JP2005179442A - Method and apparatus for adhesion underwater - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、水没または湿潤状態にある物体の表面に他の物体を接着する方法及びそ装置に関するものであり、例えば孔壁ひずみ法において、防水型ひずみゲージをボーリング孔のパイロット孔に短時間で確実に接着することができる技術に適用される。 The present invention relates to a method and an apparatus for adhering another object to the surface of an object that is submerged or wet. For example, in a hole wall strain method, a waterproof strain gauge is quickly attached to a pilot hole of a boring hole. It is applied to the technology that can be securely bonded.
応力解放法のうち、水没したボーリング孔を用いた孔壁ひずみ法においては、ボーリング孔内の水がひずみ計あるいは変位計を設置するときの障害となるために、水平から若干上向きにボーリング孔を掘削し、重力によって水が排出されたボーリング孔を用いて試験を実施していた。このため、試験用ボーリング孔を任意の方向に掘削することはできなかった。この点、瞬間接着剤を使ってひずみ計あるいは変位計をパイロット孔に設置すると、きわめて短時間で応力解放試験を実施することができるが、瞬間接着剤は水との接触によって接着能力を失うため、ボーリング孔が水で満たされる下向きのボーリング孔に応力解放試験を適用することは容易でなかった。 Among the stress relief methods, the hole wall strain method using a submerged borehole causes the water in the borehole to become an obstacle when installing a strain gauge or a displacement gauge. The test was carried out using a borehole that was excavated and drained by gravity. For this reason, the drilling hole for testing could not be excavated in an arbitrary direction. In this regard, if a strain gauge or a displacement gauge is installed in the pilot hole using an instantaneous adhesive, the stress release test can be performed in a very short time. However, since the instantaneous adhesive loses its bonding ability due to contact with water. It was not easy to apply the stress release test to the downward bore hole where the bore hole is filled with water.
そこで、水で満たされた下向きのパイロット孔にひずみゲージを接着する場合は、あらかじめパイロット孔の直径よりも小さいエポキシ樹脂のボディーにひずみゲージを埋設し、当該エポキシ樹脂のボディーとパイロット孔壁面の間隙に存在する水をエポキシ樹脂で置換、充填して接着するという方法も用いられている(従来技術1とする)。 Therefore, when a strain gauge is bonded to a downward pilot hole filled with water, the strain gauge is embedded in an epoxy resin body smaller than the pilot hole diameter in advance, and the gap between the epoxy resin body and the pilot hole wall surface is embedded. A method of substituting, filling, and adhering water present in the epoxy resin with an epoxy resin (referred to as Prior Art 1) is also used.
また、湿潤した岩盤の表面にひずみゲージを接着するために、エポキシ系のパテ状の水中接着剤を用いることも行われている(従来技術2とする)。 Moreover, in order to adhere a strain gauge to the surface of a wet bedrock, an epoxy-based putty-like underwater adhesive is also used (referred to as Prior Art 2).
さらに、ひずみ計あるいは変位計をセメントによってパイロット孔に埋設する方法も行われている(従来技術3とする)。 Furthermore, a method of embedding a strain gauge or a displacement gauge in a pilot hole with cement is also performed (referred to as Prior Art 3).
上述した従来技術のうち、従来技術1の方法では、水温によってはエポキシ樹脂が完全に硬化するのに数日を要する。また、構造上、接着剤を収納したカプセルもパイロット孔に挿入しなければならないために、より長いパイロット孔を掘削しなければならない。また、従来技術2で用いる接着剤は、パテ状であるためにひずみゲージあるいは岩石とのなじみが良好でなく、しかも水中接着剤が完全に硬化して弾性体となるまで数日を要する。さらに、従来技術3の方法では、エポキシ樹脂にひずみゲージを埋設する方法と同様に、ひずみゲージを直接に岩盤に接着しないので、孔壁に直接にひずみゲージを接着する方法と比較すると測定の感度は低い。
Among the above-described conventional techniques, in the method of Prior
以上要するに、従来技術では、ひずみゲージをパイロット孔に設置するための接着剤あるいは硬化剤が弾性体となるまでに数日を要していたために、工費がかさむという問題があった。また、ひずみゲージとパイロット孔壁面の間隙を充填する従来の接着方法では、接着剤を収納したカプセルもパイロット孔に挿入する必要があるために、比較的長いパイロット孔を掘削する必要があった。さらにまた、従来技術ではひずみゲージを湿潤したパイロット孔壁面に直接にひずみゲージを接着できなかったために、必ずしも測定感度は高いといえなかった。 In short, in the prior art, since it took several days for the adhesive or curing agent for installing the strain gauge to the pilot hole to become an elastic body, there was a problem that the construction cost was increased. Further, in the conventional bonding method in which the gap between the strain gauge and the pilot hole wall surface is filled, it is necessary to insert a capsule containing the adhesive into the pilot hole, and therefore it is necessary to drill a relatively long pilot hole. Furthermore, in the prior art, since the strain gauge could not be directly bonded to the wall surface of the pilot hole wetted with the strain gauge, the measurement sensitivity was not necessarily high.
本発明は上述した課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、水没・湿潤した物体の表面に他の物体を瞬間接着剤によって短時間で確実に接着する方法を提供することであり、より詳しくは、水で満たされたパイロット孔の中まで、防水型ひずみゲージと接着能力を保持した状態の瞬間接着剤とを運搬し、パイロット孔の壁面に瞬間接着剤によって直接に防水型ひずみゲージを接着するための貼り付け装置を提供し、応力解放試験を短時間で確実に行うものである。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a method for reliably bonding another object to the surface of a submerged / wet object in a short time with an instantaneous adhesive. More specifically, the waterproof strain gauge and the instantaneous adhesive that maintains the adhesive ability are transported into the pilot hole filled with water, and directly onto the pilot hole wall by the instantaneous adhesive. A bonding device for bonding a waterproof strain gauge is provided, and a stress release test is reliably performed in a short time.
上記の目的を達成するために本発明では、接着体に瞬間接着剤を塗布すると共に、その固化前に前記瞬間接着剤を非透水性のシートで被覆し、前記接着体が水中下にある被接着体に到達すれば前記シートを取り除くと共に、前記接着体の瞬間接着剤が塗布された面を被接着体に押圧するという手段を用いた。ここで接着体に対する瞬間接着剤の塗布は地上で行われる。この塗布作業後、瞬間接着剤を非透水性のシートで被覆するのであるが、このとき瞬間接着剤は未固化の状態にあるため、シートと接着体を接着する作用は発揮しない。また、非透水性のシートで瞬間接着剤を被覆するため、水中下でも瞬間接着剤に直接水が触れることがなく、接着能力を失わない。そして、接着体を被接着体の近傍まで接近させたなら、シートを素早く取り除き、これとほぼ同時に両者を接合することによって接着体と被接着体を瞬間的に接着することができる。 In order to achieve the above object, according to the present invention, an instantaneous adhesive is applied to an adhesive body, and the instantaneous adhesive is coated with a water-impermeable sheet before solidification, and the adhesive body is underwater. When the adhesive body was reached, the sheet was removed and the surface of the adhesive body to which the instantaneous adhesive was applied was pressed against the adherend. Here, the application of the instantaneous adhesive to the adhesive is performed on the ground. After this coating operation, the instantaneous adhesive is coated with a non-water-permeable sheet. At this time, since the instantaneous adhesive is in an unsolidified state, the effect of bonding the sheet and the adhesive is not exhibited. In addition, since the instantaneous adhesive is coated with a water-impermeable sheet, water does not directly touch the instantaneous adhesive even in water, and the bonding ability is not lost. Then, when the adhesive body is brought close to the vicinity of the adherend, the adhesive body and the adherend can be bonded instantaneously by quickly removing the sheet and joining them almost simultaneously.
なお、瞬間接着剤は、一般的には「接着速度がきわめて速い接着剤。主成分シアノアクリル酸エステルの単量体が空気中の水分を吸着して重合し、数秒から3分以内で固化する。機械類の接着のほか医療用・工作用に用いる。」との定義で技術用語として確立されているものと理解している(広辞苑第5版参照)。その他、軽金属協会編の「新版・アルミニウム技術便覧」にも瞬間接着剤の章立てがある。そこで本発明でも、各種文献に記載された定義の通り、瞬間接着剤の用語を使用することとするが、具体例としては「アロンアルファ」(登録商標)の商品名で販売されている瞬間接着剤を例示することができる。 In general, instantaneous adhesives are generally “adhesives with extremely fast adhesion rates. The monomer of the main component cyanoacrylate adsorbs moisture in the air and polymerizes, and solidifies within a few seconds to 3 minutes. It is understood that it has been established as a technical term with the definition of “used for medical and crafting in addition to bonding machines” (see Kojien 5th edition). In addition, there is a chapter on instant adhesives in the “New Edition / Aluminum Technology Handbook” edited by the Light Metal Association. Therefore, in the present invention, the term “instant adhesive” is used as defined in various documents. As a specific example, the instant adhesive sold under the trade name “Aron Alpha” (registered trademark). Can be illustrated.
また本発明では、接着体を瞬間接着剤に浸漬した状態で非透水性のカプセル内に水密に保持しておき、水中下にある被接着体に到達したと同時に前記カプセルを破封または開封して前記接着体を瞬間接着剤が付着した状態で被接着体に直接押圧するという手段を用いる。 Further, in the present invention, the adhesive body is kept watertight in a water-impermeable capsule in a state where it is immersed in the instantaneous adhesive, and the capsule is torn or opened at the same time as it reaches the adherend in water. Then, means for directly pressing the adhesive body against the adherend with the instantaneous adhesive attached thereto is used.
これら手段は、接着体として防水型ひずみゲージを対象とし、且つ、被接着体としてボーリング孔の孔底に設けられたパイロット孔の孔壁を対象とすることによって、応力解放法のうち、水没したボーリング孔を用いた孔壁ひずみ法に適用される。 These means are targeted for waterproof strain gauges as adhesives, and are submerged in the stress release method by targeting the hole walls of pilot holes provided at the bottoms of the boreholes as adherends. It is applied to the hole wall strain method using a borehole.
上記方法を実施するための本発明接着装置は、軸方向にスリットを設けた可撓性の外パイプに複数の防水型ひずみゲージを配置し、外パイプの内側には外パイプの軸方向にスライドして外パイプを押し広げ、防水型ひずみゲージをパイロット孔の壁面に押し付けるための内パイプを有する二重管構造をなす。 In the bonding apparatus of the present invention for carrying out the above method, a plurality of waterproof strain gauges are arranged on a flexible outer pipe having a slit in the axial direction, and slides in the axial direction of the outer pipe inside the outer pipe. Then, the outer pipe is expanded to form a double pipe structure having an inner pipe for pressing the waterproof strain gauge against the wall surface of the pilot hole.
防水型ひずみゲージを水没したパイロット孔の壁面に接着するための瞬間接着剤は、水に曝されると接着力を失うので、本発明では、装置本体がボーリング孔底のパイロット孔に到着し、防水型ひずみゲージを添付する直前まで防水型ひずみゲージを接着剤に浸漬した状態に保持するとともに、接着剤と水を接触させないための接着剤カプセルを有する。 The instant adhesive for adhering the waterproof strain gauge to the wall of the pilot hole submerged loses its adhesive strength when exposed to water, so in the present invention, the device body arrives at the pilot hole at the bottom of the borehole, The adhesive strain gauge is held in a state where the waterproof strain gauge is immersed in the adhesive until just before the waterproof strain gauge is attached, and has an adhesive capsule for preventing the adhesive and water from contacting each other.
而して、適当な運搬装置によって貼り付け装置をパイロット孔まで下ろすと、まず、防水型ひずみゲージを配置した外パイプのストッパが大口径ボアホールの孔底、すなわちパイロット孔の孔口に接触し、次に内パイプが外パイプの内側をスライドすることによって接着剤カプセルを押し下げると同時に外パイプをパイロット孔の壁面に向かって押し広げ、外パイプの上に配置されかつ接着剤が付着した防水型ひずみゲージを速やかにパイロット孔の壁面に接着する作用を行う。 Thus, when the attaching device is lowered to the pilot hole by an appropriate transport device, first, the stopper of the outer pipe on which the waterproof strain gauge is arranged comes into contact with the bottom of the large bore hole, that is, the pilot hole. Next, the inner pipe pushes down the adhesive capsule by sliding inside the outer pipe, and at the same time, the outer pipe is spread toward the wall surface of the pilot hole, and the waterproof strain is placed on the outer pipe and the adhesive is attached. The gauge is quickly bonded to the pilot hole wall.
このように本発明によれば、比較的短いパイロット孔の孔壁に、瞬間接着剤によって防水型ひずみゲージを確実に接着することができるので、ゲージ接着後、短時間のうちに応力解放試験を開始することができる。 As described above, according to the present invention, the waterproof strain gauge can be securely bonded to the hole wall of the relatively short pilot hole by the instantaneous adhesive, so that the stress release test can be performed within a short time after the gauge is bonded. Can start.
以下、本発明の好ましい実施の形態を添付した図面に従って説明する。図1は本発明方法の第一の実施形態を示している。この実施形態は本発明方法の上位概念を示したもので、請求項1に係る発明に対応している。即ち、この方法では、先ず物体A(接着体)の適宜面に瞬間接着剤aを塗布し(同図(a)参照)、その重合・固化前に瞬間接着剤aを非透水性のシートsで被覆する(同図(b)参照)。なお、この実施形態は、瞬間接着剤としてアロンアルファ(登録商標)を用い、非透水性シートsとしてビニールシートを用いた実験に裏付けられたものである。
Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 shows a first embodiment of the method of the present invention. This embodiment shows a general concept of the method of the present invention and corresponds to the invention according to
次に、物体Aを水中に入れて物体B(被接着体)の近傍まで接近させ(同図(c)参照)、シートsを取り除くと共に、物体Aの瞬間接着剤aが塗布された面を素早く物体Bに押し付けることによって、両者A・Bを瞬間的に接着することができる(同図(d)参照)。 Next, the object A is put in water and brought close to the vicinity of the object B (adhered object) (see FIG. 10C), the sheet s is removed, and the surface of the object A to which the instantaneous adhesive a is applied is removed. By quickly pressing against the object B, both A and B can be bonded instantaneously (see FIG. 4D).
図2は、本発明の第二の実施形態に係る接着装置を示している。この装置は請求項2に係る本発明方法に対応している。即ち、この接着装置は、図2に示すように、大別して外パイプ1、内パイプ2、該内パイプ2の先端に設けられた接着剤カプセル3から構成される。内パイプ2は外パイプ1の内壁に内接して二重管構造をなすとともに、外パイプ1の長軸方向にスライド可能な構造となっている。
FIG. 2 shows a bonding apparatus according to the second embodiment of the present invention. This apparatus corresponds to the method of the present invention according to
より具体的には、外パイプ1の先端は内側テーパ面1aを介して内向きに膨出する膨成部1bを備え、該膨成部1bの外側テーパ面1cにひずみゲージ4がセットされている。また、内パイプ2の中間部にはテーパ面2aを介して段差が設けられており、内パイプ2のスライド時、該テーパ面2aが外パイプ1の内側テーパ面1aと当接して、その可撓性に従って膨成部1bを外向きに押しやり、外側テーパ面1cにセットしたひずみゲージ4をパイロット孔内壁等の適宜被接着体に押し付けることができるように構成されている。
More specifically, the distal end of the
さらに、接着剤カプセル3には瞬間接着剤が封入されており、外パイプ1の膨成部1bと共にひずみゲージ4が瞬間接着剤に浸漬されている。なお、該カプセル3は上方開放の構成を採るが、該開放部には非透水性のシート5が設けられ、カプセル3内を水密に保持している。
Further, an instantaneous adhesive is enclosed in the adhesive capsule 3, and the
なお、図中、6は、外パイプ1に外向きにせり出して設けられたストッパである。このストッパ6には内パイプ2のピン孔2bと係合するシャーシピン7が内蔵されており、その係合時を外パイプ1と内パイプ2の初期セット時として、内パイプ2の下方へのスライド時にはピン孔2bに対するシャーシピン7の係合が解除され、当該スライドを許容するよう構成されている。
In the figure,
続いて、上記構成の接着装置を用いた本発明方法の実施形態を図3〜図5に従って説明する。なお、この実施形態では防水型ひずみゲージ4が接着体、パイロット孔Pの内壁が被接着体として該当する。先ず上述した構成の通りセットした接着装置を適当な運搬装置によってパイロット孔Pまで降ろす(図3参照)。ストッパ6の直径はパイロット孔Pの直径よりも大きいので、パイロット孔Pに接着装置を挿入していくとパイロット孔Pの入口にストッパ6が接触し、この段階で外パイプ1の挿入は妨げられる(図4参照)。さらに接着装置を挿入していくと、シャーピン7がせん断され、外パイプ1に内接している内パイプ2とそれに接続されている接着剤カプセル3がパイロット孔Pの軸方向に押し下げられ、該降下行程において外パイプ1の膨成部1bが非透水性シート5を破封すると共に、瞬間接着剤が塗布された防水型ひずみゲージ4が接着剤カプセル3から露出され、さらに内パイプ2のテーパ面2aが外パイプ1の内側テーパ1aに接触し、可撓性の外パイプ1の膨成部1bをパイロット孔P側に押し広げる。ここに説明したシート5の破封から膨成部1bの押し広げまでの行程、即ち、この間の内パイプ2の降下作業を素早く行うことによって、瞬間接着剤が塗布された防水型ひずみゲージ4を速やかにパイロット孔Pの壁面に押し付けて接着することができる。
Subsequently, an embodiment of the method of the present invention using the bonding apparatus having the above configuration will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the
1 外パイプ
2 内パイプ
3 接着剤カプセル
4 防水型ひずみゲージ
5 非透水性シート
6 ストッパ
7 シャーシピン
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