の貫入試験装置設けた小型掘削機の側面図で
あり、図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態におい
て用いられた貫入量測定器の作動状態の説明図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The penetration test method and apparatus of the present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, unless otherwise specified. It is only an illustrative example. FIG. 1 shows an outline of a penetration test by a penetration test device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an enlarged view of a pressure gauge portion of FIG. FIG. 3 is a flowchart of a penetration test of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of a cone penetration procedure.
FIG. 5 shows an example of a hydraulic cylinder circuit. FIG. 6 is a side view of a small excavator provided with the penetration test device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7D are operating states of the penetration amount measuring device used in the embodiment of the present invention. FIG.
【００２４】本発明にかかる貫入試験装置の実施形態で
は、地盤土壌の掘削や土壌のサンプリングあるいは地下
水、ガス等の観測井戸の掘削などに使用される、図６に
示すような小型掘削機（商品名：ジオロープ）１を貫入
試験装置に用い、図１に示すように地表に鉛直に立設さ
れた柱体２に油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を
取り付けてある。前記柱体２は地盤土壌の掘削や土壌の
サンプリングあるいは地下水、ガス等の観測井戸の掘削
などに使用される図６に示すような小型掘削機１の架台
２０に設けられる。また、前記架台２０はクローラ２
１、２１により支持されていて、貫入試験を要する原位
置に迅速に移動することができるようになっている。In the embodiment of the penetration test apparatus according to the present invention, a small excavator (commercially available) as shown in FIG. 6 is used for excavating ground soil, sampling soil, or excavating observation wells for groundwater, gas, etc. 1, a hydraulic cylinder 3 for driving a hydraulic lift 4 is mounted on a column 2 that stands vertically on the surface of the ground as shown in FIG. The column 2 is provided on a gantry 20 of a small excavator 1 as shown in FIG. 6, which is used for excavation of ground soil, sampling of soil, or excavation of observation wells for groundwater, gas and the like. The cradle 20 is a crawler 2
1, 21 so that it can be quickly moved to the original position where a penetration test is required.
【００２５】そして、油圧昇降機４を駆動する油圧シリ
ンダ３はピストン１９（図５参照）が前記の柱体２に沿
って所定の圧力と速度で移動自在である。油圧シリンダ
のピストンには油圧昇降機４を設けてある。また、前記
柱体２は掘削機１の架台２０に折り畳んだ状態で搭載さ
れている。The hydraulic cylinder 3 for driving the hydraulic lift 4 has a piston 19 (see FIG. 5) movable along the column 2 at a predetermined pressure and speed. A hydraulic lift 4 is provided on the piston of the hydraulic cylinder. The column 2 is mounted on the gantry 20 of the excavator 1 in a folded state.
【００２６】前記油圧昇降機４は圧力ゲージ７を介して
ロッド６に接続される。このロッド６は先端にコーン５
を備える。さらに、ロッド６は前記油シリンダ３により
所定の圧力（例えば２tf）で押圧されて前記コーン５を
土中に鉛直に貫入可能となっている。The hydraulic lift 4 is connected to the rod 6 via a pressure gauge 7. This rod 6 has a cone 5
Is provided. Further, the rod 6 is pressed by the oil cylinder 3 at a predetermined pressure (for example, 2 tf) so that the cone 5 can penetrate vertically into the soil.
【００２７】前記圧力ゲージ７は前記コーン５に作用す
る貫入抵抗力を測定するものであって、コーンの上端に
セットされた円形リング８と、この円形リング内に位置
するダイヤルゲージ７ａを備え、円形リング８の収縮圧
によりダイヤルゲージ７ａの指針が動くようになってい
る。The pressure gauge 7 measures the penetration resistance acting on the cone 5 and includes a circular ring 8 set at the upper end of the cone, and a dial gauge 7a located in the circular ring. The pointer of the dial gauge 7a is moved by the contraction pressure of the circular ring 8.
【００２８】また、前記油圧式昇降機４には、図１に示
すように、貫入量測定器９として市販の巻込型変位計
（例えば株式会社東京測機研究所製のひずみゲージ式変
換計）が設けられている。そして、この貫入量測定器９
は油圧昇降機が下降するときに同時に昇降するものであ
って、図７（ａ）に示すように測定ワイヤ２５を所定の
長さ、例えば１ｍ引き出してセットしておき、図７
（ｂ）〜（ｃ）のように油圧昇降機４が下降し、図７
（ｄ）のように再び測定ワイヤ２５を再び地上まで引き
出してセットするごとに所定長にセットされた測定ワイ
ヤ２５を巻き取ることを繰り返し、巻き取り量を累計カ
ウントすることによって総貫入深度を測定し、コーン５
が地上からどの程度の深度に貫入されたかを判断するよ
うに構成されている。As shown in FIG. 1, the hydraulic lift 4 has a commercially available retractable displacement meter (for example, a strain gauge type converter manufactured by Tokyo Sokki Co., Ltd.) as a penetration amount measuring device 9. Is provided. And this penetration amount measuring instrument 9
7A and 7B, which are simultaneously moved up and down when the hydraulic lift descends. As shown in FIG. 7A, the measuring wire 25 is pulled out for a predetermined length, for example, 1 m, and set.
As shown in FIGS. 7B to 7C, the hydraulic lift 4 descends, and FIG.
Each time the measuring wire 25 is pulled out to the ground again and set, as shown in (d), the measuring wire 25 set to a predetermined length is repeatedly wound up, and the total penetration depth is measured by cumulatively counting the winding amount. And corn 5
It is configured to determine how deep into the ground has penetrated.
【００２９】さらに、前記圧力ゲージ７及び貫入量測定
器９は信号変換器１０にそれぞれ接続コード２３、２４
を経て接続されている。本実施の形態においては、この
信号変換器１０はデータ記録装置を兼ねており、測定デ
ータをアナログデータからディジタルデータに変換する
と同時に測定データを記録するようになっている。Further, the pressure gauge 7 and the penetration amount measuring device 9 are connected to the signal converter 10 by connecting cords 23 and 24, respectively.
Connected through. In the present embodiment, the signal converter 10 also serves as a data recording device, and converts measurement data from analog data to digital data and simultaneously records the measurement data.
【００３０】また、前記信号変換器１０は小型コンピュ
ータ（パソコン）１１に接続されていて、パソコン１１
において、信号変換器１０からのディジタルデータを解
析し、貫入抵抗力と貫入深度の原位置試験と解析を瞬時
に行うことができるようになっている。The signal converter 10 is connected to a small computer (personal computer) 11.
, The digital data from the signal converter 10 is analyzed, and the in-situ test and analysis of the penetration resistance and the penetration depth can be instantaneously performed.
【００３１】本実施の形態では、前記ロッド６は先端に
コーン５を取り付けた心棒６ａと心棒６ａを囲む外管６
ｂから構成されていて、心棒６ａの上端に圧力ゲージ７
がセットされている。また、心棒６ａは外管６ｂが所定
の深度まで土中に貫入してから測定深度まで貫入するよ
うに継時的に貫入するようにシーケンス作動すべく制御
されている。In this embodiment, the rod 6 is a mandrel 6a having a cone 5 attached to the tip and an outer tube 6 surrounding the mandrel 6a.
b and a pressure gauge 7 at the upper end of the mandrel 6a.
Is set. The mandrel 6a is controlled to perform a sequence operation so that the outer pipe 6b penetrates into the soil to a predetermined depth and then penetrates to the measurement depth over time.
【００３２】このため、図５に簡略して示すように油圧
昇降機４を駆動する油圧シリンダ３は、心棒６ａを押圧
するシリンダ３ａと外筒６ｂを押圧するシリンダ３ｂか
ら構成されている。そして、シリンダ３ａに至る油路１
２にシーケンスバルブ１５が組み込まれ、該シーケンス
バルブ１５にはシリンダ３ｂに至る油路１３からパイロ
ット流路１４が接続している。このために、油圧シリン
ダ３ｂが所定深さまで貫入したときに、油圧シリンダ３
ａが作動するように形成される。For this reason, as schematically shown in FIG. 5, the hydraulic cylinder 3 for driving the hydraulic lift 4 comprises a cylinder 3a for pressing the mandrel 6a and a cylinder 3b for pressing the outer cylinder 6b. Then, the oil passage 1 reaching the cylinder 3a
2, a sequence valve 15 is incorporated, and a pilot flow path 14 is connected to the sequence valve 15 from an oil passage 13 reaching the cylinder 3b. For this reason, when the hydraulic cylinder 3b has penetrated to a predetermined depth,
a is configured to operate.
【００３３】なお、各シリンダ３ａ、３ｂの出口側に流
量調整弁１６が設けられており、油圧シリンダの速度を
一定にすることにより、ロッド６の貫入速度を一定にし
て、ロッド６の貫入速度を一定に保つようにしてある。
なお、１７は手動切換弁、１８は油圧ポンプを示す。A flow regulating valve 16 is provided on the outlet side of each of the cylinders 3a and 3b, and by making the speed of the hydraulic cylinder constant, the penetration speed of the rod 6 is made constant. Is kept constant.
Reference numeral 17 denotes a manual switching valve, and reference numeral 18 denotes a hydraulic pump.
【００３４】次に、本発明の貫入試験方法の一実施形態
を説明する。まず、小型掘削機１のクローラ２１を駆動
して貫入測定を行う場所に移動させる。次いで、図６に
想像線で示すように柱体２を架台２０の上部に搭載され
た状態から、油圧ピストンロッド２２を駆動して図中に
実線で示すように屈伸させて掘削機１の前方へ移動させ
る。Next, one embodiment of the penetration test method of the present invention will be described. First, the crawler 21 of the small excavator 1 is driven to move to a place where the penetration measurement is performed. Next, as shown by the imaginary line in FIG. 6, the hydraulic piston rod 22 is driven to bend and extend as shown by the solid line in FIG. Move to
【００３５】次に、ロッド６の先端にコーン５を取り付
け、心棒６ａと外管６ｂから構成されるロッド６及びコ
ーン５を図４（ａ）に示すようにセット状態に位置させ
る。次に、油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を作
動させて所定の圧力と速度で前記コーン５を土中に貫入
させる。油圧シリンダ３を作動するには、図５に示すよ
うに所定の吐出圧に設定された油圧ポンプ１８から吐出
された圧油が油路１３を経てまず油圧シリンダ３ｂに流
入して、図４（ｂ）に矢印で示すようにまず外管６ｂを
所定の測定深度（例えば５０ｃｍ）まで流量制御弁１６
で設定された所定速度で貫入する。Next, the cone 5 is attached to the tip of the rod 6, and the rod 6 and the cone 5 composed of the mandrel 6a and the outer tube 6b are set in the set state as shown in FIG. Next, the hydraulic cylinder 3 that drives the hydraulic lift 4 is operated to cause the cone 5 to penetrate the soil at a predetermined pressure and speed. In order to operate the hydraulic cylinder 3, as shown in FIG. 5, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 18 set to a predetermined discharge pressure first flows into the hydraulic cylinder 3b via the oil passage 13, and FIG. First, as shown by an arrow in b), the outer pipe 6b is moved to a predetermined measurement depth (for example, 50 cm) by the flow control valve 16.
Penetrates at a predetermined speed set in.
【００３６】この時点で、油路１３の回路圧が上昇し、
この圧力がパイロット流路１４を経てシーケンスバルブ
１５を作動して油路１２を開き、油圧シリンダ３ａを作
動させて、図４（ｃ）に示すように心棒６ｂを外管の挿
入深度まで貫入する。この時点で貫入抵抗力と地表面か
らの貫入深度が測定される。この時、コーン５は外管６
ｂによりガードされるので、周囲の土圧がかかって正規
の貫入抵抗力の測定が妨げられることはない。At this point, the circuit pressure in the oil passage 13 increases,
This pressure activates the sequence valve 15 via the pilot flow path 14 to open the oil passage 12, activates the hydraulic cylinder 3a, and penetrates the mandrel 6b to the insertion depth of the outer tube as shown in FIG. 4 (c). . At this point, the penetration resistance and penetration depth from the ground surface are measured. At this time, the cone 5 is
Since the guard is protected by b, the surrounding earth pressure is not applied to prevent the normal measurement of the penetration resistance.
【００３７】さらに、図２に示すように油圧昇降機４の
押圧力により生じる土層の抵抗力は、円形リング８を収
縮させ、この収縮圧によりダイヤルゲージ７ａの指針が
動き貫入抵抗力を指示する。同時に、この貫入抵抗力の
測定データは接続コード２３を経て信号変換器１０に送
られる。Further, as shown in FIG. 2, the resistance of the soil layer generated by the pressing force of the hydraulic elevator 4 causes the circular ring 8 to contract, and the pointer of the dial gauge 7a moves to indicate the penetration resistance by the contracting pressure. . At the same time, the measurement data of the penetration resistance is sent to the signal converter 10 via the connection cord 23.
【００３８】さらに、貫入量を測定するには貫入量測定
器９として前記の市販の巻込型変位計は、図７（ａ）に
示すように測定ワイヤ２５を所定の長さ、例えば１ｍ引
き出してセットしておく。図４（ｂ）〜（ｃ）のように
油圧昇降機４が下降するときに測定ワイヤ２５を巻き取
り、貫入深度を計測する。地上まで油圧昇降機４を下げ
たら測定ワイヤを巻き取ったら図７（ｄ）のように油圧
昇降機４を上昇させる。このような動作を繰り返して累
計深度をカウントすることにより、総貫入深度が記録さ
れる。その結果、コーン５が地上からどの程度の深度に
貫入されたかが判断される。Further, in order to measure the penetration amount, the commercially available retractable displacement meter as the penetration amount measuring device 9 draws out the measuring wire 25 by a predetermined length, for example, 1 m as shown in FIG. And set it. As shown in FIGS. 4B to 4C, when the hydraulic lift 4 descends, the measurement wire 25 is wound up and the penetration depth is measured. When the hydraulic lift 4 is lowered to the ground and the measurement wire is wound up, the hydraulic lift 4 is raised as shown in FIG. 7D. By repeating such an operation and counting the cumulative depth, the total penetration depth is recorded. As a result, it is determined how deep the cone 5 has penetrated from the ground.
【００３９】かくして、前記貫入抵抗力と同時に貫入量
測定器９からも貫入深度を示す測定データが接続コード
２４を経て信号変換器１０に送られる（図３参照）。前
記信号変換器１０ではこれらのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して該ディジタル信号をコンピュータ１１
に入力する。そして、前記コンピュータ１１では、前記
貫入抵抗力と貫入深度のディジタルデータを現場で直ち
に解析処理する。Thus, simultaneously with the penetration resistance, measurement data indicating the penetration depth is transmitted from the penetration measuring device 9 to the signal converter 10 via the connection cord 24 (see FIG. 3). The signal converter 10 converts these analog signals into digital signals and converts the digital signals to a computer 11.
To enter. Then, the computer 11 immediately analyzes and processes the digital data of the penetration resistance and the penetration depth on site.
【００４０】さらに深くコーン５を貫入するには、図４
（ｄ）に示すように、再び外管６ｂを所定の深度まで貫
入させる。次いで同図(e)に示すように、心棒６ａを所
定深度まで貫入して得られた貫入抵抗力と貫入量の測定
データを前述のように信号変換器１０を経てコンピュー
タ１１に入力して処理する。以後同様に処理する。な
お、ロッド６の貫入が所定深度に達したら、油圧シリン
ダ３を反対方向に駆動して昇降機部４を上昇させてか
ら、予め用意してあった別の心棒６ａと外筒６ｂを継ぎ
足しながらコーン５をさらに一層深い深度をまで貫入す
ることができる。To penetrate the cone 5 further deeply, FIG.
As shown in (d), the outer tube 6b is penetrated again to a predetermined depth. Next, as shown in FIG. 3 (e), the penetration resistance and penetration data obtained by penetrating the mandrel 6a to a predetermined depth are input to the computer 11 via the signal converter 10 and processed as described above. I do. Thereafter, the same processing is performed. When the penetration of the rod 6 reaches a predetermined depth, the hydraulic cylinder 3 is driven in the opposite direction to raise the elevator unit 4, and then the cone 6 is added while adding another mandrel 6a and the outer cylinder 6b prepared in advance. 5 can penetrate even deeper.
【００４１】前述のコンピュータ１１では、土層の貫入
抵抗力とその深度位置、コーン支持力ｑc（Ｋｇｆ／ｃ
ｍ2）などが同時に瞬時に処理されてコンピュータ上に
図示される。その他、収集データの解析ソフトにより地
盤強度と地盤のグレードを区分して関係づけるなどし
て、データに基づき原位置における土の硬軟、締まり具
合、土層の構成物等を相対的に判定することができる。In the computer 11 described above, the penetration resistance of the soil layer, its depth position, and the cone supporting force q c (Kgf / c
m 2 ) etc. are instantaneously processed at the same time and shown on the computer. In addition, based on the data, relatively determine the hardness of the soil, the degree of compaction, the composition of the soil layer, etc. based on the data, such as by correlating the ground strength with the ground grade using collected data analysis software Can be.
【００４２】かくて、本発明の実施形態にかかる貫入試
験方法及び貫入試験装置によれば、測定データが現場で
瞬時に解析できるために、自動的にきわめて迅速に土壌
地盤の性質を判定することができる。Thus, according to the penetration test method and the penetration test apparatus according to the embodiment of the present invention, since the measured data can be instantaneously analyzed at the site, the properties of the soil ground can be automatically and very quickly determined. Can be.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の貫入試験
方法及び装置よれば、以下に記載されるような効果を奏
する。 (a)．貫入抵抗力と貫入深度の測定データの収集と同時
にコンピュータによる地盤強度解析が現場で直ちに可能
となり、きわめて迅速かつ能率的な貫入試験が実現す
る。 (b)．油圧昇降機により所定の圧力と速度により鉛直に
コーンを土中に貫入させることによって、人力による場
合のように斜め方向から貫入して不均等なテンションが
かかるようなことがなく、きわめて正確な測定結果が得
られる。しかも、地盤強度の高い場所での測定も可能と
なる。 (c).所定長の外管と心棒を継ぎ足しながら貫入試験を行
うことができるので、地盤の深い部分での貫入抵抗力や
貫入深度の測定も容易に行われる。 (d).所定の深度まで外管を貫入してから心棒を押圧して
ロッドを貫入すると、コーンが外管によりガードされる
ことになり、正規の貫入抵抗力の測定が可能となる。 (e).油圧昇降機を取り付ける柱体を折り畳み可能に架台
に搭載することによって、高いやぐらなどを特に設けな
くても高さも面積も制約される工場建物の内部などの狭
い場所においても簡単に貫入試験が実施できる。As described above, according to the penetration test method and apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. (a). At the same time as the penetration resistance and penetration depth measurement data are collected, the ground strength analysis by computer can be performed immediately on site, and a very quick and efficient penetration test is realized. (b). Extremely accurate measurement results by using a hydraulic lift to penetrate the cone vertically into the soil at a given pressure and speed, so that it does not penetrate diagonally and apply uneven tension as in the case of human power Is obtained. In addition, measurement in a place where the ground strength is high becomes possible. (c). Since the penetration test can be performed while adding a mandrel of a predetermined length to the mandrel, the penetration resistance and the penetration depth in a deep part of the ground can be easily measured. (d). When the rod is penetrated by pushing the mandrel after penetrating the outer tube to a predetermined depth, the cone is guarded by the outer tube, and the normal penetration resistance can be measured. (e) By mounting the column on which the hydraulic elevator is mounted on a foldable base, it can easily penetrate into narrow places such as inside factory buildings where the height and area are restricted without the need for high towers. Testing can be performed.
【図１】本発明の一実施形態にかかる貫入試験装置によ
る貫入試験の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a penetration test by a penetration test device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の圧力ゲージ部分を拡大正面図である。FIG. 2 is an enlarged front view of a pressure gauge part of FIG.
【図３】本発明の貫入試験の実施形態のフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a penetration test of the present invention.
【図４】（ａ）〜（ｅ）はコーンの貫入手順の説明図で
ある。FIGS. 4A to 4E are explanatory diagrams of a cone penetration procedure.
【図５】油圧シリンダの一例の油圧回路図である。FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of an example of a hydraulic cylinder.
【図６】本発明の実施形態の貫入試験装置を取り付けた
小型掘削機の側面図である。FIG. 6 is a side view of a small excavator to which the penetration test device according to the embodiment of the present invention is attached.
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態において
用いられた貫入量測定器の作動状態を示す説明図であ
る。FIGS. 7A to 7D are explanatory views showing the operating state of the penetration amount measuring device used in the embodiment of the present invention.
２ 柱体 ３ 油圧シリンダ ４ 油圧昇降機 ５ コーン ６ ロッド ６ａ 心棒 ６ｂ 外管 ７ 圧力ゲージ ９ 貫入量測定器 １０ 信号変換器 １１ コンピュータ（パソコン） ２０ 架台 2 Pillar 3 Hydraulic cylinder 4 Hydraulic lift 5 Cone 6 Rod 6a Mandrel 6b Outer tube 7 Pressure gauge 9 Penetration measuring device 10 Signal converter 11 Computer (PC) 20 Mount
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【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成１１年１月１８日[Submission date] January 18, 1999
【手続補正１】[Procedure amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】全文[Correction target item name] Full text
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction contents]
【書類名】 明細書[Document Name] Statement
【発明の名称】 貫入試験方法及び装置Patent application title: Penetration test method and apparatus
【特許請求の範囲】[Claims]
【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は貫入試験方法及び装
置に関し、さらに詳細に言えば、土の貫入抵抗力や鉛直
貫入深度（地表からの深度位置）などを測定し、原位置
における土層の硬軟、締まり具合、土層の構成物等を相
対的に判定し、土層が有する固有の強度などの土層の性
状を判定する貫入試験方法及び装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a penetration test method and apparatus. The present invention relates to a penetration test method and apparatus for relatively determining hardness, softness, tightness, composition of a soil layer, and the like, and determining properties of the soil layer such as inherent strength of the soil layer.
【０００２】[0002]
【従来の技術】道路、河川及び堤防、埋め立て地、農
地、宅地等あらゆる地盤の土層の貫入抵抗力を測定し
て、地盤の強さを判断するには、従来からハンマーを自
由落下させてサンプラーを打ち込むのに要する打撃数で
あるＮ値を求める標準貫入試験などの動的試験方法があ
った。2. Description of the Related Art In order to judge the strength of a ground by measuring the penetration resistance of a soil layer of any ground, such as roads, rivers and embankments, landfills, agricultural lands, and residential lands, a hammer is conventionally allowed to fall freely. There has been a dynamic test method such as a standard penetration test for obtaining an N value, which is the number of hits required to drive a sampler.
【０００３】さらに、静的貫入試験として、ロッド先端
にコーンを取り付け、人力によって所定（通常ｃｍ／ｓ
程度）の貫入速度で土中に貫入させ、その貫入抵抗力を
力計で読むか自記させて測定するコーン貫入試験、ある
いは二重管を交互に操作して外管貫入時にマントルコー
ンを測定深さまで貫入し、その状態で外管を停止したま
ま、内管のみを貫入してマントルコーンだけを貫入して
圧入力を読みとるようにしたオランダ式二重管コーン貫
入試験などがあった。[0003] Further, as a static penetration test, a cone is attached to the tip of the rod, and a predetermined (usually cm / s) is applied manually.
Cone penetration test, in which the penetration force is measured by reading or self-recording the penetration resistance force with a dynamometer, or by operating the double tube alternately to measure the mantle cone when penetrating the outer tube. There was a Dutch double pipe cone penetration test, in which the inner pipe was only penetrated and only the mantle cone was penetrated to read the press-in force while the outer pipe was stopped while the outer pipe was stopped.
【０００４】そして、前記動的・静的いずれの貫入試験
においても、貫入抵抗力の値を現場で目視で読みとり、
これを別途、事務所などに持ち帰って計算したり、さら
にグラフ化して地盤の強度を判定していた。[0004] In both the dynamic and static penetration tests, the value of the penetration resistance is read visually on site,
This was separately brought back to an office or the like for calculation, or further graphed to determine the strength of the ground.
【０００５】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のこの種の貫入試験方法や装置では、次のような
問題があった。すなわち、従来の貫入試験方法ではやぐ
らを建てて行う必要があるので、狭い場所や工場などの
建物の内部では貫入試験を実施するのが困難であった。
また、標準貫入試験方法では、予めボーリングを行って
から貫入試験をする必要があり、操作が面倒であった。However, the above-described conventional penetration test method and apparatus of this type have the following problems. That is, in the conventional penetration test method, it is necessary to build a tower and it is difficult to perform the penetration test in a narrow place or inside a building such as a factory.
In addition, in the standard penetration test method, it is necessary to perform a penetration test after drilling in advance, and the operation is troublesome.
【０００６】コーン貫入試験は、通常軟弱な粘性土から
やや硬い土の貫入抵抗力を測定する場合がほとんどであ
るから、従来から人力で行うのが普通であったために、
一定の速度で貫入を行うことができず、土壌の貫入抵抗
力を正確に捉えることが困難であった。しかも、人力で
は斜めに貫入することになりやすく、均等にテンション
をかけてコーンを鉛直方向に深く貫入させることは難し
かった。また、オランダ式二重管コーン貫入試験方法で
は、測定時にマントルコーンだけを単独で貫入するので
あるから、土圧がロッドの周囲にかかってしまい、土層
の正確な抵抗力の値が得られないおそれがあった。[0006] In most cases, the cone penetration test measures the penetration resistance of a slightly hard soil from a soft cohesive soil.
It was not possible to penetrate at a constant speed, and it was difficult to accurately grasp the penetration resistance of the soil. Moreover, it is easy for humans to penetrate diagonally, and it was difficult to apply even tension to make the cone penetrate deeply in the vertical direction. In addition, in the Dutch double pipe cone penetration test method, since only the mantle cone is penetrated alone at the time of measurement, earth pressure is applied around the rod, and an accurate resistance value of the soil layer can be obtained. There was no fear.
【０００７】さらに、前述のように貫入抵抗力の値を現
場で目視で読みとり、これを別途、事務所に持ち帰って
計算したり、グラフ化しているので、データの処理に時
間がかかり、現場において地盤の性状を直ちに判定する
ことができなかった。Further, as described above, the value of the penetration resistance is visually read at the site, and the value is separately taken back to the office for calculation or graphing. The nature of the ground could not be determined immediately.
【０００８】本発明の目的は、かかる従来の貫入試験の
問題点を解決するためになされたもので、油圧昇降機を
用いてコーンを土中に貫入させ、コーンに作用する貫入
抵抗力を測定すると同時に貫入深度を同時に測定でき、
これらの測定データを原位置において直ちに判定できる
ような圧入式の静的な貫入試験方法及び装置を提供する
ことにある。An object of the present invention is to solve the problems of such a conventional penetration test. When the cone is penetrated into the soil using a hydraulic lift, the penetration resistance acting on the cone is measured. The penetration depth can be measured at the same time,
An object of the present invention is to provide a press-fit type static penetration test method and apparatus which can immediately judge these measurement data at the original position.
【０００９】[0009]
【課題を解決するための手段】本発明は貫入試験方法及
び装置であり、前述した技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、本発明の貫入試
験方法及び装置は、先端にコーンを取り付けた少なくと
も一組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、所定の
測定深度まで前記外管を土中に貫入してから前記心棒を
押圧して前記コーンを土中に貫入させることを第１の特
徴としている。よって、本発明は、所定の測定深度まで
前記外管を土中に貫入してから前記心棒を押圧して前記
コーンを土中に貫入させるので、前記コーンは前記外管
によりガードされ、周囲の土圧がかかって正規の貫入抵
抗力の測定が妨げられることはない。また、本発明の第
２の特徴は、前記心棒の押圧力により生じる土層の抵抗
力により収縮する円形リングを有し、この収縮する圧力
により貫入抵抗力を測定することである。そして、この
円形リングは貫入抵抗力により歪んで変形するプルービ
ングリングを使用することができ、この収縮圧力は、圧
力ゲージにより測定することができる。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention relates to a penetration test method and apparatus, and is constituted as follows to solve the above-mentioned technical problems. That is, the penetration test method and apparatus of the present invention have at least a cone attached to the tip.
Also has a set of mandrels and an outer tube surrounding the mandrel,
After penetrating the outer pipe into the soil to the measurement depth, remove the mandrel.
The first feature is that the cone is pushed into the soil by pressing.
It is a sign. Thus, the present invention provides a
After penetrating the outer tube into the soil, press the mandrel to
Since the cone penetrates into the soil, the cone is
Is protected by the surrounding earth pressure and
The measurement of drag is not disturbed. In addition, the present invention
The second characteristic is the resistance of the soil layer caused by the pressure of the mandrel.
It has a circular ring that contracts by force, and this contracting pressure
Is to measure the penetration resistance. And this
The circular ring is distorted and deformed by the penetration resistance.
Ring can be used and this contraction pressure is
It can be measured with a force gauge.
【００１０】また、本発明の第３の特徴は、前記心棒の
押圧と同時に降下する貫入量測定器により貫入深度を測
定可能に構成するとともに、前記貫入抵抗力、及び前記
貫入深度の測定データを解析するコンピュータが設けた
ことである。よって、貫入抵抗力と貫入深度の測定デー
タの収集と同時にコンピュータによる地盤強度解析が現
場で直ちに可能となり、きわめて迅速かつ能率的な貫入
試験が実現する。そして、本発明は、所定の圧力と速度
で前記コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作
用する貫入抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記測定デ
ータを前記コンピュータに入力し、所定深度における貫
入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度を判定するこ
とができる。 A third feature of the present invention is that the mandrel is
The penetration depth is measured by a penetration amount measuring device that falls simultaneously with pressing.
And the penetration resistance, and
Computer installed to analyze penetration depth measurement data
That is. Therefore, measurement data of penetration resistance and penetration depth
Computerized ground strength analysis at the same time
Very fast and efficient penetration possible immediately on site
The test is realized. The present invention is, vertically to penetrate the cone in the soil at a predetermined pressure and velocity, and measure the penetration resistance and penetration depth acting on the cone, and inputs the measurement data to the computer, this determines the intensity of the analysis to the soil layer in situ penetration resistance at a predetermined depth
Can be.
【００１１】前記コーンは、その先端角は、通常６０°
で、底面積は１０ｃｍ２であるが、これに限定されない
ことはもちろんである。従って先端角を３０°、４０°
とするなど、適宜選定することができる。The cone has a tip angle of usually 60 °.
The bottom area is 10 cm 2 , but is not limited to this. Therefore, the tip angle is 30 °, 40 °
And so on.
【００１２】さらに、コーン貫入抵抗力は、通常は１ｃ
ｍ／ｓの貫入速度で５ｃｍ連続的に押し込んだときに、
コーンの底面に作用する貫入抵抗であり、土層の強度と
してコーンの貫入抵抗力をコーンの断面積で割ったコー
ン支持力ｑc〔Ｋｇｆ／ｃｍ ２〕で示すことができる。Further, the cone penetration resistance is usually 1c.
When pushing continuously for 5 cm at a penetration speed of m / s,
Penetration resistance acting on the bottom of the cone.
And the cone penetration resistance divided by the sectional area of the cone
Support force qc [Kgf / cm 2].
【００１３】さらに、前記心棒と外管は、それぞれ所定
長の複数の心棒と外管とをそれぞれ継ぎ足しながら所定
深度までロッドを貫入させることができる。また、コー
ン貫入深度は貫入量で判断することができるものであ
り、後述するように油圧昇降機の移動を市販の巻込型変
位計の巻き込み量を計測し、その値をパソコンに入力し
て貫入深度を測定して、地上からどの程度の深度に貫入
されたかを判断する。また、コンピュータには、小型の
パソコンを使用するのが好ましい。 Further, the mandrel and the outer tube are respectively predetermined.
Predetermined while adding multiple long mandrels and outer tube
The rod can penetrate to the depth. In addition, the cone penetration depth can be determined by the amount of penetration, and as described later , the movement of the hydraulic lift is measured by using a commercially available retractable displacement meter, and the value is input to a personal computer. The depth is measured to determine how deep the ground has penetrated . Also, the computer, it is preferable to use a small personal computer.
【００１４】また、請求項２に記載する本発明の貫入試
験方法は、油圧昇降機により前記心棒を土中に押圧し、
前記心棒に取付られるとともに、前記油圧昇降機の押圧
力により生じる土層の抵抗力により収縮する円形リング
を有し、この収縮する圧力により貫入抵抗力を示す圧力
ゲージを設け、前記外管の土中貫入後に、前記油圧昇降
機により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に
貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と、貫入量
測定器による貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と
貫入深度の測定データを前記コンピュータに入力し、所
定深度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の
強度を判定することを特徴とする。According to a second aspect of the present invention, there is provided a penetration test method, wherein the mandrel is pressed into the soil by a hydraulic elevator.
Attached to the mandrel and pressed by the hydraulic lift
Circular ring that contracts due to the resistance of soil layer caused by force
A pressure that indicates a penetration resistance due to the contracting pressure.
A gauge is provided, and after the outer pipe has penetrated the soil,
The cone is placed vertically in the soil at a predetermined pressure and speed by a machine.
Penetration force acting on the cone and the amount of penetration
Measure the penetration depth with a measuring instrument, and said penetration resistance
The measured data of the penetration depth is input to the computer,
Analyzing the penetration resistance at a constant depth in situ,
The strength is determined .
【００１５】よって、請求項２に記載する本発明の貫入
試験方法は、前記第１、第２及び第３の特徴を満足する
ものである。また、油圧昇降機には、直線運動する油圧
シリンダのピストンに昇降機を取り付けることが好まし
い。また、前記貫入量測定器には、市販の巻込型変位計
を用い、油圧昇降機の移動を測定ワイヤの巻き込み量で
計測し、その値をパルスにてパソコンに信号を送り、貫
入深度を測定するのが好ましい。 Therefore, the penetration test method of the present invention described in claim 2 satisfies the first, second, and third features.
Things. Also, the hydraulic lift has a linearly moving hydraulic
It is preferable to attach an elevator to the piston of the cylinder
No. In addition, the penetration amount measuring device includes a commercially available wrap type displacement meter.
And the movement of the hydraulic lift is measured by the amount of winding of the measuring wire.
Measures the value, sends a signal to the personal computer as a pulse,
Preferably, the depth of entry is measured.
【００１６】また、請求項３記載の本発明の貫入試験方
法は、請求項２における前記油圧昇降機の代わりに油圧
アクチュエータを用いたものであり、第１油圧アクチュ
エータにより前記外管を土中に押圧させるとともに、第
２油圧アクチュエータにより前記心棒を土中に押圧さ
せ、前記心棒に取付られるとともに、前記第２油圧アク
チュエータの押圧力により生じる土層の抵抗力により収
縮する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入
抵抗力を示す圧力ゲージを設け、貫入量測定器により、
前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下して、
貫入深度を測定し、前記外管の土中貫入後に、前記第２
油圧アクチュエータにより所定の圧力と速度で前記コー
ンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入
抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入
深度の測定データを前記コンピュータに入力し、所定深
度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度
を判定することを特徴とする。そして、油圧アクチュエ
ータには油圧シリンダを用い、かつシリンダの移動する
側（ピストン、又はピストンを固定側にすればシリンダ
ケース）に昇降機部を設けることが好ましい。 Further , a penetration test method according to the present invention described in claim 3 is provided.
The method according to claim 2, wherein the hydraulic lift is replaced by a hydraulic lift.
The first hydraulic actuator uses an actuator.
The outer tube is pressed into the soil by an eta,
2Press the mandrel into the soil by hydraulic actuator
Attached to the mandrel, and the second hydraulic
Due to the resistance of the soil layer generated by the pressing force of the tutor
Has a circular ring that shrinks and penetrates due to this shrinking pressure
A pressure gauge indicating resistance is provided, and a penetration gauge is used to measure
Descends simultaneously with the pressing of the second hydraulic actuator,
The penetration depth is measured, and after the outer pipe has penetrated the soil, the second
Hydraulic actuator is used to set the code at a predetermined pressure and speed.
Penetrates vertically into the soil and acts on the cone
Measure resistance and penetration depth, and measure the penetration resistance and penetration
Depth measurement data is input to the computer, and
Strength of soil layer by analyzing in-situ penetration resistance
Is determined . And the hydraulic actuator
Use a hydraulic cylinder for the data and move the cylinder
Side (piston or cylinder if piston is fixed)
It is preferable to provide an elevator unit in the case).
【００１７】さらに、請求項４に記載する本発明は貫入
試験装置であり、前述の技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、本発明の貫入試
験装置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の
心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定
の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫
入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する
貫入試験装置において、前記心棒の押圧力により生じる
土層の抵抗力により収縮する円形リングを有し、この収
縮する圧力により貫入抵抗力を測定する圧力ゲージと、
前記心棒の押圧と同時に降下し、貫入深度を測定する貫
入量測定器と、前記貫入抵抗力及び前記貫入深度の測定
データを解析するコンピュータとを備え、前記外管の土
中貫入後に、所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛
直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と貫入
深度を測定し、所定深度における貫入抵抗力を原位置に
て解析して土層の強度を判定することを特徴とする。よ
って、前記第１、第２及び第３の特徴を満足するもので
ある。 Further, the present invention described in claim 4 is a penetration test device, and is configured as follows to solve the above-mentioned technical problem. That is, the penetration test device of the present invention has at least one set of
A mandrel and an outer tube surrounding the mandrel;
Penetrate the soil to the measurement depth of
Sequence control of the mandrel and outer tube to insert
In the penetration test device, it is caused by the pressing force of the mandrel.
It has a circular ring that contracts due to the resistance of the soil layer.
A pressure gauge for measuring the penetration resistance by the shrinking pressure,
The penetrator descends at the same time as the mandrel is pressed, and measures the penetration depth.
Penetration measuring instrument, measurement of the penetration resistance and the penetration depth
A computer for analyzing data,
After infiltration, lead the cone into the soil at a predetermined pressure and speed.
Penetrates directly, the penetration resistance acting on the cone and the penetration
Measure the depth and set the penetration resistance at the specified depth to the original position
The strength of the soil layer is determined by analyzing the strength of the soil layer . Yo
Therefore, the first, second and third characteristics are satisfied.
is there.
【００１８】また、請求項５記載の本発明の貫入試験装
置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の心棒
と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定の測
定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫入さ
せるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する貫入
試験装置において、移動可能な架台に立設され、地表に
鉛直に配設可能な柱体と、前記柱体に取り付けられ、該
柱体に沿って所定の圧力と速度で前記心棒を土中に押圧
する油圧昇降機と、前記心棒に取付られるとともに、前
記油圧昇降機の押圧力により生じる土層の抵抗力により
収縮する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫
入抵抗力を示す圧力ゲージと、前記油圧昇降機の押圧と
同時に降下し貫入深度を測定する貫入量測定器と、前記
圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データを解析す
るコンピュータとを備え、前記外管の土中貫入後に、前
記油圧昇降機により所定の圧力と速度で前記コーンを土
中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力
と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入深度の
測定データを前記コンピュータに入力し、所定深度にお
ける貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度を判定
することを特徴とする。 According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a penetration test device comprising at least one set of a mandrel having a cone attached to a tip thereof.
And an outer tube surrounding the mandrel.
After penetrating the soil to a certain depth, the mandrel is
Penetrating to sequence the mandrel and outer tube to
The test equipment is erected on a movable platform and
A pillar which can be disposed vertically, and which is attached to the pillar,
The mandrel is pressed into the soil along the pillar at a specified pressure and speed.
A hydraulic lift that is attached to the mandrel and
The resistance of the soil layer caused by the pressing force of the hydraulic lift
It has a circular ring that contracts,
Pressure gauge indicating the input resistance, and pressing of the hydraulic lift
A penetration amount measuring device that simultaneously descends and measures the penetration depth,
Analyze the measurement data of the pressure gauge and the penetration meter.
After the outer pipe has penetrated the soil,
The cone is soiled at a predetermined pressure and speed by the hydraulic elevator.
Penetration resistance vertically acting on the cone
And the penetration depth, and the penetration resistance and penetration depth
Enter the measurement data into the computer, and
The strength of the soil layer by analyzing in-situ penetration resistance
It is characterized by doing.
【００１９】よって、請求項５記載の本発明の貫入試験
装置は、前記第１、第２及び第３の特徴を満足するもの
であり、それに加えて本発明の貫入試験装置では、前記
架台や柱体は、クローラを備えて移動自在であり、掘削
口径が３５〜８６ｍｍ程度で、深度が最大３０ｍ程度の
孔をパーカッション掘削する小型掘削機（商品名：ジオ
ロープ）を用い、この掘削装置の架台、柱体、油圧昇降
機をそのまま利用することができる。また、前記貫入量
測定器には、市販の巻込型変位計を用い、油圧昇降機の
移動を測定ワイヤの巻き込み量で計測し、その値をパル
スにてパソコンに信号を送り、貫入深度を測定するのが
好ましい。 Therefore, the penetration test of the present invention described in claim 5
The device satisfies the first, second and third features
In addition, in the penetration test apparatus of the present invention, the gantry and the column are movable with a crawler, and have a drilling diameter of about 35 to 86 mm and a depth of about 30 m for percussion drilling. Using a small excavator (trade name: Georope), the pedestal, column, and hydraulic lift of the excavator can be used as they are. In addition, the penetration amount measuring device uses a commercially available retractable displacement meter, measures the movement of the hydraulic lift by the amount of winding of the measuring wire, sends a signal to a personal computer with a pulse, and measures the penetration depth. Is preferred.
【００２０】また、請求項６記載の本発明の貫入試験装
置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の心棒
と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定の測
定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫入さ
せるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する貫入
試験装置において、移動可能な架台に、折り畳んだ状態
で搭載可能であって、該架台に連結した状態で地表に鉛
直に設置可能な柱体と、前記外管を土中に押圧する第１
油圧アクチュエータと、前記柱体に取り付けられ、該柱
体に沿って所定の圧力と速度で前記心棒を土中に押圧す
る第２油圧アクチュエータと、前記心棒に取付られると
ともに、前記第２油圧アクチュエータの押圧力により生
じる土層の抵抗力により収縮する円形リングを有し、こ
の収縮する圧力により貫入抵抗力を示す圧力ゲージと、
前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下し、貫
入深度を測定する貫入量測定器と、前記圧力ゲージ及び
前記貫入量測定器の測定データをディジタルデータに変
換する信号変換器と、前記ディジタルデータを解析する
コンピュータとを備え、前記外管の土中貫入後に、前記
第２油圧アクチュエータにより所定の圧力と速度で前記
コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する
貫入抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と
貫入深度の測定データの前記信号変換器出力を前記コン
ピュータに入力し、所定深度における貫入抵抗力を原位
置にて解析して土層の強度を判定することを特徴とす
る。 [0020] Further, a penetration test apparatus according to the present invention according to claim 6 is provided.
At least one mandrel with cone at the tip
And an outer tube surrounding the mandrel.
After penetrating the soil to a certain depth, the mandrel is
Penetrating to sequence the mandrel and outer tube to
The test equipment is folded on a movable platform
And can be mounted on the surface of the ground
A column that can be directly installed and a first that presses the outer tube into the soil
A hydraulic actuator, mounted on the column,
Press the mandrel into the soil at a given pressure and speed along the body
A second hydraulic actuator, and
Both are generated by the pressing force of the second hydraulic actuator.
It has a circular ring that contracts due to the resistance of the soil layer
A pressure gauge indicating the penetration resistance by the contracting pressure of
It falls simultaneously with the pressing of the second hydraulic actuator,
Penetration measuring device for measuring the penetration depth, the pressure gauge and
Convert the measurement data of the penetration meter to digital data
Signal converter for converting and analyzing the digital data
And a computer, after the outer pipe has penetrated the soil,
At a predetermined pressure and speed by the second hydraulic actuator,
Acts on the cone by vertically penetrating the cone into the soil
Measure the penetration resistance and penetration depth, and measure the penetration resistance
The signal converter output of the penetration depth measurement data is
Input to the computer and determine the penetration resistance at a given depth.
And determine the strength of the soil layer by analyzing
You.
【００２１】よって、請求項６記載の本発明の貫入試験
装置は、請求項５における前記油圧昇降機の代わりに油
圧アクチュエータを用いたものであり、油圧アクチュエ
ータには油圧シリンダを用い、かつシリンダの移動する
側（ピストン、又はピストンを固定側にすればシリンダ
ケース）に昇降機部を設けることが好ましい。Therefore, the penetration test of the present invention according to claim 6
An apparatus is provided in place of the hydraulic lift according to claim 5,
It is preferable to use a pressure actuator , and it is preferable to use a hydraulic cylinder as the hydraulic actuator and provide an elevator unit on the side where the cylinder moves (the piston or the cylinder case if the piston is fixed).
【００２２】また、請求項６記載の本発明の貫入試験装
置は、さらに、前記柱体を折り畳んだ状態で架台に搭載
可能とすることもできる。その結果、限定された狭い空
間でも貫入試験を実施可能とする。 A penetrating test device according to the present invention according to claim 6 is provided.
The mounting may further be mountable on a gantry with the column body folded. As a result, the penetration test can be performed even in a limited narrow space.
【００２３】[0023]
【発明の実施の形態】以下、本発明の貫入試験方法及び
装置を図に示される実施形態についてさらに詳細に説明
する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部
品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは特に特定
的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１に
は本発明の一実施形態に係る貫入試験装置による貫入試
験の概要を示しており、図２には図１の圧力ゲージ部分
を拡大して示す。図３は本発明の貫入試験のフローチャ
ートであり、図４はコーンの貫入手順の説明図であり、
図５は油圧シリンダの回路の一例を示す。図６は本発明
の実施形態の貫入試験装置を設けた小型掘削機の側面図
であり、図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態にお
いて用いられた貫入量測定器の作動状態の説明図であ
る。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The penetration test method and apparatus of the present invention will be described below in more detail with reference to the embodiments shown in the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention thereto, unless otherwise specified. It is only an illustrative example. FIG. 1 shows an outline of a penetration test by a penetration test device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows an enlarged view of a pressure gauge portion of FIG. FIG. 3 is a flowchart of a penetration test of the present invention, and FIG. 4 is an explanatory diagram of a cone penetration procedure.
FIG. 5 shows an example of a hydraulic cylinder circuit. FIG. 6 is a side view of a small excavator provided with the penetration test device according to the embodiment of the present invention, and FIGS. 7A to 7D show the operation of the penetration amount measuring device used in the embodiment of the present invention. It is explanatory drawing of a state.
【００２４】本発明にかかる貫入試験装置の実施形態で
は、地盤土壌の掘削や土壌のサンプリングあるいは地下
水、ガス等の観測井戸の掘削などに使用される、図６に
示すような小型掘削機（商品名：ジオロープ）１を貫入
試験装置に用い、図１に示すように地表に鉛直に立設さ
れた柱体２に油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を
取り付けてある。前記柱体２は地盤土壌の掘削や土壌の
サンプリングあるいは地下水、ガス等の観測井戸の掘削
などに使用される図６に示すような小型掘削機１の架台
２０に設けられる。また、前記架台２０はクローラ２
１、２１により支持されていて、貫入試験を要する原位
置に迅速に移動することができるようになっている。In the embodiment of the penetration test apparatus according to the present invention, a small excavator (commercially available) as shown in FIG. 6 is used for excavating ground soil, sampling soil, or excavating observation wells for groundwater, gas, etc. 1, a hydraulic cylinder 3 for driving a hydraulic lift 4 is mounted on a column 2 that stands vertically on the surface of the ground as shown in FIG. The column 2 is provided on a gantry 20 of a small excavator 1 as shown in FIG. 6, which is used for excavation of ground soil, sampling of soil, or excavation of observation wells for groundwater, gas and the like. The cradle 20 is a crawler 2
1, 21 so that it can be quickly moved to the original position where a penetration test is required.
【００２５】そして、油圧昇降機４を駆動する油圧シリ
ンダ３はピストン１９（図５参照）が前記の柱体２に沿
って所定の圧力と速度で移動自在である。油圧シリンダ
のピストンには油圧昇降機４を設けてある。また、前記
柱体２は掘削機１の架台２０に折り畳んだ状態で搭載さ
れている。The hydraulic cylinder 3 for driving the hydraulic lift 4 has a piston 19 (see FIG. 5) movable along the column 2 at a predetermined pressure and speed. A hydraulic lift 4 is provided on the piston of the hydraulic cylinder. The column 2 is mounted on the gantry 20 of the excavator 1 in a folded state.
【００２６】前記油圧昇降機４は圧力ゲージ７を介して
ロッド６に接続される。このロッド６は先端にコーン５
を備える。さらに、ロッド６は前記油圧シリンダ３によ
り所定の圧力（例えば２tf）で押圧されて前記コーン５
を土中に鉛直に貫入可能となっている。The hydraulic lift 4 is connected to the rod 6 via a pressure gauge 7. This rod 6 has a cone 5
Is provided. Furthermore, the cone 5 rod 6 is pressed at a predetermined pressure (e.g. 2TF) by the oil pressure cylinder 3
Can penetrate vertically into the soil.
【００２７】前記圧力ゲージ７は前記コーン５に作用す
る貫入抵抗力を測定するものであって、コーンの上端に
セットされた円形リング８と、この円形リング内に位置
するダイヤルゲージ７ａを備え、円形リング８の収縮圧
によりダイヤルゲージ７ａの指針が動くようになってい
る。The pressure gauge 7 measures the penetration resistance acting on the cone 5 and includes a circular ring 8 set at the upper end of the cone, and a dial gauge 7a located in the circular ring. The pointer of the dial gauge 7a is moved by the contraction pressure of the circular ring 8.
【００２８】また、前記油圧式昇降機４には、図１に示
すように、貫入量測定器９として市販の巻込型変位計
（例えば株式会社東京測機研究所製のひずみゲージ式変
換計）が設けられている。そして、この貫入量測定器９
は油圧昇降機が下降するときに同時に降下するものであ
って、図７（ａ）に示すように測定ワイヤ２５を所定の
長さ、例えば１ｍ引き出してセットしておき、図７
（ｂ）〜（ｃ）のように油圧昇降機４が下降し、図７
（ｄ）のように再び測定ワイヤ２５を再び地上まで引き
出してセットするごとに所定長にセットされた測定ワイ
ヤ２５を巻き取ることを繰り返し、巻き取り量を累計カ
ウントすることによって総貫入深度を測定し、コーン５
が地上からどの程度の深度に貫入されたかを判断するよ
うに構成されている。As shown in FIG. 1, the hydraulic lift 4 has a commercially available retractable displacement meter (for example, a strain gauge type converter manufactured by Tokyo Sokki Co., Ltd.) as a penetration amount measuring device 9. Is provided. And this penetration amount measuring instrument 9
7A and 7B are simultaneously lowered when the hydraulic lift descends. As shown in FIG. 7A, the measuring wire 25 is pulled out for a predetermined length, for example, 1 m, and set.
As shown in FIGS. 7B to 7C, the hydraulic lift 4 descends, and FIG.
Each time the measuring wire 25 is pulled out to the ground again and set, as shown in (d), the measuring wire 25 set to a predetermined length is repeatedly wound up, and the total penetration depth is measured by cumulatively counting the winding amount. And corn 5
It is configured to determine how deep into the ground has penetrated.
【００２９】さらに、前記圧力ゲージ７及び貫入量測定
器９は信号変換器１０にそれぞれ接続コード２３、２４
を経て接続されている。本実施の形態においては、この
信号変換器１０はデータ記録装置を兼ねており、測定デ
ータをアナログデータからディジタルデータに変換する
と同時に測定データを記録するようになっている。Further, the pressure gauge 7 and the penetration amount measuring device 9 are connected to the signal converter 10 by connecting cords 23 and 24, respectively.
Connected through. In the present embodiment, the signal converter 10 also serves as a data recording device, and converts measurement data from analog data to digital data and simultaneously records the measurement data.
【００３０】また、前記信号変換器１０は小型コンピュ
ータ（パソコン）１１に接続されていて、パソコン１１
において、信号変換器１０からのディジタルデータを解
析し、貫入抵抗力と貫入深度の原位置試験と解析を瞬時
に行うことができるようになっている。The signal converter 10 is connected to a small computer (personal computer) 11.
, The digital data from the signal converter 10 is analyzed, and the in-situ test and analysis of the penetration resistance and the penetration depth can be instantaneously performed.
【００３１】本実施の形態では、前記ロッド６は先端に
コーン５を取り付けた心棒６ａと心棒６ａを囲む外管６
ｂから構成されていて、心棒６ａの上端に圧力ゲージ７
がセットされている。また、心棒６ａは外管６ｂが所定
の深度まで土中に貫入してから測定深度まで貫入するよ
うに継時的に貫入するようにシーケンス作動すべく制御
されている。In this embodiment, the rod 6 is a mandrel 6a having a cone 5 attached to the tip and an outer tube 6 surrounding the mandrel 6a.
b and a pressure gauge 7 at the upper end of the mandrel 6a.
Is set. The mandrel 6a is controlled to perform a sequence operation so that the outer pipe 6b penetrates into the soil to a predetermined depth and then penetrates to the measurement depth over time.
【００３２】このため、図５に簡略して示すように油圧
昇降機４を駆動する油圧シリンダ３は、心棒６ａを押圧
するシリンダ３ａと外管６ｂを押圧するシリンダ３ｂか
ら構成されている。そして、シリンダ３ａに至る油路１
２にシーケンスバルブ１５が組み込まれ、該シーケンス
バルブ１５にはシリンダ３ｂに至る油路１３からパイロ
ット流路１４が接続している。このために、油圧シリン
ダ３ｂが所定深さまで貫入したときに、油圧シリンダ３
ａが作動するように形成される。For this reason, as schematically shown in FIG. 5, the hydraulic cylinder 3 for driving the hydraulic lift 4 comprises a cylinder 3a for pressing the mandrel 6a and a cylinder 3b for pressing the outer tube 6b. Then, the oil passage 1 reaching the cylinder 3a
2, a sequence valve 15 is incorporated, and a pilot flow path 14 is connected to the sequence valve 15 from an oil passage 13 reaching the cylinder 3b. For this reason, when the hydraulic cylinder 3b has penetrated to a predetermined depth,
a is configured to operate.
【００３３】なお、各シリンダ３ａ、３ｂの出口側に流
量調整弁１６が設けられており、油圧シリンダの速度を
一定にすることにより、ロッド６の貫入速度を一定にし
て、ロッド６の貫入速度を一定に保つようにしてある。
なお、１７は手動切換弁、１８は油圧ポンプを示す。A flow regulating valve 16 is provided on the outlet side of each of the cylinders 3a and 3b, and by making the speed of the hydraulic cylinder constant, the penetration speed of the rod 6 is made constant. Is kept constant.
Reference numeral 17 denotes a manual switching valve, and reference numeral 18 denotes a hydraulic pump.
【００３４】次に、本発明の貫入試験方法の一実施形態
を説明する。まず、小型掘削機１のクローラ２１を駆動
して貫入測定を行う場所に移動させる。次いで、図６に
想像線で示すように柱体２を架台２０の上部に搭載され
た状態から、油圧ピストンロッド２２を駆動して図中に
実線で示すように屈伸させて掘削機１の前方へ移動させ
る。Next, one embodiment of the penetration test method of the present invention will be described. First, the crawler 21 of the small excavator 1 is driven to move to a place where the penetration measurement is performed. Next, as shown by the imaginary line in FIG. 6, the hydraulic piston rod 22 is driven to bend and extend as shown by the solid line in FIG. Move to
【００３５】次に、ロッド６の先端にコーン５を取り付
け、心棒６ａと外管６ｂから構成されるロッド６及びコ
ーン５を図４（ａ）に示すようにセット状態に位置させ
る。次に、油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を作
動させて所定の圧力と速度で前記コーン５を土中に貫入
させる。油圧シリンダ３を作動するには、図５に示すよ
うに所定の吐出圧に設定された油圧ポンプ１８から吐出
された圧油が油路１３を経てまず油圧シリンダ３ｂに流
入して、図４（ｂ）に矢印で示すようにまず外管６ｂを
所定の測定深度（例えば５０ｃｍ）まで流量制御弁１６
で設定された所定速度で貫入する。Next, the cone 5 is attached to the tip of the rod 6, and the rod 6 and the cone 5 composed of the mandrel 6a and the outer tube 6b are set in the set state as shown in FIG. Next, the hydraulic cylinder 3 that drives the hydraulic lift 4 is operated to cause the cone 5 to penetrate the soil at a predetermined pressure and speed. In order to operate the hydraulic cylinder 3, as shown in FIG. 5, the hydraulic oil discharged from the hydraulic pump 18 set to a predetermined discharge pressure first flows into the hydraulic cylinder 3b via the oil passage 13, and FIG. First, as shown by an arrow in b), the outer pipe 6b is moved to a predetermined measurement depth (for example, 50 cm) by the flow control valve 16.
Penetrates at a predetermined speed set in.
【００３６】この時点で、油路１３の回路圧が上昇し、
この圧力がパイロット流路１４を経てシーケンスバルブ
１５を作動して油路１２を開き、油圧シリンダ３ａを作
動させて、図４（ｃ）に示すように心棒６ｂを外管の挿
入深度まで貫入する。この時点で貫入抵抗力と地表面か
らの貫入深度が測定される。この時、コーン５は外管６
ｂによりガードされるので、周囲の土圧がかかって正規
の貫入抵抗力の測定が妨げられることはない。At this point, the circuit pressure in the oil passage 13 increases,
This pressure activates the sequence valve 15 via the pilot flow path 14 to open the oil passage 12, activates the hydraulic cylinder 3a, and penetrates the mandrel 6b to the insertion depth of the outer tube as shown in FIG. 4 (c). . At this point, the penetration resistance and penetration depth from the ground surface are measured. At this time, the cone 5 is
Since the guard is protected by b, the surrounding earth pressure is not applied to prevent the normal measurement of the penetration resistance.
【００３７】さらに、図２に示すように油圧昇降機４の
押圧力により生じる土層の抵抗力は、円形リング８を収
縮させ、この収縮圧によりダイヤルゲージ７ａの指針が
動き貫入抵抗力を指示する。同時に、この貫入抵抗力の
測定データは接続コード２３を経て信号変換器１０に送
られる。Further, as shown in FIG. 2, the resistance of the soil layer generated by the pressing force of the hydraulic elevator 4 causes the circular ring 8 to contract, and the pointer of the dial gauge 7a moves to indicate the penetration resistance by the contracting pressure. . At the same time, the measurement data of the penetration resistance is sent to the signal converter 10 via the connection cord 23.
【００３８】さらに、貫入量を測定するには貫入量測定
器９として前記の市販の巻込型変位計は、図７（ａ）に
示すように測定ワイヤ２５を所定の長さ、例えば１ｍ引
き出してセットしておく。図４（ｂ）〜（ｃ）のように
油圧昇降機４が下降するときに測定ワイヤ２５を巻き取
り、貫入深度を計測する。地上まで油圧昇降機４を下げ
たら測定ワイヤを巻き取ったら図７（ｄ）のように油圧
昇降機４を上昇させる。このような動作を繰り返して累
計深度をカウントすることにより、総貫入深度が記録さ
れる。その結果、コーン５が地上からどの程度の深度に
貫入されたかが判断される。Further, in order to measure the penetration amount, the commercially available retractable displacement meter as the penetration amount measuring device 9 draws out the measuring wire 25 by a predetermined length, for example, 1 m as shown in FIG. And set it. As shown in FIGS. 4B to 4C, when the hydraulic lift 4 descends, the measurement wire 25 is wound up and the penetration depth is measured. When the hydraulic lift 4 is lowered to the ground and the measurement wire is wound up, the hydraulic lift 4 is raised as shown in FIG. 7D. By repeating such an operation and counting the cumulative depth, the total penetration depth is recorded. As a result, it is determined how deep the cone 5 has penetrated from the ground.
【００３９】かくして、前記貫入抵抗力と同時に貫入量
測定器９からも貫入深度を示す測定データが接続コード
２４を経て信号変換器１０に送られる（図３参照）。前
記信号変換器１０ではこれらのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して該ディジタル信号をコンピュータ１１
に入力する。そして、前記コンピュータ１１では、前記
貫入抵抗力と貫入深度のディジタルデータを現場で直ち
に解析処理する。Thus, simultaneously with the penetration resistance, measurement data indicating the penetration depth is transmitted from the penetration measuring device 9 to the signal converter 10 via the connection cord 24 (see FIG. 3). The signal converter 10 converts these analog signals into digital signals and converts the digital signals to a computer 11.
To enter. Then, the computer 11 immediately analyzes and processes the digital data of the penetration resistance and the penetration depth on site.
【００４０】さらに深くコーン５を貫入するには、図４
（ｄ）に示すように、再び外管６ｂを所定の深度まで貫
入させる。次いで同図(e)に示すように、心棒６ａを所
定深度まで貫入して得られた貫入抵抗力と貫入量の測定
データを前述のように信号変換器１０を経てコンピュー
タ１１に入力して処理する。以後同様に処理する。な
お、ロッド６の貫入が所定深度に達したら、油圧シリン
ダ３を反対方向に駆動して油圧昇降機４を上昇させてか
ら、予め用意してあった別の心棒６ａと外管６ｂを継ぎ
足しながらコーン５をさらに一層深い深度をまで貫入す
ることができる。To penetrate the cone 5 further deeply, FIG.
As shown in (d), the outer tube 6b is penetrated again to a predetermined depth. Next, as shown in FIG. 3 (e), the penetration resistance and penetration data obtained by penetrating the mandrel 6a to a predetermined depth are input to the computer 11 via the signal converter 10 and processed as described above. I do. Thereafter, the same processing is performed. When the penetration of the rod 6 reaches a predetermined depth, the hydraulic cylinder 3 is driven in the opposite direction to raise the hydraulic lift 4 and then, while adding another mandrel 6a prepared in advance and the outer tube 6b, The cone 5 can be penetrated to a deeper depth.
【００４１】前述のコンピュータ１１では、土層の貫入
抵抗力とその深度位置、コーン支持力ｑc（Ｋｇｆ／ｃ
ｍ2）などが同時に瞬時に処理されてコンピュータ上に
図示される。その他、収集データの解析ソフトにより地
盤強度と地盤のグレードを区分して関係づけるなどし
て、データに基づき原位置における土の硬軟、締まり具
合、土層の構成物等を相対的に判定することができる。In the computer 11 described above, the penetration resistance of the soil layer, its depth position, and the cone supporting force qc (Kgf / c
m 2 ) etc. are instantaneously processed at the same time and shown on the computer. In addition, based on the data, relatively determine the hardness of the soil, the degree of compaction, the composition of the soil layer, etc. based on the data, such as by correlating the ground strength with the ground grade using collected data analysis software Can be.
【００４２】かくて、本発明の実施形態にかかる貫入試
験方法及び貫入試験装置によれば、測定データが現場で
瞬時に解析できるために、自動的にきわめて迅速に土壌
地盤の性質を判定することができる。Thus, according to the penetration test method and the penetration test apparatus according to the embodiment of the present invention, since the measured data can be instantaneously analyzed at the site, the properties of the soil ground can be automatically and very quickly determined. Can be.
【００４３】[0043]
【発明の効果】以上説明したように、本発明の貫入試験
方法及び装置よれば、以下に記載されるような効果を奏
する。 (a)．貫入抵抗力と貫入深度の測定データの収集と同時
にコンピュータによる地盤強度解析が現場で直ちに可能
となり、きわめて迅速かつ能率的な貫入試験が実現す
る。 (b)．油圧昇降機により所定の圧力と速度により鉛直に
コーンを土中に貫入させることによって、人力による場
合のように斜め方向から貫入して不均等なテンションが
かかるようなことがなく、きわめて正確な測定結果が得
られる。しかも、地盤強度の高い場所での測定も可能と
なる。 (c).所定長の外管と心棒を継ぎ足しながら貫入試験を行
うことができるので、地盤の深い部分での貫入抵抗力や
貫入深度の測定も容易に行われる。 (d).所定の深度まで外管を貫入してから心棒を押圧して
ロッドを貫入すると、コーンが外管によりガードされる
ことになり、正規の貫入抵抗力の測定が可能となる。 (e).油圧昇降機を取り付ける柱体を折り畳み可能に架台
に搭載することによって、高いやぐらなどを特に設けな
くても高さも面積も制約される工場建物の内部などの狭
い場所においても簡単に貫入試験が実施できる。As described above, according to the penetration test method and apparatus of the present invention, the following effects can be obtained. (a). At the same time as the penetration resistance and penetration depth measurement data are collected, the ground strength analysis by computer can be performed immediately on site, and a very quick and efficient penetration test is realized. (b). Extremely accurate measurement results by using a hydraulic lift to penetrate the cone vertically into the soil at a given pressure and speed, so that it does not penetrate diagonally and apply uneven tension as in the case of human power Is obtained. In addition, measurement in a place where the ground strength is high becomes possible. (c). Since the penetration test can be performed while adding a mandrel of a predetermined length to the mandrel, the penetration resistance and the penetration depth in a deep part of the ground can be easily measured. (d). When the rod is penetrated by pushing the mandrel after penetrating the outer tube to a predetermined depth, the cone is guarded by the outer tube, and the normal penetration resistance can be measured. (e) By mounting the column on which the hydraulic elevator is mounted on a foldable base, it can easily penetrate into narrow places such as inside factory buildings where the height and area are restricted without the need for high towers. Testing can be performed.
【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]
【図１】本発明の一実施形態にかかる貫入試験装置によ
る貫入試験の概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a penetration test by a penetration test device according to an embodiment of the present invention.
【図２】図１の圧力ゲージ部分を拡大正面図である。FIG. 2 is an enlarged front view of a pressure gauge part of FIG.
【図３】本発明の貫入試験の実施形態のフローチャート
である。FIG. 3 is a flowchart of an embodiment of a penetration test of the present invention.
【図４】（ａ）〜（ｅ）はコーンの貫入手順の説明図で
ある。FIGS. 4A to 4E are explanatory diagrams of a cone penetration procedure.
【図５】油圧シリンダの一例の油圧回路図である。FIG. 5 is a hydraulic circuit diagram of an example of a hydraulic cylinder.
【図６】本発明の実施形態の貫入試験装置を取り付けた
小型掘削機の側面図である。FIG. 6 is a side view of a small excavator to which the penetration test device according to the embodiment of the present invention is attached.
【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態において
用いられた貫入量測定器の作動状態を示す説明図であ
る。FIGS. 7A to 7D are explanatory views showing the operating state of the penetration amount measuring device used in the embodiment of the present invention.
【符号の説明】 ２ 柱体 ３ 油圧シリンダ ４ 油圧昇降機 ５ コーン ６ ロッド ６ａ 心棒 ６ｂ 外管 ７ 圧力ゲージ ９ 貫入量測定器 １０ 信号変換器 １１ コンピュータ（パソコン） ２０ 架台[Description of Signs] 2 Pillar 3 Hydraulic cylinder 4 Hydraulic lift 5 Cone 6 Rod 6a Mandrel 6b Outer tube 7 Pressure gauge 9 Penetration measuring instrument 10 Signal converter 11 Computer (PC) 20 Mounting stand
Claims (6)
降機により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直
に貫入させ、コーンに作用する貫入抵抗力と貫入深度を
同時に測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入深度の測定デ
ータをディジタル信号に変換してコンピュータに入力
し、所定深度における貫入抵抗力を原位置にて解析して
土層の強度を判定することを特徴とする貫入試験方法。1. A cone is attached to the tip of a rod, the cone is vertically penetrated into soil at a predetermined pressure and speed by a hydraulic lift, and a penetration resistance force and a penetration depth acting on the cone are simultaneously measured. A penetration test method comprising converting measured data of resistance and penetration depth into a digital signal, inputting the digital signal to a computer, and analyzing the penetration resistance at a predetermined depth in situ to determine the strength of the soil layer.
棒を囲む外管とで前記ロッドを構成し、所定の測定深度
まで外管を貫入してから心棒を押圧して前記コーンを土
中に貫入させることを特徴とする請求項１に記載の貫入
試験方法。2. A rod having a mandrel having a cone attached to a tip thereof and an outer tube surrounding the mandrel, and the mandrel is pressed into the soil by penetrating the outer tube to a predetermined measurement depth and pressing the mandrel. The penetration test method according to claim 1, wherein the penetration test is performed.
数の心棒と外管とをそれぞれ継ぎ足しながら所定深度ま
でロッドを貫入させることを特徴とする請求項２に記載
の貫入試験方法。3. The penetration test method according to claim 2, wherein the mandrel and the outer tube penetrate the rod to a predetermined depth while adding a plurality of mandrels and the outer tube each having a predetermined length.
前記柱体に取り付けられ、該柱体に沿って所定の圧力と
速度で移動自在の油圧昇降機と、先端にコーンを備え前
記アクチュエータにより押圧されて前記コーンを土中に
鉛直に貫入可能のロッドと、前記コーンに作用する貫入
抵抗力を測定する圧力ゲージと、前記コーンの貫入深度
を測定する貫入量測定器と、前記圧力ゲージから得られ
た貫入抵抗力データ及び前記貫入量測定器から得られた
貫入測定データをディジタルデータに変換する信号変換
器と、前記ディジタルデータを解析するコンピュータと
を備えることを特徴とする貫入試験装置。4. A vertical column on the surface of the ground standing on a gantry,
A hydraulic lift attached to the column, movable at a predetermined pressure and speed along the column, and a rod having a cone at the tip and capable of vertically penetrating the cone into the soil by being pressed by the actuator. A pressure gauge for measuring the penetration resistance acting on the cone, a penetration amount measuring device for measuring the penetration depth of the cone, and a penetration resistance force data obtained from the pressure gauge and obtained from the penetration amount measuring device. A signal converter for converting the measured penetration data into digital data, and a computer for analyzing the digital data.
少なくとも一組の心棒と該心棒を囲む外管とで構成さ
れ、前記心棒には圧力ゲージが取り付けられ、さらに前
記油圧昇降機と同時に昇降する貫入量測定器が設けら
れ、また、所定の測定深度まで外管を貫入してから心棒
を土中に貫入させるべく前記心棒と前記外管がシーケン
ス制御されていることを特徴とする請求項４に記載の貫
入試験装置。5. The rod comprises at least one set of a mandrel having a cone attached to the tip and an outer tube surrounding the mandrel, the mandrel is provided with a pressure gauge, and the penetrating member moves up and down simultaneously with the hydraulic lift. The method according to claim 4, wherein a quantity measuring device is provided, and the mandrel and the outer tube are sequence-controlled to penetrate the outer tube to a predetermined measurement depth and then penetrate the mandrel into the soil. A penetration test apparatus as described.
可能であることを特徴とする請求項４に記載の貫入試験
装置。6. The penetration test apparatus according to claim 4, wherein the column can be mounted on a gantry in a folded state.
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