JP2007218773A - 回転防止装置およびこの回転防止装置を使用した地中密度の算出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】精度の高い地中密度を算出することができる回転防止装置およびこの回転防止装置を使用した地中密度の測定方法を提供することである。
【解決手段】地表面上から地中に空けた縦孔２０に吊り下げて該縦孔２０の孔径Ｌおよび孔壁面に形成された空隙部２０ａ、２０ｂの奥行長Ｌａ、Ｌｂを測定する孔径測定器５０と、該縦孔２０の周りの密度検層値を測定する密度検層測定器６０に装着可能な回転防止装置１０であって、前記地表面上に設置の支持架台１２と、前記支持架台１２に対して昇降可能な状態で回転しないように取り付けられたロッド部材１４とからなり、前記ロッド部材１４の他端部は、前記孔径測定器５０および前記密度検層測定器６０に対して脱着可能となっている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、孔径測定器と密度検層測定器に装着可能な回転防止装置およびこの回転防止装置を使用した地中密度の算出方法に関する。

従来より、地中密度を算出する方法として、図８に示す方法が既に知られている。この方法では、まず、ワイヤ２２に吊り下げられた孔径測定器５０を縦孔２０の底面まで降ろしていく。そして、ウインチ２８によってワイヤ２２を巻き取ることで孔径測定器５０を縦孔２０の底面から地表面まで引き上げながら孔径測定器５０のアーム５４の開き角度値を測定する。測定された角度値は、ワイヤ２２内部のケーブル（図示しない）を介して制御装置２６へ送られる。そして、制御装置２６は、この角度値から孔径を算出する。また、ワイヤ２２の巻取りによって滑車２４が回転するため、制御装置２６は、この回転量を検出することで孔径測定器５０の深さ位置を検出できる。これにより、制御装置２６は、縦孔２０の深さ位置に応じた孔径を測定できる。続いて、孔径測定器５０を密度検層測定器６０（図８において、図示しない）に取り替えて、上記と同様にして縦孔２０の深さ位置に応じた密度検層値を測定する。この密度検層測定器６０とは、ガンマ線を発信してその発信したガンマ線を受信することで地中の密度検層値を測定できるものである。そして、図示しないコンピュータによって、これら測定された孔径と密度検層値とから地中密度は算出されている。
特開平５−３３５７５号公報

しかし、上述した孔径測定器５０は、孔径の一方向の直径のみを測定できるものであり、孔径の周方向を一様（３６０°）に測定できるものではなかった。また、孔径測定器５０はワイヤ２２によって吊り下げられているため、ワイヤ２２に捩れが生じると孔径測定器５０は縦孔２０に対して回転してしまうことがあった。一方、密度検層測定器６０も孔径測定器５０と同様に、孔径の周方向を一様に測定できるものではなく、ワイヤ２２に捩れが生じると密度検層測定器６０は縦孔２０に対して回転してしまうことがあった。そのため、孔径測定器５０の測定方向と密度検層測定器６０の測定方向とが一致するように孔径測定器５０と密度検層測定器６０を縦孔２０に吊り下げていても、ワイヤ２２の捩れによって、孔径の測定方向と密度検層値の測定方向とが不一致となることがあった。これにより、例えば、縦孔２０の壁面の一部に空隙部２０ａ（２０ｂ）が形成されている場合、孔径の測定は空隙部２０ａ（２０ｂ）を含むように測定していても、密度検層値の測定はその空隙部２０ａ（２０ｂ）を含まないように測定していると、正確な地中密度を算出することができなかった。

本発明は、このような課題を解決しようとするもので、その目的は、精度の高い地中密度を算出することができる回転防止装置およびこの回転防止装置を使用した地中密度の算出方法を提供することである。

本発明は、上記の目的を達成するためのものであって、以下のように構成されている。
請求項１に記載の発明は、地表面上から地中に空けた縦孔に吊り下げて該縦孔の孔径および孔壁面に形成された空隙部の奥行長を測定する孔径測定器と、該縦孔の周りの密度検層値を測定する密度検層測定器に装着可能な回転防止装置であって、前記地表面上に設置の支持架台と、前記支持架台に対して昇降可能な状態で回転しないように取り付けられたロッド部材とからなり、前記ロッド部材の他端部は、前記孔径測定器および前記密度検層測定器に対して脱着可能となっている構成である。
地中密度を測定する際にこの回転防止装置を使用すると、孔径の測定方向と密度検層値の測定方向とを一致させて測定できるため、精度の高い地中密度を算出することができる。また、この回転防止装置は、従来汎用の孔径測定器および密度検層測定器に装着できるため、新たに、孔径測定器および密度検層測定器を必要とすることなく安価に実施することができる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の回転防止装置を使用した地中密度の算出方法であって、前記縦孔の特定の径方向における該孔壁面に形成された空隙部の奥行長を測定し、前記特定の径方向と同方向における密度検層値を測定し、その測定した密度検層値を前記空隙部の奥行長に基づいて補正し、その補正した数値と前記孔径とから地中密度を算出する地中密度の算出方法である。
この方法によれば、空隙部を考慮した密度検層値を使用して地中密度を算出するため、より精度の高い地中密度を算出することができる。

以下、本発明を実施するための最良の実施例を、図１〜７を用いて説明する。
図１は、本発明の回転防止装置１０を使用した地中密度の測定方法を説明する全体図であり、回転防止装置１０を孔径測定器５０に接続させた状態を表している。図２（Ａ）は、支持架台１２の拡大図であり、同（Ｂ）は同（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。図３（Ａ）〜（Ｄ）は、ロッド部材１４と孔径測定器５０との接続を順に説明する図である。図４は、縦孔２０の東西方向の孔径を測定している図である。図５は、縦孔２０の東方向の壁面に形成された空隙部２０ｂの奥行長Ｌｂを算出する図である。図６は、縦孔２０の西方向の壁面に形成された空隙部２０ａの奥行長Ｌａを算出する図である。図７は、縦孔２０の東方向の密度検層値を測定している図である。なお、以下の説明にあたって、従来技術で説明した部材と同一の部材には、図面において同一符号を付すことで、重複する説明は省略する。

本発明に係る地中密度の算出方法は、従来技術で説明した地中密度の算出方法、すなわち孔径測定器５０および密度検層測定器６０を使用して孔径と密度検層値を測定し、それら測定値から地中密度を算出する方法において、孔径測定器５０および密度検層測定器６０が縦孔２０に対して回転しないように回転防止装置１０を追加した状態で地中密度を算出する方法である。そのため、回転防止装置１０以外の構成は、従来技術と同じ構成であり、従来技術には登場しない回転防止装置１０の構成についてのみ説明する。

図１に示すように、回転防止装置１０は、地表面上に設置の支持架台１２と、この支持架台１２に対して昇降可能な状態で回転しないように取り付けられたロッド部材１４と、このロッド部材１４の下端部を孔径測定器５０の上端部と脱着可能にさせるコネクタ１６とに大別され構成されている。

図２（Ａ）に示すように、支持架台１２は、板部材１２ａと、この板部材１２ａの下面に回転可能に取り付けられた３本の脚部材１２ｂとからなっており、縦孔２０上方の地表面上に設置されている。この板部材１２ａの中心には、十字状にスリット１２ｃが切り欠かれている。そして、図２（Ｂ）に示すように、このスリット１２ｃには、断面四角形状のロッド部材１４が嵌め込み可能となっている。このスリット１２ｃに対してロッド部材１４を嵌め込むと、ロッド部材１４は支持架台１２に対して昇降可能となり且つ回転しない構成となる。なお、説明の便宜上、このスリット１２ｃが東西南北を向くように板部材１２ａを回転させ支持架台１２を設置しているものとする。また、このロッド部材１４は、例えば市販の断面四角形状のパイプを長手方向に連結させたものである。

図３（Ａ）に示すように、コネクタ１６は２分割構造となっており、その内部には中空部を有ししている。また、中空部の内面形状は、孔径測定器５０の上端部の凹凸に対応した形状となっている。そのため、図３（Ｂ）に示すように、孔径測定器５０の上端部の両側からコネクタ１６を嵌め込ませることができ、この嵌め込ませた状態ではコネクタ１６と孔径測定器５０とは一体物となる。また、コネクタ１６の上端部と下端部には、それぞれ雄ネジ１６ａ、１６ｂが形成されている。この雄ネジ１６ａと上リング部材１５の内面に形成の雌ネジ１５ａとは螺合可能となっている。また、同様に、この雄ネジ１６ｂと下リング部材１３の内面に形成の雌ネジ１３ａとは螺合可能となっている。

そして、図３（Ｃ）に示すように、コネクタ１６の上下に上下リング部材１５、１３を螺合させと共に、上リング部材１５の上方からアダプタ部材１７を嵌め込ませて、上リング部材１５のネジ孔１５ｂとアダプタ部材１７のネジ孔１７ａとをネジ１８で締め付ける。さらに、ロッド部材１４の下端部にアダプタ部材１７の上端部を嵌め込ませて、ロッド部材１４のネジ孔１４ａとアダプタ部材１７のネジ孔１７ｂとをネジ（図示しない）で締め付ける。

すると、図３（Ｄ）に示すように、ロッド部材１４と孔径測定器５０とは接続され一体物となる。なお、この説明では、ロッド部材１４と孔径測定器５０との接続を説明したが、密度検層測定器６０もこの孔径測定器５０と同様にしてロッド部材１４と接続できる。

続いて、本発明の回転防止装置１０の作用とともに地中密度の算出方法について説明する。まず、孔径測定器５０の両アーム５４が東西方向を向くように、ロッド部材１４を支持架台１２のスリット１２ｃに嵌めこませる。その後、図４に示すように、孔径測定器５０によって縦孔２０の孔径Ｌを底面から地表面まで測定する。このとき、制御装置２６は、測定した孔径Ｌと、この測定した孔径Ｌにおける縦孔２０の深さ位置を対応付けて記憶手段（図示しない）に記憶しておく。なお、この図４に示す縦断面図は、図２に示す縦断面図と同方向で切断した縦断面図である。そのため、図４において、左右方向に両アーム５４が開いていると、東西方向に両アーム５４が開いていることとなる。このことは、図５〜７においても同様である。

この測定の際、既に説明したように、ロッド部材１４は支持架台１２に対して回転しない構成となるため、ワイヤ２２に捩れが生じた場合でも孔径測定器５０は常に東西方向（図４において左右方向）の孔径を測定している。なお、このように測定すると、図４に示すように、西方向の壁面に形成された空隙部２０ａと、東方向の壁面に形成された空隙部２０ｂとが同一平面レベルに存在する場合、両空隙部２０ａ、２０ｂの合算した奥行長Ｌａ＋Ｌｂを算出することはできる。しかし、どちらの空隙部２０ａ（２０ｂ）がどれだけの奥行長Ｌａ（Ｌｂ）を有しているかの判別が困難である。なお、この奥行長Ｌａとは、縦孔２０の内面を基準とする西方向の壁面の凹み深さのことである。また、奥行長Ｌｂとは、同様に東方向の壁面の凹み深さのことである。そこで、この判別をするために、以下に示す算出方法で、それぞれの奥行長Ｌａ、Ｌｂを算出する。

まず、図５に示すように、孔径測定器５０の一方のアーム５４（図５において、右側のアーム５４）を閉じて、孔径測定器５０のアーム５４を閉じた側の側部を縦孔２０の壁面へと押し付けて、他方のアーム５４（図５において、左側のアーム５４）のみで、西方向の孔径Ｌｗを底面から地表面まで測定する。このとき、制御装置２６は、測定した西方向の孔径Ｌｗと、この測定した西方向の孔径Ｌｗにおける縦孔２０の深さ位置を対応付けて記憶手段（図示しない）に記憶しておく。これにより、制御装置２６は、縦孔２０の同一深さ位置における孔径Ｌと西方向における孔径Ｌｗを比較することで、東方向の壁面に形成された空隙部２０ｂの奥行長Ｌｂを算出することができる。この算出の具体例として、『Ｌｂ＝Ｌ−Ｌｗ−Ｄ（ただし、Ｄ＝孔径測定器５０の外径であり、この外径Ｄは、予め実測することで既知の数値である）』の関係より、東方向の壁面に形成された空隙部２０ｂの奥行長Ｌｂを求めることができる。

次に、図６に示すように、図５と同様に、もう一方のアーム５４のみで東方向の孔径Ｌｅを測定する。これにより、先程と同様にして、西方向の壁面に形成された空隙部２０ａの奥行長Ｌａを求めることができる。このようにして、制御装置２６は、縦孔２０の深さ位置に対応付けて、それぞれの空隙部２０ａ、２０ｂの奥行長Ｌａ、Ｌｂを算出することができる。その後、ロッド部材１４を軸方向に９０°回転させて、同様に、南北方向においても実施する。

続いて、孔径測定器５０と密度検層測定器６０を入れ替えて、図７に示すように孔径測定器５０の測定と同様に東方向の壁面に対して密度検層値を測定する。その後、残りの西南北方向の壁面に対しても、同様に密度検層値を測定する。これら全ての測定が終了すると、制御装置２６は、東西南北の４方向ごとに密度検層値を空隙部の奥行長に基づいて補正する。
この補正の例として、
補正値＝α×空隙部の奥行長 α：所定の係数
補正後の密度検層値＝測定した密度検層値−上記補正値
なお、このように、補正値は１次関数である例を説明したが、これに限定されることなく、２次関数、またはｌｏｇ関数等であっても構わない。
そして、コンピュータ（図示しない）は、この補正後の密度検層値と測定した孔径とから地中密度を算出する。

このように、測定方向を一致させた状態で、縦孔２０の孔径と密度検層値とを測定できるため、精度の高い地中密度を算出することができる。また、この回転防止装置１０は、従来汎用の孔径測定器５０および密度検層測定器６０に装着できるため、新たに、孔径測定器５０および密度検層測定器６０を必要とすることなく安価に実施することができる。また、さらに、空隙部２０ａを考慮した密度検層値を使用して地中密度を算出するため、より精度の高い地中密度を算出することができる。

上述した内容は、あくまでも本発明の一実施の形態に関するものであって、本発明が上記内容に限定されることを意味するものではない。
実施例では、孔径測定器５０および密度検層測定器６０に脱着可能な回転防止装置１０を説明した。しかし、これに限定されるものでなく、回転防止装置１０を備えた孔径測定器５０および密度検層測定器６０であっても構わない。

また、実施例では、このスリット１２ｃが東西南北を向くように板部材１２ａを回転させ支持架台１２を設置する構成を例に説明した。しかし、これに限定されるものでなく、板部材１２ａを任意の方向に回転させ支持架台１２を設置する構成でも構わない。これにより、測定方向は制限されることなく任意の方向を測定できる。

また、実施例では、コネクタ１６とアダプタ部材１７を介して、ロッド部材１４が孔径測定器５０に対して脱着可能となる構成を例に説明した。しかし、これに限定されるものでなく、ロッド部材１４が孔径測定器５０に対して直接に脱着可能となる構成であっても構わない。なぜならば、実施例では、従来の孔径測定器５０をそのまま流用することを前提に説明した。そのため、ロッド部材１４を孔径測定器５０に対して脱着可能とするには、コネクタ１６とアダプタ部材１７が必要であった。しかし、ロッド部材１４の下端部に、直接に孔径測定器５０の上端部を嵌め込ませてネジで締め付けることができるのであれば、すなわち、孔径測定器５０の上端部の形状がロッド部材１４の下端部に嵌め込ませてネジで締め付けることが可能な形状となっていれば、コネクタ１６とアダプタ部材１７が不要であることは言うまでもない。

図１は、本発明の回転防止装置１０を使用した地中密度の測定方法を説明する全体図であり、回転防止装置１０を孔径測定器５０に接続させた状態を表している。 図２（Ａ）は、支持架台２０の拡大図であり、同（Ｂ）は同（Ａ）のＡ−Ａ断面を表している。 図３（Ａ）〜（Ｄ）は、ロッド部材１４と孔径測定器５０との接続を順に説明する図である。 図４は、縦孔２０の東西方向の孔径を測定している図である。 図５は、縦孔２０の東方向の壁面に形成された空隙部２０ｂの奥行長Ｌｂを算出する図である。 図６は、縦孔２０の西方向の壁面に形成された空隙部２０ａの奥行長Ｌａを算出する図である。 図７は、縦孔２０の東方向の密度検層値を測定している図である。 図８は、従来の地中密度の測定方法を説明する全体図である。

符号の説明

１０ 回転防止装置
１２ 支持架台
１４ ロッド部材
２０ 縦孔
２０ａ 空隙部
２０ｂ 空隙部
５０ 孔径測定器
６０ 密度検層測定器

Claims (2)

1. 地表面上から地中に空けた縦孔に吊り下げて該縦孔の孔径および孔壁面に形成された空隙部の奥行長を測定する孔径測定器と、該縦孔の周りの密度検層値を測定する密度検層測定器に装着可能な回転防止装置であって、
   前記地表面上に設置の支持架台と、
   前記支持架台に対して昇降可能な状態で回転しないように取り付けられたロッド部材とからなり、
   前記ロッド部材の他端部は、
   前記孔径測定器および前記密度検層測定器に対して脱着可能となっている回転防止装置。
2. 請求項１に記載の回転防止装置を使用した地中密度の算出方法であって、
   前記縦孔の特定の径方向における該孔壁面に形成された空隙部の奥行長を測定し、
   前記特定の径方向と同方向における密度検層値を測定し、
   その測定した密度検層値を前記空隙部の奥行長に基づいて補正し、
   その補正した数値と前記孔径とから地中密度を算出する地中密度の算出方法。
   
   
   
   
   
   
   

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