JP2002266339A - 土壌サンプラ - Google Patents
土壌サンプラInfo
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- JP2002266339A JP2002266339A JP2001062432A JP2001062432A JP2002266339A JP 2002266339 A JP2002266339 A JP 2002266339A JP 2001062432 A JP2001062432 A JP 2001062432A JP 2001062432 A JP2001062432 A JP 2001062432A JP 2002266339 A JP2002266339 A JP 2002266339A
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Abstract
内所定位置の確実な土壌サンプリングが可能で、サンプ
リング効率がよく、掘屑のない、小型・軽量で安価な地
質調査用土壌サンプラを提供する。 【解決手段】 流体圧によって打撃を与えるダウンザホ
ールハンマと、このダウンザホールハンマの掘削方向の
前方に着脱自在に取付けられ、ダウンザホールハンマの
打撃力を直接受けて地層に圧入されるとともに、その内
部に土壌試料を採取するコアチューブとを有し、コアチ
ューブは、ダウンザホールハンマと一体で回転するとと
もに軸方向にスライド可能であり、ダウンザホールハン
マの押込み時には、コアチューブが短縮方向にスライド
してダウンザホールハンマが作動し、ダウンザホールハ
ンマの引上げ時には、コアチューブが伸長方向にスライ
ドしてダウンザホールハンマが作動停止しブロー状態と
なることを特徴とする。
Description
撃を与えるダウンザホールハンマを用いた地質調査の土
壌サンプラに関する。
最も汎用的に行われてきた通常のロータリー式ボーリン
グによるコアチュ−ブとφ40.5mmロッドを使用し
た方法、水圧シリンダによりシンウォールチューブを軟
弱地盤に打込み土壌を採取する水圧ピストンサンプラ、
掘削機に装備されたハンマやバイブレータでコアチュ−
ブを軟弱地盤に打込み土壌を採取する方法などがある。
には次のような欠点があった。 (1)通常のロータリー式ボーリングによるサンプリン
グでは、コアチュ−ブに打撃力を与えることができない
ため、サンプリング速度が低く、かつ、送水設備の設営
に多くの経費と労力を必要とする。その上、現場土壌調
査完了後の泥水や掘屑の処理についても同様の問題があ
る。 (2)水圧ピストンサンプラは、圧入力が弱く、N値0
乃至3程度の軟弱地盤の採取に対象地盤が限定される。
マやバイブレータを作動させることが多く、高価な油圧
設備を初期投資する必要があり、かつ、掘削機が大型化
し現場運用上好ましくない。また、深度の増加とともに
サンプラ(コアチュ−ブ)下端に伝達する衝撃力が減衰
し、サンプリング速度の低下を避けることができない。 (4)従来のバイブレータ方式などのサンプラには、地
下に存在する流体が試料採取前にコアチューブ内に流入
する欠点がある。
すべく、地下水や所定位置外の土壌等混入のない地層内
所定位置の確実な土壌サンプリングが可能で、サンプリ
ング効率がよく、掘屑のない、小型・軽量で安価な地質
調査用土壌サンプラを提供することにある。
決するために、流体圧によって打撃を与えるダウンザホ
ールハンマと、このダウンザホールハンマの掘削方向の
前方に着脱自在に取付けられ、ダウンザホールハンマの
打撃力を直接受けて地層に圧入されるとともに、その内
部に土壌試料を採取するコアチューブとを有し、前記コ
アチューブは、ダウンザホールハンマと一体で回転する
とともに軸方向にスライド可能であり、前記ダウンザホ
ールハンマの押込み時にコアチューブが短縮方向にスラ
イドしてダウンザホールハンマが作動し、ダウンザホー
ルハンマの引上げ時にコアチューブが伸長方向にスライ
ドしてダウンザホールハンマが作動停止しブロー状態と
なることを特徴とする。
内に挿入されるとともに試料を保持する内管と、内管の
内部と連通した状態で内管の下端部に着脱自在に装着さ
れるとともに先端が切刃を構成するシューと、内管の上
端に内管をコアチューブから押出すピストンとを備えて
いることを特徴とする。
採取前は外部からの流体の侵入を防止し、試料の進入と
ともに内管内を後退するフリーピストンが前記コアチュ
ーブの下端内部に軸方向に移動可能に装着され、外部か
らの流体の侵入を防止する逆止弁がコアチューブの上端
内部に装着されていることを特徴とする。
路の排出口を覆って空間を有するとともに、流体の排出
方向を上方向に偏向する偏向部材が前記コアチューブの
上部に装着されていることを特徴とする。
いて、添付図面を参照して詳細に説明する。本発明の一
実施の形態による土壌サンプラは、ダウンザホールハン
マ(以下DTHと呼ぶ)の打撃力を利用して地質調査の
ための土壌採取を行うものである。図1乃至図3に図示
したように、本発明の土壌サンプラは、主に、流体圧に
よって打撃を与えるDTH20と、このDTH20の掘
削方向の下方に着脱自在に取付けられ、DTH20の打
撃力を直接受けて地層に圧入されるとともに、その内部
に土壌試料を採取するコアチューブ4とからなる。
る内管5が着脱自在に装着されており、コアチューブ4
の上端内部には、内管5をコアチューブ4から押出すた
めのピストン6を備えている。コアチューブ4の下端に
は、内管4の抜け止めを行うシュー3が着脱自在に螺着
されている。シュー3は、先端が切刃を構成しており地
質条件によって下端の切刃形状や内径を変更可能であ
り、下端部は摩耗防止のため硬化処理などの耐摩耗処理
が施されている。
は、外径にシール2を有するフリーピストン1が軸方向
に移動可能に装着されており、フリーピストン1は、試
料採取前は外部からの流体の侵入を防止し、試料の進入
とともに内管4内を後退する。
うに、カップリング8が着脱自在に螺着されている。カ
ップリング8の上端には、アダプタ10がスプリングピ
ンなどの軸部材9及び9aを介して着脱自在に嵌合して
いる。また、カップリング8の上端には、図2に示すよ
うに、外径が孔径と略同径の薄肉管状の偏向部材11が
取付けられている。
端面及び上端面まで貫通して穿設され流体流路8a内に
鋼球7aからなる逆止弁7を備えている。アダプタ10
の外径は、偏向部材11の内径より適宜な間隔(空間)
12を有するよう細くなっており、アダプタ10の軸方
向に沿ってカップリング8の流体流路8aに連通すると
ともに偏向部材11内の空間12に向けて側面に開口部
10eを有する流体流路10b及び軸心に沿って上端面
及び偏向部材11内の空間12に向けて側面に開口部1
0fを有する流体流路10cが穿設されている。逆止弁
7は、外部からの地下水やDTH20からの圧縮エア等
の流体の侵入を防止するとともに、コアチューブ4内に
内管5及びピストン6を挿入するときコアチューブ4内
の空気抜きの機能も有する。このように、コアチュ−ブ
4の前後には、それぞれフリーピストン1と逆支弁7が
設けられているため、地下に存在する流体が試料採取前
にコアチューブ内に流入することを防止して調査対象深
度の試料を採取することができるとともに、調査対象深
度以外の地下空気や地下水との接触を回避して、適切な
土壌汚染の調査結果が得られる。
り閉塞し、上端は地上方向に開口しており、ダウンザホ
ールハンマ20内からの流体(圧縮空気)が流体流路1
0cを経由して偏向部材11内の空間12を流路として
上方向に排出される。これによって、試料採取地点への
前記圧縮空気の排気の流入が防止され、試料の化学的性
質を変質させることを防止している。さらに、サンプラ
引上げ時に、掘屑が偏向部材11内の空間12に回収さ
れるため、掘屑が孔底に残留することなく次サンプリン
グ時の試料に混入することを防止している。
るものと同様の構成のため詳細な説明を省略するが、図
1乃至図3に示すように、上端からヘッドサブ21、チ
ェックバルブ22、ベベルスプリング25、ホルダー3
1、フィードチューブ32、ケーシング33、シリンダ
ライナー34、ハンマ35、ブッシング38、スプリッ
トリング41及びドライブシュー42等の主要部品から
なり、本発明においては通常下端に連結されているビッ
トを除いた構成である。アダプタ10の後方の枢軸部1
0aは、DTH20の下端のドライブシュー42、スプ
リットリング41及びブッシング38内に軸方向にスラ
イド可能に嵌合するとともに、その上端面を打撃面10
dとしてハンマ35の下端の打撃面35aと対向(接
触)している。また、枢軸部10aの外径部及びドライ
ブシュー42の内径部とは相互にスプライン連結されて
おり、枢軸部10aに連結するコアチューブ4の軸方向
のスライド及びDTH20との一体回転が可能になって
いる。
部は、枢軸部10a内の流体流路10cの上端部内に軸
方向にスライド可能に且つ気密を保持できるよう精度よ
く嵌合しており、図2の状態では、DTH20作動用流
体(以下、圧縮空気と記す)が流体流路10c内に排出
される。また、フィードチューブ32の下端部の管壁に
は流体排出孔32aが設けられており、次に説明するよ
うなフィードチューブ32内圧縮空気の気密保持の有無
状態を切換え、それによってそれぞれDTH20の作動
・停止の作動を制御するバルブ機構を構成している。図
2及び図3は、本発明の一実施の形態による土壌サンプ
ラのそれぞれDTH20作動時及び停止時の作動図(一
部縦断面図)である。圧縮空気を供給してDTH20の
押込み時には、図2に示すように、コアチューブ4側が
短縮方向にスライドしてフィードチューブ32の流体排
出孔32aが枢軸部10aの流体流路10c内に入り、
流体排出孔32aがケーシング33内のハンマ35の打
撃面35aと枢軸部10aの打撃面10dとの間の空間
からなる下部空気室50に対し閉塞され、圧縮空気によ
りDTH20が作動する。DTH20の引上げ時には、
図3に示すように、コアチューブ4側が伸長方向にスラ
イドしてフィードチューブ32の流体排出孔32aが流
体流路10cから上方に抜け出て下部空気室50に連通
し、圧縮空気が開放されてDTH20が作動停止し圧縮
空気は全量排出される(ブロー状態となる)。
下記のような従来にない優れた効果を奏する。 (1)DTHの打撃を利用し、かつ地層に合せたシュー
を選定することによって、N値0乃至50程度の軟弱地
盤から砂礫層までのサンプリングが可能で、土壌採取効
率が高い。 (2)コアチューブの直上にDTHがあるため、深度の
増加による打撃力の減衰がなく、サンプリング速度の低
下を生じない。通常のロータリボーリングマシンによる
サンプリングに比べ3乃至10倍のサンプリング速度で
ある。 (3)掘削機本体とは別設備の安価なコンプレッサから
送気される圧縮空気をDTHの作動流体とすることがで
きるので、掘削機本体の小型化や初期投資額の大幅な削
減が可能である。さらに、サンプラを地層に圧入するた
め、掘屑の排出がなく、現場土壌調査完了後の泥水や掘
屑の処理が不要で環境負荷が低い。 (4)コアチュ−ブの前後には、それぞれフリーピスト
ンと逆支弁が設けられているため、地下に存在する流体
が試料採取前にコアチューブ内に流入することを防止し
て調査対象深度の試料を採取することができるととも
に、土壌汚染調査対象深度以外の地下空気や地下水との
接触を回避して、適切な調査結果が得られる。 (5)コアチューブ後方部の上方に開口した偏向部材に
よりDTHの排気を確実に上方に向けて排出するため、
試料採取地点への排気の流入が防止され、試料の化学的
性質を変質させることがない。さらに、サンプラ引上げ
時に、上方途中の掘屑が前記偏向部材内の空間部に回収
されるため、その掘屑が孔底に残留することなく次サン
プリング時の試料に混入することを防止する。
部縦断面図である。
TH作動時の作動図(一部縦断面図)である。
TH停止時の作動図(一部縦断面図)である。
Claims (4)
- 【請求項1】 流体圧によって打撃を与えるダウンザホ
ールハンマと、 このダウンザホールハンマの掘削方向の前方に着脱自在
に取付けられ、ダウンザホールハンマの打撃力を直接受
けて地層に圧入されるとともに、その内部に土壌試料を
採取するコアチューブとを有し、 前記コアチューブは、ダウンザホールハンマと一体で回
転するとともに軸方向にスライド可能であり、 前記ダウンザホールハンマの押込み時にコアチューブが
短縮方向にスライドしてダウンザホールハンマが作動
し、ダウンザホールハンマの引上げ時にコアチューブが
伸長方向にスライドしてダウンザホールハンマが作動停
止しブロー状態となることを特徴とする土壌サンプラ。 - 【請求項2】 前記コアチューブは、コアチューブ内に
挿入されるとともに試料を保持する内管と、 内管の内部と連通した状態で内管の下端部に着脱自在に
装着されるとともに先端が切刃を構成するシューと、 内管の上端に内管をコアチューブから押出すピストンと
を備えていることを特徴とする請求項1に記載の土壌サ
ンプラ。 - 【請求項3】 外径にシールを有するとともに試料採取
前は外部からの流体の侵入を防止し、試料の進入ととも
に内管内を後退するフリーピストンが前記コアチューブ
の下端内部に軸方向に移動可能に装着され、 外部からの流体の侵入を防止する逆止弁がコアチューブ
の上端内部に装着されていることを特徴とする請求項1
または請求項2に記載の土壌サンプラ。 - 【請求項4】 前記ダウンザホールハンマの流体流路の
排出口を覆って空間を有するとともに、流体の排出方向
を上方向に偏向する偏向部材が前記コアチューブの上部
に装着されていることを特徴とする請求項1、請求項2
または請求項3に記載の土壌サンプラ。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001062432A JP4600845B2 (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 土壌サンプラ |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001062432A JP4600845B2 (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 土壌サンプラ |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2002266339A true JP2002266339A (ja) | 2002-09-18 |
JP4600845B2 JP4600845B2 (ja) | 2010-12-22 |
Family
ID=18921569
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001062432A Expired - Fee Related JP4600845B2 (ja) | 2001-03-06 | 2001-03-06 | 土壌サンプラ |
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JP (1) | JP4600845B2 (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108827699A (zh) * | 2018-09-03 | 2018-11-16 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种取得大尺寸圆柱形原状土的取样方法 |
CN109667533A (zh) * | 2019-01-30 | 2019-04-23 | 广州市高速公路有限公司 | 地质钻探机、地质钻探机的标贯装置及其提拉柱 |
CN111307504A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-19 | 河北工程大学 | 地质取样装置 |
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JPH09243529A (ja) * | 1996-03-05 | 1997-09-19 | Y B M Hanbai Kk | 試料採取方法 |
JP2000080884A (ja) * | 1998-09-08 | 2000-03-21 | Yuji Abe | 土壌および地下水同時サンプリング装置 |
-
2001
- 2001-03-06 JP JP2001062432A patent/JP4600845B2/ja not_active Expired - Fee Related
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CN108827699B (zh) * | 2018-09-03 | 2023-11-28 | 中国人民解放军空军工程大学 | 一种取得大尺寸圆柱形原状土的取样方法 |
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CN111307504A (zh) * | 2020-03-16 | 2020-06-19 | 河北工程大学 | 地质取样装置 |
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---|---|
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