JP2003344368A - ベンダーエレメント設置治具 - Google Patents

ベンダーエレメント設置治具

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Miharu Asaka
美治 浅香
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豊 桂
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 地盤等のせん断速度を求める際に利用するベ
ンダーエレメントの測定対象への取付を容易にする。 【解決手段】 測定材料との離隔を調整するために、ベ
ースプレート11の隅部に、突出長さ調整可能に測定材
料側に突出して螺着された複数本のボルトからなる脚部
13を測定材料に向けて突出するように設ける。ベース
プレートの脚部13が突出している側の所定位置にベン
ダーエレメント20を取り付けて使用するようにした。
これにより測定材料を傷めることなく、測定材料表面に
載置するだけでベンダーエレメントの設置が完了でき
る。また測定場所を変更しても、ベンダーエレメント間
距離などの測定条件が常に再現できる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はベンダーエレメント
設置治具に係り、地盤等の測定対象へのベンダーエレメ
ントの取付を容易にするために用いられるベンダーエレ
メント設置治具に関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】地盤や
コンクリート等の固体材料のせん断波速度Vsあるいは
粗密波速度Vpを測定する方法として、図6各図に示し
たような、圧電振動素子をアクリル台座で支持した構造
のベンダーエレメントを用いる測定手法が知られてい
る。図6(a)は、基本タイプである直方体状のアクリ
ル製ベースブロック51の上面に圧電セラミックス製の
振動素子52が固着されたものを示している。この振動
素子52は一端52aがベースブロック51に固定支持
された梁長さ(X)のバイモルフタイプの片持ち梁構造
からなる。図6(b)は、中間点に測定設置されるベン
ダーエレメント50を示している。同図に示したよう
に、ベースブロック51の上面51aに発振部としての
振動素子52Sが、下面51bには受振部としての振動
子52Rが固着されている。
【0003】図7は、図6に示したベンダーエレメント
を利用した地盤のせん断波速度の測定方法を示してい
る。図7に示したように、ベンダーエレメント50S,
50Rを所定距離Lだけ離れた地盤内に埋設し、一方の
ベンダーエレメント50Sからせん断波を発信させ、も
う他方のベンダーエレメント50Rでせん断波を受信
し、そのベンダーエレメント間の距離Lをせん断波の伝
搬時間(遅延時間)で除すことにより、対象地盤のせん
断波速度を算定するものである。このとき、せん断波速
度Vsあるいは粗密波速度Vpを正確に測定するために
は、振動素子の振動を測定対象の地盤等の測定材料にお
いて確実に伝達させ、ベンダーエレメント間距離を正確
に設定することが重要である。さらに測定材料に確実に
振動を伝達させるためには、振動素子を測定材料として
の地盤表面に密着させるとともに、振動素子を固定する
アクリル台座が振動素子と共振しないようにすることが
重要である。
【0004】従来、ベンダーエレメントを用いた測定の
場合、ベンダーエレメントを測定材料60の表面に、図
8,9に示したような手順で取り付けて固定していた。
まず、測定材料に振動素子52をのみ込ませるための溝
61を作成する。次いでこの溝61に、ベンダーエレメ
ント50の振動素子52を挿入する。さらに振動素子5
2の振動を確実に測定材料60に伝達させるとともにア
クリル台座自体の振動を防止するため、アクリル台座を
固定する必要がある。たとえばアクリル台座を固定する
方法としては、図9(a),(b)に示したようにベン
ダーエレメント50上に重り62を載置したり、アンカ
ー63からワイヤ64等を張って固定している。
【0005】ところが、このような固定方法は、手間が
かかるばかりでなく、ベンダーエレメント固定用の溝を
形成したりするため、測定材料の表面を傷めてしまう。
また測定箇所を変更するたびにベンダーエレメント間の
距離を正確に設定しなければならない。以上のような背
景から、測定材料を傷めることなく、材料表面に載置す
るだけでベンダーエレメントを確実に設置できるような
手段が望まれていた。また、複数の測定においてベンダ
ーエレメント間距離を所定の値に一定に保つことも要請
されていた。
【0006】そこで、本発明の目的は上述した従来の技
術が有する問題点を解消し、ベンダーエレメントを測定
材料の表面に容易に配置して固定できるようにしたベン
ダーエレメント設置治具を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は測定材料との離隔を調整可能な複数の脚部
と、この脚部を前記測定材料に向けて突出するように有
し、前記脚部の側面の所定位置にベンダーエレメントを
固定可能なベースプレートからなることを特徴とする。
【0008】このとき前記脚部は、前記ベースプレート
の隅部に、突出長さ調整可能に前記測定材料側に突出し
て螺着されたボルトとすることが好ましい。
【0009】また、所定の離隔にある複数のベンダーエ
レメント設置治具同士が連結具で連結され、該ベンダー
エレメント設置治具のベンダーエレメント間でせん断波
速度を測定することが好ましい。
【0010】このとき前記連結具は、曲げ剛性100kN
・m2以下の部材、たとえばワイヤケーブル等とすること
が好ましい。
【発明の実施の形態】以下、本発明のベンダーエレメン
ト設置治具の一実施の形態について、添付図面を参照し
て説明する。図1(a),(b)は、本実施の形態によ
るベンダーエレメント設置治具10の表裏面を示した斜
視図である。同図に示したように、このベンダーエレメ
ント設置治具10は、ほぼ正方形状の金属板からなるベ
ースプレート11と、ベースプレート11の四隅に形成
された貫通ネジ孔12に螺合された脚部ボルト13と、
ベースプレート11の裏面側(通常設置時の下面側)の
所定位置に固定されたベンダーエレメント20とから構
成されている。
【0011】これらのうちベースプレート11は、本実
施の形態では使用時にたわみ等が生じない程度の剛性と
質量を有する厚さ15mm、一辺160mmのステンレス製
板が使用されている。さらに脚部ボルト13にも長さ6
0mmのステンレスボルトが使用されている。この脚部ボ
ルト13の頭部には、位置決め固定ができるように調整
ナット14が螺着されている。ベンダーエレメント20
はこのベースプレート11の裏面の所定位置に図示しな
い取付ビスによってビス止めされている。一方、表面
(通常設置時の上面側)の中央位置には略U字形状の取
手15が固着されている。なお、この取手15はベンダ
ーエレメント設置治具の運搬に用いることはもちろんの
こと、設置時に測定材料に圧着させるための押圧力を加
える際の使い勝手や、後述する連結具としてのワイヤケ
ーブル25のアンカー部分としての役目も果たす。
【0012】このベースプレート11は、ベンダーエレ
メント20を保持するとともに、図2に示したようにベ
ンダーエレメント設置治具を測定材料の表面に設置する
際に、その総重量によりベンダーエレメント20の振動
素子22を測定材料1の表面2に圧着させるとともに、
台座21の振動を抑止する役割を果たすように十分な質
量と有するように設定する。たとえば本実施の形態では
ベースプレの質量として取り付けるベンダーエレメント
20を1つ取り付けるタイプでは質量3kgとしている。
したがってベンダーエレメント20を2つ取り付ける場
合、ベースプレート11の質量は6kgにする。このとき
の1枚のベースプレート11の質量としては0.1〜2
0kg程度に設定することができる。したがって、取り付
けるベンダーエレメント20の数量に応じてベースプレ
ート11の積層枚数を増減させたり、一枚当たりの板厚
を増加させたりして対応させることが好ましい。
【0013】脚部ボルト13は、そのネジ部13aの長
さを適当に調節することによって、測定材料の表面への
振動素子22の接触角度を任意に設定することができ
る。さらに治具の質量を超えない範囲内で測定材料表面
への振動素子22の押圧力も調整することが可能であ
る。
【0014】図3各図は、ベースプレート11の裏面に
取り付ける振動素子22の位置を変更させた例を示した
斜視図である。たとえば図3(a)に示したように、ベ
ースプレート11のほぼ中央位置にベンダーエレメント
20を取り付けることにより、振動素子22を測定材料
に圧着する強さ(押圧力)を精度良く調整することがで
きる。ベンダーエレメント20の取り付け向きを任意に
決定することにより、振動素子22が発生する振動の向
きを任意に決定できる(図3(b)参照)。また、複数
個のベンダーエレメント20を取り付ける場合、平行に
同感度のベンダーエレメント20を取り付けてデータの
校正を行うようにしても良い。各ベンダーエレメント2
0の取付はベースプレート11にあらかじめ所定ピッチ
で形成された取付孔を利用すれば簡単に行える。
【0015】図4はベースプレート11の平面形状を略
三角形とし、2本の脚部ボルト13とベンダーエレメン
ト20とでベースプレート11を支持するようにしたベ
ースプレート11の変形例を示している。このような構
成では設置治具は、測定材料表面上において脚部ボルト
13の2点とベンダーエレメント20の1点の3点で支
持される。したがって、脚部ボルト13の脚長を調節す
ることなく、振動素子22を確実に測定材料表面に圧着
することができる。これにより、振動素子22を測定材
料表面に一定の押圧力で密着させることができる。この
ため測定個所を変えても同一押圧条件でせん断波速度V
sあるいは粗密波速度Vpを測定できる。
【0016】図5は2基のベンダーエレメント設置治具
10間を連結具としてのワイヤケーブル25で連結した
使用例を示している。同図に示したワイヤケーブルはワ
イヤ径1mmの樹脂被覆鋼製ケーブルで、十分な柔軟性を
有し、曲げ剛性も100kN・m2以下となっている。この
ように2基のベンダーエレメント設置治具を連結するこ
とで、ベンダーエレメント20間距離を常に一定に保つ
ことができる。このため、測定位置を移動させた場合に
も、ワイヤケーブルが十分張設された状態では、ベンダ
ーエレメント設置治具間の距離を精度良く保持でき、同
一距離のもと、せん断波速度Vsあるいは粗密波速度Vp
を測定できる。なお、本実施の形態では取手15をワイ
ヤケーブルの固定端としているが、ベースプレート11
に専用のアンカー部を形成することもできる。また、3
基以上のn個を連結し、各ケーブル長を適宜設定した
り、すべてを等しくして各ベンダーエレメント20位置
が正n角形の頂点をなすような位置関係を設定すること
も可能である。
【0017】
【発明の効果】以上に述べたように、本発明によれば測
定材料を傷めることなく、測定材料表面に載置するだけ
でベンダーエレメントの設置が完了でき、また、計測場
所を変更しても、振動素子の材料表面への押圧力やベン
ダーエレメント間距離などの測定条件が常に再現でき、
さらに測定材料表面への振動素子の接触角度、その押圧
力を自在に調整できるため、どのような測定材料に対し
ても精度の良いせん断波速度Vsあるいは粗密波速度Vp
を測定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるベンダーエレメント設置治具の一
実施の形態を示した斜視図。
【図2】図1のベンダーエレメント設置治具の設置状態
を示した正面図。
【図3】ベンダーエレメントのベースプレートへの取付
位置例を示した斜視図。
【図4】ベースプレートの変形例を示した斜視図。
【図5】ベンダーエレメント設置治具の連結状態を示し
た側面図。
【図6】ベンダーエレメントの構成例を示した斜視図。
【図7】ベンダーエレメントによるせん断波速度測定例
を示した模式断面図。
【図8】従来のベンダーエレメントの測定材料への取付
例を示した拡大図。
【図9】従来のベンダーエレメントの測定材料への固定
例を示した拡大図。
【符号の説明】
1 測定材料 10 ベンダーエレメント設置治具 11 ベースプレート 13 脚部ボルト 20 ベンダーエレメント 21 台座 22 振動素子 25 ワイヤケーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 2D043 AB07 BA10 BB00 2G047 AA10 AD07 BB04 BC02 CA01 CB01 CB02 EA12 GA02 GA05 GA13

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】測定材料との離隔を調整可能な複数の脚部
    と、この脚部を前記測定材料に向けて突出するように有
    し、前記脚部側の面の所定位置にベンダーエレメントを
    固定可能なベースプレートからなることを特徴とするベ
    ンダーエレメント設置治具。
  2. 【請求項2】前記脚部は、前記ベースプレートの隅部
    に、突出長さ調整可能に前記測定材料側に突出して螺着
    されたボルトからなることを特徴とする請求項1記載の
    ベンダーエレメント設置治具。
  3. 【請求項3】所定の離隔にある複数のベンダーエレメン
    ト設置治具同士が連結具で連結され、該ベンダーエレメ
    ント設置治具のベンダーエレメント間でせん断波速度が
    測定されることを特徴とする請求項1記載のベンダーエ
    レメント設置治具。
  4. 【請求項4】前記連結具は、曲げ剛性100kN・m2以下
    の部材であることを特徴とする請求項3記載のベンダー
    エレメント設置治具。
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