JP2003149066A - 貫入試験用貫入センサ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 貫入状態にて貫入体の側面に作用する摩擦
力、摩擦面に直交する方向の全水平応力および間隙水圧
を測定することができ、前記摩擦力と有効水平応力との
同時測定を可能とする。 【解決手段】 貫入体には、先端に円錐状のコーン金
具からなる貫入体先端部７を設けている。軸力測定部６
の外周に配置される円筒状の摩擦測定部１は、基端側を
摩擦スリーブ１０にネジで固定され、先端側を軸力測定
部６の先端部にネジで固定されている。摩擦測定部１を
挟んで先端側および基端側に、それぞれ水平応力測定部
２および４が設置される。各水平応力測定部２および４
の近傍には、それぞれ間隙水圧計３および間隙水圧計５
が設置される。さらに、２方向の傾斜を測定するための
Ｘ方向傾斜計８およびＹ方向傾斜計９が設置されてい
る。各センサと最基端に配置される外部接続用の計測器
多芯コネクタ２０との間には安定化電源部１９が設置さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、土木建築構造物の
設計および施工に関連する地盤特性の調査・試験に用い
られ、特に円柱状のロッド部の先端にセンサを設けてな
る貫入体を地中に挿入し、貫入および引き抜きなどの際
における各種応力または圧力を測定する貫入試験、すな
わち静的サウンディング、に用いられる貫入試験用貫入
センサに係り、特に前記貫入体に作用する摩擦力と摩擦
面に直交する方向の有効応力である有効水平応力との同
時測定を可能として、杭や地中壁等の構造体と土の間の
摩擦特性の把握、または土中の水平応力の評価に有効に
利用し得る貫入試験用貫入センサに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】地盤特性を迅速に且つ連続的に評価する
ための調査技術として、電気式静的コーン貫入試験（以
下、単に「コーン貫入試験」と称する）に代表される貫
入試験が従来より行われている。コーン貫入試験は、円
錐状に尖った先端を有する貫入体を地中に一定速度で貫
入して、該貫入体に作用する各種の力を該貫入体に関連
して設けられた各種変換器により測定し、この結果から
地盤特性を評価するものである。現在、一般的に行われ
ているコーン貫入試験においては、貫入体の先端に作用
する抵抗（先端抵抗）、貫入体の側面に作用する摩擦力
（スリーブ摩擦力）および間隙水圧の３つの成分を測定
する。一方、これらの測定成分の他に貫入体の側面に作
用する地盤の水平応力を測定する装置の開発も試みられ
ている。このような水平応力を測定することにより、一
層詳細に地盤特性を評価することができる。

【０００３】ところで、上述したコーン貫入試験および
先端が円錐状でない貫入体を用いる他の貫入試験を含む
貫入試験において用いられる水平応力の既存の測定方法
は、次の通りである。 （ａ）第１の方法Ａ：貫入体軸部の摩擦力測定用スリー
ブの上側、つまりロッド側、において、貫入体本体の一
部分を切欠し、その部分を覆うように薄板を貫入体本体
に取着して、その内側に荷重変換器を設け、前記薄板に
作用する土圧を前記内側の荷重変換器で測定することに
よって、水平応力を測定する。この第１の方法Ａの一例
が１９８８年６月付の第２４回土質工学研究発表会論文
集（土質工学会、すなわち現在の地盤工学会、発行）１
９１頁〜１９２頁、「水平土圧も測定する四成分コーン
貫入試験機の試作」（酒井幸雄、土谷尚、岩崎公俊、山
本芳裕）（以下、「第１の文献」と称する）に記載され
ている。

【０００４】（ｂ）第２の方法Ｂ：円筒状の摩擦力測定
用スリーブの一部分を肉薄にし且つその背面側にひずみ
ゲージを添着し、該摩擦力測定用スリーブに作用する水
平応力によって、該肉薄の部分に充分なひずみが生ずる
ようにし、このひずみを上記ひずみゲージにより測定し
て水平応力を評価する。この第２の方法Ｂの一例が１９
８９年７月付発行の「土と基礎（３７−７（３７
８））」２３頁〜２８頁、「四成分コーンの原位置摩擦
試験への応用」（上杉守道、岸田英明、日下部治）（以
下、「第２の文献」と称する）に記載されている。 （ｃ）第３の方法Ｃ：貫入体軸部の摩擦力測定用スリー
ブの下側、つまり先端側、において、貫入体本体から絶
縁された円筒状の板体を設置してその一部分を薄肉にし
て、その部分にひずみゲージを添着し、このひずみゲー
ジによって、水平応力を測定する。この第３の方法Ｃの
一例が１９９４年７月付の第３０回土質工学研究発表会
論文集（土質工学会発行）１３６５頁〜１３６８頁、
「四成分センサーを使用した模型杭の鉛直載荷試験」
（田中実、桑原文夫）（以下、「第３の文献」と称す
る）に記載されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上述した従来の水平応
力の測定方法である第１の方法Ａ、第２の方法Ｂ、およ
び第３の方法Ｃには、それぞれ次のような問題がある。 〈従来の方法Ａ〜Ｃに共通の問題点〉 （１）これら従来の方法Ａ〜Ｃにより直接測定される水
平応力は、厳密には全水平応力、すなわち貫入体に作用
する有効水平応力と間隙水圧の和、である。地盤特性の
詳細な評価には、全水平応力の他に有効水平応力、すな
わち貫入体と土粒子との固体同士間に作用する水平方向
応力、を求めることが重要である。この有効水平応力
は、全水平応力から間隙水圧を差し引いて求めることが
できる。有効水平応力を精度良く求めるためには、全水
平応力および間隙水圧の個々の測定精度を上げること
と、（貫入体に作用する各種の応力や水圧は測定位置、
特に貫入体先端からの距離、に大きく依存するため）全
水平応力と間隙水圧をできる限り近い位置で測定するこ
ととが重要である。上述した、従来の方法Ａ〜Ｃでは、
いずれも有効水平応力を直接求めることはできず、上述
の点が充分に満足されないため、有効水平応力を精度良
く求めることは困難である。

【０００６】（２）杭や地中壁等の構造体と土との摩擦
特性を評価するためには、貫入体に作用する摩擦と摩擦
測定部、すなわち摩擦スリーブ、に作用する有効水平応
力（つまり摩擦面に直交する方向に作用する有効応力）
との同時測定が重要であるが、従来の方法Ａ〜Ｃでは、
このような測定を精度良く行なうことは困難である。 （３）構造体と土との摩擦特性は、構造体の表面粗さの
影響を大きく受ける。この影響を調べるためには、表面
の粗さの異なる摩擦スリーブを付け替えて試験すること
が容易に行なえることが望ましい。しかしながら、上述
した従来の測定方法Ａ〜Ｃでは、この点に関する特別な
工夫は見られない。 （４）貫入体の貫入方向と引抜き方向との両方について
の貫入体に作用する摩擦を精度良く測定できることが重
要であるが、上述の従来の方法Ａ〜Ｃでは、この点にも
限界がある。即ち、従来の方法では、摩擦力と軸力との
分離が行い得ず、摩擦力を正確に検出することができな
い。 （５）貫入試験の測定結果は、貫入体の挿入角度の影響
を受けるため、挿入角度を適切な範囲に管理することが
重要である。上述の従来の方法Ａ〜Ｃでは、この点に関
しても特別な工夫は見られない。

【０００７】次に、第２の方法Ｂと第３の方法Ｃに共通
する問題点を述べる。 〈従来の方法ＢおよびＣに共通の問題点〉 （６）方法Ｂと方法Ｃにおいては、摩擦の測定は、摩擦
スリーブに作用する摩擦力を貫入体軸部に伝達し、この
軸部のひずみを測定して求める機構を採用しているが、
この軸部のひずみには目的とする摩擦力以外の貫入体の
先端抵抗等の力によるひずみが含まれるため、摩擦の測
定精度はあまり良くない。次に、従来の第１の方法Ａ、
第２の方法Ｂ、または第３の方法Ｃの各方法の個別の問
題点を述べる。 〈従来の方法Ａに特有の問題点〉 （７）土圧の受圧部が貫入体本体と絶縁されていないた
め、全水平応力を精度良く測定することが困難である。 （８）第１の文献に示された構成では、全水平応力の測
定位置は、摩擦測定部の上側、間隙水圧の測定位置は、
摩擦測定部の下側となっている。このような構成では、
全水平応力と間隙水圧の測定位置が大きく離れているの
で、有効水平応力の測定が困難である。

【０００８】〈従来の方法Ｂに特有の問題点〉 （９）全水平応力の受圧部には、摩擦スリーブに作用す
る摩擦によってもひずみが発生するため、摩擦が作用す
る状態で全水平応力を精度良く測定することが困難であ
る。 （１０）土に直接接触する摩擦スリーブのひずみ量から
全水平応力を評価するので、摩擦スリーブの摩耗や傷が
直接的に測定値に影響を及ぼす。また、摩擦スリーブの
一部分を薄肉とするので、センサの耐久性が低い。 （１１）表面の粗い構造体と土の摩擦特性の評価には、
表面を粗く加工した摩擦スリーブを用いることが効果的
であるが、このような加工は全水平応力の測定精度低下
につながる。さらに、摩擦スリーブにひずみゲージを直
接貼り付けているので、摩擦スリーブの交換が容易では
ない。

【０００９】〈従来の方法Ｃに特有の問題点〉 （１２）土に直接接触する円筒形の受圧部のひずみ量か
ら全水平応力を評価するので、受圧部の摩耗や傷が測定
値に直接的に影響を及ぼす。また、受圧部の一部を削っ
て薄肉にしているのでセンサの耐久性が低い。 （１３）全水平応力の受圧部は、摩擦によってもひずみ
が発生するため、摩擦が作用する状態にて全水平応力を
精度良く測定することが困難である。 （１４）全水平応力の受圧部は円筒形であるため、全水
平応力と間隙水圧の測定位置を近付けることには限界が
あり、有効水平応力の精度向上にも限界がある。 （１５）第３の文献に記載された構成においては、摩
擦、全水平応力、および間隙水圧の測定位置がそれぞれ
離れており、また、全水平応力と間隙水圧の測定位置は
摩擦の測定位置の下方のみとなっているため、摩擦測定
部に作用する有効水平応力を精度良く求めることは難し
い。

【００１０】本発明は、上述した事情に鑑みてなされた
もので、貫入状態にて貫入体の側面に作用する摩擦力、
摩擦面に直交する方向の全応力である全水平応力および
間隙水圧を測定することができ、前記摩擦力と摩擦面に
直交する方向の有効応力、すなわち有効水平応力、との
同時測定を可能とする貫入試験用貫入センサを提供する
ことを目的としている。本発明の請求項１の目的は、特
に、摩擦面に直交する方向の全水平応力を測定する精度
の高い水平応力測定部と間隙水圧計との計測に基づい
て、貫入体に作用する有効水平応力を精度良く測定する
ことが可能な貫入試験用貫入センサを提供することにあ
る。本発明の請求項２の目的は、特に、摩擦面に直交す
る方向の全水平応力を測定する精度の高い水平応力測定
部と間隙水圧計との計測に基づいて、摩擦測定部に作用
する有効水平応力を極めて高精度に測定することが可能
な貫入試験用貫入センサを提供することにある。本発明
の請求項３の目的は、特に、地中における貫入体の傾斜
および位置を効果的に求めることを可能とする貫入試験
用貫入センサを提供することにある。

【００１１】本発明の請求項４の目的は、特に、貫入体
の軸部基体における軸方向についての応力に基づき、貫
入体に加わる軸力を摩擦測定部の内側にて測定すること
を可能とする貫入試験用貫入センサを提供することにあ
る。本発明の請求項５の目的は、特に、各測定部におけ
る測定信号を直接処理するアンプおよび各測定部に給電
する安定化電源の少なくとも一方と前記各測定部との間
の接続ケーブルの抵抗による出力低下、およびその出力
低下の補正に係る補正誤差を低減し、測定精度を向上す
ることを可能とする貫入試験用貫入センサを提供するこ
とにある。本発明の請求項６の目的は、特に、水平応力
測定部と間隙水圧計とを、他の構成等の状況に応じて、
適切に近接配置することを可能とする貫入試験用貫入セ
ンサを提供することにある。本発明の請求項７の目的
は、特に、円錐状の先端を有する貫入体を用いるコーン
貫入試験に好適に利用し得る貫入試験用貫入センサを提
供することにある。本発明の請求項８の目的は、特に、
貫入体の先端部の長さを調整して、貫入体の先端と摩擦
測定部との間の距離を変えた試験を容易に実施すること
を可能とする貫入試験用貫入センサを提供することにあ
る。本発明の請求項９の目的は、特に、各測定部におけ
る測定を、ひずみゲージにより、有効に且つ高精度に測
定することを可能とする貫入試験用貫入センサを提供す
ることにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載した本発
明に係る貫入試験用貫入センサは、上述した目的を達成
するために、円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に形
成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力を
測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する貫
入試験用貫入センサにおいて、前記円柱状の軸部を形成
する軸部基体であって、円柱状の両端を大径部として中
間部に小径部を形成した軸部基体と、円筒状をなし、前
記軸部の外周面の一部を形成する摩擦スリーブと、円筒
状をなし、前記摩擦スリーブと前記軸部基体との間に介
挿され、先端部において前記軸部基体に結合され且つ基
端部において前記摩擦スリーブに結合されて、前記摩擦
スリーブの受ける摩擦力を計測する摩擦測定部と、前記
摩擦スリーブの先端側および基端側のいずれか一方に配
置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成して、
前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向についての
応力を計測する水平応力測定部と、前記水平応力測定部
の近傍に配置されて間隙水圧を計測する間隙水圧計とを
具備することを特徴としている。

【００１３】請求項２に記載した本発明に係る貫入試験
用貫入センサは、上述した目的を達成するために、円柱
状の軸部の先端を所定の先端形状に形成してなる貫入体
を地盤に静的に貫入させて各種応力を測定する貫入試験
に用いられ、前記貫入体を形成する貫入試験用貫入セン
サにおいて、前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であ
って、円柱状の両端を大径部として中間部に小径部を形
成した軸部基体と、円筒状をなし、前記軸部の外周面の
一部を形成する摩擦スリーブと、円筒状をなし、前記摩
擦スリーブと前記軸部基体との間に介挿され、先端部に
おいて前記軸部基体に結合され且つ基端部において前記
摩擦スリーブに結合されて、前記摩擦スリーブの受ける
摩擦力を計測する摩擦測定部と、前記摩擦スリーブの先
端側に配置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形
成して、前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向に
ついての応力を計測する第１の水平応力測定部と、前記
第１の水平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧を計
測する第１の間隙水圧計と、前記摩擦スリーブの基端側
に配置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成し
て、前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向につい
ての応力を計測する第２の水平応力測定部と、前記第２
の水平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧を計測す
る第２の間隙水圧計とを具備することを特徴としてい
る。

【００１４】請求項３に記載した本発明に係る貫入試験
用貫入センサは、前記軸部基体と実質的に一体的に、前
記貫入体の直交する２方向についての傾斜を検出する傾
斜計をさらに具備することを特徴としている。請求項４
に記載した本発明に係る貫入試験用貫入センサは、前記
小径部における軸方向についての応力を検出することに
よって、軸力を測定する軸力測定部を、前記軸部基体が
含むことを特徴としている。請求項５に記載した本発明
に係る貫入試験用貫入センサは、前記貫入体内に、前記
摩擦測定部、前記水平応力測定部、前記間隙水圧計およ
び前記軸力測定部のうちの少なくともいずれかに接続さ
れる安定化電源および信号アンプのうちの少なくとも一
方をさらに具備することを特徴としている。請求項６に
記載した本発明に係る貫入試験用貫入センサは、前記水
平応力測定部およびその近傍に配置される前記間隙水圧
計を、軸方向にずらした位置、円周方向にずらした位
置、並びに軸方向および円周方向の双方にずらした位置
のうちのいずれかに配置することを特徴としている。

【００１５】請求項７に記載した本発明に係る貫入試験
用貫入センサは、前記貫入体が、前記軸部の先端形状を
円錐状としたことを特徴としている。請求項８に記載し
た本発明に係る貫入試験用貫入センサは、前記貫入体の
先端と前記摩擦測定部との間の距離を調整すべく、前記
貫入体の前記軸部の先端部を延長する延長手段をさらに
具備することを特徴としている。請求項９に記載した本
発明に係る貫入試験用貫入センサは、前記摩擦測定部、
前記水平応力測定部、前記間隙水圧計および前記軸力測
定部のうちの少なくともいずれかが、起歪部にひずみゲ
ージを添設してなることを特徴としている。

【００１６】

【作用】すなわち、本発明の請求項１による貫入試験用
貫入センサは、円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に
形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力
を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する
貫入試験用貫入センサであって、該貫入試験用貫入セン
サは、前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であって、
円柱状の両端を大径部として中間部に小径部を形成した
軸部基体、円筒状をなし、前記軸部の外周面の一部を形
成する摩擦スリーブ、円筒状をなし、前記摩擦スリーブ
と前記軸部基体との間に介挿され、先端部において前記
軸部基体に結合され且つ基端部において前記摩擦スリー
ブに結合されて、前記摩擦スリーブの受ける摩擦力を計
測する摩擦測定部、前記摩擦スリーブの先端側および基
端側のいずれか一方に配置され、受圧面が前記軸部の外
周面の一部を形成して、前記軸部外周の摩擦面に対して
直交する方向についての応力を計測する水平応力測定
部、および前記応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧
を計測する間隙水圧計を具備する。このような構成によ
り、貫入状態にて貫入体の側面に作用する摩擦力、摩擦
面に直交する方向の全応力である全水平応力、および間
隙水圧を測定することができ、前記摩擦力と摩擦面に直
交する方向の有効応力、すなわち有効水平応力、との同
時測定を可能とし、特に、摩擦面に直交する方向の全水
平応力を測定する精度の高い応力測定部と間隙水圧計と
を近接させて配置しているので、これらの計測に基づい
て、貫入体に作用する有効水平応力を精度良く測定する
ことが可能である。

【００１７】また、本発明の請求項２による貫入試験用
貫入センサは、円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に
形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力
を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する
貫入試験用貫入センサであって、該貫入試験用貫入セン
サは、前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であって、
円柱状の両端を大径部として中間部に小径部を形成した
軸部基体、円筒状をなし、前記軸部の外周面の一部を形
成する摩擦スリーブ、円筒状をなし、前記摩擦スリーブ
と前記軸部基体との間に介挿され、先端部において前記
軸部基体に結合され且つ基端部において前記摩擦スリー
ブに結合されて、前記摩擦スリーブの受ける摩擦力を計
測する摩擦測定部、前記摩擦スリーブの先端側に配置さ
れ、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成して、前記
軸部外周の摩擦面に対して直交する方向についての応力
を計測する第１の水平応力測定部、前記第１の水平応力
測定部の近傍に配置されて間隙水圧を計測する第１の間
隙水圧計、前記摩擦スリーブの基端側に配置され、受圧
面が前記軸部の外周面の一部を形成して、前記軸部外周
の摩擦面に対して直交する方向についての応力を計測す
る第２の水平応力測定部および前記第２の水平応力測定
部の近傍に配置されて間隙水圧を計測する第２の間隙水
圧計とを具備する。このような構成により、特に、摩擦
面に直交する方向の全応力を測定する精度の高い水平応
力測定部と間隙水圧計とを互いに近接配置した構成を摩
擦測定部の上下にそれぞれ配設するので、これらの計測
に基づいて、摩擦測定部に作用する有効水平応力を極め
て高精度に測定することが可能である。

【００１８】本発明の請求項３による貫入試験用貫入セ
ンサは、前記軸部基体と実質的に一体的に、前記貫入体
の直交する２方向についての傾斜を検出する傾斜計をさ
らに具備する。このような構成により、特に、軸部基体
と実質的に一体として、貫入体の直交する２方向につい
ての傾斜計を設けているので、地中における該貫入体の
傾斜および位置を効果的に求めることが可能である。本
発明の請求項４による貫入試験用貫入センサは、前記小
径部における軸方向についての応力を検出することによ
って、軸力を測定する軸力測定部を、前記軸部基体が含
む。このような構成により、特に、貫入体の軸部基体に
おける軸方向についての応力に基づき、貫入体に加わる
軸力を摩擦測定部の内側にて測定することが可能であ
る。

【００１９】本発明の請求項５による貫入試験用貫入セ
ンサは、前記貫入体内に、前記摩擦測定部、前記水平応
力測定部、前記間隙水圧計および前記軸力測定部のうち
の少なくともいずれかに接続される安定化電源および信
号アンプのうちの少なくとも一方をさらに具備する。こ
のような構成により、特に、各測定部における測定信号
を直接処理するアンプおよび各測定部に給電する安定化
電源の少なくとも一方と前記各測定部との間の接続ケー
ブルの抵抗による出力低下、およびその出力低下の補正
に係る補正誤差を低減し、測定精度を向上することが可
能である。本発明の請求項６による貫入試験用貫入セン
サは、前記水平応力測定部およびその近傍に配置される
前記間隙水圧計を、軸方向にずらした位置、円周方向に
ずらした位置、並びに軸方向および円周方向の双方にず
らした位置のうちのいずれかに配置する。このような構
成により、特に、応力測定部と間隙水圧計とを、他の構
成等の状況に応じて、適切に近接配置することが可能で
ある。

【００２０】本発明の請求項７による貫入試験用貫入セ
ンサは、前記貫入体が、前記軸部の先端形状を円錐状と
する。このような構成により、特に、円錐状の先端を有
する貫入体を用いるコーン貫入試験に好適に利用するこ
とができる。本発明の請求項８による貫入試験用貫入セ
ンサは、前記貫入体の先端と前記摩擦測定部との間の距
離を調整すべく、前記貫入体の前記軸部の先端部を延長
する延長手段をさらに具備する。このような構成によ
り、特に、貫入体の先端部の長さを調整して、貫入体の
先端と摩擦測定部との間の距離を変えた試験を容易に実
施することが可能である。本発明の請求項９による貫入
試験用貫入センサは、前記摩擦測定部、前記水平応力測
定部、前記間隙水圧計および前記軸力測定部のうちの少
なくともいずれかが、起歪部にひずみゲージを添設して
なる。このような構成により、特に、各測定部における
測定を、ひずみゲージにより、有効に且つ高精度に測定
することが可能である。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態に基づ
き、図面を参照して本発明の貫入試験用貫入センサを詳
細に説明する。図１〜図８は、本発明の一つの実施の形
態に係る貫入試験用貫入センサの要部の構成を示してお
り、コーン貫入試験用貫入センサとして構成している。
図１は、コーン貫入試験用貫入センサの貫入体軸線に沿
う縦断面図、図２は、図１のコーン貫入試験用貫入セン
サの正面図、図３は、図１のコーン貫入試験用貫入セン
サのＡ−Ａ線に沿う横断面図、図４は、図１のコーン貫
入試験用貫入センサのＢ−Ｂ線に沿う横断面図、図５
は、図１のコーン貫入試験用貫入センサのＣ−Ｃ線に沿
う横断面図、図６は、図１のコーン貫入試験用貫入セン
サのＤ−Ｄ線に沿う横断面図、図７は、図１のコーン貫
入試験用貫入センサのＥ−Ｅ線に沿う横断面図、そして
図８は、図１のコーン貫入試験用貫入センサの先端部分
に必要に応じて選択的に介挿される延長アダプタの模式
的な構成を示す縦断面図である。

【００２２】図１〜図７に示すコーン貫入試験用貫入セ
ンサは、摩擦測定部１、先端側（第１の）水平応力測定
部２、先端側（第１の）間隙水圧計３、基端側（第２
の）水平応力測定部４、基端側（第２の）間隙水圧計
５、軸力測定部６、貫入体先端部７、Ｘ方向傾斜計８、
Ｙ方向傾斜計９、摩擦スリーブ１０、先端側水平応力測
定部２の受圧面１１、先端側間隙水圧計３用のフィルタ
１２、基端側水平応力測定部４の受圧面１３、基端側間
隙水圧計５用のフィルタ１４、貫入体軸部１５、先端側
間隙水圧計３接続用のコネクタ１６、先端側水平応力測
定部２接続用のコネクタ１７、ひずみゲージ１８（図５
参照）、安定化電源部１９および計測器多芯コネクタ２
０を具備している。また、図８には、延長アダプタ２１
を示している。

【００２３】図１〜図７のコーン貫入試験用貫入センサ
により構成される貫入体には、先端に円錐状のコーン金
具からなる貫入体先端部７を設けている。なお、貫入体
の先端形状は、コーン貫入試験に用いる場合には図示の
ように円錐状とするが、円錐状でなく、例えば平坦状と
する場合もあり、そのような場合には、例えば貫入体先
端部７として先端が平坦な形状の金具を用いる。軸部基
体を構成する軸力測定部６の外周に配置される円筒状の
摩擦測定部１は、その基端側を摩擦スリーブ１０にネジ
で固定され、摩擦測定部１を挟んで先端側（貫入設置状
態で下方側）および基端側（貫入設置状態で上方側）
に、それぞれ先端側水平応力測定部２および基端側水平
応力測定部４が設置される。各水平応力測定部２および
４の近傍には、それぞれ先端側間隙水圧計３とフィルタ
１２、および基端側間隙水圧計５とフィルタ１４が設置
される。さらに、貫入中の貫入体の２方向の傾斜を測定
するために、Ｘ方向傾斜計８およびＹ方向傾斜計９が設
置されている。また、各センサと最基端に配置される外
部接続用の計測器多芯コネクタ２０との間には安定化電
源部１９が設置されている。この安定化電源部１９と同
様の個所に各センサの出力信号を増幅処理する信号アン
プが設けられていてもよい。

【００２４】図１におけるＡ−Ａ線に沿う基端側水平応
力測定部４の部分の断面図を図３に示している。全体と
してほぼ短寸円柱状をなす基端側水平応力測定部４は、
その底面部においてボルトにより貫入体軸部１５に固定
されており、その周囲側面はＯリングを用いてシール
（封止）されている。貫入体軸部１５は、軸部基体をな
す軸力測定部６と一体的に構成されている。また、この
基端側水平応力測定部４の貫入体外周面に露出する受圧
面１３は、貫入体の円柱状の外周面形状に合わせて部分
円筒面状の曲面に加工されている。基端側水平応力測定
部４は、起歪体およびひずみゲージ等を用いて受圧面１
３に受ける壁面土圧に応じた電気信号を得る基端側壁面
土圧計として構成されている。なお、先端側水平応力測
定部２についても、基端側水平応力測定部４とほぼ同様
に構成され、円筒面状曲面からなる受圧面１１を貫入体
外周面に露出している。先端側水平応力測定部２も、起
歪体およびひずみゲージ等を用いて受圧面１１に受ける
壁面土圧に応じた電気信号を得る先端側壁面土圧計とし
て構成されている。

【００２５】図１におけるＢ−Ｂ線に沿う基端側間隙水
圧計５部分の断面図を図４に示している。基端側間隙水
圧計５は、貫入体軸部１５にネジ構造によりねじ込み固
定されており、その周囲側面は、Ｏリングを用いてシー
ルされている。この基端側間隙水圧計５の貫入体外周面
に露出する受圧面部には、水等の液体以外の固形物によ
る押圧を防止するためのフィルタ１４が設置されてい
る。なお、先端側間隙水圧計３についても、基端側間隙
水圧計５とほぼ同様に構成され、フィルタ１２により受
圧面部を保護している。図１におけるＣ−Ｃ線に沿う摩
擦測定部１および軸力測定部６部分の断面図を図５に示
している。摩擦測定部１は、軸力測定部６を構成してい
る貫入体軸部と貫入体外周面に露出する摩擦スリーブ１
０との間に設置されている。摩擦測定部１は、中間部を
起歪体としての薄肉の円筒状の部分の外周面にひずみゲ
ージ１ａを貼設したものである。摩擦測定部１は、その
円筒状部分の先端側において、円筒状の中空部に挿入さ
れた軸力測定部６の先端とねじ結合により連結され、該
円筒状部分の基端側開口端において摩擦スリーブ１０の
基端側縁部内面とねじ結合により連結されている。

【００２６】軸力測定部６の先端部外周には雄ネジが形
成され、摩擦測定部１に形成された雌ネジに螺合されて
連結され、止めネジ等により適宜回り止めされている。
摩擦測定部１の基端側開口端の外周縁部には雄ネジが形
成され、摩擦スリーブ１０の基端寄りの部分の内面に形
成された雌ネジに螺合されて結合されている。なお、摩
擦スリーブ１０は、軸力測定部６に対して軸方向に所定
範囲相対移動可能となっている。また、軸力測定部６
は、円柱状部分の両端部を大径部として、中間部を小径
部として形成しており、中心部には流体通路を形成する
中空部が形成されている。この軸力測定部６は、軸力を
検出するための起歪体として構成され、前記小径部の外
周にひずみゲージ１８が貼設されている。なお、軸力測
定部６の外部形状を円柱状としているが、角柱状、例え
ば四角柱状に形成してもよく、また、大径部のみを円柱
状とし、小径部のみを四角柱状としてもよい。軸力測定
部６は、ひずみゲージ１８により軸力を検出しそれに応
じた電気信号を得ている。貫入体軸部１５は、互いに連
結された複数の部分により構成されており、軸力測定部
６は、貫入体軸部１５の一部をなしている。なお、摩擦
スリーブ１０は、その動作を可能とするため、貫入体軸
部１５に対して若干のギャップを設ける必要があるが、
異物の混入を防ぐため例えば０．７ｍｍ程度のギャップ
とすることが望ましい。

【００２７】図１におけるＤ−Ｄ線に沿うＹ方向傾斜計
９部分の断面図を図６に示している。貫入体軸部１５の
基端側間隙水圧計５よりもさらに基端側の部分には、中
心軸に沿う中空部内に軸線が垂直に交わる面内の直交す
る２方向についての、例えばひずみゲージ等を用いた傾
斜計８および９、すなわちＸ方向傾斜計８およびＹ方向
傾斜計９が縦列的に設けられており、これら両方向につ
いての軸線の傾斜をそれぞれ検出して電気信号として得
る。図１におけるＥ−Ｅ線に沿うコネクタ１６および１
７部分の断面図を図７に示している。コネクタ１６およ
び１７は、それぞれ先端側水平応力測定部２および先端
側間隙水圧計３に対する接続ケーブル接続用のコネクタ
である。これらコネクタ１６および１７は、摩擦スリー
ブ１０の交換等に際し、先端側水平応力測定部２および
先端側間隙水圧計３を取り外す際に、信号線・給電線等
の接続ケーブルを切り離すためのものである。

【００２８】なお、上述において、貫入体軸部１５は、
互いに連結された複数部分により構成されており、摩擦
測定部１および軸力測定部６等を構成する部分には、中
心軸線に沿う中空部が形成されている。先端側間隙水圧
計３の背後、先端側水平応力測定部２の背後、摩擦測定
部１の中空部、軸力測定部６の中空部、基端側水平応力
測定部４の背後、基端側間隙水圧計５の背後は、各部材
に適宜連通孔が形成されて互いに連通しており、この連
通部を介して摩擦測定部１、先端側水平応力測定部２、
先端側間隙水圧計３、基端側水平応力測定部４、基端側
間隙水圧計５、軸力測定部６、Ｘ方向傾斜計８およびＹ
方向傾斜計９に対する接続ケーブルが引き出され、貫入
体軸部１５内に埋設された安定化電源部１９、および、
さらには外部接続用の計測器多芯コネクタ２０に接続さ
れている。図８は、貫入体先端部７と摩擦測定部１との
間の距離を調整するときに使用する延長アダプタ２１を
示しており、図示のように貫入体先端部７と貫入体軸部
１５との間に介挿して、貫入体軸部１５を延長する。な
お、上述の構成における種々の観点からの特徴は、以下
の通りである。

【００２９】（１）貫入体軸部１５に、先端側の土圧計
としての水平応力測定部２と間隙水圧計３と、または基
端側の水平応力測定部４と間隙水圧計５とをそれぞれ互
いに近接して配置することにより有効水平応力測定部を
構成している。 （２）有効水平応力測定部における土圧計としての水平
応力測定部２等と間隙水圧計３等の近接設置に際しての
相対的位置関係には次の３種類があるが、いずれを選択
しても良い。（ａ）軸方向にずらして設置する。（ｂ）
円周方向にずらして設置する。（ｃ）軸方向と円周方向
のいずれにもずらして設置する。 （３）有効水平応力測定部に設置する水平応力測定部２
等と間隙水圧計３等は、いずれも貫入体本体に作用する
軸力の影響を受けにくい構造とする。すなわち、土圧計
としての水平応力測定部２等は、荷重計型の土圧計と
し、軸力の影響を受ける外筐部は、Ｏリングを介して貫
入体本体に取り付ける。間隙水圧計３等は、固定部から
の力が起歪部に伝達しにくい構造とし、起歪部近傍はＯ
リングを介して貫入体本体に取り付ける。

【００３０】（４）有効水平応力測定部に設置する水平
応力測定部２等と間隙水圧計３等は、いずれも各変換器
に作用する摩擦の影響を受けにくい構成とする。水平応
力測定部２等は、荷重計型とし、検出部の他に荷重を受
ける受圧面を設けて間接的に検出する構成とすることに
より摩擦に対する影響を受けにくくする。また、間隙水
圧計３等は、フィルタ１２等を取り付け、フィルタ１２
等は、Ｏリングを介して間隙水圧計３等に固定する。 （５）有効水平応力測定部に設置する水平応力測定部２
等と間隙水圧計３等とは、小容量ステップで較正して、
特性を確認したものを使用することにより、さらに精度
良く測定できる。 （６）摩擦測定部１は、摩擦力を受ける円筒状の摩擦ス
リーブ１０の内側に位置する円筒状（中空）の摩擦測定
専用ロードセルとして構成する。 （７）摩擦スリーブ１０は、摩擦力が貫入体本体に直接
伝達しないように貫入体本体と機械的に絶縁して設置す
る。

【００３１】（８）摩擦スリーブ１０は、押し込みと引
き抜きの２方向の摩擦力が伝達するように摩擦測定専用
ロードセルからなる摩擦測定部１にネジまたはピン等を
用いて固定する。 （９）摩擦測定部１を構成する摩擦測定専用ロードセル
は、貫入体本体が受ける軸力とは絶縁され、摩擦力以外
の荷重が加わらないような構造とする。 （１０）摩擦測定部１を挟むように摩擦測定部１の先端
側および基端側に有効水平応力測定部を設置する。 （１１）有効水平応力測定部は、摩擦測定部１に近接し
て設置する。 （１２）摩擦スリーブ１０を容易に交換できるようにす
るため、摩擦測定部１と有効水平応力測定部はそれぞれ
ユニット化して、容易に分解組立できるようにする。こ
のとき、各変換器の接続ケーブルについては、コネクタ
１６および１７等を設けることにより、容易に分解組立
ができるようにする。 （１３）２方向の傾斜計８および９を設置する。 （１４）貫入体先端部７と摩擦測定部１の距離を調整で
きるように、先端部には異なる長さの延長アダプタ２１
を容易に設置できるようにする。

【００３２】（１５）摩擦測定部１の摩擦測定専用ロー
ドセルの内側の軸力測定部６の軸方向ひずみをひずみゲ
ージ１８で測定することにより軸力を測定できるように
する。 （１６）延長ケーブルによる出力の低下等の影響を受け
ないようにするため、信号アンプまたは安定化電源を貫
入体内に設置して、測定精度を向上させる。上述したよ
うな構成とすることにより、次のような利点が得られ
る。 （Ａ）有効水平応力測定部の土圧計としての水平応力測
定部２等は、水平応力測定部貫入体本体の軸力の影響を
受けないように貫入体軸部１５等との間にギャップを設
けていること、および受圧面１３等に作用する摩擦の影
響を受けないような構造としていることにより、貫入体
を地中に挿入した状態（原位置）で精度良く全水平応力
を測定することができる。 （Ｂ）土圧計としての水平応力測定部２等は、受圧部と
受圧部に受けた力を検出する部分が分離された構造とな
っており、検出部は土等と直接接触しないので、高い測
定精度と耐久性を確保することができる。

【００３３】（Ｃ）有効水平応力測定部の間隙水圧計３
等は、貫入体本体の軸力の影響を受けないように設置し
ていること、およびくびれを設けるなどして固定部から
の力が起歪部に伝わらない構造とすることにより、貫入
体を地中に挿入した状態で精度良く間隙水圧を測定する
ことができる。 （Ｄ）有効水平応力測定部では、精度の高い水平応力測
定部２等と間隙水圧計３等とを互いに近接して設置する
ことにより貫入体に作用する有効水平応力を精度良く測
定することができる。 （Ｅ）摩擦力以外の荷重が加わらないように貫入体軸部
１５と絶縁した摩擦測定部１と摩擦スリーブ１０とをネ
ジまたはピン等で固定することにより、押し引き２方向
の摩擦を精度良く測定することができる。 （Ｆ）摩擦測定部１を挟むように摩擦測定部１の上下に
有効水平応力測定部を近接させて設置することにより、
摩擦測定部１に作用する摩擦面の直交方向に作用する有
効応力である有効水平応力を精度良く求めることができ
る。 （Ｇ）貫入体に作用する押し引き２方向の摩擦と摩擦測
定部１に作用する有効水平応力を同時に且つ精度良く求
めることができる。

【００３４】（Ｈ）摩擦測定部１と有効水平応力測定部
をユニット化し、容易に分解組立てできるようにしてい
るため、摩擦スリーブ１０を容易に交換することがで
き、異なる表面粗さの摩擦スリーブ１０を用いた試験を
容易に実施することができる。 （Ｉ）２方向の傾斜計８および９を組み込んでいるた
め、挿入した貫入体の傾斜および傾斜を深さ方向に積分
することにより、地中における貫入体の位置を求めるこ
とができる。 （Ｊ）延長アダプタ２１により貫入体の先端部の長さを
容易に調整することができるため、貫入体先端と摩擦測
定部１との間の距離を変えた試験を容易に実施すること
ができる。 （Ｋ）摩擦測定部１の内側の軸力測定部６の軸方向ひず
みから貫入体に加わる軸力を測定することができる。 （Ｌ）アンプまたは安定化電源を貫入体内に設置するこ
とにより、延長ケーブルの抵抗による出力低下がなくな
り、それによってケーブル抵抗による出力低下を補正す
るときの補正誤差もなくなるため、測定精度が向上す
る。

【００３５】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、貫
入状態にて貫入体の側面に作用する摩擦力、摩擦面に直
交する方向の全応力である全水平応力、および間隙水圧
を測定することができ、前記摩擦力と摩擦面に直交する
方向の有効応力、すなわち有効水平応力、との同時測定
を可能とする貫入試験用貫入センサを提供することがで
きる。すなわち、本発明の請求項１の貫入試験用貫入セ
ンサによれば、円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に
形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力
を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する
貫入試験用貫入センサにおいて、該貫入試験用貫入セン
サは、円柱状の両端を大径部として中間部に小径部を形
成した軸部基体と、円筒状をなし、前記軸部の外周面の
一部を形成する摩擦スリーブと、円筒状をなし、前記摩
擦スリーブと前記軸部基体との間に介挿され、先端部に
おいて前記軸部基体に結合され且つ基端部において前記
摩擦スリーブに結合されて、前記摩擦スリーブの受ける
摩擦力を計測する摩擦測定部と、前記摩擦スリーブの先
端側および基端側のいずれか一方に配置され、受圧面が
前記軸部の外周面の一部を形成して、前記軸部外周の摩
擦面に対して直交する方向についての応力を計測する水
平応力測定部と、前記水平応力測定部の近傍に配置され
て間隙水圧を計測する間隙水圧計とを具備することによ
り、貫入状態にて（即ち、原位置にて）貫入体の側面に
作用する摩擦力、摩擦面に直交する方向の全応力である
全水平応力および間隙水圧を測定することができ、前記
摩擦力と摩擦面に直交する方向の有効応力、すなわち有
効水平応力、との同時測定を可能とし、特に、摩擦面に
直交する方向の全応力を測定する精度の高い水平応力測
定部と間隙水圧計とを近接させて配置しているので、こ
れらの計測に基づいて、貫入体に作用する有効水平応力
を精度良く測定することが可能となる。

【００３６】また、本発明の請求項２の貫入試験用貫入
センサによれば、円柱状の軸部の先端を所定の先端形状
に形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応
力を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成す
る貫入試験用貫入センサにおいて、該貫入試験用貫入セ
ンサは、前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であっ
て、円柱状の両端を大径部として中間部に小径部を形成
した軸部基体と、円筒状をなし、前記軸部の外周面の一
部を形成する摩擦スリーブ、円筒状をなし、前記摩擦ス
リーブと前記軸部基体との間に介挿され、先端部におい
て前記軸部基体に結合され且つ基端部において前記摩擦
スリーブに結合されて、前記摩擦スリーブの受ける摩擦
力を計測する摩擦測定部と、前記摩擦スリーブの先端側
に配置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成し
て、前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向につい
ての応力を計測する第１の水平応力測定部と、前記第１
の水平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧を計測す
る第１の間隙水圧計と、前記摩擦スリーブの基端側に配
置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成して、
前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向についての
応力を計測する第２の水平応力測定部と、前記第２の水
平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧を計測する第
２の間隙水圧計とを具備することにより、特に、摩擦面
に直交する方向の全水平応力を測定する精度の高い水平
応力測定部と間隙水圧計とを互いに近接配置した構成を
摩擦測定部の上下にそれぞれ配設するので、これらの計
測に基づいて、摩擦測定部に作用する有効水平応力を極
めて高精度に測定することが可能となる。

【００３７】本発明の請求項３の貫入試験用貫入センサ
によれば、前記軸部基体と実質的に一体的に、前記貫入
体の直交する２方向についての傾斜を検出する傾斜計を
さらに具備することにより、特に、軸部基体と実質的に
一体として、貫入体の直交する２方向についての傾斜計
を設けているので、地中における該貫入体の傾斜および
位置を効果的に求めることが可能となる。本発明の請求
項４の貫入試験用貫入センサによれば、前記軸部基体の
小径部における軸方向についての応力を検出することに
よって、軸力を測定する軸力測定部を、前記軸部基体が
含むことにより、特に、貫入体の軸部基体における軸方
向についての応力に基づき、貫入体に加わる軸力を摩擦
測定部の内側にて測定することが可能となる。本発明の
請求項５の貫入試験用貫入センサによれば、前記貫入体
内に、前記摩擦測定部、前記水平応力測定部、前記間隙
水圧計前記軸力測定部のうちの少なくともいずれかに接
続される安定化電源および信号アンプのうちの少なくと
も一方をさらに具備することにより、特に、各測定部に
おける測定信号を直接処理するアンプおよび各測定部に
給電する安定化電源の少なくとも一方と前記各測定部と
の間の接続ケーブルの抵抗による出力低下、およびその
出力低下の補正に係る補正誤差を低減し、測定精度を向
上することが可能となる。

【００３８】本発明の請求項６の貫入試験用貫入センサ
によれば、前記水平応力測定部およびその近傍に配置さ
れる前記間隙水圧計を、軸方向にずらした位置、円周方
向にずらした位置、並びに軸方向および円周方向の双方
にずらした位置のうちのいずれかに配置することによ
り、特に、水平応力測定部と間隙水圧計とを、他の構成
等の状況に応じて、適切に近接配置することが可能とな
る。本発明の請求項７の貫入試験用貫入センサによれ
ば、前記貫入体が、前記軸部の先端形状を円錐状とする
ことにより、特に、円錐状の先端を有する貫入体を用い
るコーン貫入試験に好適に利用することが可能となる。
本発明の請求項８の貫入試験用貫入センサによれば、前
記貫入体の先端と前記摩擦測定部との間の距離を調整す
べく、前記貫入体の前記軸部の先端部を延長する延長手
段をさらに具備することにより、特に、貫入体の先端部
の長さを調整して、貫入体の先端と摩擦測定部との間の
距離を変えた試験を容易に実施することが可能となる。
本発明の請求項９の貫入試験用貫入センサによれば、前
記摩擦測定部、前記水平応力測定部、前記間隙水圧計、
および前記軸力測定部のうちの少なくともいずれかが、
起歪部にひずみゲージを添設してなることにより、特
に、各測定部における測定を、ひずみゲージにより、有
効に且つ高精度に測定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一つの実施の形態に係るコーン貫入試
験用貫入センサの貫入体軸線に沿う縦断面図である。

【図２】図１のコーン貫入試験用貫入センサの正面図で
ある。

【図３】図１のコーン貫入試験用貫入センサのＡ−Ａ線
に沿う横断面図である。

【図４】図１のコーン貫入試験用貫入センサのＢ−Ｂ線
に沿う横断面図である。

【図５】図１のコーン貫入試験用貫入センサのＣ−Ｃ線
に沿う横断面図である。

【図６】図１のコーン貫入試験用貫入センサのＤ−Ｄ線
に沿う横断面図である。

【図７】図１のコーン貫入試験用貫入センサのＥ−Ｅ線
に沿う横断面図である。

【図８】図１のコーン貫入試験用貫入センサの先端部分
に必要に応じて選択的に介挿される延長アダプタの模式
的な構成を示す縦断面図である。

【符号の説明】

１ 摩擦測定部 ２ 先端側（第１の）水平応力測定部 ３ 先端側（第１の）間隙水圧計 ４ 基端側（第２の）水平応力測定部 ５ 基端側（第２の）間隙水圧計 ６ 軸力測定部 ７ 貫入体先端部 ８ Ｘ方向傾斜計 ９ Ｙ方向傾斜計 １０ 摩擦スリーブ １１ 先端側水平応力測定部２の受圧面 １２ 先端側間隙水圧計３用のフィルタ １３ 基端側水平応力測定部４の受圧面 １４ 基端側間隙水圧計５用のフィルタ １５ 貫入体軸部 １６ 先端側間隙水圧計３接続用のコネクタ １７ 先端側水平応力測定部２接続用のコネクタ １ａ，１８ ひずみゲージ １９ 安定化電源部 ２０ 計測器多芯コネクタ ２１ 延長アダプタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小川 眞澄 東京都調布市調布ヶ丘３丁目５番地１ 株 式会社共和電業内 Ｆターム(参考） 2D043 AA03 AB01 AC01 BA01 BB04 2F051 AA06 AB09 BA08 2F055 AA03 BB20 CC60 DD20 EE40 FF11 GG49

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に
   形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力
   を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する
   貫入試験用貫入センサにおいて、 前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であって、円柱状
   の両端を大径部として中間部に小径部を形成した軸部基
   体と、 円筒状をなし、前記軸部の外周面の一部を形成する摩擦
   スリーブと、 円筒状をなし、前記摩擦スリーブと前記軸部基体との間
   に介挿され、先端部において前記軸部基体に結合され且
   つ基端部において前記摩擦スリーブに結合されて、前記
   摩擦スリーブの受ける摩擦力を計測する摩擦測定部と、 前記摩擦スリーブの先端側および基端側のいずれか一方
   に配置され、受圧面が前記軸部の外周面の一部を形成し
   て、前記軸部外周の摩擦面に対して直交する方向につい
   ての応力を計測する水平応力測定部と前記水平応力測定
   部の近傍に配置されて間隙水圧を計測する間隙水圧計
   と、を具備することを特徴とする貫入試験用貫入セン
   サ。
2. 【請求項２】 円柱状の軸部の先端を所定の先端形状に
   形成してなる貫入体を地盤に静的に貫入させて各種応力
   を測定する貫入試験に用いられ、前記貫入体を形成する
   貫入試験用貫入センサにおいて、 前記円柱状の軸部を形成する軸部基体であって、円柱状
   の両端を大径部として中間部に 小径部を形成した軸部
   基体と、 円筒状をなし、前記軸部の外周面の一部を形成する摩擦
   スリーブと、 円筒状をなし、前記摩擦スリーブと前記軸部基体との間
   に介挿され、先端部において前記軸部基体に結合され且
   つ基端部において前記摩擦スリーブに結合されて、前記
   摩擦スリーブの受ける摩擦力を計測する摩擦測定部と、 前記摩擦スリーブの先端側に配置され、受圧面が前記軸
   部の外周面の一部を形成して、前記軸部外周の摩擦面に
   対して直交する方向についての応力を計測する第１の水
   平応力測定部と、 前記第１の水平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧
   を計測する第１の間隙水圧計と、 前記摩擦スリーブの基端側に配置され、受圧面が前記軸
   部の外周面の一部を形成して、前記軸部外周の摩擦面に
   対して直交する方向についての応力を計測する第２の水
   平応力測定部と、 前記第２の水平応力測定部の近傍に配置されて間隙水圧
   を計測する第２の間隙水圧計とを具備することを特徴と
   する貫入試験用貫入センサ。
3. 【請求項３】 前記軸部基体と実質的に一体的に、前記
   貫入体の直交する２方向についての傾斜を検出する傾斜
   計をさらに具備することを特徴とする請求項１または請
   求項２に記載の貫入試験用貫入センサ。
4. 【請求項４】 前記軸部基体は、前記小径部における軸
   方向についての応力を検出することによって、軸力を測
   定する軸力測定部を含むことを特徴とする請求項１〜請
   求項３のうちのいずれか１項に記載の貫入試験用貫入セ
   ンサ。
5. 【請求項５】 前記貫入体内に、前記摩擦測定部、前記
   水平応力測定部、前記間隙水圧計および前記軸力測定部
   のうちの少なくともいずれかに接続される安定化電源お
   よび信号アンプのうちの少なくとも一方をさらに具備す
   ることを特徴とする請求項１〜請求項４のうちのいずれ
   か１項に記載の貫入試験用貫入センサ。
6. 【請求項６】 前記水平応力測定部およびその近傍に配
   置される前記間隙水圧計を、軸方向にずらした位置、円
   周方向にずらした位置、並びに軸方向および円周方向の
   双方にずらした位置のうちのいずれかに配置することを
   特徴とする請求項１〜請求項５のうちのいずれか１項に
   記載の貫入試験用貫入センサ。
7. 【請求項７】 前記貫入体が、前記軸部の先端形状を円
   錐状としたことを特徴とする請求項１〜請求項６のうち
   のいずれか１項に記載の貫入試験用貫入センサ。
8. 【請求項８】 前記貫入体の先端と前記摩擦測定部との
   間の距離を調整すべく、前記貫入体の前記軸部の先端部
   を延長する延長手段をさらに具備することを特徴とする
   請求項１〜請求項７のうちのいずれか１項に記載の貫入
   試験用貫入センサ。
9. 【請求項９】 前記摩擦測定部、前記水平応力測定部、
   前記間隙水圧計および前記軸力測定部のうちの少なくと
   もいずれかは、起歪部にひずみゲージを添設してなるこ
   とを特徴とする請求項１〜請求項８のうちのいずれか１
   項に記載の貫入試験用貫入センサ。