JP2003121433A - 安定化処理土供試体の製造方法および製造装置 - Google Patents

安定化処理土供試体の製造方法および製造装置

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 一定拘束下においてモールド内に詰めた処理
土に薬液を浸透させ、かつ養生時も拘束圧を作用させ、
供試体の取り出しが容易で試料のバラツキがない安定化
処理土供試体の製造方法および製造装置を提供する。 【解決手段】 上下をフランジで固定したモールド１内
に乾燥砂を投入し、ピストン１７を所定高さまで下げ、
下部の注入バルブ６と上部の排出バルブ５を開き、モー
ルド内の間隙を炭酸ガスで置換後、脱気水を供試体に浸
透させ、さらに薬液を注入し置換後、恒温室で養生後取
り出すこと。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、砂地盤に薬液を注
入して、その砂地盤をその薬液注入により硬化させて強
度を高める安定化処理工法において、室内で砂地盤に薬
液を注入して、実際の現場と同じように地盤強度を高め
るようにする実験をする供試体を提供する安定化処理土
供試体の製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】地盤の液状化対策技術の一つとして、浸
透圧注入による地盤改良においては、改良体の力学特性
の把握が重要であり、この改良効果を判定する方法とし
ては、実際の地盤で試験注入することが最も確実な方法
とされているが、そのためには多大な費用と時間とを要
することから、簡易に室内試験で大凡の判定をすること
が従来標準的に行なわれている。
【０００３】この室内試験で注入固結砂の挙動を正確に
把握するためには、注入固結砂の構造を再現した供試体
が必要になるが、一般的にはモールドに砂を詰めてから
拘束圧がゼロの状態にて低圧注入する方法か、砂と注入
材を事前混合しモールド内へ投入する方法がある。
【０００４】しかしながら、いずれも注入状況に影響を
及ぼす深度や土被り圧及び３０日程度の養生時の土圧の
影響が考慮されておらず、実際の地盤の注入によって作
られる改良体とは本質的に異なる可能性が高い。
【０００５】そこで、一定拘束下においてモールド内に
詰めた土に薬液を浸透させ、かつ養生時も拘束圧を作用
させることが可能な一定拘束圧力下における薬液浸透供
試体の作成手法がすでに発表されている。
【０００６】次に、上記の作成の手法の手順につき図２
を参照して説明すると、まず、アクリル管などの筒状の
モールド１の内壁にグリスを塗布の上、試料２として乾
燥砂を目標とする相対密度で計量して、漏斗等を用いて
静かにモールド１へ投入する。
【０００７】このモールド１は上部フランジ３と下部フ
ランジ４とで固定されており、上部フランジ３を貫通し
モールド１内を摺動するピストン１７を所定高さまで下
げて上部フランジ３を固定した後、モールド１、脱気水
タンク８及び管内を真空ポンプ７で脱気し、モールド１
下部の注入バルブ６を開けて脱気水タンク８内の脱気水
を吸引し、モールド１内の試料２及び管内を飽和する
が、その際の注入方向をＰで示している。
【０００８】次に、モールド１の上部の排出バルブ５を
開けて、窒素ガスボンベ１２でピストン１７に所定の圧
力を加え、モールド１の下部の注入孔から注入バルブ６
経由薬液タンク１０から薬液を注入する。
【０００９】そこで、排液タンク９の排液の屈折率を測
定することで、薬液が置換されたことを確認し、モール
ド１の下部の注入バルブ６及び上部の排出バルブ５を閉
塞した後、養生温度２０℃のもとで拘束圧を保持して養
生するが、その間上部の排出バルブ５は閉じたままとす
る。
【００１０】なお、図２において、１１は薬液タンク１
０用のコンプレッサー、１３はそれぞれレギュレータ、
１８はフィルター材そして１９は注入圧の圧力計であ
る。
【００１１】さらに、図２の矢印Ａで示す枠内は拘束圧
をかけるための装置であり、また矢印Ｂで示す枠内は注
入及び砂を飽和させるための装置である。
【００１２】しかしながら、前記図２の方法において、
供試体の飽和度を高める目的で、供試体を飽和させる前
に真空ポンプ７で強制的に脱気を行っているが、特に緩
砂供試体では、脱気による試料の乱れ（弱線、水みちの
原因により）が生じ、試料２にバラツキが生じる恐れが
あった。
【００１３】また、モールド上部の排出バルブ５を閉じ
て養生しているので非排水状態となり、供試体への応力
が作用しないという問題があった。
【００１４】さらに、モールド１の内壁にグリスを塗布
した場合、供試体の取り出し時に供試体とモールド１と
の摩擦低減効果は充分でなく、供試体のモールド１から
の取り出しに難渋するという問題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、一定拘束下
においてモールド内に詰めた処理土に薬液を浸透させ、
かつ養生時も拘束圧を作用させ、供試体の取り出しが容
易で、かつ試料にバラツキが生ずる恐れがない安定化処
理土供試体の製造方法および製造装置を提供する。
【００１６】
【課題を解決するための手段】本発明は、上部と下部を
フランジで固定したモールドの内壁にグリースを塗布
し、乾燥砂を目標とする相対密度で計量して漏斗等によ
りそのモールド内へ投入し、モールド内を摺動するピス
トンを所定高さまで下げてフランジ上部を固定し、モー
ルド下部の注入バルブとモールド上部の排出バルブを開
き、モールド下部より炭酸ガスを送り込んでモールド内
の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱気水が供試体
全体に行き渡るように浸透させた後、空気圧で上記ピス
トンに所定の圧力を加え、モールド下部より薬液を注入
し、排液の屈折率を測定することにより間隙水が薬液に
置換されたことを確認し、モールド下部の注入バルブを
閉め、モールド上部の排出バルブを開いた状態でピスト
ンへの圧力を保持し、恒温室で養生の後取り出す安定化
処理土供試体の製造方法からなり、またその場合に、上
記のモールドの内壁にグリースを塗布し、摩擦低減用シ
ートを設置した後、乾燥砂を投入したり、放射状の注入
孔を使用して薬液を注入する方法からなる。
【００１７】さらに本発明は、上部フランジと下部フラ
ンジで固定した筒状のモールドと、上部フランジを貫通
しモールド内を摺動するピストンとからなり、モールド
下部から炭酸ガス、脱気水および薬液をそれぞれ適宜な
タイミングで送入可能な注入バルブを配設し、かつモー
ルド上部に排液の排出バルブを配設した安定化処理土供
試体の製造装置からなり、さらにその装置においてモー
ルド下部に放射状の注入孔を配設した装置をもその特徴
とする。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下図面を参照して本発明の安定
化処理土供試体の製造方法およびそれに適用される製造
装置の実施の形態を説明するが、図１はその一実施形態
における製造装置の概略システム図であり、図１に示す
本発明の装置は、前記図２に示す公知の供試体の作成装
置に種々改良を加えたものであり、図１の装置の基本的
な構成及び機能は図２の装置とほぼ同様であり、図１と
図２の各図においてそれぞれ同じ部品は同じ符号で示し
ている。
【００１９】即ち、図１の実施形態の装置は、タイロッ
ト２６を介して上部フランジ３と下部フランジ４で上下
を固定した筒状のアクリル管等からなるモールド１と、
上部フランジ３をピストンロッド２７が貫通し、モール
ド１内を摺動するピストン１７とからなり、さらにモー
ルド１の下部の注入孔から炭酸ガス、脱気水および薬液
をそれぞれ適宜なタイミングで送入可能な注入バルブ６
を配設し、かつモールド１上部に上部コック等の排液用
排出バルブ５を配設することにより構成されている。
【００２０】次に、図１に示すこの実施形態の装置によ
る安定化処理土供試体を製造する手順につき説明する
と、まず上部フランジ３と下部フランジ４とで固定した
上記モールド１の内壁にグリースを塗布の上、図中２５
で示している摩擦低減用シートとしてポリエチレン製の
シートを設置した後、乾燥砂を目標とする相対密度で計
量してそのモールド１内へ投入し、モールド１内を摺動
するピストン１７を、コンプレッサに接続した圧力タン
ク１４により圧力計１５及びレギュレータ１６を介して
所定高さまで下げる。なお、摩擦低減用シートは、ポリ
エチレン製のオーバープロジェクター用シートだけでな
くモールドと供試体の間の摩擦を低減して供試体を容易
に取り出すことができるものであればよい。
【００２１】次に、モールド１下部の注入バルブ６とモ
ールド１上部の排出バルブ５を開き、モールド１下部の
注入孔より液化炭酸ガスタンク２２から三方弁のコック
２３及び切換コック２４を介して炭酸ガスを送り込んで
モールド１の試料２内の間隙の空気を、例えば約１５分
かけて炭酸ガスに置換えた後、脱気水タンク８からの脱
気水を注入孔からモールド１内の供試体全体に行き渡る
ように浸透させるが、その場合例えば、豊浦標準砂で約
２０分から３０分程度のゆっくりした時間で浸透させる
ものとする。
【００２２】なお、モールド１下部の注入孔の形状を図
３に示すごとく放射状にすることにより薬液の浸透性を
向上できる。
【００２３】上記の後、上記圧力タンク１４の空気圧に
よりピストン１７に所定の圧力を加えた状態で、モール
ド１下部の注入孔より薬液タンク１０からの薬液をコッ
ク２３及び注入バルブ６を介して注入するが、この薬液
の注入圧は、拘束圧＋０．２ｋｐａ程度とする。
【００２４】次に、排出バルブ５を介してメシシリンダ
である排液タンク９へ排出された排液の屈折率を測定す
ることによりモールド１内の間隙水が薬液に置換された
ことを確認し、モールド１下部の注入バルブ６を閉じる
が、試験を繰り返し、空隙に対する薬液の注入割合が把
握できれば、この手順は省略できる。
【００２５】さらに、モールド１上部の排出バルブ５を
開いた状態でピストン１７への圧力を保持し、例えば２
０℃のもとで２８日間恒温室にて養生の後供試体を取り
出すことになる。
【００２６】また、この実施形態においては、上部フラ
ンジ３に圧力バルブ２９を追加し、この圧力バルブ２９
を閉じることにより１日程度の運搬を可能にしている。
【００２７】
【発明の効果】以上に説明した本発明の製造方法および
製造装置によれば、前記公知の薬液浸透供試体の作成手
法においては、供試体の飽和度を高める目的で、供試体
を飽和させる前に真空ポンプで強制的に脱気している
が、特に緩詰砂供試体では、脱気による、例えば弱線や
水みちの原因による試料の乱れが生じ、試料にバラツキ
が生じる恐れがあったが、本発明では、前述の通り供試
体の間隙空気を二酸化炭素と置き換えた後に、脱気水を
通す方法を採用することにより、その恐れを解消してい
る。
【００２８】また、前記公知の作成手法においては、拘
束圧を保持して養生する際に、モールド上部の排出バル
ブを閉じているが、この場合、非排水状態となり供試体
への応力が作用しないことになるのに対し、本発明では
大気圧下で排水バルブを開いた状態で養生するようにし
ている。
【００２９】さらに、内壁にグリースを塗布したモール
ド内へ乾燥砂を投入する前に、そのモールド１内にオー
バヘッドプロジェクタ用シートを設置することにより、
供試体とモールドとの摩擦抵抗を低減し、供試体の取り
出しが容易に行われる。また、モールド下部の注入孔の
形状を放射状にすることにより、供試体への薬液の浸透
性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の安定化処理土供試体の製造装置の概略
システム図である。
【００３１】
【図２】公知の供試体の作成装置の概略システム図であ
る。
【００３２】
【図３】モールド下部の注入孔の形状を放射状にしたと
ころを示す斜視図である。
【００３３】
【符号の説明】
１ モールド ３ 上部フランジ ４ 下部フランジ ５ 排出バルブ ６ 注入バルブ １７ ピストン ２５ オーバヘッドプロジェクター用シート
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000230788 日本基礎技術株式会社 大阪府大阪市北区松ヶ枝町６番22号 (72)発明者 三浦 仁 東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業株 式会社内 (72)発明者 大野 康年 東京都千代田区四番町５ 東亜建設工業株 式会社内 (72)発明者 関口 宏二 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内 (72)発明者 松尾 淳 神奈川県横浜市鶴見区小野町88番地 日本 鋼管工事株式会社内 (72)発明者 小山 忠雄 大阪府大阪市北区松ケ枝町６番22号 日本 基礎技術株式会社内 Ｆターム(参考） 2D040 AA01 AB01 AC02 BA03 DA00 2G052 AA19 AD34 EB12 FD00 FD13 HA00

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 上部と下部をフランジで固定したモール
    ドの内壁にグリースを塗布し、乾燥砂を目標とする相対
    密度で計量してそのモールド内へ投入し、モールド内を
    摺動するピストンを所定高さまで下げてフランジ上部を
    固定し、モールド下部の注入バルブとモールド上部の排
    出バルブを開き、モールド下部より炭酸ガスを送り込ん
    でモールド内の間隙の空気を炭酸ガスに置換えた後、脱
    気水が供試体全体に行き渡るように浸透させた後、空気
    圧で上記ピストンに所定の圧力を加え、モールド下部よ
    り薬液を注入し、排液の屈折率を測定することにより間
    隙水が薬液に置換されたことを確認し、モールド下部の
    注入バルブを閉め、モールド上部の排出バルブを開いた
    状態でピストンへの圧力を保持し、恒温室で養生の後取
    り出す安定化処理土供試体の製造方法。
  2. 【請求項２】 モールドの内壁にグリースを塗布し、摩
    擦低減用シートを設置した後、乾燥砂を投入する請求項
    １記載の安定化処理土供試体の製造方法。
  3. 【請求項３】 放射状の注入孔を使用して薬液を注入す
    る請求項１または２記載の安定化処理土供試体の製造方
    法。
  4. 【請求項４】 上部フランジと下部フランジで固定した
    筒状のモールドと、上部フランジを貫通しモールド内を
    摺動するピストンとからなり、モールド下部から炭酸ガ
    ス、脱気水および薬液をそれぞれ適宜なタイミングで送
    入可能な注入バルブを配設し、かつモールド上部に排液
    の排出バルブを配設した安定化処理土供試体の製造装
    置。
  5. 【請求項５】 モールド下部に放射状の注入孔を配設し
    た請求項４記載の安定化処理土供試体の製造装置。
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