JP2007108073A - Ground stress measuring device and ground stress measuring method - Google Patents
Ground stress measuring device and ground stress measuring method Download PDFInfo
- Publication number
- JP2007108073A JP2007108073A JP2005300621A JP2005300621A JP2007108073A JP 2007108073 A JP2007108073 A JP 2007108073A JP 2005300621 A JP2005300621 A JP 2005300621A JP 2005300621 A JP2005300621 A JP 2005300621A JP 2007108073 A JP2007108073 A JP 2007108073A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- stress
- receiving member
- force receiving
- ground
- rubber film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Abstract
Description
本発明は、地盤が構造物の外表面に作用する応力である地盤応力を計測する装置、及び方法に係り、特に、構造物の外表面の周囲に水が存在する場合にも支障無く地盤応力を計測し得る装置、及び方法に関するものである。 The present invention relates to an apparatus and method for measuring ground stress, which is the stress acting on the outer surface of a structure, and more particularly to ground stress without trouble even when water is present around the outer surface of the structure. The present invention relates to an apparatus and a method that can measure the above.
従来、図3に示すような装置を用いたトンネル模型試験が公知である(例えば、特許文献1参照)。このトンネル模型試験では、振動台装置201の上に土容器202を載置し、土容器202の中に土や砂等を詰めて模型地盤301を形成するとともに、模型地盤301の内部にトンネル模型401を埋設して、地盤中のトンネルを模擬し、トンネル模型401の表面にロードセル501を貼り付け、ロードセル501からの電気的出力をリード線(図示せず)等により外部に取り出し、このロードセル501からの電気的出力を検出することにより、トンネル模型401の外表面に作用する応力(以下、「模型地盤応力」という。)を検知し、模型と実際の地盤及び構造物との間の「相似則」を考慮しつつ、現実の地盤での地盤応力の性状を解析しようとするものである。振動台装置201の内部には、図示はしていないが、駆動源と、駆動源の動力により振動を発生する振動発生器などが備えられている。
Conventionally, a tunnel model test using an apparatus as shown in FIG. 3 is known (for example, see Patent Document 1). In this tunnel model test, a
上記したロードセル501としては、各種の構造の物が公知である。図4は、上記した従来のトンネル模型試験に使用可能なロードセルの一例の構成を示したものである。図4に示すロードセル30は、トンネル模型の表面S1に垂直な方向の応力σ(以下、「垂直応力」という。)と、トンネル模型の表面S1に平行な方向の応力τ(以下、「せん断応力」という。)の両方を同時に検出可能な形式のロードセルである。図4(A)は、このロードセル30の正面図を、図4(B)は、このロードセル30の上面図を、それぞれ示している。
As the above-described
図4(A)に示すように、このロードセル30は、2つの脚部31を有し、2つの脚部31の底面が接着剤(図示せず)等によりトンネル模型表面S1に貼り付けられている。2つの脚部31、31は、略梁状の胴体部32を支持しており、2つの脚部31、31と、胴体部32により、略「逆U字」状の支持構造体が形成されている。この支持構造体の略中央部からは、略柱状の首部34が直立しており、首部34の上端には、略帯板状の受圧板33の略中央部付近が支持されている。
As shown in FIG. 4A, the
上記した胴体部32の側部には、首部34の取付位置(胴体部32の略中央部)の両側に、胴体部32の側部を貫通する2つの開口部32a、32aが形成されている。この開口部32a、32aのそれぞれには、開口部32aの直上となる胴体部32の上面に、ひずみゲージ35が接着剤(図示せず)等により貼り付けられている(図4(A)参照)。
Two
また、
上記した受圧板33の上面には、首部34の取付位置(胴体部32の略中央部)の両側に、受圧板33の上下面を貫通する2つの開口部33a、33aが形成されている(図4(A)参照)。この開口部33a、33aのそれぞれには、開口部33aの横側となる受圧板33の側面に、ひずみゲージ36が接着剤(図示せず)等により貼り付けられている(図4(B)参照)。
Also,
On the upper surface of the
図5は、ロードセルにおけるひずみゲージ(例えば図4における35又は36)の詳細な構成を示す図である。図5に示すように、このひずみゲージ35は、ゲージベース41と、抵抗部42と、リード線43及び44を有して構成されている。ゲージベース41は、紙、ポリエステル樹脂等の電気絶縁材料からなり、薄膜状に形成されている。抵抗部42は、金属や半導体等からなり、線状又は箔状に形成されている。抵抗部42の長さLGはゲージ長と呼ばれる。ひずみゲージ35は、接着剤等により被測定物の表面に貼り付けて使用される。
FIG. 5 is a diagram showing a detailed configuration of a strain gauge (for example, 35 or 36 in FIG. 4) in the load cell. As shown in FIG. 5, the
被測定物に外力が加わると、ひずみゲージ35の貼り付け位置である被測定物の表面に応力が発生し、これに伴って抵抗部42のゲージ長LGに伸び又は縮み量ΔLが発生する。ΔLとLGの比(ΔL/LG)を「ひずみ」といい、被測定物の表面に発生する「表面ひずみ」と等しい。金属等の抵抗は、ひずみに比例して変化する。ひずみゲージ35の抵抗値をRとし、ひずみをε(=ΔL/LG)とし、ひずみεによるひずみゲージ35の抵抗値の変化をΔRとすると、下式(1)の関係が成立する。
ΔR/R=K×ε ………(1)
ここに、Kは、比例定数であり、ゲージ率と呼ばれる。
When an external force is applied to the object to be measured, a stress is generated on the surface of the object to be measured at which the
ΔR / R = K × ε (1)
Here, K is a proportionality constant and is called a gauge factor.
リード線43及び44は、金属等の導体で形成され、外部の電気回路等との接続に用いられ、上記したゲージの抵抗変化を電圧等の変化として外部に出力する。
The
なお、ひずみゲージ35、36は、図5に示すようなゲージ単体だけで使用されることは少なく、4個のひずみゲージを、略菱形状となるように接続して、いわゆる「ホイートストンブリッジ回路(図示せず)」を構成し、この「ホイートストンブリッジ回路(図示せず)」からの電気的出力により、ゲージに作用する外力に伴う「ひずみ」を測定することができる。
Note that the
しかしながら、上記した従来のトンネル模型試験においては、以下に述べるような各種の問題点があった。 However, the conventional tunnel model test described above has various problems as described below.
地盤中に水が含まれる場合には、地震等の大きな外力が地盤に作用すると、水を含んだ地盤は、あたかも液体状となったような性状(以下、「液状化」という。)を示す。図3に示すトンネル模型試験装置を用いて、液状化を生じている模型地盤301内でのトンネル模型401の挙動を観測、データ測定を行いたい場合がある。しかしながら、そのような液状化の場合には、トンネル模型401に貼り付けられたロードセル501やひずみゲージが、液状化した土に直接接触する。ひずみゲージは、電気的出力(例えば電圧値)を取り出して「ひずみ」に相当する値を得る機器であり、液体の水に接触すると、ショート等が発生し、好ましくない、という問題があった。また、図3におけるロードセル501として、図4に示すロードセル30を用いる場合には、液状化した土が受圧板33の下面と胴体部32の上面の間の空間に侵入すると、侵入した土粒子と水が受圧板33の下面に外部(例えば図4における上方)へ向かう力を加える。このような状態となると、本来計測したい値であるトンネル模型401の外表面に作用する応力(例えば、図4において受圧板33の上面から下方に向かって作用する垂直応力σ)から、侵入した土粒子と水が受圧板33の下面から外部(例えば図4における上方)に向かって作用する応力が差し引かれてしまい、トンネル模型401の外表面に作用する応力の正確な値が計測できない、という問題もあった。
In the case where water is contained in the ground, when a large external force such as an earthquake acts on the ground, the ground containing water exhibits a property as if it became liquid (hereinafter referred to as “liquefaction”). . In some cases, the tunnel model test apparatus shown in FIG. 3 is used to observe the behavior of the
これを解決するため、ロードセル501を貼り付けたトンネル模型401の全体をゴム膜等で被覆する、という対策が施された。しかし、トンネル模型401の全体をゴム膜等で被覆すると、トンネル模型401の表面に平行に作用するせん断応力が計測できない、という問題があった。
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、本発明の解決しようとする課題は、ロードセル等を水に濡れないように防護する一方、構造物の各ひずみ(応力)を検出可能な地盤応力計測装置、及び地盤応力計測方法を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above problems, and the problem to be solved by the present invention is to protect each load cell and the like from getting wet, while detecting each strain (stress) of the structure. An object of the present invention is to provide a possible ground stress measuring device and a ground stress measuring method.
上記課題を解決するため、本発明の請求項1に係る地盤応力計測装置は、
地盤が構造物の外表面に作用する応力である地盤応力を計測する装置であって、
前記構造物外表面と平行に支持される第1受力部材と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第1応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に垂直な垂直応力を計測する垂直応力計測手段と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第2応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に平行なせん断応力を計測するせん断応力計測手段と、
前記第1受力部材と前記垂直応力計測手段と前記せん断応力計測手段を被覆し、すべての端縁が前記構造物外表面に接着されるゴム膜と、
前記ゴム膜の外部で前記構造物外表面と平行となるように配置される第2受力部材と、
前記第2受力部材を前記ゴム膜を介して前記第1受力部材に結合する受力部材結合手段と、
前記受力部材結合手段の周囲を水に対して密閉する防水手段を備え、
前記地盤応力を前記第2受力部材で受けたのちに前記受力部材結合手段によって前記第1受力部材に伝達し前記垂直応力計測手段により前記垂直応力を計測するとともに前記せん断応力計測手段により前記せん断応力を計測し、前記第2受力部材の外部から前記受力部材結合手段の周囲を通って前記ゴム膜の内部へ水が侵入することを防止すること
を特徴とする。
In order to solve the above-described problem, a ground stress measurement device according to
A device for measuring ground stress, which is the stress that the ground acts on the outer surface of the structure,
A first force receiving member supported in parallel with the outer surface of the structure;
A first stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the first stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A normal stress measuring means for measuring a normal stress perpendicular to the outer surface of the structure,
A second stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the second stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A shear stress measuring means for measuring a shear stress parallel to the outer surface of the structure,
A rubber film covering the first force receiving member, the normal stress measuring means, and the shear stress measuring means, and having all edges bonded to the outer surface of the structure;
A second force receiving member disposed outside the rubber film so as to be parallel to the outer surface of the structure;
Force receiving member coupling means for coupling the second force receiving member to the first force receiving member via the rubber film;
A waterproof means for sealing the periphery of the force receiving member coupling means against water;
After the ground stress is received by the second force receiving member, the force receiving member coupling means transmits the ground stress to the first force receiving member, and the vertical stress measuring means measures the vertical stress and the shear stress measuring means. The shear stress is measured, and water is prevented from entering the rubber film from the outside of the second force receiving member through the periphery of the force receiving member coupling means.
また、本発明の請求項2に係る地盤応力計測方法は、
地盤が構造物の外表面に作用する応力である地盤応力を計測する方法であって、
前記構造物外表面と平行に支持される第1受力部材と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第1応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に垂直な垂直応力を計測する垂直応力計測手段と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第2応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に平行なせん断応力を計測するせん断応力計測手段と、
前記第1受力部材と前記垂直応力計測手段と前記せん断応力計測手段を被覆し、すべての端縁が前記構造物外表面に接着されるゴム膜と、
前記ゴム膜の外部で前記構造物外表面と平行となるように配置される第2受力部材と、
前記第2受力部材を前記ゴム膜を介して前記第1受力部材に結合する受力部材結合手段と、
前記受力部材結合手段の周囲を水に対して密閉する防水手段を用い、
前記地盤応力を前記第2受力部材で受けたのちに前記受力部材結合手段によって前記第1受力部材に伝達し前記垂直応力計測手段により前記垂直応力を計測するとともに前記せん断応力計測手段により前記せん断応力を計測し、前記第2受力部材の外部から前記受力部材結合手段の周囲を通って前記ゴム膜の内部へ水が侵入することを防止すること
を特徴とする。
In addition, the ground stress measurement method according to claim 2 of the present invention,
A method of measuring ground stress, which is the stress that the ground acts on the outer surface of the structure,
A first force receiving member supported in parallel with the outer surface of the structure;
A first stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the first stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A normal stress measuring means for measuring a normal stress perpendicular to the outer surface of the structure,
A second stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the second stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A shear stress measuring means for measuring a shear stress parallel to the outer surface of the structure,
A rubber film covering the first force receiving member, the normal stress measuring means, and the shear stress measuring means, and having all edges bonded to the outer surface of the structure;
A second force receiving member disposed outside the rubber film so as to be parallel to the outer surface of the structure;
Force receiving member coupling means for coupling the second force receiving member to the first force receiving member via the rubber film;
Using waterproof means for sealing the periphery of the force receiving member coupling means against water,
After the ground stress is received by the second force receiving member, the force receiving member coupling means transmits the ground stress to the first force receiving member, and the vertical stress measuring means measures the vertical stress and the shear stress measuring means. The shear stress is measured, and water is prevented from entering the rubber film from the outside of the second force receiving member through the periphery of the force receiving member coupling means.
本発明に係る地盤応力計測装置及び地盤応力計測方法によれば、第1応力検出器が取り付けられた垂直応力計測手段と、第2応力検出器が取り付けられたせん断応力計測手段と、第1受力部材と、第1受力部材の外部に配置されるゴム膜と、第1受力部材の配置箇所のゴム膜の外部に配置されるとともに受力部材結合手段によって第1受力部材の外側に固定される第2受力部材と、受力部材結合手段の周囲の隙間等に配置されて外部の水が内部に侵入することを防止する防水手段を備えるように構成したので、外部の地盤から構造物に作用する地盤応力を第2受力部材で受けたのちに、受力部材結合手段によって第1受力部材に伝達し、垂直応力計測手段により垂直応力を計測するとともに、せん断応力計測手段によりせん断応力を計測することができ、かつ第2受力部材の外部の地盤から受力部材結合手段の周囲を通ってゴム膜の内部へ水が侵入することを、防水手段により防止することができる、という利点を有している。 According to the ground stress measurement device and the ground stress measurement method according to the present invention, the vertical stress measurement means to which the first stress detector is attached, the shear stress measurement means to which the second stress detector is attached, and the first receiver. A force member, a rubber film disposed outside the first force receiving member, and an outer surface of the first force receiving member by the force receiving member coupling means and disposed outside the rubber film at a location where the first force receiving member is disposed. Since the second force receiving member fixed to the force receiving member and the waterproofing means disposed in the gap around the force receiving member coupling means and the like to prevent the outside water from entering the inside are provided. After receiving the ground stress acting on the structure from the second force receiving member, it is transmitted to the first force receiving member by the force receiving member coupling means, and the vertical stress is measured by the vertical stress measuring means, and the shear stress is measured. Measure shear stress by means The waterproof means can prevent water from entering from the ground outside the second force receiving member through the periphery of the force receiving member coupling means to the inside of the rubber film. is doing.
以下に説明する第1実施例又は第2実施例は、垂直ひずみゲージ15とせん断ひずみゲージ16が取り付けられた基部11と内側受圧板13を有するロードセル10と、内側受圧板13の外部に配置されるゴム膜61又は62と、内側受圧板13の配置箇所のゴム膜61の外部に配置されるとともに結合ネジ50によって内側受圧板13に固定される外側受圧板20と、結合ネジ50の周囲の隙間等に配置されて外部の模型地盤301の水などがゴム膜内空間V1又はV2の内部に侵入することを防止するシーリング材又はシーリング剤を備えてトンネル模型地盤応力計測装置101を構成するようにしたものであり、模型地盤301からトンネル模型401に作用する模型地盤応力を外側受圧板20で受けたのちに、結合ネジ50によって内側受圧板13に伝達し、ロードセル10の基部11により垂直応力とせん断応力を計測することができ、かつ外側受圧板20の外部の模型地盤301から結合ネジ50の周囲を通ってゴム膜61の内部の空間V1へ水が侵入することを、シーリング材又はシーリング剤により防止することができ、本発明を実現するための構成として最良の形態である。
In the first or second embodiment described below, the
以下、本発明の実施例について、図面を参照しながら説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の第1実施例であるトンネル模型地盤応力計測装置の構成を示す図である。 FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a tunnel model ground stress measuring apparatus according to a first embodiment of the present invention.
図1に示すように、このトンネル模型地盤応力計測装置101は、ロードセル10と、ゴム膜61と、外側受圧板20と、結合ネジ50と、後述するシーリング材又はシーリング剤を備えて構成されている。
As shown in FIG. 1, the tunnel model ground
ロードセル10は、構造物であるトンネル模型401の表面S1に、その下端11aが接着剤(図示せず)により貼り付けられ、金属材料(例えばアルミニウム合金、鋼材など)からなる基部11と、基部11の上端11bに取り付けられて支持され、金属材料(例えばアルミニウム合金、鋼材など)からなる板状の部材である内側受圧板13を有し、全体として、略「T字」状の断面形状の構造体を構成している。ここに、内側受圧板13は、構造物表面であるトンネル模型表面S1に対して略平行となるように支持されている。この内側受圧板13は、特許請求の範囲における第1受力部材に相当している。内側受圧板13には、その上面と下面とを連通する貫通孔13aが形成されており、この貫通孔13aの内壁には雌ネジが形成されている。以下、この貫通孔13aを「雌ネジ孔」という。この雌ネジ孔13aの内壁の雌ネジは、後述する結合ネジ50の軸部50bの外周円筒面に形成された雄ネジと螺合するようになっている。
The
ロードセル10の基部11の表面には、垂直ひずみゲージ15と、せん断ひずみゲージ16が取り付けられている。垂直ひずみゲージ15は、内側受力板13の面に垂直な方向のひずみを検出することにより、トンネル模型表面S1に対して垂直な方向の応力σ(以下、「垂直応力」という。)を電気量(例えば電圧値)に変換して出力することができ、特許請求の範囲における第1応力検出器に相当している。また、せん断ひずみゲージ16は、内側受力板13の面に平行な方向のひずみを検出することにより、トンネル模型表面S1に平行な方向の応力τ(以下、「せん断応力」という。)を電気量(例えば電圧値)に変換して出力することができ、特許請求の範囲における第2応力検出器に相当している。
A
また、ゴム膜61は、構造物であるトンネル模型401の表面に接着剤71によって貼り付けられ、構造物であるトンネル模型401を被覆している部分を有している。また、ロードセル10の設置箇所においては、ゴム膜61には、ゴム膜孔61aが形成されている。このゴム膜孔61aは、後述する結合ネジ50の軸部50bの外直径よりも小さな内直径を有する略円形断面の孔であり、ゴム膜61の外部と内部を連通する貫通孔である。
The
ゴム膜61は、ロードセル10の設置箇所においては、内側受圧板13の上面を被覆するように配置されている。この場合、内側受圧板13の雌ネジ孔13aの上面開口位置と、ゴム膜61のゴム膜孔61aの位置が合致するように配設されている。
The
この箇所のゴム膜61の外部には、外側受圧板20が配置されている。外側受圧板20は、金属材料(例えばアルミニウム合金、鋼材など)からなる板状の部材であり、内側受圧板13の上面と略等しい形状の下面を有し、内側受圧板13の雌ネジ孔13aの開口位置と等しい位置には、雌ネジ孔13aと等しい内径と同一構成の雌ネジ山と雌ネジ谷を有する雌ネジ孔20aが形成されている。また、雌ネジ孔20aの外部開口位置には、雌ネジ孔20aよりも大径で雌ネジの形成されていない凹部(又は外部からの孔)であるネジ頭収容凹部20bが形成されている。
The outer
このような構成により、図1のように、内側受圧板13の外側をゴム膜61が被覆している箇所に、外側受圧板20を当接し、結合ネジ50の軸部50bをねじ込めば、軸部50bは、雌ネジ孔20aと螺合するとともに、結合ネジ50の下降により、軸部50bの下端は、ゴム膜孔61aから、ゴム膜61の内部の空間V1に入り込み、内側受圧板13の雌ネジ孔13aと螺合する。これにより、外側受圧板20は、ゴム膜61を挟んだ状態で、結合ネジ50によって内側受圧板13に固定される。このため、外側受圧板20に作用する外力は、結合ネジ50及び内側受圧板13を介して、ロードセル10の基部11に伝達される。また、ゴム膜61は、トンネル模型401の全部の外表面を被覆しており、ロードセル10の箇所では、内側受圧板13と基部11の全体を被覆している。
With such a configuration, as shown in FIG. 1, if the
ここに、ロードセル10の基部11は、その一部である下端11aが構造物外表面であるトンネル模型表面S1に固定されるとともに、他の一部である上端11bが第1受力部材である内側受圧板13の下面に固定され、かつ、ゴム膜61を挟んだ状態で、結合ネジ50によって外側受圧板20に固定されているので、地盤応力のうち、構造物外表面であるトンネル模型表面S1に垂直な応力である垂直応力を計測する構成となっており、特許請求の範囲における垂直応力計測手段を構成している。
Here, the
また、ロードセル10の基部11は、その一部である下端11aが構造物外表面であるトンネル模型表面S1に固定されるとともに、他の一部である上端11bが第1受力部材である内側受圧板13の下面に固定され、かつ、ゴム膜61を挟んだ状態で、結合ネジ50によって外側受圧板20に固定されているので、地盤応力のうち、構造物外表面であるトンネル模型表面S1に平行な応力であるせん断応力を計測する構成となっており、特許請求の範囲におけるせん断応力計測手段を構成している。
Further, the
また、外側受圧板20は、ロードセル10の設置箇所において、ゴム膜61の外部に配置され、構造物外表面であるトンネル模型外表面S1と平行となるように配置されており、特許請求の範囲における第2受力部材に相当している。
Further, the
また、結合ネジ50は、第2受力部材である外側受圧板20を、ゴム膜61を介して、第1受力部材である内側受圧板13に結合しており、特許請求の範囲における受力部材結合手段に相当している。
The
また、受力部材結合手段である結合ネジ50の周囲、例えば、ゴム膜孔61aの付近の結合ネジ50の周囲、あるいは、外側受圧板20におけるネジ頭収容凹部20bと結合ネジ頭部50aの間の隙間箇所20b1(以下、「防水シール箇所」という。)等には、外部の模型地盤301に含まれる水などが、ゴム膜内空間V1の内部に侵入することを防止し得るシーリング材(例えば、Oリングなど)や、シーリング剤(例えば、グリースなど)が配置されている。これらのシーリング材又はシーリング剤は、水に対して密閉する手段であり、特許請求の範囲における防水手段に相当している。
Further, around the
上記のような構成により、このトンネル模型地盤応力計測装置101では、模型地盤301からトンネル模型401に作用する模型地盤応力を、第2受力部材である外側受圧板20で受けたのちに、受力部材結合手段である結合ネジ50によって、第1受力部材である内側受圧板13に伝達し、垂直応力計測手段であるロードセル10の基部11により垂直応力を計測するとともに、せん断応力計測手段であるロードセル10の基部11によりせん断応力を計測することができる。この際、第2受力部材である外側受圧板20の外部の模型地盤301から、受力部材結合手段である結合ネジ50の周囲を通ってゴム膜61の内部の空間V1へ水が侵入することは、防水手段であるシーリング材又はシーリング剤により防止されている。ここに、模型地盤応力は、特許請求の範囲における地盤応力に相当している。
With the configuration as described above, in this tunnel model ground
本発明は、上記した第1実施例以外の構成によっても実現可能である。図2は、本発明の第2実施例であるトンネル模型地盤応力計測装置の構成を示す図である。 The present invention can also be realized by configurations other than the first embodiment described above. FIG. 2 is a diagram showing a configuration of a tunnel model ground stress measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図2に示すように、第2実施例のトンネル模型地盤応力計測装置102は、ロードセル10と、ゴム膜62と、外側受圧板20と、結合ネジ50と、第1実施例101の場合と同様なシーリング材又はシーリング剤(図2における結合ネジ50の周囲、例えば、ゴム膜孔62aの付近の結合ネジ50の周囲、あるいは、外側受圧板20におけるネジ頭収容凹部20bと結合ネジ頭部50aの間の隙間箇所である防水シール箇所20b1等に配置される資材)を備えて構成されている。第2実施例のトンネル模型地盤応力計測装置102においては、ゴム膜62は、トンネル模型401の全体を被覆しておらず、ロードセル10の設置箇所付近のみを被覆しており、ゴム膜62のすべての端縁がトンネル模型表面S1(特許請求の範囲における構造物外表面)に接着剤72によって接着されている点で、第1実施例のトンネル模型地盤応力計測装置101と異なっている。その他の構成要素の構成と作用は、第1実施例のトンネル模型地盤応力計測装置101の場合とまったく同様である。
As shown in FIG. 2, the tunnel model ground
上記のような構成により、このトンネル模型地盤応力計測装置102においても、模型地盤301からトンネル模型401に作用する模型地盤応力を、第2受力部材である外側受圧板20で受けたのちに、受力部材結合手段である結合ネジ50によって、第1受力部材である内側受圧板13に伝達し、垂直応力計測手段であるロードセル10の基部11により垂直応力を計測するとともに、せん断応力計測手段であるロードセル10の基部11によりせん断応力を計測することができる。この際、第2受力部材である外側受圧板20の外部の模型地盤301から、受力部材結合手段である結合ネジ50の周囲を通ってゴム膜61の内部の空間V2へ水が侵入することは、防水手段であるシーリング材又はシーリング剤により防止されている。
With the configuration as described above, also in this tunnel model ground
なお、本発明は、上記した各実施例に限定されるものではない。上記各実施例は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 In addition, this invention is not limited to each above-mentioned Example. Each of the above-described embodiments is an exemplification, and any device that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and has the same operational effects can be used. It is included in the technical scope of the present invention.
例えば、上記各実施例においては、トンネル模型試験に使用可能なトンネル模型地盤応力計測装置について説明したが、本発明はトンネル模型地盤応力計測装置だけでなく、現実の地盤の応力計測装置にも適用可能である。 For example, in each of the above embodiments, a tunnel model ground stress measuring device that can be used for a tunnel model test has been described, but the present invention is applicable not only to a tunnel model ground stress measuring device but also to an actual ground stress measuring device. Is possible.
本発明は、地盤応力の測定を行う計測サービス業、地盤応力の測定を行う計測器を製造する計測器製造業、トンネル等の地盤内構造物の施工や保守等を行う土木・建築業等で実施可能であり、これらの産業で利用可能である。 The present invention is a measurement service industry that measures ground stress, a measuring instrument manufacturing industry that manufactures measuring instruments that measure ground stress, and a civil engineering / building industry that performs construction and maintenance of ground structures such as tunnels. It can be implemented and used in these industries.
10 ロードセル
11 基部
11a 下端
11b 上端
13 内側受圧板
13a 雌ネジ孔
15 垂直ひずみゲージ
16 せん断ひずみゲージ
20 外側受圧板
20a 雌ネジ孔
20b ネジ頭収容凹部
20b1 防水シール箇所
30 ロードセル
31 脚部
32 胴体部
32a 開口部
33 受圧板
33a 開口部
34 首部
35、36 ひずみゲージ
41 ゲージベース
42 抵抗部
43、44 リード線
50 結合ネジ
50a 頭部
50b 軸部
61 ゴム膜
61a ゴム膜孔
62 ゴム膜
62a ゴム膜孔
71、72 接着剤
101、102 トンネル模型地盤応力計測装置
201 振動台装置
202 土容器
301 模型地盤
401 トンネル模型
501 ロードセル
LG ゲージ長
S1 トンネル模型表面
V1、V2 ゴム膜内空間
σ 垂直応力
τ せん断応力
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記構造物外表面と平行に支持される第1受力部材と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第1応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に垂直な垂直応力を計測する垂直応力計測手段と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第2応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に平行なせん断応力を計測するせん断応力計測手段と、
前記第1受力部材と前記垂直応力計測手段と前記せん断応力計測手段を被覆し、すべての端縁が前記構造物外表面に接着されるゴム膜と、
前記ゴム膜の外部で前記構造物外表面と平行となるように配置される第2受力部材と、
前記第2受力部材を前記ゴム膜を介して前記第1受力部材に結合する受力部材結合手段と、
前記受力部材結合手段の周囲を水に対して密閉する防水手段を備え、
前記地盤応力を前記第2受力部材で受けたのちに前記受力部材結合手段によって前記第1受力部材に伝達し前記垂直応力計測手段により前記垂直応力を計測するとともに前記せん断応力計測手段により前記せん断応力を計測し、前記第2受力部材の外部から前記受力部材結合手段の周囲を通って前記ゴム膜の内部へ水が侵入することを防止すること
を特徴とする地盤応力計測装置。 A device for measuring ground stress, which is the stress that the ground acts on the outer surface of the structure,
A first force receiving member supported in parallel with the outer surface of the structure;
A first stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the first stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A normal stress measuring means for measuring a normal stress perpendicular to the outer surface of the structure,
A second stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the second stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A shear stress measuring means for measuring a shear stress parallel to the outer surface of the structure,
A rubber film covering the first force receiving member, the normal stress measuring means, and the shear stress measuring means, and having all edges bonded to the outer surface of the structure;
A second force receiving member disposed outside the rubber film so as to be parallel to the outer surface of the structure;
Force receiving member coupling means for coupling the second force receiving member to the first force receiving member via the rubber film;
A waterproof means for sealing the periphery of the force receiving member coupling means against water;
After the ground stress is received by the second force receiving member, the force receiving member coupling means transmits the ground stress to the first force receiving member, and the vertical stress measuring means measures the vertical stress and the shear stress measuring means. A ground stress measuring device that measures the shear stress and prevents water from entering the rubber film from the outside of the second force receiving member through the periphery of the force receiving member coupling means. .
前記構造物外表面と平行に支持される第1受力部材と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第1応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に垂直な垂直応力を計測する垂直応力計測手段と、
作用する応力を電気量に変換して出力する第2応力検出器を有し、一部が前記構造物外表面に固定され他の一部が前記第1受力部材に固定され、前記地盤応力のうち前記構造物外表面に平行なせん断応力を計測するせん断応力計測手段と、
前記第1受力部材と前記垂直応力計測手段と前記せん断応力計測手段を被覆し、すべての端縁が前記構造物外表面に接着されるゴム膜と、
前記ゴム膜の外部で前記構造物外表面と平行となるように配置される第2受力部材と、
前記第2受力部材を前記ゴム膜を介して前記第1受力部材に結合する受力部材結合手段と、
前記受力部材結合手段の周囲を水に対して密閉する防水手段を用い、
前記地盤応力を前記第2受力部材で受けたのちに前記受力部材結合手段によって前記第1受力部材に伝達し前記垂直応力計測手段により前記垂直応力を計測するとともに前記せん断応力計測手段により前記せん断応力を計測し、前記第2受力部材の外部から前記受力部材結合手段の周囲を通って前記ゴム膜の内部へ水が侵入することを防止すること
を特徴とする地盤応力計測方法。 A method of measuring ground stress, which is the stress that the ground acts on the outer surface of the structure,
A first force receiving member supported in parallel with the outer surface of the structure;
A first stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the first stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A normal stress measuring means for measuring a normal stress perpendicular to the outer surface of the structure,
A second stress detector that converts an acting stress into an electrical quantity and outputs the same; a part of the second stress detector is fixed to the outer surface of the structure; the other part is fixed to the first force receiving member; A shear stress measuring means for measuring a shear stress parallel to the outer surface of the structure,
A rubber film covering the first force receiving member, the normal stress measuring means, and the shear stress measuring means, and having all edges bonded to the outer surface of the structure;
A second force receiving member disposed outside the rubber film so as to be parallel to the outer surface of the structure;
Force receiving member coupling means for coupling the second force receiving member to the first force receiving member via the rubber film;
Using waterproof means for sealing the periphery of the force receiving member coupling means against water,
After the ground stress is received by the second force receiving member, the force receiving member coupling means transmits the ground stress to the first force receiving member, and the vertical stress measuring means measures the vertical stress and the shear stress measuring means. The ground stress measurement method characterized by measuring the shear stress and preventing water from entering the rubber film from the outside of the second force receiving member through the periphery of the force receiving member coupling means. .
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300621A JP2007108073A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ground stress measuring device and ground stress measuring method |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005300621A JP2007108073A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ground stress measuring device and ground stress measuring method |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2007108073A true JP2007108073A (en) | 2007-04-26 |
Family
ID=38034033
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005300621A Pending JP2007108073A (en) | 2005-10-14 | 2005-10-14 | Ground stress measuring device and ground stress measuring method |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2007108073A (en) |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008133150A1 (en) | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for estimating frictional condition of ground contact surface of wheel |
CN101487836B (en) * | 2009-02-06 | 2012-03-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | Simulated ground stress apparatus for coal and gas burst experiment |
CN101487834B (en) * | 2009-02-06 | 2012-03-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | Combined test apparatus for coal and gas burst |
KR101529098B1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-06-16 | 한국건설기술연구원 | Test apparatus for shield tunnel mock-up considering both underground earth pressure and pore water pressure according to draining condition, and method for the same |
CN105136370A (en) * | 2015-07-13 | 2015-12-09 | 北京工业大学 | Earth pressure load determination method of deeply-buried asymmetric multiple-arch tunnel |
JP2017096049A (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社安藤・間 | Property evaluation and determination method for excavated sediment in chamber used with various types of excavation methods, and property evaluation and determination method for soil at working face in front of cutter head |
JP2017101436A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社安藤・間 | Earth water pressure-shear force measurement sensor |
CN107024575A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-08 | 浙江工业大学 | Simulate experimental rig and test method that tunneling boring constructing tunnel triggers earth's surface deformation |
CN107036515A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 浙江工业大学 | Simulate experimental rig and test method that benching tunnelling method constructing tunnel triggers earth's surface deformation |
CN107588877A (en) * | 2017-10-15 | 2018-01-16 | 安徽理工大学 | A kind of recyclable geostress survey device |
JP2018009820A (en) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Structural strain sensor and method of detecting structural strain |
CN110714769A (en) * | 2019-10-24 | 2020-01-21 | 中铁北京工程局集团城市轨道交通工程有限公司 | Installation device and installation method for monitoring meter |
CN114485380A (en) * | 2022-02-24 | 2022-05-13 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | Indoor simulation self-checking device of component type drilling strain gauge |
-
2005
- 2005-10-14 JP JP2005300621A patent/JP2007108073A/en active Pending
Cited By (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2008133150A1 (en) | 2007-04-17 | 2008-11-06 | Nissan Motor Co., Ltd. | Device and method for estimating frictional condition of ground contact surface of wheel |
CN101487836B (en) * | 2009-02-06 | 2012-03-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | Simulated ground stress apparatus for coal and gas burst experiment |
CN101487834B (en) * | 2009-02-06 | 2012-03-28 | 煤炭科学研究总院重庆研究院 | Combined test apparatus for coal and gas burst |
KR101529098B1 (en) * | 2014-02-19 | 2015-06-16 | 한국건설기술연구원 | Test apparatus for shield tunnel mock-up considering both underground earth pressure and pore water pressure according to draining condition, and method for the same |
CN105136370A (en) * | 2015-07-13 | 2015-12-09 | 北京工业大学 | Earth pressure load determination method of deeply-buried asymmetric multiple-arch tunnel |
JP2017096049A (en) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社安藤・間 | Property evaluation and determination method for excavated sediment in chamber used with various types of excavation methods, and property evaluation and determination method for soil at working face in front of cutter head |
JP2017101436A (en) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社安藤・間 | Earth water pressure-shear force measurement sensor |
JP2018009820A (en) * | 2016-07-11 | 2018-01-18 | 東京電力ホールディングス株式会社 | Structural strain sensor and method of detecting structural strain |
CN107024575A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-08 | 浙江工业大学 | Simulate experimental rig and test method that tunneling boring constructing tunnel triggers earth's surface deformation |
CN107036515A (en) * | 2017-06-08 | 2017-08-11 | 浙江工业大学 | Simulate experimental rig and test method that benching tunnelling method constructing tunnel triggers earth's surface deformation |
CN107588877A (en) * | 2017-10-15 | 2018-01-16 | 安徽理工大学 | A kind of recyclable geostress survey device |
CN110714769A (en) * | 2019-10-24 | 2020-01-21 | 中铁北京工程局集团城市轨道交通工程有限公司 | Installation device and installation method for monitoring meter |
CN110714769B (en) * | 2019-10-24 | 2020-11-06 | 中铁北京工程局集团城市轨道交通工程有限公司 | Installation device and installation method for monitoring meter |
CN114485380A (en) * | 2022-02-24 | 2022-05-13 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | Indoor simulation self-checking device of component type drilling strain gauge |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007108073A (en) | Ground stress measuring device and ground stress measuring method | |
US9383277B2 (en) | Force sensor | |
US20090087253A1 (en) | Ball and socket joint with sensor device, process for load measurement and process for wear measurement | |
US8186232B2 (en) | Displacement sensor | |
US10151655B2 (en) | Pressure sensor containing mechanically deforming elements | |
CA2644875C (en) | Measurement of wheel and/or axle load of road vehicles | |
US10668988B2 (en) | Porch mounted variable reluctance measurement technology tendon tension monitoring system | |
US8020449B2 (en) | Pressure sensor with secondary seal | |
CN104931112B (en) | Sensor | |
US7694577B2 (en) | Strain gauge | |
CN109716088A (en) | Pressure sensor | |
CN212452834U (en) | Device for protecting bridge circuit for steel plate surface strain test | |
JP2007113973A (en) | Apparatus and method for measuring axial displacement | |
US8408076B2 (en) | Weight sensor device | |
CN109716086A (en) | Pressure sensor | |
KR102002324B1 (en) | Explosion-proof load cell device | |
JP7300635B2 (en) | Deflection measuring device using a pipe | |
CN116558693A (en) | Sensor for measuring shear force of bolt | |
CN215573510U (en) | Tunnel contact pressure's testing arrangement | |
CN202938957U (en) | Piezoelectric sensor, and transmitter adopting the same | |
CA2638664C (en) | Pressure sensor | |
US20230366705A1 (en) | Apparatus and method for the detection of properties of a pipe | |
CN113483934A (en) | Tunnel contact pressure testing device and method | |
JPH07268895A (en) | Method and equipment for measuring deformability of rock core | |
CN109716087A (en) | Pressure sensor |