JP2002275877A

JP2002275877A - 重錘式動的円錐貫入試験器

Info

Publication number: JP2002275877A
Application number: JP2001071441A
Authority: JP
Inventors: Masayoshi Shiraishi; 石雅良白; Hironari Abe; 部裕也安
Original assignee: Nippo Ltd; Nippo Sangyo Co Ltd
Current assignee: Nippo Ltd; Nippo Sangyo Co Ltd
Priority date: 2001-03-14
Filing date: 2001-03-14
Publication date: 2002-09-25

Abstract

(57)【要約】【課題】試験終了後、円錐体に接続する貫入ロッドを
引き抜く際に、貫入ロッドの破損を回避する重錘式動的
円錐貫入試験器を提供すること。【解決手段】鋼棒製ガイドロッド（３）と、該ガイド
ロッド（３）に沿って自由落下する重錘式ハンマー
（４）と、前記ガイドロッド（３）の下端に上端が接続
され自由落下した前記重錘式ハンマー（４）を衝撃的に
受け止めるハンマー受け（５）と、該ハンマー受け
（５）の下端に上端が接続された鋼棒製貫入ロッド
（６）と、該貫入ロッド（６）の下端に接続される鋼製
の円錐体アッセンブリ（７）とで構成される重錘式動的
貫入試験器において、前記円錐体アッセンブリ（７）は
前記貫入ロッド（６）の下端に螺合される雄ねじ（７０
ｂ）を有するアダプタ（７０）と、該アダプタ（７０）
の下端に着脱可能に挿入されて摩擦保持される円錐体
（７２）とで構成させ、貫入ロッド（８）の引き抜き時
に円錐体（７２）が円錐体アッセンブリ（７）から離脱
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、鋼棒製ガイドロッ
ドと、該ガイドロッドに沿って自由落下する重錘式ハン
マーと、前記ガイドロッドの下端に上端が接続され自由
落下した前記重錘式ハンマーを衝撃的に受け止めるハン
マー受けと、該ハンマー受けの下端に上端が接続された
鋼棒製貫入ロッドと、該貫入ロッドの下端に接続される
鋼製の円錐体とで構成される重錘式動的貫入試験器に関
する。

【０００２】

【従来の技術】かかる重錘式動的貫入試験器は土壌の強
さすなわち土質のＣＢＲ値（後述）を測定するために従
来より用いられている。すなわち、図６に全体の構成を
示す様に、全体を符号１で示す重錘式動的貫入試験器
は、ハンドル２と、該ハンドル２に上端を接続する鋼棒
製ガイドロッド３と、該ガイドロッド３に沿って自由落
下する重錘式ハンマー４と、前記ガイドロッド３の下端
に上端が接続され自由落下した前記重錘式ハンマーを衝
撃的に受け止めるハンマー受け５と、該ハンマー受け５
の下端に上端が接続された鋼棒製貫入ロッド６と、該貫
入ロッド６の下端に接続された鋼製の円錐体Ｃとで構成
されている。

【０００３】前記円錐体Ｃは、図８に詳細を示す様に、
外径Ｄの値が２０ｍｍである円柱状の基部Ｃａと、円錐
の先端角度αの値が６０°である円錐部Ｃｂと、円錐台
部Ｃｃと、雄ねじ部Ｃｄとにより全体が一体として構成
されている。前記基部Ｃａの外径と前記円錐台部Ｃｃの
大径側はともに前記円錐部Ｃｂの円形底面の外径Ｄと同
じである。また、前記雄ねじ部Ｃｄの軸径は一部を２点
鎖線で示す貫入ロッド６に挿入・螺合された際に、該貫
入ロッド６の外径が前記円錐台Ｃｃの小径部の外径以下
であって、且ねじ締結強度が十分であるサイズに形成さ
れている。

【０００４】上述の如く、前記円錐体Ｃは前記貫入ロッ
ド６にねじ締結により堅固に係止されている。したがっ
て、図７に示す試験の過程において、即ち前記重錘式ハ
ンマー４をガイドロッドの上端位置４Ａから、自然落下
によって位置４ｂまで落下させ、前記ハンマー受け５に
衝撃を加え、その結果前記円錐体Ｃを地表ＧＬから路盤
（または路床：以降路盤と記載する）８の図中Ｈで示す
深さまで貫入させる。このようにして後述の通り１回の
衝撃により貫入距離を測定することによって土壌の強さ
を測定している。その態様は下記の通りである。

【０００５】通常重錘式動的円錐貫入試験器による土壌
の剪断強度はＤＣＰ指数で表される。該ＤＣＰ指数は、
前記試験器によって８ｋｇの質量のハンマーで土壌を一
撃した時の貫入深さで表される（ハンマーの質量にはも
う１種類、即ち４．６ｋｇの質量を用いる場合がある
が、この時のＤＣＰ指数はハンマーで一撃した平均貫入
量を２倍した値となる）。

【０００６】一方、社団法人日本道路協会の「舗装試
験便覧」によれば、路床の支持力をＣＢＲ指数を用いて
表している。該ＣＢＲ指数とは前記便覧が定めた標準荷
重強さ（貫入量が２．５ｍｍの場合は６．８６ＭＰａ
（メガパスカル）、貫入量が５ｍｍの場合は１０．３０
ＭＰａ）を実際の荷重強さで除した値を１００倍した値
である。

【０００７】また、ＣＢＲ指数とＤＣＰ指数との間には
以下の関係が成立することが知られている。ＣＢＲ＝２９２／（ＤＣＰ^１．１２）

【０００８】上記試験評価法に基づき得られた実際の試
験データの１例を図９から図１１に示す。図９は、ハン
マーの落下回数とその累積貫入量、および使用したハン
マーの種類を表すハンマー指数を纏めた表である。尚、
表中、ハンマー指数２とあるのは前述の２種類のハンマ
ータイプ、即ち、８ｋｇと４．６ｋｇの内の８ｋｇを使
用したことを指している。図１０は、路面からの深さと
路盤・路床等の土壌の剪断強さを表すＣＢＲ指数との関
係を示すグラフである。図１１は、被検道路の各層（プ
ロファイル）の領域と、その深さの関係を示す図であ
る。

【０００９】したがって、上記試験方法に従えば、先ず
当該重錘式動的円錐貫入試験器によってハンマー一撃毎
の貫入深さ、および累積貫入深さを記録し、ハンマー一
撃毎の貫入深さからＤＣＰ指数を求め各貫入深さ毎に記
録する。次に、ＤＣＰ指数を上述の換算式よりＣＢＲ指
数に換算し、図１０と同様の路面からの深さと路盤・路
床等の土壌の剪断強さを表すＣＢＲ指数との関係を示す
グラフを作成することができる。また、要すれば、図１
１と同様の道路の各層とその深さを示す図を作成するこ
とができる。

【００１０】したがって上記の貫入試験を行った後に路
盤８から引き抜かねばならないが、その際に円錐体Ｃは
ロッド６より大径の部分があるために、路盤８からの摩
擦抵抗があり、引き抜くのにかなりの力を必要とする。
そのためにロッド６をぐるぐるまわしたりして路盤８を
こじったりするので、ロッド６に曲げモーメントが生じ
曲がったり壊れたりするという不都合があった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】したがって本発明の目
的は、試験終了後に簡単に円錐体を設けたロッドを引き
抜くことのできる重錘式動的円錐貫入試験器を提供する
にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、鋼棒製
ガイドロッドと、該ガイドロッドに沿って自由落下する
重錘式ハンマーと、前記ガイドロッドの下端に上端が接
続され自由落下した前記重錘式ハンマーを衝撃的に受け
止めるハンマー受けと、該ハンマー受けの下端に上端が
接続された鋼棒製貫入ロッドと、該貫入ロッドの下端に
接続される鋼製の円錐体アッセンブリとで構成される重
錘式動的貫入試験器において、前記円錐体アッセンブリ
は前記貫入ロッドの下端に螺合される雄ねじ部を有する
アダプタと、該アダプタの下端に着脱可能に挿入されて
摩擦保持される円錐体とで構成されている。

【００１３】また本発明によれば、前記アダプタは径大
のフランジとそのフランジの上方の雄ねじ部とその下方
の嵌め込み軸とその嵌め込み軸に形成した挿入溝とで構
成され、前記円錐体は前記フランジ部の径より大径の基
部を有し、そして前記嵌め込み軸か貫入される嵌め込み
孔を備え、前記挿入溝にはフリクションリングが挿入さ
れている。

【００１４】したがって、円錐体はフリクションリング
により摩擦係合しているので、円錐体に一定の抵抗がか
かると、円錐体は摩擦力によって嵌め込み軸に沿って摺
動し、脱落する。そのためにロッドに無理な力が生ずる
ことがなく、引き抜き作業を容易に行うことができ、か
つロッドの使用回数が大幅にふえる。この円錐体自体は
多量生産され価格の安いものであるから問題がない。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態に関し
て、図１〜図５および図６を参照して説明する。尚、図
６は重錘式動的円錐貫入試験器の全体の構成を示す図で
あり、円錐体Ｃの構成を除けば、本発明と従来技術の間
の差異は無い。図１は円錐体アッセンブリ７の組立て状
態を示す立体図である。円錐体アッセンブリ７はアダプ
タ７０と、フリクションリング７１と、置き去り式円錐
体７２、とにより構成されている。図２は、前記円錐体
アッセンブリ１の正面図である。

【００１６】前記アダプタ７０は図３に示す様に、フラ
ンジ７０ａと、該フランジ７０ａの上端面に突設した雄
ねじ部７０ｂと、前記フランジ７０ａの下端面に突設し
た嵌め込み軸７０ｃ、とにより一体に形成されている。
前記雄ねじ部は、図６で示す貫入ロッド６側の図示せぬ
雌ねじと螺合して前記貫入ロッド６と接続される。ま
た、前記嵌め込み軸７０ｃの外周部には前記フリクショ
ンリング７１を取付ける矩形断面の挿入溝７０ｄが形成
されている。

【００１７】前記フリクションリング７１は、図４に示
す様に円形断面の環状体で形成されている。一方、前記
置き去り式円錐体７２は図５に示す様に、基部７２ａの
外径Ｄが２０ｍｍで且円錐部７２ｄの先端角度αが６０
°である。

【００１８】前記基部７２ａの端面に前記アダプタ７０
の嵌め込み軸７０ｃを嵌め込むための嵌め込み孔７２ｃ
が穿孔してある。そして、該嵌め込み孔７２ｃに前記ア
ダプタ７０を前記嵌め込み軸７０ｃの前記挿入溝７０ｄ
に前記フリクションリング７１を挿入した状態で嵌め込
む。また、前記アダプタ７０の嵌め込み軸７０ｃは前記
置き去り式円錐体７２の嵌め込み孔７２ｃ内を前記フリ
クションリング７１の存在によって一定の抵抗を持って
摺動出来る様に構成されている。

【００１９】ここで、前述の一定の抵抗とは、通常の試
験作業動作中、即ち、前記重錘式動的円錐貫入試験器１
の前記貫入ロッド６を路盤に貫入するまでの間に前記置
き去り式円錐体７２が前記アダプタ７０の嵌め込み軸７
０ｃから緩んで抜け出さない値であり、該抵抗は、前記
挿入溝７０ｄの断面寸法とフリクションリング７１の断
面面積、およびフリクションリング７１の材料によって
決定される。

【００２０】更に、嵌め込み孔７２ｃの開口部には面取
り部７２ｅを、また、嵌め込み孔７２ｃの先端には円錐
空間７２ｄを設けるのがアダプタ７０を置き去り式円錐
体７２に挿入する上で好ましい。

【００２１】かかる構成を具備する本発明の重錘式動的
円錐貫入試験器１によれば、試験終了後、貫入ロッド６
を引き抜く際に、置き去り式円錐体７２が路盤８との摩
擦抵抗により路盤８に置き去りにされ、したがって前記
貫入ロッド６には過大な摩擦抵抗は作用せず前記貫入ロ
ッド６の破損を回避することが出来る。

【００２２】また、置き去り式円錐体７２が路盤８に置
き去りにされることで前記貫入ロッド６を路盤８から抜
く際の抵抗が大幅に減じられ、作業能率が向上する。更
に、重錘式動的円錐貫入試験器１の置き去り式円錐体７
２を除いた部分の寿命が大幅に延びる。

【００２３】

【発明の効果】本発明の作用効果を以下に列記する。（ａ）貫入ロッドを引き抜く際に、置き去り式円錐体
が路盤との摩擦抵抗により路盤に置き去りにされ、した
がって前記貫入ロッドには過大な摩擦抵抗は作用せず前
記貫入ロッドの破損を回避することが出来る。（ｂ）置き去り式円錐体が路盤に置き去りにされるこ
とで前記貫入ロッドを路盤から抜く際の抵抗が大幅に減
じられ、作業能率が向上する。（ｃ）（ａ）により重錘式動的円錐貫入試験器１の置
き去り式円錐体７２を除いた部分の寿命が大幅に延び
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を実施した円錐体アッセンブリの分解斜
視図。

【図２】本発明を実施した円錐体アッセンブリの斜視
図。

【図３】本発明を実施したアダプタの側面図。

【図４】本発明を実施したフリクションリングの側面
図。

【図５】本発明を実施した置き去り式円錐体の側面図。

【図６】重錘式動的円錐貫入試験器を説明するための全
体構成図。

【図７】円錐貫入試験完了時の状態を示す説明図。

【図８】従来技術における固定式円錐体の側面図。

【図９】円錐貫入試験データの１例を表すもので、ハン
マーの落下回数とその累積貫入量、および使用したハン
マーの種類を表すハンマー指数を纏めた表。

【図１０】円錐貫入試験データの１例を表すもので、路
面からの深さと路盤・路床等の土壌の剪断強さを表すＣ
ＢＲ指数との関係を示すグラフ。

【図１１】円錐貫入試験データの１例を表すもので、道
路の各層（プロファイル）と、その深さの関係を示す
図。

【符号の説明】

６・・・貫入ロッド７・・・円錐体アッセンブリ８・・・路盤７０・・・アダプタ７０ｂ・・・雄ねじ部７０ｃ・・・嵌め込み軸７１・・・フリクションリング７２・・・置き去り式円錐体７２ａ・・・基部７２ｂ・・・円錐部７２ｃ・・・嵌め込み孔

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2D043 AA03 AB02 AC01 BA01 BB01 BC07 2G061 AA02 AA20 AB04 BA01 CA06 DA01 DA10 DA16 EA02

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】鋼棒製ガイドロッドと、該ガイドロッド
に沿って自由落下する重錘式ハンマーと、前記ガイドロ
ッドの下端に上端が接続され自由落下した前記重錘式ハ
ンマーを衝撃的に受け止めるハンマー受けと、該ハンマ
ー受けの下端に上端が接続された鋼棒製貫入ロッドと、
該貫入ロッドの下端に接続される鋼製の円錐体アッセン
ブリとで構成される重錘式動的貫入試験器において、前
記円錐体アッセンブリは前記貫入ロッドの下端に螺合さ
れる雄ねじ部を有するアダプタと、該アダプタの下端に
着脱可能に挿入されて摩擦保持される円錐体とで構成さ
れていることを特徴とする重錘式動的円錐貫入試験器。
【請求項２】前記アダプタは径大のフランジとそのフ
ランジの上方の雄ねじ部とその下方の嵌め込み軸とその
嵌め込み軸に形成した挿入溝とで構成され、前記円錐体
は前記フランジ部の径より大径の基部を有し、そして前
記嵌め込み軸か貫入される嵌め込み孔を備え、前記挿入
溝にはフリクションリングが挿入されている請求項１記
載の重錘式動的円錐貫入試験器。