JP2001324429A

JP2001324429A - 簡易締固め試験機及びこれを用いた突固めによる締固め試験方法

Info

Publication number: JP2001324429A
Application number: JP2000146414A
Authority: JP
Inventors: Yorimasa Abe; 頼政阿部; Masahiro I; 真宏井; Kiyotaka Kuno; 清隆久野; Genichi Sugihara; 元一杉原; Tomotaka I; 倫孝井; Naoko Maeda; 直子前田
Original assignee: EFUI SEKKAI GIJUTSU KENKYUSHO; EFUI SEKKAI GIJUTSU KENKYUSHO KK; NISHI NIPPON CHIKEN KK
Current assignee: EFUI SEKKAI GIJUTSU KENKYUSHO; EFUI SEKKAI GIJUTSU KENKYUSHO KK; NISHI NIPPON CHIKEN KK
Priority date: 2000-05-18
Filing date: 2000-05-18
Publication date: 2001-11-22
Anticipated expiration: 2020-05-18
Also published as: JP3368535B2

Abstract

(57)【要約】【課題】少量の試料で突固めによる締固め試験が行う
ことを可能とするとともに、従来の機械に比べて試験機
を小型化すること。【解決手段】試験機枠体の下方部に、固定ピストンを
設けた底板を固定ピストンの作用方向が垂直方向となる
ように配設し、円筒状モールドを固定ピストンに被せる
ようにして固定ピストンを円筒状モールドに挿入し、円
筒状モールドは固定ピストンに対し摺動しながら垂直方
向に上下動可能に配設し、背面に所望長さのピストン棒
を有する移動ピストンを円筒状モールドの上側から挿入
し、移動ピストンが円筒状モールドに対し摺動しながら
ピストン棒が垂直方向に上下動可能に配設し、軸心にピ
ストン棒挿通口を形成した重錘を、重錘が移動ピストン
背面に衝突するように、ピストン棒を重錘のピストン棒
挿通口に挿通した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、少量の試料でも
って突固めによる締固め試験が行うことを可能とすると
ともに、従来の機械に比べて試験機を小型化した締固め
試験機に関するものである。また、この試験機を用いて
従来の突固めによる締固め試験結果とほぼ同様のデータ
が得られるようにした突固めによる締固め試験方法に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】現在、日本における突固めによる締固め
試験方法としては、試験の容易性等の理由から、Procto
r が提案した衝撃的荷重による締固め方式を基本とし
た、JISA 1210およびJSF T 711-1990がおもに適用され
ている。JIS A 1210やJSF T 711-1990に定められた試験
方法は、土を締固めたときの乾燥密度と含水比の関係を
知ることができ、これによって土を最も安定な状態に締
固められる最適含水比を予測できる。

【０００３】そして、従来この突固めによる締固め試験
に用いられている試験機は例えば図１に示すように、ラ
ンマー軸Ａを内周面にランマー支持ゴムＢが貼着してあ
り一部にランマー開放面となる切欠Ｃが形成してあるプ
ーリーＤで挟み、プーリーＤを一定方向に回転させてラ
ンマーＥを上下動させ、下部にスペーサーディスクＦを
固定してあるモールドＧ内の試料を突固めるような構造
となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、最適含水比
を求めるためには、現場において使用される建設機械の
大小（締固め仕事量の違い）及び土砂が使用される深度
に応じて図２に示すように締固め仕事量を変化させて試
験を行う必要がある。上記JIS A 1210やJSF T 711-1990
に定められた基準では、直径１０ｃｍ高さ１２．７３ｃ
ｍおよび直径１５ｃｍ高さ１２．５ｃｍのモールドを用
いるとされており、それぞれのモールド容積は、１００
０ｃｍ3 および２２０９ｃｍ3 となっている。

【０００５】よって、必要となる試料の量も、１モール
ド当たり約２．７ｋｇおよび６．０ｋｇとなるため、最
適含水比及び乾燥密度の影響を確認するためには、膨大
な試料を用いる必要がある。実際には図２に示す試験を
行うに際し必要な試料は約３００ｋｇとなるため、試料
の採取や試料の調整を考慮すると困難な点が多い。ま
た、従来の試験方法は１０００ｃｍ3 および２２０９ｃ
ｍ3 のモールド容積に、どれだけの試料が突固めにより
締固められるかを観察するものであるため、端面成形を
必要とする等必要過程が多く、実際に試験を行うのは試
料の採取や試料の調整を考慮すると大変な作業となって
いる。

【０００６】一方、従来の試験機は図１に示すように落
下高さと同じ円周を持つプーリーを必要とするとともに
ランマー軸を長くしなければならない理由から機械が大
型化してしまう問題点があった。さらに、ランマー軸の
持ち上げ量はプーリーの大きさにより決定してしまうの
で、落下高さは簡単に変更することはできない。また、
突固め時には上方より突固めを行うことにより側壁方向
への圧力が増大し、供試体下層への締固め仕事量が不足
するので、なるたけ均一な密度に突固めるためにはラン
マー重量を十分に重くし、その上突固め回数や層数を多
くする必要がある。

【０００７】すなわち、モールドを小型化して一回の試
料の必要量少なくできれば、試料の採取や試料の調整が
容易になる。また、モールドの小型化やランマー軸の短
縮、ランマー重量の軽量化等により試験機を小型軽量化
できれば、試験現場への試験機の搬送や据え付けも簡単
に行え、簡易に最適含水比を確認するための試験を行う
ことができる。さらに、少ない突固め回数により均一な
密度に突固めることができれば試験に要する手間が大幅
に省けるとともに、精度の高い試験結果を簡易な試験に
より行うことができることになる。

【０００８】一方、このような試験機で簡易に行うこと
によって得られるデータが、従来のＪＩＳ等の試験法に
よって得られるデータと相関関係があれば、得られるデ
ータの信頼性も確認できるとともにデータの互換性を有
することになり、本試験機を従来の試験機に代えて使用
でき、広く実用に供することが可能となる。

【０００９】また、試験機を用いて作製した供試体が一
軸圧縮試験等の強度試験に適用することができれば便利
である。そのためには高さを直径の１．８〜２．５倍程
度のものが適当であるが、しかしそのためには可能な限
り均一な密度の供試体を作製する必要がある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】そこで、この発明にかか
る簡易締め固め試験機は、試験機枠体の下方部に、円柱
形の固定ピストンを設けた底板を、固定ピストンの作用
方向が垂直方向となるように配設し、固定ピストンに対
して摺動可能な円筒状モールドを、円筒状モールドの下
側から固定ピストンに被せるようにして固定ピストンを
円筒状モールドに挿入するとともに、円筒状モールドは
固定ピストンに対し摺動しながら垂直方向に上下動可能
なように配設し、円筒状モールドに対して摺動可能で背
面に所望長さのピストン棒を有する移動ピストンを、円
筒状モールドの上側から移動ピストンが下でピストン棒
が上となる向きで挿入するとともに、移動ピストンが円
筒状モールドに対し摺動しながら移動ピストンとピスト
ン棒が垂直方向に上下動可能なように配設し、また略円
柱形で軸心にピストン棒挿通口が形成してある重錘を、
重錘がピストン棒を摺動して移動ピストン背面に衝突す
るように、ピストン棒を重錘のピストン棒挿通口に挿通
したものである。

【００１１】さらに、移動ピストン背面に当接した状態
で落下している重錘を自動的に引き上げ、そして所望高
さから自動的に落下させるようにした自動重錘引き上げ
落下機構を備えたものである。

【００１２】また、この発明にかかる突固めによる締固
め試験方法は、本発明の簡易締固め試験機を用い、試料
を３５０ｇとし、円筒状モールドの内径を５ｃｍとし、
重錘の重量３．５ｋｇとし、重錘の落下高さを４０ｃｍ
で行い、また重錘の落下回数を１３〜１５回としたもの
である。

【００１３】

【作用】円筒状モールドを固定ピストンと移動ピストン
により上下から挟むようにし、移動ピストンの背面に重
錘を落下させ衝突させると、モールド内の供試体は移動
ピストンにより上方から突固められるとともに、固定ピ
ストンにより下方からも同様に突固められる。モールド
内の供試体は上としたから同時に締固められることによ
り上下に密度均一な供試体が作製される。

【００１４】また、従来ランマーとランマー軸を一体で
突棒としていたものを、移動ピストンと重錘に分離し、
重錘の落下高さと重錘重量を容易に変更することができ
るようにしたことにより、試料に応じた適切な試験を行
うことができるとともに、機械サイズの小型化が可能と
なる。

【００１５】

【発明の実施の態様】次に、本発明の簡易締固め試験機
の一実施例を図３に基づいて説明する。１は試験機の枠
体２の下方部に設けた底板であり、この底板１には円柱
形の固定ピストン３（図示した例では高さ３ｃｍ，直径
５ｃｍ）が固定ピストン３の作用方向が垂直方向となる
ように設けてある。

【００１６】４は固定ピストン３に対して摺動可能な円
筒状モールド（図示した例では長さ２０ｃｍ，内径５ｃ
ｍ）であり、円筒状モールド４の下側から固定ピストン
３に被せるようにして固定ピストン３を円筒状モールド
４に挿入してある。そして、円筒状モールド４は固定ピ
ストン３に対し摺動しながら垂直方向に上下動可能なよ
うに配設してある。なお、５は底板の左右に垂直に配設
したガイド棒であり、６は透孔がガイド棒５に対し摺動
するように円筒状モールド４に設けた案内部材であり、
円筒状モールド４が垂直方向に上下動するのを補助して
いる。

【００１７】７は円筒状モールド４に対して摺動可能で
背面に所望長さのピストン棒８を有する移動ピストン
（図示した例では直径５ｃｍ）であり、円筒状モールド
４の上側から移動ピスト７ンが下でピストン棒８が上と
なる向きで挿入してある。９は試験機の枠体１上部に設
けた案内ガイドであり、中央に形成した透孔にピストン
棒８が摺動可能に挿入してあり、移動ピストン７が円筒
状モールド４に対し摺動しながら移動ピストン７とピス
トン棒８が垂直方向に上下動可能なようになっている。

【００１８】１０は略円柱形で軸心にピストン棒挿通口
１１が形成してある重錘であり、重錘１０がピストン棒
８を摺動して移動ピストン７の背面に衝突するように、
ピストン棒８を重錘１０のピストン棒挿通口１１に挿通
してある。１２は重錘１０に設けた鍔状の係止部であ
る。そして、この重錘１０は移動ピストン７の背面に当
接している状態から自動的に引き上げられ、所望高さか
ら自動的に落下させるようにした自動重錘引き上げ落下
機構によりピストン棒８を摺動して上下動するようにな
っている。なお、重錘重量を変更可能とするため、重錘
１０をピストン棒８から引き抜いたり取り外しできるよ
うにしておく。

【００１９】自動重錘引き上げ落下機構は、例えば次の
ような構成となっているが、この自動重錘引き上げ落下
機構は上記したような作動をするものであればどのよう
な形式でもよく、以下に示すものはその一例である。

【００２０】試験機枠体２の上方位置と下方位置に、ピ
ストン棒８を挟んで左右にチェーン駆動用のスプロケッ
ト１３を設けてある回転軸１４をピストン棒８の後側
（背面側）にそれぞれ配設する。そして、左側と右側の
それぞれの上下のスプロケット１３の間にチェーン１５
を掛け回し、手前側のチェーン１５が下から上に回転す
るように回転軸１４をモータ（図示せず）により駆動す
る。

【００２１】左右のチェーン１５の対向する任意の位置
にそれぞれ重錘支持用の支持部１６を配設し、この支持
部１６には重錘１０に形成した係止部１２と係脱自在な
係止ピン１７を設け、係止ピン１７は水平方向に移動可
能であるとともに、通常は係止ピン１７が支持部１６よ
り重錘１０側に飛び出して重錘１０の係止部１２を係止
するすようにスプリング１８により付勢してある。

【００２２】一方、ピストン棒８に対し任意の位置で固
定可能な開放爪取付用の支持バー１９を設け、支持バー
１９の左右の両端には下に向かって外から内向きのテー
パー面を形成し下向きに細くなっている開放爪２０が取
付けてある。

【００２３】そして、チェーン１５が回転して支持部１
６が下から上昇して係止ピン１７が重錘１０の係止部１
２と係合すると、支持部１６の上昇とともに重錘１０も
係止ピン１５により図４（Ａ）に示すように上方に引き
上げられる。また、ピストン棒８の所望位置に固定した
支持バー１９の開放爪２０に下から上昇してきた係止ピ
ン１７が当接すると、係止ピン１７は開放爪２０のテー
パー面に沿って支持部１６側に押し込まれ、係止ピン１
７が開放爪２０により重錘１０の係止部１２との係合が
解かれるまで押し込まれると重錘１０は自動的に落下し
て図４（Ｂ）に示すように移動ピストン７の背面に衝突
する。

【００２４】

【実施例】次に、本発明の簡易締固め試験機を用いた突
固めによる締固め試験方法について説明する。従来のJI
S A 1210およびJSF T 711-1990では、１５ｃｍモールド
の場合２２０９ｃｍ3 、１０ｃｍモールドの場合１００
０ｃｍ3 の限られた体積に土を突固め、重量を測定する
ことによって供試体の湿潤密度と乾燥密度を算出するも
のであるが、本方法では重量（乾燥重量）を予め測定し
た試料をモールドに投入し、任意の回数突固めた後の体
積を測定し、供試体の湿潤密度と乾燥密度を算出するこ
とにする。

【００２５】試験手順としては以下の通りである。１）試料を任意に設定した含水比に調整する。粘土分を
多く含む土等、水となじむのに時間を要する土は、含水
比が変化しないように気密な容器に入れて、１２時間以
上静置した後試験に用いる。２）試料をモールドに入れ、任意に設定した重錘落下高
さ（ランマー高さ）、重錘落下回数（突固め回数）で締
固める。３）締固め後、デジタル変位計により供試体高さを測
り、供試体体積および、湿潤・乾燥密度を算出する。４）予想される最適含水比を中心に、６〜８種類の含水
比で上記作業を繰り返す。

【００２６】また、試験結果の評価としては従来の試験
データとの比較応用ができるようにするためJIS A 1210
およびJSF T 711-1990に基づいて行う。なお、従来の試
験方法において締固め仕事量は、以下の式によって算出
が可能であるので、本試験においても以下の式を適用し
試験条件を決定した。

【００２７】Ｅc ＝ＷR ・Ｈ・ＮB ・ＮL ／Ｖ（ｃｍ
・ｋｇｆ／ｃｍ3 ）ここに、ＷR ：重錘重量（ｋｇｆ）、Ｈ：重錘落下高さ
（ｃｍ）、ＮB ：層当たりの突固め回数、ＮL ：層の
数、Ｖ：モールドの容積である。なお、以下の説明及び
図において重錘重量をランマー重量と、重錘落下高さを
ランマー落下高さと、重錘落下回数を突固め回数と称す
る場合がある。

【００２８】なお、試料の投入量は、予め２００ｇ、３
００ｇで行ってみたが、湿潤密度や乾燥密度が極端に上
がることや、含水量に対する湿潤密度や乾燥密度の変化
が敏感であるため、３５０ｇで行うことにした。また、
本試験法は簡易試験法であることを前提条件としている
ので、突固め層数を１層と定め、重錘重量を変えるとと
もに、突固め回数、重錘落下高さを変化させて行った。
なお、本試験で使用したモールドは直径５ｃｍ、高さ２
０ｃｍのものを使用した。

【００２９】［試験１］まず、本発明の試験機の特徴で
あるモールド内の供試体を上方の移動ピストンで突固め
るとともに下方の固定ピストンによっても突固めること
の効果を確認するため、固定ピストンを作用させた場合
と作用させない場合の比較試験を行った。固定ピストン
を作用させる場合は、モールドと底板の間が高さ２ｃｍ
となるようにスペーサーディスク２１を挟み（図４参
照）、一回目の突固めを行ってモールドが自然落下しな
いようにした後このスペーサーディスクを取り除き、以
後の突固めにおいては固定ピストンも突固め作用をする
ようにした。一方、固定ピストンを作用させない場合は
スペーサーディスクを使用せず、モールドは底板に直接
当接した状態、すなわち固定ピストンは作用しない状態
で突固めを行った。

【００３０】試料としては均一な含水比に調整したマサ
土を３５０ｇずつ取り分け、セメントを１０％添加した
ものを使用した。ディスクを使用した場合と使用しない
場合について、１層×３０回，１層×６０回，１層×９
０回，３層×２０回で突固めを行い供試体を作製し、そ
の供試体をダイアモンドカッターで切断可能となるまで
水深養生する。そして切断した後は、乾燥炉において絶
乾状態となるまで乾燥し、上層、中間層、下層の供試体
容積及び乾燥密度を算出した。結果を表１に示す。表は
供試体の試験条件と乾燥密度を示したものである。

【００３１】

【表１】

【００３２】上記結果より、ディスクが無い場合は、上
層と比較して中間層と下層は、乾燥密度が減少している
ことが確認できる。しかし、ディスクがある場合は、上
層の乾燥密度と比較して、中間層のそれは若干の減少が
確認できるが、下層では中間層のそれを上回り下層の値
と同様の値を示す結果となっている。よって、ディスク
を使用しモールドを上下から突固めることは有効である
ことが確認された。

【００３３】［試験２］次に、本発明の試験機の実用性
の確認と、最適な重錘の重量及び重錘落下高さを確認す
るために以下の試験を行った。重錘重量を１．３ｋｇと
３．５ｋｇものを使用し、重錘落下高さを６０ｃｍと４
０ｃｍで突固め回数を変化させ、締固め仕事量の変化に
よる土の工学的特性を観察した。

【００３４】はじめに、重錘重量１．３ｋｇ、重錘落下
高さ６０ｃｍで行った。重錘落下高さ６０ｃｍとした理
由は、上記した締固め仕事量の計算式により、１５ｃｍ
モールドにおける、３層×９２回突固め時の締固め仕事
量をもとに、同様の締固め仕事量となるように設定した
ものである。試験結果は図５に示す通りである。

【００３５】図５より、締固め仕事量の変化による最適
含水比の変化や最大乾燥密度の変化が確認できた。しか
し、各々の締固め仕事量においても、締固め曲線が尖鋭
となるため、従来の試験結果を反映せず、試料の含水比
調整も困難であった。また、最適含水比について、従来
の試験方法である１５ｃｍモールド（３層×９２回）を
用いた締固め試験により求められた値と近似した値を得
るためには、６０〜８０回の突固めが必要となるため、
作業性に問題があるとともに試験の所要時間が増大する
結果となった。

【００３６】そこで、次に重錘落下回数を減少させると
ともに、締固め仕事量を満足させるために、重錘重量を
３．５ｋｇへと増大させ、突固め回数は上述した式を用
いて設定し同様の試験を行った。突固め回数と最適含水
比及び乾燥密度の関係を示す試験結果は図６に示す通り
である。

【００３７】図６より、対象土の含水比が低い場合、乾
燥密度が従来よりも高くなってしまう傾向が見られる。
これは、重錘重量を増加させ、締固め仕事量（運動エネ
ルギーを含む）が増大した結果、含水比の変化にかかわ
らず、密度を増加させてしまう傾向があると考えられる
ほか、締固め仕事量が大きいため、土粒子の骨格の破壊
につながっていることが懸念される。

【００３８】上記結果に基づき、次に重錘重量は３．５
ｋｇで重錘落下高さを４０ｃｍに減少し、同様の試験を
行った。突固め回数と最適含水比及び乾燥密度の関係を
示す試験結果は図７に示す通りである。

【００３９】図７より、含水比が低い場合に乾燥密度が
高くなる傾向が解消され、締固め曲線及び最適含水比が
容易に確認できた。また、突固め回数の増加に伴う乾燥
密度の増加も良好な値を示すことが確認できた。したが
って、本試験においては重錘重量３．５ｋｇ，重錘落下
高さ４０ｃｍで行うことが適切である。

【００４０】［試験３］次に、本発明の試験機を用い
て、従来の試験方法と同等の乾燥密度を得るために必要
な突固め回数を確認するため、締固め仕事量と最大乾燥
密度の関係について本発明と従来方法の比較試験を行っ
た。

【００４１】ところで、現在突固めによる土の締固め試
験方法は、JIS A 1210およびJSF T711-1990が主に適用
されている。突固め回数、ランマー重量、突固め層数
も、この試験法で定められており、その結果締固め仕事
量も決められていることになる。JIS A 1210およびJSF
T 711-1990に定められている突固め方法抜粋を表２に示
す。

【００４２】

【表２】

【００４３】上記突固め方法による締固め仕事量は前述
の式により算出可能であるが、ランマーの落下に関する
落下速度及び運動エネルギーの要素が含まれていないた
め、例えば、ランマー落下高さ６０ｃｍ，突固め回数２
５回（Ｅc ＝２６．０３）と、ランマー落下高さ４０ｃ
ｍ，突固め回数３７回（Ｅc ＝２５．９）は、ほぼ同じ
締固め仕事量であるが、得られる最適含水比や乾燥密度
は、異なった値となる。

【００４４】また、本発明の試験機と従来の１５ｃｍ及
び１０ｃｍモールド試験機とを比較した場合、重要な要
素となるのは側壁の拘束の有無であると考えられる。

【００４５】そこで、本試験条件としては、本発明は上
記試験において確認した重錘重量３．５ｋｇ，重錘落下
高さ４０ｃｍで、直径５ｃｍのモールドを使用して重錘
落下回数を変更して１層突固め試験とし、従来法はJSF
T 711-1990にしたがい、１５ｃｍと１０ｃｍモールドを
用い、ランマー重量は４．５ｋｇとした。試験結果を図
８に示す。

【００４６】図８によると、どちらの試験方法で行って
も、締固め仕事量の増大により最大乾燥密度が増大して
いる。しかし、同じ締固め仕事量で最大乾燥密度を比較
した場合、本発明の簡易締固め試験機の方が、０．０５
〜０．１ｇ／ｃｍ3 高い値を示している。例えば、従来
の試験方法に示される、３層×９２回（ＥC ＝２５．３
０１で直径１５ｃｍモールドで締固めを行った場合、最
大乾燥密度は約１．９５ｇ／ｃｍ3 であるのに対して、
直径５ｃｍのモールドを用いた本発明試験方法で締固め
を行った場合、約２．０２ｇ／ｃｍ3 の最大乾燥密度を
示している。

【００４７】これは、モールドの上下から締固めを行う
ようにしたことにより、供試体の上下面からの締固め効
果が得られたことと同時に、モールド直径とランマー直
径（移動ピストン及び固定ピストン直径）が同じである
ことから、突固めによる試料の側方流動がないこと、及
び摩擦による抵抗が低減できることが主な原因であると
考えられる。その結果、供試体内の密度が均一の上がる
とともに、全体の乾燥密度も上昇する。したがって、従
来の試験方法と同じ締固め仕事量で試験を行うと、側方
拘束等の関係により乾燥密度が高い値を示す。

【００４８】よって、直径５ｃｍのモールドを使用する
本試験機を用いて、従来の試験方法と同等の最大乾燥密
度を得るためには、図８からわかるように締固め仕事量
を約Ｅc ＝１３．０で行う必要がある。これは、直径５
ｃｍのモールドを用いて、１層突固めした場合、突固め
回数は約１３〜１５回となる。

【００４９】次に、本発明の試験方法と従来法のJSF T
711-1990の試験方法による締固め仕事量と最適含水比の
関係を示す結果を図９に示す。これより、各々の場合と
も、締固め仕事量の増大によって、最適含水比が低く変
化しているのが確認できると同時に、全体において本発
明の簡易締固め試験機の方が、ある締固め仕事量におけ
る最適含水比が、JIS A 1210やJSF T 711-1990にもとづ
いて行った従来の試験に比べ、低い値を示していること
がわかる。これは、前述したモールドと底板の構造に原
因があると考えられる。

【００５０】最適含水比は、粒子を最大密度でモールド
に充填し且つ、ゼロ空隙に最も近づく場合の含水比であ
る。よって、モールド内の試料に十分な締固めを行う必
要があり、従来の試験方法のように、上面のみからの突
固めでは、供試体下部の密度が上がらないことになる。
また、モールド直径と突固めランマーの直径との関係か
ら考えると、従来の試験方法の場合、モールド直径より
ランマーの直径の方が小さいため、突固め時に試料が側
方へ流動する。よって、最大の密度を得ようとする場
合、水分が加わることによる粘着力を多く必要とするこ
と等が原因となり、最適含水比が高い値となることが考
えられる。

【００５１】本発明の簡易締固め試験機の場合は、モー
ルド直径とランマー直径（移動ピストン及び固定ピスト
ン直径）が同じであるため、突固め時に試料が側方流動
する懸念が解消される。また、供試体の上面と下面から
突固め効果が得られるため、供試体内における密度のば
らつきも低減する。これらの要因が、従来の試験方法よ
りも最適含水比が低くなる減少の理由であると考えられ
る。

【００５２】以上のことより、本発明の簡易締固め試験
機を用いた試験方法では、重錘重量を３．５ｋｇとし、
重錘落下高さを４０ｃｍに設定すると、良好な締固め曲
線及び最適含水比を得られる。また、突固め回数を１３
〜１５回とすると、従来の試験方法と同等の最大乾燥密
度を得ることができる。

【００５３】［試験４］次に、本発明の試験機を用い
て、粘性土を使用した場合の試験について説明する。粘
性土の性状は表３の通りである。なお、試験条件は、重
錘重量３．５ｋｇ、重錘落下高さ４０ｃｍ、投入試料３
５０ｇである。試験結果は図１０に示す通りである。

【００５４】

【表３】

【００５５】図１０より、良好な締固め曲線が確認でき
るとともに、含水比の変化及び落下回数の変化に対応す
る傾向を示していることがわかる。しかし、ＪＩＳの試
験法によって行った結果と比較すると、対応があまり見
られない。こらは、マサ土の場合と比較してその違いは
大きなものとなっている。

【００５６】マサ土と粘性土を比較した場合、ＪＩＳの
試験法で試験を行えば、マサ土よりも粘性土の方が側方
への流動が激しいことが考えられる。しかし直径５ｃｍ
のモールドを適用している本発明の簡易締固め試験機に
よって試験を行う場合、側方への流動はほとんどない。
よって、ＪＩＳの試験法によって行った締固め試験と、
本発明の簡易締固め試験機による試験を比較する場合、
試料の側方への流動が大きいものを用いれば、ＪＩＳと
の相関も小さくなり、逆に流動が少ない試料を用いた場
合、ＪＩＳの試験結果との相関も大きなものとなること
がわかる。

【００５７】なお、本発明の簡易締固め試験機によって
作製した供試体は、高さが直径（５ｃｍ）の１．８〜
２．５倍程度であり、したがってこの供試体は他の力学
試験等に応用することも可能である。

【００５８】

【発明の効果】以上述べたように、この発明にかかる簡
易締め固め試験機は、試験機枠体の下方部に、円柱形の
固定ピストンを設けた底板を、固定ピストンの作用方向
が垂直方向となるように配設し、固定ピストンに対して
摺動可能な円筒状モールドを、円筒状モールドの下側か
ら固定ピストンに被せるようにして固定ピストンを円筒
状モールドに挿入するとともに、円筒状モールドは固定
ピストンに対し摺動しながら垂直方向に上下動可能なよ
うに配設し、円筒状モールドに対して摺動可能で背面に
所望長さのピストン棒を有する移動ピストンを、円筒状
モールドの上側から移動ピストンが下でピストン棒が上
となる向きで挿入するとともに、移動ピストンが円筒状
モールドに対し摺動しながら移動ピストンとピストン棒
が垂直方向に上下動可能なように配設し、また略円柱形
で軸心にピストン棒挿通口が形成してある重錘を、重錘
がピストン棒を摺動して移動ピストン背面に衝突するよ
うに、ピストン棒を重錘のピストン棒挿通口に挿通した
ので、少ない突固め回数により均一な密度に突固めるこ
とができ試験に要する手間が大幅に省けるとともに、モ
ールドを小型化して一回の試料の必要量少なくできる。

【００５９】また、移動ピストン背面に当接した状態で
落下している重錘を自動的に引き上げ、そして所望高さ
から自動的に落下させるようにした自動重錘引き上げ落
下機構を備えたので、手間をかけずに短時間で必要な供
試体を得ることができる。

【００６０】さらに、この発明にかかる突固めによる締
固め試験方法は、本発明の簡易締固め試験機を用い、試
料を３５０ｇとし、円筒状モールドの内径を５ｃｍと
し、重錘の重量３．５ｋｇとし、重錘の落下高さを４０
ｃｍで行うようにしたので、良好な締固め曲線が得ら
れ、最適含水比も容易に確認することが可能である。

【００６１】また、重錘の落下回数を１３〜１５回とす
ると、従来の試験法とほぼ同様の結果を得ることがで
き、従来のデータをそのまま適用することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】従来の試験機の一例を示すものであり、（Ａ）
は正面図、（Ｂ）は部分拡大図である。

【図２】様々な締固め仕事量における突固めによる土の
締固め試験結果を示すグラフである。

【図３】本発明の簡易締固め試験機の一実施例を示す正
面図である。

【図４】図３の簡易締固め試験機の使用状態を示す説明
図であり、（Ａ）は締固め前、（Ｂ）は締固め後を示
す。

【図５】１．３ｋｇランマーを用いた場合の締め固め試
験結果を示すグラフである。（落下高さ６０ｃｍ）

【図６】３．５ｋｇランマーを用いた場合の締め固め試
験結果を示すグラフである。（落下高さ６０ｃｍ）

【図７】３．５ｋｇランマーを用いた場合の締め固め試
験結果を示すグラフである。（落下高さ４０ｃｍ）

【図８】締め固め仕事量と最大乾燥密度の関係を示すグ
ラフである。

【図９】締め固め仕事量と最的含水比の関係を示すグラ
フである。

【図１０】粘性土を用いた場合の簡易締固め試験結果を
示すグラフである。

【符号の説明】

１底板２枠体３固定ピストン４円筒状モールド５ガイド棒６案内部材７移動ピストン８ピストン棒９案内ガイド１０重錘１１ピストン棒挿通口１２係止部１３スプロケット１４回転軸１５チェーン１６支持部１７支持ピン１８スプリング１９支持バー２０開放爪２１スペーサーディスクＡランマー軸Ｂランマー支持ゴムＣ切欠ＤプーリーＥランマーＦスペーサーディスクＧモールド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者井真宏福岡県福岡市中央区高砂２丁目６番18号西日本地研株式会社内 (72)発明者久野清隆福岡県福岡市中央区高砂２丁目６番18号西日本地研株式会社内 (72)発明者杉原元一福岡県福岡市中央区高砂２丁目６番18号西日本地研株式会社内 (72)発明者井倫孝福岡県福岡市中央区高砂２丁目６番18号西日本地研株式会社内 (72)発明者前田直子福岡県福岡市中央区高砂２丁目６番18号西日本地研株式会社内Ｆターム(参考） 2D043 AA00 AC01 BA10 2G061 AA02 AB04 AB05 BA20 CA06 DA01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】試験機枠体の下方部に、円柱形の固定ピ
ストンを設けた底板を、固定ピストンの作用方向が垂直
方向となるように配設し、固定ピストンに対して摺動可
能な円筒状モールドを、円筒状モールドの下側から固定
ピストンに被せるようにして固定ピストンを円筒状モー
ルドに挿入するとともに、円筒状モールドは固定ピスト
ンに対し摺動しながら垂直方向に上下動可能なように配
設し、円筒状モールドに対して摺動可能で背面に所望長
さのピストン棒を有する移動ピストンを、円筒状モール
ドの上側から移動ピストンが下でピストン棒が上となる
向きで挿入するとともに、移動ピストンが円筒状モール
ドに対し摺動しながら移動ピストンとピストン棒が垂直
方向に上下動可能なように配設し、また略円柱形で軸心
にピストン棒挿通口が形成してある重錘を、重錘がピス
トン棒を摺動して移動ピストン背面に衝突するように、
ピストン棒を重錘のピストン棒挿通口に挿通したことを
特徴とする簡易締固め試験機。
【請求項２】移動ピストン背面に当接した状態で落下
している重錘を自動的に引き上げ、そして所望高さから
自動的に落下させるようにした自動重錘引き上げ落下機
構を備えた請求項１記載の簡易締固め試験機。
【請求項３】自動重錘引き上げ落下機構は、試験機枠
体の上方位置と下方位置に、ピストン棒を挟んで左右に
チェーン駆動用のスプロケットを設けてある回転軸をピ
ストン棒の後側にそれぞれ配設し、左側と右側のそれぞ
れの上下のスプロケットの間にチェーンを掛け回し、手
前側のチェーンが下から上に回転するように回転軸をモ
ータにより駆動するようにし、左右のチェーンの対向す
る任意の位置にそれぞれ重錘支持用の支持部を配設し、
この支持部には重錘に形成した係止部と係脱自在な係止
ピンを設け、係止ピンは水平方向に移動可能であるとと
もに、通常は係止ピンが支持部より重錘側に飛び出して
重錘の係止部を係止するすようにスプリングにより付勢
し、ピストン棒に対し任意の位置で固定可能な開放爪取
付用の支持バーを設け、支持バーの左右の両端には下に
向かって外から内向きのテーパー面を形成し下向きに細
くなっている開放爪を取付け、チェーンが回転して支持
部が下から上昇して係止ピンが重錘の係止部と係合する
と、支持部の上昇とともに重錘も係止ピンにより上方に
引き上げられ、ピストン棒の所望位置に固定した支持バ
ーの開放爪に下から上昇してきた係止ピンが当接する
と、係止ピンは開放爪のテーパー面に沿って支持部側に
押し込まれ、係止ピンが開放爪により重錘の係止部との
係合が解かれるまで押し込まれると重錘は自動的に落下
して移動ピストン背面に衝突するようにしたものである
請求項２記載の簡易締固め試験機。
【請求項４】請求項１，請求項２又は請求項３の簡易
締固め試験機を用い、試料を３５０ｇとし、円筒状モー
ルドの内径を５ｃｍとし、重錘の重量３．５ｋｇとし、
重錘の落下高さを４０ｃｍで行うことを特徴とする突固
めによる締固め試験方法。
【請求項５】重錘の落下回数を１３〜１５回とした請
求項４記載の突固めによる締固め試験方法。