JP2001201446A - 小型自動繰り返し一面せん断試験装置 - Google Patents
小型自動繰り返し一面せん断試験装置Info
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- JP2001201446A JP2001201446A JP2000009637A JP2000009637A JP2001201446A JP 2001201446 A JP2001201446 A JP 2001201446A JP 2000009637 A JP2000009637 A JP 2000009637A JP 2000009637 A JP2000009637 A JP 2000009637A JP 2001201446 A JP2001201446 A JP 2001201446A
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】上下せん断箱間に配置した小型高剛性ロードセ
ルによって、せん断箱−供試体せん断面間あるいは試料
漏れによる摩擦力を測定し、水平ロードセルにより測定
された全体のせん断力から測定された摩擦力を差し引
き、これにより測定誤差である摩擦力の影響を完全に取
り除くことができる小型自動繰り返し一面せん断試験装
置を提供する。 【解決手段】水平面内に於いて互いに異なる方向に変位
可能な下せん断箱９Ｂと、夫々のせん断箱内に配置され
た高剛性ロードセルと、上せん断箱と下せん断箱間に配
置された供試体に対してせん断力を付与することができ
るせん断力付与手段６と、前記供試体に発生するせん断
力を測定する水平ロードセル７と、前記供試体に対して
垂直力を付与する垂直力付与手段５と、前記供試体に発
生する垂直力を測定する垂直ロードセル１２とを備えて
なる小型自動繰り返し一面せん断試験装置。
ルによって、せん断箱−供試体せん断面間あるいは試料
漏れによる摩擦力を測定し、水平ロードセルにより測定
された全体のせん断力から測定された摩擦力を差し引
き、これにより測定誤差である摩擦力の影響を完全に取
り除くことができる小型自動繰り返し一面せん断試験装
置を提供する。 【解決手段】水平面内に於いて互いに異なる方向に変位
可能な下せん断箱９Ｂと、夫々のせん断箱内に配置され
た高剛性ロードセルと、上せん断箱と下せん断箱間に配
置された供試体に対してせん断力を付与することができ
るせん断力付与手段６と、前記供試体に発生するせん断
力を測定する水平ロードセル７と、前記供試体に対して
垂直力を付与する垂直力付与手段５と、前記供試体に発
生する垂直力を測定する垂直ロードセル１２とを備えて
なる小型自動繰り返し一面せん断試験装置。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地すべりの安定解
析に用いる地盤材料の物性値である「せん断力」を求め
るための小型自動繰り返し一面せん断試験装置に関する
ものである。
析に用いる地盤材料の物性値である「せん断力」を求め
るための小型自動繰り返し一面せん断試験装置に関する
ものである。
【０００２】
【従来の技術】土質試験において、せん断力を求めるた
めのせん断試験として、三軸試験、リングせん断試験、
繰り返し一面せん断試験等が実施されている。このうち
繰り返し一面せん断試験は、地盤材料のせん断強さを求
めるための試験で、不攪乱試料の試験が可能であり、か
つ試験が簡便なため実務性に優れている。 この試験で
は、せん断中にせん断箱が相対変位する特徴をもってお
り、そのため、せん断中にせん断箱と試料（供試体）の
せん断面とが接触し、得られた値は求めるべき供試体せ
ん断面間のせん断力（ピーク強度、完全軟化強度の補
正）と摩擦力の合力となっている。また、大変位を要す
る残留強度を求めるときは、せん断箱と供試体の接触時
間が長くなるため、せん断箱のエッジ効果により供試体
が鰹節のように削られせん断箱隙間に挟まる。この試料
漏れによる摩擦は、求めるべき残留強度に影響を及ぼし
ていることが指摘されている。
めのせん断試験として、三軸試験、リングせん断試験、
繰り返し一面せん断試験等が実施されている。このうち
繰り返し一面せん断試験は、地盤材料のせん断強さを求
めるための試験で、不攪乱試料の試験が可能であり、か
つ試験が簡便なため実務性に優れている。 この試験で
は、せん断中にせん断箱が相対変位する特徴をもってお
り、そのため、せん断中にせん断箱と試料（供試体）の
せん断面とが接触し、得られた値は求めるべき供試体せ
ん断面間のせん断力（ピーク強度、完全軟化強度の補
正）と摩擦力の合力となっている。また、大変位を要す
る残留強度を求めるときは、せん断箱と供試体の接触時
間が長くなるため、せん断箱のエッジ効果により供試体
が鰹節のように削られせん断箱隙間に挟まる。この試料
漏れによる摩擦は、求めるべき残留強度に影響を及ぼし
ていることが指摘されている。
【０００３】このため、従来は、せん断箱のせん断面部
分にグリースを塗ることで、せん断箱一供試体せん断面
間の摩擦とせん断箱隙間から漏れた試料の摩擦を軽減し
ていた。しかしこの方法では摩擦を軽減することはでき
ても完全に取り除くことができない。また、摩擦軽減用
グリースは、繰り返しせん断回数の増加に伴い次第には
がれるため、摩擦軽減効果が徐々に得られなくなる問題
がある。さらに従来垂直力の載荷は、“重り”あるいは
“ベロフラムシリンダー（空気圧）”を用いた応力制御
方式が一般的で、重りは試験時の制御が出来ないこと、
ベロフラムシリンダーは、試験開始時の供試体と垂直荷
重載荷板との密着に熟練が必要で、空気圧を発生させる
ためのコンプレッサーが新たに必要となる等の問題があ
る。
分にグリースを塗ることで、せん断箱一供試体せん断面
間の摩擦とせん断箱隙間から漏れた試料の摩擦を軽減し
ていた。しかしこの方法では摩擦を軽減することはでき
ても完全に取り除くことができない。また、摩擦軽減用
グリースは、繰り返しせん断回数の増加に伴い次第には
がれるため、摩擦軽減効果が徐々に得られなくなる問題
がある。さらに従来垂直力の載荷は、“重り”あるいは
“ベロフラムシリンダー（空気圧）”を用いた応力制御
方式が一般的で、重りは試験時の制御が出来ないこと、
ベロフラムシリンダーは、試験開始時の供試体と垂直荷
重載荷板との密着に熟練が必要で、空気圧を発生させる
ためのコンプレッサーが新たに必要となる等の問題があ
る。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、上
下せん断箱間に小型高剛性ロードセルを内蔵することに
より、せん断箱−供試体せん断面間あるいは試料漏れに
よる摩擦力を測定し、水平ロッドに設置された水平ロー
ドセルにより測定された全体のせん断力から測定された
摩擦力を差し引き、これにより測定誤差である摩擦力の
影響を完全に取り除くことができる小型自動繰り返し一
面せん断試験装置を提供し、上記問題点を解決せんとす
るものである。また、実用範囲（累積水平変位量５００
ｍｍ程度）で摩擦軽減効果の低下しないテフロン加工を
施すことにより、繰り返し回数の増加による摩擦軽減効
果の減少を防止できる小型自動繰り返し一面せん断試験
装置を提供することを目的とする。さらに、垂直力の載
荷をコンピュータにより制御されるデジタルサーボモー
タを使用することで、従来のようなコンプレッサーを不
要とし、試験開始時の供試体と垂直荷重載荷板との密着
に熟練が不要、簡単に載荷板の固定を可能とし定体積条
件の設定が簡便、さらにはデジタルサーボモータによる
ロッドの回転数から変位量を求めているので垂直変位測
定用の変位計が不要な小型自動繰り返し一面せん断試験
装置を提供することを目的とする。
下せん断箱間に小型高剛性ロードセルを内蔵することに
より、せん断箱−供試体せん断面間あるいは試料漏れに
よる摩擦力を測定し、水平ロッドに設置された水平ロー
ドセルにより測定された全体のせん断力から測定された
摩擦力を差し引き、これにより測定誤差である摩擦力の
影響を完全に取り除くことができる小型自動繰り返し一
面せん断試験装置を提供し、上記問題点を解決せんとす
るものである。また、実用範囲（累積水平変位量５００
ｍｍ程度）で摩擦軽減効果の低下しないテフロン加工を
施すことにより、繰り返し回数の増加による摩擦軽減効
果の減少を防止できる小型自動繰り返し一面せん断試験
装置を提供することを目的とする。さらに、垂直力の載
荷をコンピュータにより制御されるデジタルサーボモー
タを使用することで、従来のようなコンプレッサーを不
要とし、試験開始時の供試体と垂直荷重載荷板との密着
に熟練が不要、簡単に載荷板の固定を可能とし定体積条
件の設定が簡便、さらにはデジタルサーボモータによる
ロッドの回転数から変位量を求めているので垂直変位測
定用の変位計が不要な小型自動繰り返し一面せん断試験
装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】このため本発明が採用し
た技術解決手段は、水平面内に於いて互いに異なる方向
に変位可能な下せん断箱と、夫々のせん断箱内に配置さ
れた高剛性ロードセルと、上せん断箱と下せん断箱間に
配置された供試体に対してせん断力を付与することがで
きるせん断力付与手段と、前記供試体に発生するせん断
力を測定する水平ロードセルと、前記供試体に対して垂
直力を付与する垂直力付与手段と、前記供試体に発生す
る垂直力を測定する垂直ロードセルとを備えてなる小型
自動繰り返し一面せん断試験装置である。また、前記せ
ん断力付与手段は可変モータで構成し、前記垂直力付与
手段はデジタルサーボモータで構成てなることを特徴と
する小型自動繰り返し一面せん断試験装置である。ま
た、前記可変モータおよびデジタルサーボモータはコン
ピュータによって制御されるべく構成されていることを
特徴とする小型自動繰り返し一面せん断試験装置であ
る。また、前記夫々の丸形せん断箱内に配置された高剛
性ロードセルは、上下せん断箱の４箇所に設けてあるこ
とを特徴とする小型自動繰り返し一面せん断試験装置で
ある。さらに前記夫々のせん断箱の対向する面にテフロ
ン加工をしてあることを特徴とする小型自動繰り返し一
面せん断試験装置である。
た技術解決手段は、水平面内に於いて互いに異なる方向
に変位可能な下せん断箱と、夫々のせん断箱内に配置さ
れた高剛性ロードセルと、上せん断箱と下せん断箱間に
配置された供試体に対してせん断力を付与することがで
きるせん断力付与手段と、前記供試体に発生するせん断
力を測定する水平ロードセルと、前記供試体に対して垂
直力を付与する垂直力付与手段と、前記供試体に発生す
る垂直力を測定する垂直ロードセルとを備えてなる小型
自動繰り返し一面せん断試験装置である。また、前記せ
ん断力付与手段は可変モータで構成し、前記垂直力付与
手段はデジタルサーボモータで構成てなることを特徴と
する小型自動繰り返し一面せん断試験装置である。ま
た、前記可変モータおよびデジタルサーボモータはコン
ピュータによって制御されるべく構成されていることを
特徴とする小型自動繰り返し一面せん断試験装置であ
る。また、前記夫々の丸形せん断箱内に配置された高剛
性ロードセルは、上下せん断箱の４箇所に設けてあるこ
とを特徴とする小型自動繰り返し一面せん断試験装置で
ある。さらに前記夫々のせん断箱の対向する面にテフロ
ン加工をしてあることを特徴とする小型自動繰り返し一
面せん断試験装置である。
【０００６】
【実施の形態】以下、本発明に係る小型の繰り返し一面
せん断試験の構成を図面を参照して説明する。図１は実
施形態としての繰り返し一面せん断試験機の構成図であ
る。図において、１はコントロールボックス、２はパー
ソナルコンピュータ、３はＡ／Ｄ変換器、４はロードセ
ルコンバーター、５はデジタルサーボモータ、６は可変
モータ、７はせん断力測定用の水平ロードセル、８はス
ペーサ、９はせん断箱、１０は水平変位測定用変位計、
１１は自動停止装置、１２は垂直力を測定する垂直ロー
ドセルであり、これらによって繰り返し一面せん断試験
機が構成されている。
せん断試験の構成を図面を参照して説明する。図１は実
施形態としての繰り返し一面せん断試験機の構成図であ
る。図において、１はコントロールボックス、２はパー
ソナルコンピュータ、３はＡ／Ｄ変換器、４はロードセ
ルコンバーター、５はデジタルサーボモータ、６は可変
モータ、７はせん断力測定用の水平ロードセル、８はス
ペーサ、９はせん断箱、１０は水平変位測定用変位計、
１１は自動停止装置、１２は垂直力を測定する垂直ロー
ドセルであり、これらによって繰り返し一面せん断試験
機が構成されている。
【０００７】前記せん断箱９は、角形、丸形の２種類の
供試体断面形状での試験が可能なように、角形、丸形の
せん断箱として構成されている。角形せん断箱の構成を
説明すると、図２は上下せん断箱がずれた状態のせん断
箱側断面図（ピーク強度と完全軟化強度測定時）、図３
は上下せん断箱が重なっている状態のせん断箱側断面図
（残留強度測定時）、図４は図２中のＡ−Ａ矢視図、図
５は図２中のＢ−Ｂ矢視図である。 なお、図２、図３
はせん断箱がどのような位置にあるときに「供試体−せ
ん断箱との摩擦」を、また「試料もれによる摩擦」を測
定しているのかを説明している図であり、どちらも垂直
力が付加されている。上下のせん断箱箱９Ａ、９Ｂはそ
れぞれ図に示すようにその中央部に供試体収納スペース
９Ｃを有しており、この収納スペース９Ｃの４箇所に図
４、５に示すように対向して小型の高剛性ロードセル２
２が内蔵されており、このような構成によってせん断箱
が相対変位しているときのせん断箱と供試体せん断面間
の摩擦力と試料漏れによる摩擦力とを測定することがで
きる。この高剛性ロードセル２２によって測定される摩
擦力は、図２に示すようにせん断箱が相対変位している
ときはせん断箱と供試体せん断面間の摩擦力であり、図
３に示すように相対変位ゼロのときは上下せん断箱の隙
間から漏れ出した試料とせん断箱との摩擦力である。前
者はピーク強度と完全軟化強度の補正に、後者は残留強
度の補正に利用される。
供試体断面形状での試験が可能なように、角形、丸形の
せん断箱として構成されている。角形せん断箱の構成を
説明すると、図２は上下せん断箱がずれた状態のせん断
箱側断面図（ピーク強度と完全軟化強度測定時）、図３
は上下せん断箱が重なっている状態のせん断箱側断面図
（残留強度測定時）、図４は図２中のＡ−Ａ矢視図、図
５は図２中のＢ−Ｂ矢視図である。 なお、図２、図３
はせん断箱がどのような位置にあるときに「供試体−せ
ん断箱との摩擦」を、また「試料もれによる摩擦」を測
定しているのかを説明している図であり、どちらも垂直
力が付加されている。上下のせん断箱箱９Ａ、９Ｂはそ
れぞれ図に示すようにその中央部に供試体収納スペース
９Ｃを有しており、この収納スペース９Ｃの４箇所に図
４、５に示すように対向して小型の高剛性ロードセル２
２が内蔵されており、このような構成によってせん断箱
が相対変位しているときのせん断箱と供試体せん断面間
の摩擦力と試料漏れによる摩擦力とを測定することがで
きる。この高剛性ロードセル２２によって測定される摩
擦力は、図２に示すようにせん断箱が相対変位している
ときはせん断箱と供試体せん断面間の摩擦力であり、図
３に示すように相対変位ゼロのときは上下せん断箱の隙
間から漏れ出した試料とせん断箱との摩擦力である。前
者はピーク強度と完全軟化強度の補正に、後者は残留強
度の補正に利用される。
【０００８】また、丸形せん断箱は、図６に示すように
角形せん断箱と同様に上下せん断箱９Ａ、９Ｂからなり
それぞれのせん断箱には所定の直径からなる供試体収納
スペース９Ｃが形成されており、さらに、せん断箱同志
の対向面には、せん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽
減するために、せん断面部分にテフロン加工が施されて
いる。また、含すべり面試料の試験を実施するために、
すべり面とせん断箱のせん断面を一致できるようせん断
箱側面をアクリル板９Ｄで可視化し、せん断箱底板９Ｅ
をネジを利用して上下に移動できる構成としている。
角形せん断箱と同様に上下せん断箱９Ａ、９Ｂからなり
それぞれのせん断箱には所定の直径からなる供試体収納
スペース９Ｃが形成されており、さらに、せん断箱同志
の対向面には、せん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽
減するために、せん断面部分にテフロン加工が施されて
いる。また、含すべり面試料の試験を実施するために、
すべり面とせん断箱のせん断面を一致できるようせん断
箱側面をアクリル板９Ｄで可視化し、せん断箱底板９Ｅ
をネジを利用して上下に移動できる構成としている。
【０００９】なお角形せん断箱、丸形せん断箱の上下間
の間隔はともにせん断箱と固定板との間にギャップスペ
ーサーを挟むことで、例えば、０．０１ｍｍ、０．２ｍ
ｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍに調整可能である。また、
せん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽減するために塗
布する材料はテフロンに限定せず、他の潤滑材を使用す
ることも可能である。
の間隔はともにせん断箱と固定板との間にギャップスペ
ーサーを挟むことで、例えば、０．０１ｍｍ、０．２ｍ
ｍ、０．５ｍｍ、１．０ｍｍに調整可能である。また、
せん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽減するために塗
布する材料はテフロンに限定せず、他の潤滑材を使用す
ることも可能である。
【００１０】本装置では垂直力載荷システムとして、図
１に示すようにせん断箱９の上方にせん断箱内の供試体
に垂直力を付与することができる高精度デジタルサーボ
モータ（垂直力付与手段）５を配置し、さらにせん断箱
の下方に垂直力測定用の垂直ロードセル１２を配置した
変位制御方式を採用している。従来の装置は、応力制御
方式が一般的であるが、本変位方式は垂直力の測定用の
垂直ロードセル１２に平板形の高剛性ロードセルを用
い、また、パーソナルコンピュータ２によって高精度デ
ジタルサーボモータ５を制御するようにしている。この
ため、定体積条件の設定が簡便、試験開始時の供試体と
垂直荷重載荷板との密着に熟練が不要、ロッドの回転数
から変位量を求めているので垂直変位測定用の変位計が
不要となる等の種々の利点がある。なお、高剛性ロード
セルは、通常の測定範囲（０〜３００ｋｇｆ）において
変位量が１０μｍと極めて小さいものを使用し、下せん
断箱９Ｂを垂直ロードセル１２の上に直接取り付けるこ
とで他の部分から独立させているため、せん断箱内の周
面摩擦の影響を受けることなく測定できる。
１に示すようにせん断箱９の上方にせん断箱内の供試体
に垂直力を付与することができる高精度デジタルサーボ
モータ（垂直力付与手段）５を配置し、さらにせん断箱
の下方に垂直力測定用の垂直ロードセル１２を配置した
変位制御方式を採用している。従来の装置は、応力制御
方式が一般的であるが、本変位方式は垂直力の測定用の
垂直ロードセル１２に平板形の高剛性ロードセルを用
い、また、パーソナルコンピュータ２によって高精度デ
ジタルサーボモータ５を制御するようにしている。この
ため、定体積条件の設定が簡便、試験開始時の供試体と
垂直荷重載荷板との密着に熟練が不要、ロッドの回転数
から変位量を求めているので垂直変位測定用の変位計が
不要となる等の種々の利点がある。なお、高剛性ロード
セルは、通常の測定範囲（０〜３００ｋｇｆ）において
変位量が１０μｍと極めて小さいものを使用し、下せん
断箱９Ｂを垂直ロードセル１２の上に直接取り付けるこ
とで他の部分から独立させているため、せん断箱内の周
面摩擦の影響を受けることなく測定できる。
【００１１】また供試体に対してせん断力を付与する装
置として、可変モータ（せん断力付与手段）６を採用し
ており、可変モータ６の出力軸がロッド６Ａおよびせん
断力測定用の水平ロードセル７を介してせん断箱に連結
され、このロッド６Ａには万が一移動量が設定量を越え
ても停止しなかったときのために自動停止装置１１が設
けられている。水平ロードセル７には平板形の高剛性ロ
ードセルを使用しており、せん断箱の水平変位は水平変
位測定用変位計１０により測定する。可変モータ６はパ
ーソナルコンピュータ２により変位量と回転方向が制御
され、せん断時の大変位の水平変位量と連続した繰り返
し回数が設定できる。せん断力は、水平ロードセル７に
より測定されたせん断力から、前述のせん断箱内蔵の高
剛性ロードセル２２により測定された摩擦力を減じるこ
とで求めている。これにより、ピーク強度と完全軟化強
度は測定されたせん断力からせん断箱と供試体せん断面
間の摩擦力を減じた値となり、残留強度は同じく試料漏
れ部分の摩擦力を減じた値になっている。
置として、可変モータ（せん断力付与手段）６を採用し
ており、可変モータ６の出力軸がロッド６Ａおよびせん
断力測定用の水平ロードセル７を介してせん断箱に連結
され、このロッド６Ａには万が一移動量が設定量を越え
ても停止しなかったときのために自動停止装置１１が設
けられている。水平ロードセル７には平板形の高剛性ロ
ードセルを使用しており、せん断箱の水平変位は水平変
位測定用変位計１０により測定する。可変モータ６はパ
ーソナルコンピュータ２により変位量と回転方向が制御
され、せん断時の大変位の水平変位量と連続した繰り返
し回数が設定できる。せん断力は、水平ロードセル７に
より測定されたせん断力から、前述のせん断箱内蔵の高
剛性ロードセル２２により測定された摩擦力を減じるこ
とで求めている。これにより、ピーク強度と完全軟化強
度は測定されたせん断力からせん断箱と供試体せん断面
間の摩擦力を減じた値となり、残留強度は同じく試料漏
れ部分の摩擦力を減じた値になっている。
【００１２】上記装置の作動を説明する。せん断箱内に
供試体を収納し、パーソナルコンピュータ２によって高
精度デジタルサーボモータ５を駆動し、供試体に試験開
始時に所定の垂直力を付与し、このときの垂直力を垂直
ロードセル１２によって測定する。なお本装置では高精
度デジタルサーボモータを使用しているために供試体と
垂直荷重載荷板との密着が不要であり、ロッドの回転数
から変位量を求めているので垂直変位測定用の変位計が
不要となっている。またパーソナルコンピュータ２から
の制御によって可変モータ６を駆動し、供試体に繰り返
しせん断力を付与する。この時のせん断力はせん断力測
定用の水平ロードセル７により測定する。また、せん断
箱が相対変位しているときのせん断箱と供試体せん断面
間の摩擦力と試料漏れによる摩擦力はせん断箱内に配置
した前述したせん断箱内蔵の高剛性ロードセル２２によ
り測定する。
供試体を収納し、パーソナルコンピュータ２によって高
精度デジタルサーボモータ５を駆動し、供試体に試験開
始時に所定の垂直力を付与し、このときの垂直力を垂直
ロードセル１２によって測定する。なお本装置では高精
度デジタルサーボモータを使用しているために供試体と
垂直荷重載荷板との密着が不要であり、ロッドの回転数
から変位量を求めているので垂直変位測定用の変位計が
不要となっている。またパーソナルコンピュータ２から
の制御によって可変モータ６を駆動し、供試体に繰り返
しせん断力を付与する。この時のせん断力はせん断力測
定用の水平ロードセル７により測定する。また、せん断
箱が相対変位しているときのせん断箱と供試体せん断面
間の摩擦力と試料漏れによる摩擦力はせん断箱内に配置
した前述したせん断箱内蔵の高剛性ロードセル２２によ
り測定する。
【００１３】実際のせん断力は、せん断力測定用水平ロ
ードセル７により測定された全体のせん断力から、前述
のせん断箱内蔵の高剛性ロードセル２２により測定され
た摩擦力を減じることで求めている。これにより、測定
誤差である摩擦力の影響を完全に取り除くことができ
る。即ちピーク強度と完全軟化強度は測定されたせん断
力からせん断箱と供試体せん断面間の摩擦力を減じた値
となり、残留強度は同じく試料漏れ部分の摩擦力を減じ
た値になっている。本装置は上記のようにして、誤差要
因をそれぞれ計測して補正することにより、より正しい
粘性土および砂質土のピーク強度、完全軟化強度、残留
強度を測定することができる。また、最新の計測・制御
機器とパソコン制御とを組み合わせることにより、熟練
の程度による測定値のバラツキを低減することが可能と
なる。
ードセル７により測定された全体のせん断力から、前述
のせん断箱内蔵の高剛性ロードセル２２により測定され
た摩擦力を減じることで求めている。これにより、測定
誤差である摩擦力の影響を完全に取り除くことができ
る。即ちピーク強度と完全軟化強度は測定されたせん断
力からせん断箱と供試体せん断面間の摩擦力を減じた値
となり、残留強度は同じく試料漏れ部分の摩擦力を減じ
た値になっている。本装置は上記のようにして、誤差要
因をそれぞれ計測して補正することにより、より正しい
粘性土および砂質土のピーク強度、完全軟化強度、残留
強度を測定することができる。また、最新の計測・制御
機器とパソコン制御とを組み合わせることにより、熟練
の程度による測定値のバラツキを低減することが可能と
なる。
【００１４】以上、本発明に係る実施の形態について説
明したが、本小型の繰り返し一面せん断試験機におい
て、内蔵ロードセルの使用個数、配置場所などはせん断
箱の形状等によって自由に変更することが可能である、
またパーソナルコンピュータの代わりに専用の電子制御
回路などを使用することも可能である。さらに本発明は
その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の
いかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態
はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈しては
ならない。
明したが、本小型の繰り返し一面せん断試験機におい
て、内蔵ロードセルの使用個数、配置場所などはせん断
箱の形状等によって自由に変更することが可能である、
またパーソナルコンピュータの代わりに専用の電子制御
回路などを使用することも可能である。さらに本発明は
その精神または主要な特徴から逸脱することなく、他の
いかなる形でも実施できる。そのため、前述の実施形態
はあらゆる点で単なる例示にすぎず限定的に解釈しては
ならない。
【００１５】
【発明の効果】以上の詳細に説明した如く、本発明によ
れば、従来より繰り返し一面せん断試験機の欠点とされ
ていた上下せん断箱と供試体との間に作用する摩擦力を
せん断箱内蔵のロードセルにより測定でき、これによ
り、供試体せん断面間に作用しているせん断力のみを得
ることができる。これら摩擦はせん断箱が相対変位して
いる時はせん断箱と供試体せん断面間に作用している摩
擦であり、せん断箱の相対変位ゼロの時は漏れた供試体
がとせん断箱間に作用している摩擦である。前者はピー
ク強度と完全軟化強度の補正に、後者は残留強度の補正
に利用される。丸形せん断箱にはせん断面部分にテフロ
ン加工が施されせん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽
減することができる。本装置は、軽量かつコンパクトで
現場への持込みが可能で、かつデータ収録と試験時（圧
密定圧条件・圧密た定体積条件）の制御がパーソナルコ
ンピュータで自動化されている。垂直力載荷システムに
変位制御方式（デジタルサーボモーター）を採用するこ
とで、装置の構成がシンプルかつ制御精度が格段に向上
している。等の優れた効果を奏することができる。
れば、従来より繰り返し一面せん断試験機の欠点とされ
ていた上下せん断箱と供試体との間に作用する摩擦力を
せん断箱内蔵のロードセルにより測定でき、これによ
り、供試体せん断面間に作用しているせん断力のみを得
ることができる。これら摩擦はせん断箱が相対変位して
いる時はせん断箱と供試体せん断面間に作用している摩
擦であり、せん断箱の相対変位ゼロの時は漏れた供試体
がとせん断箱間に作用している摩擦である。前者はピー
ク強度と完全軟化強度の補正に、後者は残留強度の補正
に利用される。丸形せん断箱にはせん断面部分にテフロ
ン加工が施されせん断箱と供試体せん断面間の摩擦を軽
減することができる。本装置は、軽量かつコンパクトで
現場への持込みが可能で、かつデータ収録と試験時（圧
密定圧条件・圧密た定体積条件）の制御がパーソナルコ
ンピュータで自動化されている。垂直力載荷システムに
変位制御方式（デジタルサーボモーター）を採用するこ
とで、装置の構成がシンプルかつ制御精度が格段に向上
している。等の優れた効果を奏することができる。
【図１】 実施形態としての繰り返し一面せん断試験機
の構成図である。
の構成図である。
【図２】 供試体にせん断力を付与している状態の側断
面図である。
面図である。
【図３】 同供試体に垂直力を付与している状態の側断
面図である。
面図である。
【図４】 図２中のＡ−Ａ矢視図である。
【図５】 図２中のＢ−Ｂ矢視図である。
【図６】 丸形せん断箱の断面図である。
１ コントロールボックス ２ パーソナルコンピュータ ３ Ａ／Ｄ変換器 ４ ロードセルコンバーター ５ デジタルサーボモータ ６ 可変モータ ７ せん断力測定用の水平ロードセル ８ スペーサ ９ せん断箱 ９Ａ 上せん断箱 ９Ｂ 下せん断箱 ９Ｃ 供試体収納スペース ９Ｄ アクリル板 ９Ｅ 底板 １０ 水平変位測定用変位計 １１ 自動停止装置 １２ 垂直力を測定する垂直ロードセル ２１ 供試体 ２２ 高剛性ロードセル ２３ テフロン加工部
Claims (5)
- 【請求項１】水平面内に於いて互いに異なる方向に変位
可能な下せん断箱と、夫々のせん断箱内に配置された高
剛性ロードセルと、上せん断箱と下せん断箱間に配置さ
れた供試体に対してせん断力を付与することができるせ
ん断力付与手段と、前記供試体に発生するせん断力を測
定する水平ロードセルと、前記供試体に対して垂直力を
付与する垂直力付与手段と、前記供試体に発生する垂直
力を測定する垂直ロードセルとを備えてなる小型自動繰
り返し一面せん断試験装置。 - 【請求項２】前記せん断力付与手段は可変モータで構成
し、前記垂直力付与手段はデジタルサーボモータで構成
てなることを特徴とする請求項１に記載の小型自動繰り
返し一面せん断試験装置。 - 【請求項３】前記可変モータおよびデジタルサーボモー
タはコンピュータによって制御されるべく構成されてい
ることを特徴とする請求項２に記載の小型自動繰り返し
一面せん断試験装置。 - 【請求項４】前記夫々のせん断箱内に配置された高剛性
ロードセルは、上下せん断箱の４箇所に設けてあること
を特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の小
型自動繰り返し一面せん断試験装置。 - 【請求項５】前記夫々の丸形せん断箱の対向する面にテ
フロン加工をしてあることを特徴とする請求項１〜請求
項４のいずれかに記載の小型自動繰り返し一面せん断試
験装置。
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