JP2012173064A - Rock quality evaluation method and rock quality evaluation device - Google Patents
Rock quality evaluation method and rock quality evaluation device Download PDFInfo
- Publication number
- JP2012173064A JP2012173064A JP2011033797A JP2011033797A JP2012173064A JP 2012173064 A JP2012173064 A JP 2012173064A JP 2011033797 A JP2011033797 A JP 2011033797A JP 2011033797 A JP2011033797 A JP 2011033797A JP 2012173064 A JP2012173064 A JP 2012173064A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rock
- density
- water absorption
- correlation
- absorption rate
- 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.)
- Granted
Links
- 239000011435 rock Substances 0.000 title claims abstract description 382
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 151
- 238000013441 quality evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 96
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 169
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 168
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 claims abstract description 63
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 62
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims abstract description 30
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 claims description 17
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 17
- 238000001739 density measurement Methods 0.000 claims description 7
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 18
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 13
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 12
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 8
- 238000005422 blasting Methods 0.000 description 6
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 4
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 3
- 239000004575 stone Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 238000012790 confirmation Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 238000010998 test method Methods 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
本発明は、岩石の品質評価方法及び品質評価装置に関するものである。 The present invention relates to a rock quality evaluation method and a quality evaluation apparatus.
従来から、建設事業において、自然由来の岩石が様々な用途に使用されている。例えば、コンクリートに使用される骨材は、採石場で採取した岩石を原材料としてJIS等に定められた規格を満足するように製造されたものが使用されている。また、例えば、ロックフィルダム建設において、ダム外周部のロック材には耐久性が要求されるので、建設現場近郊の原石山で採取した岩石のうち、良質なものがロック材として使用される。このような岩石は自然由来であるために、実際には様々な岩種が混在した状態になっていることが多い。よって、用途に適した岩石を効率的に採取するには、事前調査による岩種の確認が必要であると共に、採取中においても岩種の確認を頻繁に行う必要がある。岩石の品質評価の技術としては、例えば、下記非特許文献1,2に記載のものが知られている。
Traditionally, natural rocks have been used for various purposes in construction projects. For example, aggregates used for concrete are manufactured so as to satisfy the standards defined in JIS and the like using rocks collected at a quarry as raw materials. In addition, for example, in the construction of a rock fill dam, durability is required for the rock material at the outer periphery of the dam, and therefore, high quality rocks collected from the rough rocks near the construction site are used as the rock material. Since such rocks are derived from nature, in reality, various rock types are often mixed. Therefore, in order to efficiently collect rocks suitable for the purpose, it is necessary to confirm the rock type by a preliminary survey, and it is necessary to frequently confirm the rock type even during the collection. As techniques for evaluating the quality of rocks, for example, those described in
非特許文献1のpp.87,表25-6に記載されたボーリング調査は、原石山の事前調査として行われる。当該ボーリング調査は原石山に対して50〜100mのグリッド上で実施するものであり、広大な原石山に対して点情報しか得られない。また、岩石の採取中に岩種を判定する方法としては、非特許文献1のpp.116,表15-23や非特許文献2に記載のような判定基準に従い、岩石の目視判定、岩石用ハンマーによる打撃音、及び周辺の地形や地質的組成に関する知識に基づいて、地質エンジニアが岩石の採取中に岩種を判定する。しかしながら、この方法には熟練した地質エンジニアが必要であると共に、判定に個人差が生じる可能性がある。また、非特許文献1のpp.119,表15-26に記載のように、ロックフィルダムのロック材やコンクリート用骨材に適用できる岩石は、その密度又は吸水率で規定されることが一般的である。密度及び吸水率を測定する方法としては、JIS A 1100「粗骨材の密度および吸水率試験」があるが、この試験には一定の時間がかかるので、現場で即座に岩石の品質評価を行うといった運用はできない。
The boring survey described in pp. 87 of
このような問題に鑑み、本発明は、採取現場で簡易に実行可能な岩石の品質評価方法及びそれを実行する品質評価装置を提供することを目的とする。 In view of such a problem, an object of the present invention is to provide a rock quality evaluation method that can be easily executed at a sampling site and a quality evaluation apparatus that executes the method.
本発明者らは、岩石の吸水率や密度は、岩石の弾性係数と相関関係があることを見出し、弾性係数の測定は、吸水率や密度の直接の測定に比べて現場で簡単に行う方法が存在する点に着目して、本発明を完成させた。 The present inventors have found that the water absorption rate and density of a rock have a correlation with the elastic modulus of the rock, and the elastic modulus is measured more easily in the field than the direct measurement of the water absorption rate and density. The present invention has been completed by paying attention to the existence of.
本発明の岩石の品質評価方法は、自然由来の岩石の品質評価方法であって、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の吸水率測定方法で得られた岩石材料の吸水率と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係を、吸水率相関関係として演算装置に記憶させる吸水率相関関係準備工程と、加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーで岩石を打撃し、加速度センサーで得られる加速度データに基づいて演算装置に岩石の弾性係数を算出させる打球探査工程と、打球探査工程で算出された弾性係数と、吸水率相関関係準備工程で記憶された吸水率相関関係と、に基づいて演算装置に岩石の吸水率を推定させる吸水率推定工程と、吸水率推定工程で得られた吸水率推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された吸水率基準値との比較に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定する使用可否判定工程と、を備えることを特徴とする。 The rock quality evaluation method of the present invention is a natural rock quality evaluation method, wherein the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the rock absorption coefficient obtained by the predetermined water absorption measurement method are used. The water absorption coefficient correlation preparation step for storing the correlation between the elastic coefficient of the rock material and the water absorption coefficient obtained based on the material water absorption coefficient in the arithmetic unit as the water absorption coefficient correlation, and the impact of the acceleration sensor and the spherical shape Hitting rocks with a metal hammer having a surface, and a ball hitting exploration process in which an arithmetic unit calculates the elastic modulus of the rock based on acceleration data obtained by an acceleration sensor; and an elastic coefficient calculated in the ball hitting exploration process; The water absorption rate correlation stored in the water absorption rate correlation preparation step, the water absorption rate estimation step for causing the arithmetic unit to estimate the water absorption rate of the rock based on the water absorption rate correlation, the water absorption rate estimation value obtained in the water absorption rate estimation step, and the rock Based on a comparison of the preset water absorption reference value depending on the application, characterized in that it comprises, and the usability determining step of determining the availability of the rock for applications.
この品質評価方法では、岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係(吸水率相関関係)が演算装置に記憶されている。そして、演算装置は、ハンマーで岩石を打撃したときの加速度データに基づき、当該岩石の弾性係数を算出する。更に、演算装置が、弾性係数と上記吸水率相関関係とに基づいて吸水率推定値を求め、吸水率推定値を吸水率基準値と比較することにより、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価方法によれば、ハンマーで岩石を打撃するといった簡易な作業によって、岩石の採取現場において当該岩石の使用可否をその場で判定することが可能になる。 In this quality evaluation method, the correlation between the elastic coefficient of the rock material and the water absorption rate (water absorption rate correlation) is stored in the arithmetic unit. Then, the arithmetic device calculates the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data when the rock is hit with a hammer. Further, the computing device obtains the water absorption rate estimated value based on the elastic coefficient and the water absorption rate correlation, and determines whether or not the rock can be used by comparing the water absorption rate estimated value with the water absorption rate reference value. it can. Therefore, according to this quality evaluation method, it is possible to determine on the spot whether or not the rock can be used at a rock collection site by a simple operation of hitting the rock with a hammer.
または、本発明の岩石の品質評価方法は、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた岩石材料の密度と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として演算装置に記憶させる密度相関関係準備工程と、打球探査工程で算出された弾性係数と、密度相関関係準備工程で記憶された密度相関関係と、に基づいて演算装置に岩石の密度を推定させる密度推定工程と、を更に備え、使用可否判定工程では、密度推定工程で得られた密度推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較にも更に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定することとしてもよい。 Alternatively, the rock quality evaluation method of the present invention is a rock that is obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by a predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by a predetermined density measurement method. The correlation between the elastic modulus and density of the material is stored as a density correlation in the computing device, the density correlation preparation step, the elastic coefficient calculated in the hit ball exploration step, and the density correlation stored in the density correlation preparation step A density estimation step for causing the arithmetic unit to estimate the density of the rock based on the relationship, and in the usability determination step, the density estimation value obtained in the density estimation step and a preset value according to the use of the rock Further, based on the comparison with the density reference value, it is possible to determine whether or not the rock can be used for the application.
この構成によれば、岩石材料の弾性係数と密度との相関関係(密度相関関係)も演算装置に記憶されている。そして、演算装置は、弾性係数と上記密度相関関係とに基づいて密度推定値を求め、密度推定値と密度基準値との比較にも更に基づいて、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価方法によれば、岩石の吸水率のみならず密度も基準とした使用可否判定を行うことができる。 According to this configuration, the correlation (density correlation) between the elastic modulus and density of the rock material is also stored in the arithmetic unit. Then, the computing device can determine the density estimation value based on the elastic modulus and the density correlation, and can determine whether or not the rock can be used based on the comparison between the density estimation value and the density reference value. . Therefore, according to this quality evaluation method, it is possible to determine whether or not the rock can be used based on not only the water absorption rate of rock but also the density.
本発明の岩石の品質評価方法は、自然由来の岩石の品質評価方法であって、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた岩石材料の密度と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として演算装置に記憶させる密度相関関係準備工程と、加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーで岩石を打撃し、加速度センサーで得られる加速度データに基づいて演算装置に岩石の弾性係数を算出させる打球探査工程と、打球探査工程で算出された弾性係数と、密度相関関係準備工程で記憶された密度相関関係と、に基づいて演算装置に岩石の密度を推定させる密度推定工程と、密度推定工程で得られた密度推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定する使用可否判定工程と、を備えることを特徴とする。
The rock quality evaluation method of the present invention is a natural rock quality evaluation method, wherein the rock material obtained by a predetermined elastic modulus measurement method and the rock material obtained by a predetermined density measurement method A density correlation preparation step for storing the correlation between the elastic modulus of the rock material obtained based on the density of the rock material and the density in the arithmetic device as the density correlation, and a metal having an acceleration sensor and a spherical striking surface A striking ball exploration process in which a rock hammer is struck and the computing device calculates the elastic modulus of the rock based on the acceleration data obtained by the acceleration sensor, the elastic modulus calculated in the striking ball exploration process, and the density correlation preparation process Based on the density correlation stored in
この品質評価方法では、岩石材料の弾性係数と密度との相関関係(密度相関関係)が演算装置に記憶されている。そして、演算装置は、ハンマーで岩石を打撃したときの加速度データに基づき、当該岩石の弾性係数を算出する。更に、演算装置が、弾性係数と上記密度相関関係とに基づいて密度推定値を求め、密度推定値を密度基準値と比較することにより、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価方法によれば、ハンマーで岩石を打撃するといった簡易な作業によって、岩石の採取現場において当該岩石の使用可否をその場で判定することが可能になる。 In this quality evaluation method, the correlation (density correlation) between the elastic modulus and density of the rock material is stored in the arithmetic unit. Then, the arithmetic device calculates the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data when the rock is hit with a hammer. Furthermore, it is possible to determine whether or not the rock can be used by calculating a density estimated value based on the elastic modulus and the density correlation, and comparing the density estimated value with the density reference value. Therefore, according to this quality evaluation method, it is possible to determine on the spot whether or not the rock can be used at a rock collection site by a simple operation of hitting the rock with a hammer.
また、相関関係準備工程における所定の弾性係数測定方法は、ハンマーで岩石材料を打撃し、加速度データに基づいて演算装置で岩石材料の弾性係数を算出させる方法であることとしてもよい。この方法によれば、ハンマー打撃によって得られる岩石の弾性係数から、吸水率推定値又は密度推定値を精度良く得ることができる。 Further, the predetermined elastic modulus measurement method in the correlation preparation step may be a method in which the rock material is hit with a hammer and the elastic coefficient of the rock material is calculated with an arithmetic device based on the acceleration data. According to this method, it is possible to accurately obtain the water absorption rate estimated value or the density estimated value from the elastic coefficient of the rock obtained by hammering.
また、具体的な構成として、打球探査工程におけるハンマーは、打撃面を含む球形状の打撃部を有することとしてもよい。 Further, as a specific configuration, the hammer in the hit ball searching step may have a spherical hitting portion including a hitting surface.
また、打球探査工程では、岩石の粒径が10cm以上であり、ハンマーの質量が3kg未満であることとしてもよい。粒径が10cm未満の小さい岩石であれば、ハンマー打撃時の衝撃により岩石全体が振動してしまい、岩石の弾性係数を正確に反映した良好な加速度データを取得することができない。また、ハンマーの質量が3kg未満であれば、持ち運びや取り扱いが容易であり、岩石の採取現場で容易に測定を行うことができる。 In the hit ball exploration step, the rock particle size may be 10 cm or more, and the hammer mass may be less than 3 kg. If it is a small rock having a particle size of less than 10 cm, the entire rock vibrates due to the impact of hammering, and good acceleration data that accurately reflects the elastic modulus of the rock cannot be acquired. In addition, if the mass of the hammer is less than 3 kg, it is easy to carry and handle and can be easily measured at the rock sampling site.
本発明の品質評価装置は、自然由来の岩石の品質評価装置であって、加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーと、ハンマーで岩石を打撃したときに加速度センサーで得られる加速度データを処理する演算装置と、を備え、演算装置は、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の吸水率測定方法で得られた岩石材料の吸水率と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係を、吸水率相関関係として記憶する吸水率相関関係記憶手段と、加速度センサーで得られる加速度データに基づいて岩石の弾性係数を算出する弾性係数算出手段と、弾性係数算出手段で算出された弾性係数と、吸水率相関関係記憶手段に記憶された吸水率相関関係と、に基づいて岩石の吸水率を推定する吸水率推定手段と、吸水率推定手段で得られた吸水率推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された吸水率基準値との比較に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定する使用可否判定手段と、を有することを特徴とする。 The quality evaluation apparatus of the present invention is a quality evaluation apparatus for naturally occurring rocks, which is obtained by an acceleration sensor when a rock hammer is hit with a metal hammer having an acceleration sensor and a spherical hitting surface. An arithmetic device that processes acceleration data, and the arithmetic device includes an elastic coefficient of the rock material obtained by a predetermined elastic modulus measurement method, a water absorption rate of the rock material obtained by a predetermined water absorption rate measurement method, and The water absorption coefficient correlation storage means for storing the correlation between the elastic modulus of the rock material and the water absorption obtained as a function of the water absorption coefficient, and the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data obtained by the acceleration sensor The water absorption rate of the rock is estimated based on the elastic coefficient calculation means, the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculation means, and the water absorption correlation stored in the water absorption correlation storage means Based on the comparison between the water rate estimation means, the water absorption rate estimated value obtained by the water absorption rate estimation means, and the water absorption rate reference value set in advance according to the use of the rock, it is determined whether or not the rock can be used for the usage. And a usability determining unit.
この品質評価装置では、岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係(吸水率相関関係)が演算装置の吸水率相関関係記憶手段に記憶されている。そして、演算装置の弾性係数算出手段は、ハンマーで岩石を打撃したときの加速度データに基づき、当該岩石の弾性係数を算出する。更に、吸水率推定手段が、弾性係数と上記吸水率相関関係とに基づいて吸水率推定値を求め、使用可否判定手段が、吸水率推定値を吸水率基準値と比較することにより、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価装置によれば、ハンマーで岩石を打撃するといった簡易な作業によって、岩石の採取現場において当該岩石の使用可否をその場で判定することが可能になる。 In this quality evaluation apparatus, the correlation between the elastic coefficient of the rock material and the water absorption rate (water absorption rate correlation) is stored in the water absorption rate correlation storage means of the arithmetic unit. Then, the elastic coefficient calculating means of the arithmetic unit calculates the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data when the rock is hit with a hammer. Further, the water absorption rate estimation means obtains the water absorption rate estimated value based on the elastic coefficient and the water absorption rate correlation, and the usability determination means compares the water absorption rate estimated value with the water absorption rate reference value, thereby It can be determined whether or not it can be used. Therefore, according to this quality evaluation apparatus, it is possible to determine on the spot whether or not the rock can be used at a rock collection site by a simple operation of hitting the rock with a hammer.
また、演算装置は、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた岩石材料の密度と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として記憶する密度相関関係記憶手段と、弾性係数算出手段で算出された弾性係数と、密度相関関係記憶手段に記憶された密度相関関係と、に基づいて岩石の密度を推定する密度推定手段と、を更に有し、使用可否判定手段は、密度推定手段で得られた密度推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較にも更に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定することとしてもよい。 Further, the arithmetic unit calculates the elastic modulus and density of the rock material obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measurement method. Of the rock based on the density correlation storage means for storing the correlation as a density correlation, the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculation means, and the density correlation stored in the density correlation storage means Density estimation means for estimating density, and the usability determination means also compares the density estimation value obtained by the density estimation means with a density reference value set in advance according to the use of the rock. Furthermore, it is good also as determining the availability of the rock with respect to a use.
この構成によれば、岩石材料の弾性係数と密度との相関関係(密度相関関係)も演算装置に記憶されている。そして、密度推定手段は、弾性係数と上記密度相関関係とに基づいて密度推定値を求め、使用可否判定手段は、密度推定値と密度基準値との比較にも更に基づいて、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価装置によれば、岩石の吸水率のみならず密度も基準とした使用可否判定を行うことができる。 According to this configuration, the correlation (density correlation) between the elastic modulus and density of the rock material is also stored in the arithmetic unit. Then, the density estimating means obtains a density estimated value based on the elastic coefficient and the density correlation, and the usability determining means is further based on the comparison between the density estimated value and the density reference value to determine whether or not the rock is usable. Can be determined. Therefore, according to this quality evaluation apparatus, it is possible to determine whether or not it is usable based on not only the water absorption rate of rock but also the density.
本発明の品質評価装置は、自然由来の岩石の品質評価装置であって、加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーと、ハンマーで岩石を打撃したときに加速度センサーで得られる加速度データを処理する演算装置と、を備え、演算装置は、所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた岩石材料の密度と、に基づいて求められる岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として記憶する密度相関関係記憶手段と、加速度センサーで得られる加速度データに基づいて岩石の弾性係数を算出する弾性係数算出手段と、弾性係数算出手段で算出された弾性係数と、密度相関関係記憶手段に記憶された密度相関関係と、に基づいて岩石の密度を推定する密度推定手段と、密度推定手段で得られた密度推定値と、岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較に基づいて、用途に対する岩石の使用可否を判定する使用可否判定手段と、を有することを特徴とする。 The quality evaluation apparatus of the present invention is a quality evaluation apparatus for naturally occurring rocks, which is obtained by an acceleration sensor when a rock hammer is hit with a metal hammer having an acceleration sensor and a spherical hitting surface. An arithmetic device that processes acceleration data, and the arithmetic device is based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measuring method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measuring method. Density correlation storage means for storing the correlation between the elastic modulus and density of the rock material obtained as a density correlation, and an elastic coefficient calculation means for calculating the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data obtained by the acceleration sensor Density estimation means for estimating the density of the rock based on the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculation means and the density correlation stored in the density correlation storage means; Use determination means for determining whether or not the rock can be used for the use based on a comparison between the density estimated value obtained by the degree estimation means and a density reference value set in advance according to the use of the rock. It is characterized by.
この品質評価装置では、岩石材料の弾性係数と密度との相関関係(密度相関関係)が演算装置の密度相関関係記憶手段に記憶されている。そして、演算装置の弾性係数算出手段は、ハンマーで岩石を打撃したときの加速度データに基づき、当該岩石の弾性係数を算出する。更に、密度推定手段が、弾性係数と上記密度相関関係とに基づいて密度推定値を求め、使用可否判定手段が、密度推定値を密度基準値と比較することにより、岩石の使用可否の判定を行うことができる。よって、この品質評価装置によれば、ハンマーで岩石を打撃するといった簡易な作業によって、岩石の採取現場において当該岩石の使用可否をその場で判定することが可能になる。 In this quality evaluation apparatus, the correlation (density correlation) between the elastic modulus and density of the rock material is stored in the density correlation storage means of the arithmetic unit. Then, the elastic coefficient calculating means of the arithmetic unit calculates the elastic coefficient of the rock based on the acceleration data when the rock is hit with a hammer. Further, the density estimating means obtains a density estimated value based on the elastic coefficient and the density correlation, and the usability judging means compares the density estimated value with the density reference value, thereby judging whether or not the rock can be used. It can be carried out. Therefore, according to this quality evaluation apparatus, it is possible to determine on the spot whether or not the rock can be used at a rock collection site by a simple operation of hitting the rock with a hammer.
本発明の岩石の品質評価方法及び品質評価装置によれば、採取現場で簡易に岩石の品質評価を行うことができる。 According to the rock quality evaluation method and the quality evaluation apparatus of the present invention, the rock quality can be easily evaluated at the sampling site.
以下、本発明に係る岩石の品質評価方法及び品質評価装置の好適な実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a rock quality evaluation method and a quality evaluation apparatus according to the present invention will be described in detail.
(第1実施形態)
図1に、本実施形態の品質評価装置を示す。品質評価装置1は、自然由来の岩石Rの品質評価を行うための装置である。自然由来の岩石とは、原石山の岩盤から発破等で産出される岩石などが含まれる。この種の岩石は、例えばロックフィルダムのロック材やコンクリート用骨材として使用されるため、品質評価装置1によって所定の品質を満足するか否かが評価され使用可能であるか否かが判定される。
(First embodiment)
FIG. 1 shows a quality evaluation apparatus according to this embodiment. The
図に示すとおり、品質評価装置1は、金属製のハンマー11と、チャージアンプ13と、チャージアンプ13用の直流電源装置15と、ターミナルパネル19と、AD変換器21と、コンピュータ(演算装置)23と、デジタルカメラ25と、GPS装置27と、を備えている。
As shown in the figure, the
ハンマー11は、ユーザが把持するための棒状の把手部11cと、把手部11cの先端に取り付けられた球体形状の打撃部11aと、打撃部11aの上方に取り付けられた一軸の加速度センサー11bと、を有している。ハンマー11は、品質評価対象である岩石Rを打撃するためのものである。品質評価装置1のユーザは、把手部11cを把持して打撃部11aを岩石Rに衝突させる。打撃部11aの表面のうち下部は、実際に岩石に衝突する球面形状の打撃面11dを構成する。
The hammer 11 includes a rod-shaped
ハンマー11の質量は、岩石の採取現場(原石山)における持ち運びや取り扱いを容易にする観点から、3kg未満であることが好ましい。打撃部11aの直径は例えば5cm程度である。なお、後述する打球探査法を実行するためには、打撃部11a全体を球形とすることは必須ではなく、少なくとも打撃面11dが球面形状をなすようにすればよい。
The mass of the hammer 11 is preferably less than 3 kg from the viewpoint of facilitating carrying and handling at the rock collection site (raw stone mountain). The diameter of the hitting
加速度センサー11bは、打撃面11dと岩石Rとの衝突方向における加速度を計測する。ユーザがハンマー11で岩石Rを打撃したとき、加速度センサー11bは、打撃面11dと岩石との衝突により発生する衝撃波形を加速度波形として検知する。そして、検知された加速度波形は、加速度信号として、チャージアンプ13、ターミナルパネル19、及びAD変換器21を介して、コンピュータ23に送信される。チャージアンプ13は、加速度センサー11bからの加速度信号を増幅し、ターミナルパネル19は、増幅された信号に含まれるノイズ成分を除去し、AD変換器21は、ノイズ除去後の信号をAD変換する機能を有する。
The
コンピュータ23としては、所定の品質評価プログラムを格納した市販のパーソナルコンピュータを用いることができる。コンピュータ23は、上記品質評価プログラムを実行することにより、加速度センサー11bから得られる加速度信号に基づく演算を行い、岩石の評価結果を出力する。コンピュータ23としては、岩石の採取現場における持ち運びや取り扱いを容易にする観点から小型・軽量であることが好ましいので、ラップトップ型コンピュータを採用することが好ましい。
As the
デジタルカメラ25としては、市販のデジタルカメラを用いることができる。ユーザがデジタルカメラ25で岩石Rの外観写真を撮像することにより、岩石Rの外観写真データと品質評価結果とを関連付けてコンピュータ23に記録することができる。GPS装置27としては、市販のGPS装置を用いることができる。GPS装置27は、GPS衛星から受信した電波に基づいて品質評価装置1の現在位置を算出し、現在位置情報をコンピュータ23に送信する。岩石Rの採取位置で岩石Rの品質評価作業を行うことにより、岩石Rの採取位置と品質評価結果とを関連付けてコンピュータ23に記録することができ、採取位置ごとに岩石の品質評価結果を管理することができる。
A commercially available digital camera can be used as the
図2に示すように、コンピュータ23は、情報記憶部30aと演算部40aと情報蓄積部50と、ディスプレイ60とを有している。情報記憶部30aには、吸水率相関関係31aと、吸水率基準値33aとが格納されている。吸水率相関関係31aは、岩石の弾性係数と吸水率との相関関係を示す情報であり、例えば、図3のような曲線のグラフで表される。後述の吸水率相関関係準備工程によって吸水率相関関係31aが取得され、予め情報記憶部30aに保存される。岩石の弾性係数と吸水率との相関関係は、図3のような曲線で表される。
As shown in FIG. 2, the
吸水率基準値33aは、岩石Rが所望の用途に使用可能であるための吸水率の上限値を示す情報である。例えば、岩石Rをロックフィルダムのロック材として使用する場合には、岩石Rの吸水率が3.0%以下であることが要求されるので、「吸水率基準値=3.0%」との情報が情報記憶部30aに格納される。この吸水率基準値33aは、例えば、特記仕様書や施工計画書に基づいて設定され、ユーザによるコンピュータ23のキー操作等により事前に入力される。情報記憶部30a及び情報蓄積部50は、例えば、コンピュータ23に内蔵された記憶装置の記憶領域である。
The water
演算部40aは、弾性係数算出部41と、吸水率推定部43aと、使用可否判定部45aと、を備えている。弾性係数算出部41、吸水率推定部43a、及び使用可否判定部45aは、コンピュータ23のCPU、RAM等のハードウェア上に所定の品質評価プログラムを読み込ませることにより、CPUの制御のもとで通信モジュール、入力装置、出力装置等を動作させるとともに、RAMや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことでソフトウエア的に実現される構成要素である。
The calculation unit 40a includes an elastic
弾性係数算出部41は、加速度センサー11bから得られる加速度信号に基づき、Hertzの弾性接触論を用いて、岩石Rの弾性係数を算出する。Hertzの弾性接触論によれば、球体を弾性体表面に衝突させたときの球体と弾性体平面との接触時間は、次式(1)で表される。
但し、
E1:球体の弾性係数
μ1:球体のポアソン比
R :球体の半径
M :球体の質量
E2:弾性体の弾性係数
μ2:弾性体のポアソン比
V0:衝突速度
である。
However,
E 1 : Elastic coefficient of the sphere μ 1 : Poisson's ratio of the sphere R: Radius of the sphere M: Mass of the sphere E 2 : Elastic coefficient of the elastic body μ 2 : Poisson's ratio of the elastic body V 0 : Collision speed.
特許文献1では、以上のようなHertzの弾性接触論を、コンクリート構造物の剛性の測定に利用することが開示されている。本実施形態では、岩石Rの弾性係数を測定する場合にHertzの弾性接触論を適用する。すなわち、本実施形態では、上記のHertzの弾性接触論において、上記球体にハンマー11の打撃部11aを当てはめ、上記弾性体に岩石Rを当てはめる。この場合、式(1)において、E1,μ1,R,Mは既知である。また、岩石Rのポアソン比μ2としては、一般的な岩石のポアソン比として0.2の値を用いればよい。更に、Tc及びV0は、加速度信号で表される衝撃波形から算出することができる。従って、加速度信号が得られれば、式(1)に基づいて、未知量である岩石Rの弾性係数E2を算出することができる。
吸水率推定部43aは、弾性係数算出部41で得られた岩石Rの弾性係数E2に基づいて、岩石Rの吸水率を推定する。即ち、吸水率推定部43aは、情報記憶部30aに格納された吸水率相関関係31a(図3)を読み出し、上記弾性係数E2の値に対応する吸水率の値を、岩石Rの吸水率推定値として求める。
Water
使用可否判定部45aは、吸水率推定部43aで得られた吸水率推定値と、情報記憶部30aから読み出した吸水率基準値33aとの大小比較を行う。そして、吸水率推定値が吸水率基準値33a以下である場合には、岩石Rが所定の用途に(例えば、ロックフィルダムのロック材としての用途に)使用可能であると判定する。一方、吸水率推定値が吸水率基準値33aよりも大きい場合には、岩石Rが所定の用途に使用不可能であると判定する。その後、使用可否判定部45aは、判定結果(岩石Rの使用の可否)を、例えば、吸水率推定値と一緒に、コンピュータ23のディスプレイ60に表示する。更に、使用可否判定部45aは、岩石Rの使用の可否と、吸水率推定値と、GPS装置27から得られる現在位置情報と、デジタルカメラ25から得られる岩石Rの外観写真データと、を関連付けて情報蓄積部50に蓄積する。
The
更に、使用可否判定部45aは、情報蓄積部50に蓄積されている前回の評価に係る岩石の吸水率推定値と、今回の評価に係る岩石Rの吸水率推定値とを比較することで、岩石の品質変動の有無を判定してもよい。
Furthermore, the
続いて、上述の品質評価装置1を用いて行う岩石の品質評価方法について、図4を参照し説明する。
Next, a rock quality evaluation method performed using the above-described
〔吸水率相関関係準備工程〕
岩石の弾性係数と吸水率との相関関係を示す吸水率相関関係を、コンピュータ23の情報記憶部30aに保存する(S101)。吸水率相関関係は、各種の現場(各種の岩種)において、岩石の弾性係数計測と吸水率測定とを行い、弾性係数と吸水率との相関関係を求め、これらの既往データを総合して求めた相関関係である。
[Water absorption rate correlation preparation process]
A water absorption correlation indicating a correlation between the elastic coefficient of the rock and the water absorption is stored in the information storage unit 30a of the computer 23 (S101). The water absorption correlation is based on the measurement of the elastic modulus and water absorption of rocks at various sites (various rock types), and the correlation between the elastic coefficient and the water absorption is obtained. The obtained correlation.
吸水率相関関係は以下のような手順で求められる。まず、現場において岩石サンプル(岩石材料)を採取する。この場合、粒径が15cm以上のものを岩石サンプルとして選定する。「粒径が15cm以上」とは、岩石が、大きさ15cmの篩目をもつ篩を通過しないことを意味する。以下の説明においても、「粒径」との語を用いるときは同様の定義とする。続いて、後述する打球探査法により、採取した岩石サンプルを打撃し弾性係数を算出する。その一方で、採取した岩石の吸水率を、JIS A 1100の試験により測定する。そして、算出された上記弾性係数と測定された上記吸水率との関係をプロットする。以上を多数の岩石サンプルについて行うことにより、岩石の弾性係数と吸水率との相関関係が求められる。 The water absorption correlation is obtained by the following procedure. First, a rock sample (rock material) is collected on site. In this case, a rock sample having a particle size of 15 cm or more is selected. “The particle size is 15 cm or more” means that the rock does not pass through a sieve having a mesh size of 15 cm. In the following description, the same definition is used when the term “particle size” is used. Subsequently, the elastic coefficient is calculated by hitting the collected rock sample by the hitting ball exploration method described later. On the other hand, the water absorption rate of the collected rock is measured by the test of JIS A 1100. Then, the relationship between the calculated elastic modulus and the measured water absorption is plotted. By performing the above for a large number of rock samples, the correlation between the elastic modulus of the rock and the water absorption is obtained.
なお、実際に岩石を採取しようとする岩石の採取現場で岩石サンプルを採取し、その岩石サンプルに基づいて吸水率相関関係を求め、コンピュータ23の情報記憶部30aに保存してもよい。この場合、岩石を採取しようとする採取現場に特有の吸水率相関関係を取得することができる。なお、吸水率相関関係準備工程は、採取現場で行う必要はなく、岩石サンプルを室内に持ち込んで行ってもよい。
Note that a rock sample may be collected at a rock collection site where the rock is actually to be collected, a water absorption correlation may be obtained based on the rock sample, and stored in the information storage unit 30a of the
〔打球探査工程〕
まず、岩石の採取現場において品質評価対象の岩石Rを選定し採取する(S103)。この場合、粒径が15cm以上のものを岩石Rとして選定する。次に、打球探査法によって岩石Rの弾性係数を算出する。具体的には、ユーザは、選定した岩石Rをハンマー11の打撃面11dで打撃する。打撃時にハンマー11に発生する加速度が加速度センサー11bで検知され、加速度信号がコンピュータ23に入力され、演算部41aの弾性係数算出部41に入力される。そして、弾性係数算出部41が、加速度信号に基づいて、前述の式(1)より、岩石Rの弾性係数を算出する(S105)。
[Hitball exploration process]
First, the rock R subject to quality evaluation is selected and collected at the rock collection site (S103). In this case, a rock R having a particle diameter of 15 cm or more is selected. Next, the elastic modulus of the rock R is calculated by the ball hitting method. Specifically, the user strikes the selected rock R with the
〔吸水率推定工程〕
続いて、吸水率推定部43aは、上記打球探査工程による弾性係数算出値と、吸水率相関関係31aと、に基づいて、岩石Rの吸水率を推定する。具体的には、吸水率推定部43aは、情報記憶部30aから吸水率相関関係31aを読み出し、上記弾性係数算出値に対応する吸水率の値を、岩石Rの吸水率推定値として求める(S107)。
[Water absorption rate estimation process]
Subsequently, the water absorption
〔使用可否判定工程〕
続いて、使用可否判定部45aは、上記吸水率推定値と吸水率基準値33aとを比較して岩石の使用可否を判定する。具体的には、使用可否判定部45aは、情報記憶部30aから吸水率基準値33aを読み出し、吸水率推定値と吸水率基準値とを大小比較する(S109)。吸水率推定値が吸水率基準値以下の場合には、岩石Rは使用可能と判定し(S111)、吸水率推定値が吸水率基準値よりも大きい場合には、岩石Rは使用不可能と判定する(S113)。その後、使用可否判定部45aは、判定結果(岩石Rの使用の可否)を、例えば、吸水率推定値と一緒に、コンピュータ23のディスプレイ60に表示する。
[Usability determination process]
Subsequently, the
〔外観写真取得工程〕
続いて、ユーザは、デジタルカメラ25を用いて岩石Rの外観写真を撮影する。得られた外観写真データは、デジタルカメラ25からコンピュータ23に送信される(S121)。なお、外観写真取得工程は、打球探査工程の前に行ってもよい。
[Appearance photo acquisition process]
Subsequently, the user takes an appearance photograph of the rock R using the
〔現在地取得工程〕
続いて、GPS装置27は、GPS衛星から受信した電波に基づいて品質評価装置1の現在位置を算出し、現在位置情報をコンピュータ23に送信する(S123)。なお、現在地取得工程は、打球探査工程の前に行ってもよい。
[Current location acquisition process]
Subsequently, the
〔データ記録工程〕
続いて、使用可否判定部45aは、岩石Rの使用の可否と、吸水率推定値と、GPS装置27から得られる現在位置情報と、デジタルカメラ25から得られる岩石Rの外観写真データと、を関連付けて情報蓄積部50に蓄積する(S125)。その後、岩石の品質評価を継続する場合には(S127でYes)、S103の処理に戻り、それ以外の場合には(S127でNo)、処理を終了する。
[Data recording process]
Subsequently, the
以上の品質評価方法及び品質評価装置によれば、ハンマー11で岩石Rを打撃するといった簡易な作業によって、岩石Rの品質評価が可能である。従って、1回の品質評価が、例えば30秒程度と短時間で可能であり、岩石Rの採取現場において当該岩石Rの使用可否をその場で判定するといった運用が可能になる。よって、採取される岩石の品質を頻繁に確認するといった運用も可能になる。また、多くのデータを収集して統計的処理を行うことが可能になり、評価の精度を高めることができる。また、ユーザの熟練度が評価の精度に与える影響も小さい。また、ハンマー11の質量を3kg未満としているので、ハンマー11の持ち運びや取り扱いが容易であり、採取現場で容易に測定を行うことができる。以上の結果、迅速な岩石の評価が可能になり、原石山の開発を効率的に行うことができる。 According to the quality evaluation method and the quality evaluation apparatus described above, the quality evaluation of the rock R can be performed by a simple operation of hitting the rock R with the hammer 11. Therefore, one quality evaluation can be performed in a short time of about 30 seconds, for example, and it becomes possible to determine whether or not the rock R can be used on the spot at the site where the rock R is collected. Therefore, it is possible to frequently check the quality of the collected rock. In addition, it is possible to collect a lot of data and perform statistical processing, thereby improving the accuracy of evaluation. In addition, the influence of the skill level of the user on the accuracy of evaluation is small. In addition, since the mass of the hammer 11 is less than 3 kg, the hammer 11 can be easily carried and handled, and measurement can be easily performed at the sampling site. As a result of the above, it is possible to evaluate rocks quickly, and the development of Mt.
また、打球探査工程においては、岩石Rの粒径が15cm以上とされている。仮に岩石Rが粒径15cm未満の小さい岩石であれば、ハンマー打撃時の衝撃で岩石全体が振動し正確な加速度信号が得られないが、岩石Rの粒径を15cm以上とすることで、打撃に起因する岩石全体の振動を抑えることができ、岩石の弾性係数を正確に反映した良好な加速度データを取得することができる。岩石Rの粒径は、30cm以上であることが更に好ましい。 Moreover, in the hit ball exploration process, the particle size of the rock R is set to 15 cm or more. If the rock R is a small rock with a particle size of less than 15 cm, the entire rock vibrates due to the impact of hammering and an accurate acceleration signal cannot be obtained, but the rock R has a particle size of 15 cm or more. Therefore, it is possible to suppress the vibration of the entire rock due to the rocks and to obtain good acceleration data that accurately reflects the elastic coefficient of the rock. The particle diameter of the rock R is more preferably 30 cm or more.
現場で比較的簡便に岩石の変形特性を測定するための他の手法として、いわゆるロックシュミットハンマー法(JGS 3411:地盤工学会基準)の適用も考えられる。本発明者らは、本実施形態における打球探査工程で岩石の弾性係数を求める手法と、ロックシュミットハンマー法とを比較する試験を行った。なお、ロックシュミットハンマー法は公知の手法であるので、詳細な説明を省略する。 As another method for measuring the deformation characteristics of rocks relatively easily at the site, the so-called Rock Schmidt Hammer method (JGS 3411: Geotechnical Society standard) can be applied. The inventors of the present invention conducted a test comparing the method of obtaining the elastic modulus of rock in the hitting ball exploration process in this embodiment with the Rockschmitt hammer method. Since the Rockschmitt hammer method is a known method, detailed description thereof is omitted.
ほぼ同じ材質でサイズが異なる3種類の岩石を供試体として準備した。サイズ「大」の供試体は、粒径30cm以上のものであり、サイズ「中」の供試体は、粒径15cm以上30cm未満のものであり、サイズ「小」の供試体は、粒径10cm以上15cm未満のものである。3種類の供試体それぞれについて、静弾性係数をロックシュミットハンマー法で測定し、弾性係数を本実施形態における打球探査法で測定した。打球探査法におけるハンマー11の打撃部11aの直径は5cmとした。測定結果は、標本数、標準偏差及び変動係数と一緒に表1に示した。また、測定値の平均値については、図5のグラフとしても示している。
図5から判るように、ロックシュミットハンマー法では、供試体のサイズによって測定値が変動しやすい。すなわち、同じ材質の3種の供試体は、本来であれば変形特性はすべて等しいと考えられるが、ロックシュミットハンマー法によれば、供試体のサイズが大きいほど、静弾性係数の測定値が大きくなる傾向にあった。これに対して、本実施形態における打球探査法によれば、サイズ「大」の供試体とサイズ「中」の供試体とでは、ほぼ同じ弾性係数の測定値が得られている。よって、本実施形態における打球探査法は、弾性係数の測定値が岩石寸法の影響を受けにくい点において、ロックシュミットハンマー法よりも優れていることが判った。 As can be seen from FIG. 5, in the Rockschmitt hammer method, the measured value is likely to vary depending on the size of the specimen. In other words, the three specimens of the same material are supposed to have the same deformation characteristics, but according to the Rockschmitt hammer method, the measured value of the static elastic modulus increases as the size of the specimen increases. Tended to be. On the other hand, according to the hit ball exploration method in the present embodiment, the measurement values of substantially the same elastic modulus are obtained for the specimen having the size “large” and the specimen having the size “medium”. Therefore, it has been found that the hitting ball exploration method in this embodiment is superior to the Rockschmitt hammer method in that the measurement value of the elastic modulus is not easily affected by the rock size.
また、ロックシュミットハンマー法は、そもそも岩盤を対象とした調査・試験法であり、本実施形態の打球探査法が対象とするような発破等で生じる岩石を対象としたものではない。よって、発破等で生じる岩石にロックシュミットハンマー法を使用したとしても、基準で定められた使用方法ではないため評価結果の信頼性が低いと考えられる。また、ロックシュミットハンマー法では、15〜50cm四方の大きさを有する岩盤表面を測定面とする旨規定されているが、発破等で発生する岩石には上記のような測定面は実際にはほとんど存在しない。また、ロックシュミットハンマー法では、測定点の凹凸を1mm以内としており、これが満足されない場合にはグラインダーや砥石等で測定点を平滑化する旨規定されている。しかしながら、発破等で生じる岩石においては、凹凸1mm以内のものはほとんど存在せず、測定点の平滑化作業に時間を要するので、実際には迅速な岩石評価は難しい。 The Rockschmitt hammer method is originally an investigation / test method for rocks, and is not intended for rocks generated by blasting and the like that are targeted by the hit ball exploration method of this embodiment. Therefore, even if the Rock Schmidt Hammer method is used for rocks generated by blasting, etc., it is considered that the reliability of the evaluation result is low because it is not a usage method defined by the standard. In addition, the Rockschmitt hammer method stipulates that the rock surface having a size of 15 to 50 cm square is used as the measurement surface. not exist. Further, in the Rockschmitt hammer method, the unevenness of the measurement point is set to 1 mm or less, and when this is not satisfied, it is specified that the measurement point is smoothed with a grinder or a grindstone. However, in rocks generated by blasting and the like, there are hardly any irregularities within 1 mm, and it takes time to smooth the measurement points, so in practice it is difficult to evaluate rocks quickly.
また、ロックシュミットハンマー法では、打撃部であるプランジャーを測定面に対し垂直に保つことが規定されている。しかしながら、岩石採取現場では、足場が必ずしも水平ではないので、プランジャーを垂直に保つことは困難である。なお、試験基準JGS 3411(表-3.4.1)には、打撃方向によるハンマー反発度の補正方法が掲載されているが、これはあくまでハンマー打撃方向が下向き(-90度)、水平方向(0度)、上向き(+90度)というような場合の補正方法であり、プランジャーは測定面に対して垂直であることが前提となっている。以上の理由により、発破等で生じる岩石に対してロックシュミットハンマー法を適用することは困難である。 Further, the Rockschmitt hammer method stipulates that the plunger that is the striking portion is kept perpendicular to the measurement surface. However, at the rock collection site, it is difficult to keep the plunger vertical because the scaffold is not necessarily horizontal. The test standard JGS 3411 (Table-3.4.1) describes how to correct the hammer rebound according to the striking direction. This means that the hammer striking direction is downward (-90 degrees) and the horizontal direction (0 This is a correction method in the case of (degree) or upward (+90 degrees), and it is assumed that the plunger is perpendicular to the measurement surface. For the above reasons, it is difficult to apply the Rockschmitt hammer method to rocks generated by blasting.
また、打球探査法では、サイズ「小」の供試体の弾性係数は測定不可能であった。よって、本実施形態の品質評価方法が対象とする岩石Rの粒径は15cm以上であることが必要であり、30cm以上であることが更に好ましいことが確認された。 In addition, in the hit ball exploration method, it was impossible to measure the elastic modulus of the test piece of “small” size. Therefore, it was confirmed that the particle size of the rock R targeted by the quality evaluation method of the present embodiment needs to be 15 cm or more, and more preferably 30 cm or more.
なお、外観写真取得工程は省略してもよく、品質評価装置1のデジタルカメラ25を省略してもよい。また、現在地取得工程は省略してもよく、品質評価装置1のGPS装置27を省略してもよい。
Note that the appearance photograph acquisition step may be omitted, and the
続いて、上述の品質評価方法の使用の一例として、原石山からロックフィルダムのロック材となる岩石を採取する採取工事について図6を参照し説明する。 Subsequently, as an example of the use of the above-described quality evaluation method, a sampling work for sampling a rock that will be a rock material of a rockfill dam from a raw stone mountain will be described with reference to FIG.
まず、原石山から発破等で採取した岩石サンプルについて、室内又は採取現場で、前述の吸水率相関関係準備工程を実行する(S151)。続いて、原石山から粒径15cm以上の代表的な岩石を品質評価用の岩石として選定し(S153)、上述の品質評価方法を用いて、ロック材としての岩石の使用可否を判定する(S155)。同じ採取位置から採取する岩石は5個以上とし、かつ同一の岩石を対象とした評価を5回以上実施することが好ましい。ここで、使用不可能と判定された場合には、岩石を廃棄し(S157)、岩石の採取位置を変更して(S159)、S153の処理に戻る。 First, the above-mentioned water absorption rate correlation preparation step is executed indoors or at the collection site for a rock sample collected from a mine ore by blasting or the like (S151). Subsequently, representative rocks having a particle size of 15 cm or more are selected as rocks for quality evaluation from the raw stone mountain (S153), and the use of the rocks as the rock material is determined using the above-described quality evaluation method (S155). ). It is preferable that five or more rocks are collected from the same sampling position and that the evaluation for the same rock is performed five or more times. If it is determined that the rock cannot be used, the rock is discarded (S157), the rock collecting position is changed (S159), and the process returns to S153.
S155において岩石が使用可能と判定された場合には、当該採取位置において岩石の採取工事を実行する(S161)。計画数量の岩石を採取するまで、採取工事を継続する(S163)。採取工事の継続中においては、仕様書や施工計画書に基づく所定の品質確認数量に達したところで(S167)、S153の処理に戻り岩石の品質評価を行う。また、採取工事の継続中において、採取している岩石の岩種又は地層が変化した場合や、岩石に変化が見られた場合にも(S169)、S153の処理に戻り岩石の品質評価を行う。以上を繰り返し、計画数量の岩石を採取したところで(S163でYes)、採取工事を終了する(S165)。 If it is determined in S155 that the rock can be used, the rock sampling work is executed at the sampling position (S161). The collection work is continued until the planned quantity of rock is collected (S163). During the continuation of the sampling work, when the predetermined quality confirmation quantity based on the specification or construction plan is reached (S167), the process returns to S153 and the rock quality is evaluated. In addition, when the rock type or formation of the collected rock is changed or the rock is changed (S169), the rock quality is evaluated again by returning to the process of S153. . The above is repeated, and when the planned number of rocks are collected (Yes in S163), the collection work is finished (S165).
(第2実施形態)
続いて、本発明に係る岩石の品質評価方法及び品質評価装置の第2実施形態について図7〜図9を参照しながら説明する。本実施形態の評価装置の機器構成は第1実施形態の機器構成(図1)と同じである。本実施形態においては、コンピュータ23における処理が第1実施形態とは異なり、それに伴って、コンピュータ23の情報記憶部30bに格納される情報と、演算部40bの構成とが、第1実施形態とは異なる。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一又は同等の構成要素や処理については図面に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
(Second Embodiment)
Next, a rock quality evaluation method and quality evaluation apparatus according to a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. The equipment configuration of the evaluation apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). In the present embodiment, the processing in the
図7に示すように、情報記憶部30bには、密度相関関係31bと、密度基準値33bとが格納されている。密度相関関係31bは、岩石の弾性係数と絶乾密度(以下、単に「密度」という)との相関関係を示す情報であり、例えば、図8のような曲線のグラフで表される。後述の密度相関関係準備工程によって密度相関関係31bが取得され、予め情報記憶部30bに保存される。岩石の弾性係数と密度との相関関係は、図8のような曲線で表される。
As shown in FIG. 7, the information storage unit 30b stores a
密度基準値33bは、岩石Rが所望の用途に使用可能であるための密度の下限値を示す情報である。例えば、岩石Rをロックフィルダムのロック材として使用する場合には、岩石Rの密度が2.3t/m3以上であることが要求されるので、「密度基準値=2.3t/m3」との情報が情報記憶部30bに格納される。この密度基準値33bは、例えば、仕様書や施工計画書に基づいて設定され、ユーザによるコンピュータ23のキー操作等により事前に入力される。情報記憶部30b及び情報蓄積部50は、例えば、コンピュータ23に内蔵された記憶装置の記憶領域である。
The
演算部40bは、弾性係数算出部41と、密度推定部43bと、使用可否判定部45bと、を備えている。弾性係数算出部41、密度推定部43b、及び使用可否判定部45bは、コンピュータ23のCPU、RAM等のハードウェア上に所定の品質評価プログラムを読み込ませることにより、CPUの制御のもとで通信モジュール、入力装置、出力装置等を動作させるとともに、RAMや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことでソフトウエア的に実現される構成要素である。
The
弾性係数算出部41の機能は第1実施形態で説明した通りである。
The function of the elastic
密度推定部43bは、弾性係数算出部41で得られた岩石Rの弾性係数E2に基づいて、岩石Rの密度を推定する。即ち、密度推定部43bは、情報記憶部30bに格納された密度相関関係31b(図8)を読み出し、上記弾性係数E2の値に対応する密度の値を、岩石Rの密度推定値として求める。
使用可否判定部45bは、密度推定部43bで得られた密度推定値と、情報記憶部30bから読み出した密度基準値33bとの大小比較を行う。そして、密度推定値が密度基準値33b以上である場合には、岩石Rが所定の用途に(例えば、ロックフィルダムのロック材としての用途に)使用可能であると判定する。一方、密度推定値が密度基準値33bよりも小さい場合には、岩石Rが所定の用途に使用不可能であると判定する。その後、使用可否判定部45bは、判定結果(岩石Rの使用の可否)を、例えば、密度推定値と一緒に、コンピュータ23のディスプレイ60に表示する。更に、使用可否判定部45bは、岩石Rの使用の可否と、密度推定値と、GPS装置27から得られる現在位置情報と、デジタルカメラ25から得られる岩石Rの外観写真データと、を関連付けて情報蓄積部50に蓄積する。
The
更に、使用可否判定部45bは、情報蓄積部50に蓄積されている前回の評価に係る岩石の密度推定値と、今回の評価に係る岩石Rの密度推定値とを比較することで、岩石の品質変動の有無を判定してもよい。
Furthermore, the
続いて、上述の評価装置を用いて行う本実施形態の品質評価方法について、図9を参照し説明する。 Next, the quality evaluation method of the present embodiment performed using the above-described evaluation apparatus will be described with reference to FIG.
〔密度相関関係準備工程〕
岩石の弾性係数と密度との相関関係を示す密度相関関係を、コンピュータ23の情報記憶部30bに保存する(S201)。密度相関関係は、各種の現場(各種の岩種)において、岩石の弾性係数計測と密度測定とを行い、弾性係数と密度との相関関係を求め、これらの既往データを総合して求めた相関関係である。
[Density correlation preparation process]
A density correlation indicating a correlation between the elastic modulus and density of the rock is stored in the information storage unit 30b of the computer 23 (S201). The density correlation is the correlation obtained by measuring the elastic modulus of the rock and measuring the density at various sites (various rock types) to obtain the correlation between the elastic modulus and the density, and combining these past data. It is a relationship.
密度相関関係は以下のような手順で求められる。まず、岩石の採取現場において岩石サンプル(岩石材料)を採取する。この場合、粒径が15cm以上のものを岩石サンプルとして選定する。続いて、後述する打球探査法により、採取した岩石サンプルを打撃し弾性係数を算出する。その一方で、採取した岩石の密度を、JIS A 1100の試験により測定する。そして、算出された上記弾性係数と測定された上記密度との関係をプロットする。以上を多数の岩石サンプルについて行うことにより、当該採取現場における岩石の弾性係数と密度との相関関係が求められる。 The density correlation is obtained by the following procedure. First, a rock sample (rock material) is collected at a rock collection site. In this case, a rock sample having a particle size of 15 cm or more is selected. Subsequently, the elastic coefficient is calculated by hitting the collected rock sample by the hitting ball exploration method described later. On the other hand, the density of the collected rock is measured by the test of JIS A 1100. Then, the relationship between the calculated elastic modulus and the measured density is plotted. By performing the above for a large number of rock samples, the correlation between the elastic modulus and density of the rock at the sampling site is obtained.
なお、実際に岩石を採取しようとする岩石の採取現場で岩石サンプルを採取し、その岩石サンプルに基づいて密度相関関係を求め、コンピュータ23の情報記憶部30bに保存してもよい。この場合、岩石を採取しようとする採取現場に特有の密度相関関係を取得することができる。なお、密度相関関係準備工程は、採取現場で行う必要はなく、岩石サンプルを室内に持ち込んで行ってもよい。
Note that a rock sample may be collected at a rock collection site where the rock is actually to be collected, a density correlation may be obtained based on the rock sample, and stored in the information storage unit 30b of the
〔打球探査工程〕
続いて、打球探査工程を行う(S103,S105)。打球探査工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Hitball exploration process]
Subsequently, a hit ball exploration process is performed (S103, S105). Details of the hit ball exploration process are as described in the first embodiment.
〔密度推定工程〕
続いて、密度推定部43bは、上記打球探査工程で得られる弾性係数算出値と、密度相関関係31bと、に基づいて、岩石Rの密度を推定する。具体的には、密度推定部43bは、情報記憶部30bから密度相関関係31bを読み出し、上記弾性係数算出値に対応する密度の値を、岩石Rの密度推定値として求める(S207)。
[Density estimation process]
Subsequently, the
〔使用可否判定工程〕
続いて、使用可否判定部45bは、上記密度推定値と密度基準値33bとを比較して岩石の使用可否を判定する。具体的には、使用可否判定部45bは、情報記憶部30bから密度基準値33bを読み出し、密度推定値と密度基準値とを大小比較する(S209)。密度推定値が密度基準値以上の場合には、岩石Rは使用可能と判定し(S111)、密度推定値が密度基準値よりも小さい場合には、岩石Rは使用不可能と判定する(S113)。その後、使用可否判定部45bは、判定結果(岩石Rの使用の可否)を、例えば、密度推定値と一緒に、コンピュータ23のディスプレイ60に表示する。
[Usability determination process]
Subsequently, the
〔外観写真取得工程〕
続いて、外観写真取得工程を行う(S121)。外観写真取得工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Appearance photo acquisition process]
Then, an appearance photograph acquisition process is performed (S121). The details of the appearance photo acquisition process are as described in the first embodiment.
〔現在地取得工程〕
続いて、現在地取得工程を行う(S123)。現在地取得工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Current location acquisition process]
Subsequently, a current location acquisition process is performed (S123). The details of the current location acquisition process are as described in the first embodiment.
〔データ記録工程〕
続いて、使用可否判定部45bは、岩石Rの使用の可否と、密度推定値と、GPS装置27から得られる現在位置情報と、デジタルカメラ25から得られる岩石Rの外観写真データと、を関連付けて情報蓄積部50に蓄積する(S225)。その後、岩石の品質評価を継続する場合には(S127でYes)、S103の処理に戻り、それ以外の場合には(S127でNo)、処理を終了する。
[Data recording process]
Subsequently, the
以上の品質評価方法及び品質評価装置によれば、ハンマー11で岩石Rを打撃するといった簡易な作業によって、岩石Rの品質評価が可能である。よって、本実施形態の品質評価方法によっても、第1実施形態と同様の作用効果が得られる。 According to the quality evaluation method and the quality evaluation apparatus described above, the quality evaluation of the rock R can be performed by a simple operation of hitting the rock R with the hammer 11. Therefore, the effect similar to 1st Embodiment is acquired also by the quality evaluation method of this embodiment.
(第3実施形態)
続いて、本発明に係る岩石の品質評価方法の第3実施形態について図10及び図11を参照しながら説明する。本実施形態の評価装置の機器構成は第1実施形態の機器構成(図1)と同じである。本実施形態においては、コンピュータ23における処理が第1実施形態とは異なり、それに伴って、コンピュータ23の情報記憶部30cに格納される情報と、演算部40cの構成とが、第1実施形態とは異なる。なお、本実施形態において、第1又は第2実施形態と同一又は同等の構成要素や処理については図面に同一の符号を付して重複する説明を省略する。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment of the rock quality evaluation method according to the present invention will be described with reference to FIGS. The equipment configuration of the evaluation apparatus of this embodiment is the same as that of the first embodiment (FIG. 1). In the present embodiment, the processing in the
図10に示すように、情報記憶部30cには、吸水率相関関係31aと、吸水率基準値33aと、密度相関関係31bと、密度基準値33bとが格納されている。そして、演算部40aは、弾性係数算出部41と、吸水率推定部43aと、密度推定部43bと、使用可否判定部45bと、を備えている。
As shown in FIG. 10, the
続いて、上述の評価装置を用いて行う本実施形態の品質評価方法について、図11を参照し説明する。 Subsequently, the quality evaluation method of the present embodiment performed using the above-described evaluation apparatus will be described with reference to FIG.
〔吸水率相関関係準備工程〕
まず、吸水率相関関係準備工程を行う(S101)。吸水率相関関係準備工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Water absorption rate correlation preparation process]
First, a water absorption rate correlation preparation step is performed (S101). The details of the water absorption rate correlation preparation step are as described in the first embodiment.
〔密度相関関係準備工程〕
続いて、密度相関関係準備工程を行う(S201)。密度相関関係準備工程の詳細は、第2実施形態で説明した通りである。なお、吸水率相関関係準備工程と密度相関関係準備工程と実行順序は逆であってもよい。
[Density correlation preparation process]
Subsequently, a density correlation preparation step is performed (S201). Details of the density correlation preparation step are as described in the second embodiment. In addition, a water absorption rate correlation preparation process, a density correlation preparation process, and an execution order may be reverse.
〔打球探査工程〕
続いて、打球探査工程を行う(S103,S105)。打球探査工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Hitball exploration process]
Subsequently, a hit ball exploration process is performed (S103, S105). Details of the hit ball exploration process are as described in the first embodiment.
〔吸水率推定工程〕
続いて、吸水率推定工程を行う(S107)。吸水率推定工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りである。
[Water absorption rate estimation process]
Then, a water absorption rate estimation process is performed (S107). The details of the water absorption rate estimation step are as described in the first embodiment.
〔密度推定工程〕
続いて、密度推定工程を行う(S207)。密度推定工程の詳細は、第2実施形態で説明した通りである。なお、吸水率推定工程と密度推定工程と実行順序は逆であってもよい。
[Density estimation process]
Subsequently, a density estimation step is performed (S207). The details of the density estimation step are as described in the second embodiment. The water absorption rate estimation step, the density estimation step, and the execution order may be reversed.
〔使用可否判定工程〕
続いて、使用可否判定部45cは、上記吸水率推定値と吸水率基準値33aとの比較、及び上記密度推定値と密度基準値33bとを比較に基づいて、岩石の使用可否を判定する。具体的には、使用可否判定部45cは、情報記憶部30cから吸水率基準値33aを読み出し、吸水率推定値と吸水率基準値とを大小比較する。更に、使用可否判定部45cは、情報記憶部30cから密度基準値33bを読み出し、密度推定値と密度基準値とを大小比較する(S309)。ここで、「吸水率推定値が吸水率基準値以下かつ密度推定値が密度基準値以上」との条件が満足される場合には、岩石Rは使用可能と判定する(S111)。それ以外の場合には、岩石Rは使用不可能と判定する(S113)。その後、使用可否判定部45cは、判定結果(岩石Rの使用の可否)を、例えば、吸水率推定値、密度推定値と一緒に、コンピュータ23のディスプレイ60に表示する。
[Usability determination process]
Subsequently, the
〔外観写真取得工程〕
続いて、外観写真取得工程を行う(S121)。外観写真取得工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りであるので、重複する説明は省略する。
[Appearance photo acquisition process]
Then, an appearance photograph acquisition process is performed (S121). The details of the appearance photograph acquisition process are as described in the first embodiment, and thus a duplicate description is omitted.
〔現在地取得工程〕
続いて、現在地取得工程を行う(S123)。現在地取得工程の詳細は、第1実施形態で説明した通りであるので、重複する説明は省略する。
[Current location acquisition process]
Subsequently, a current location acquisition process is performed (S123). Since the details of the current location acquisition process are as described in the first embodiment, a duplicate description is omitted.
〔データ記録工程〕
続いて、使用可否判定部45bは、岩石Rの使用の可否と、吸水率推定値と、密度推定値と、GPS装置27から得られる現在位置情報と、デジタルカメラ25から得られる岩石Rの外観写真データと、を関連付けて情報蓄積部50に蓄積する(S325)。その後、岩石の品質評価を継続する場合には(S127でYes)、S103の処理に戻り、それ以外の場合には(S127でNo)、処理を終了する。
[Data recording process]
Subsequently, the
以上の品質評価方法及び品質評価装置によれば、ハンマー11で岩石Rを打撃するといった簡易な作業によって、岩石Rの品質評価が可能である。よって、本実施形態の品質評価方法によっても、第1及び第2実施形態と同様の作用効果が得られる。また、本実施形態の品質評価方法及び品質評価装置によれば、岩石の吸水率のみならず密度も基準とした使用可否判定を行うことができる。 According to the quality evaluation method and the quality evaluation apparatus described above, the quality evaluation of the rock R can be performed by a simple operation of hitting the rock R with the hammer 11. Therefore, the same effects as those of the first and second embodiments can be obtained by the quality evaluation method of the present embodiment. Moreover, according to the quality evaluation method and quality evaluation apparatus of the present embodiment, it is possible to determine whether or not the material can be used based on not only the water absorption rate of rock but also the density.
1…品質評価装置、11…ハンマー、11a…打撃部、11b…加速度センサー、11d…打撃面、23…コンピュータ(演算装置)、30a,30b,30c…情報記憶部(吸水率相関関係記憶手段、密度相関関係記憶手段)、31a…吸水率相関関係、31b…密度相関関係、33a…吸水率基準値、33b…密度基準値、40a,40b,40c…演算部、41…弾性係数算出部、43a…吸水率推定部、43b…密度推定部、45a,45b,45c…使用可否判定部、R…岩石。
DESCRIPTION OF
Claims (9)
所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の吸水率測定方法で得られた前記岩石材料の吸水率と、に基づいて求められる前記岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係を、吸水率相関関係として演算装置に記憶させる吸水率相関関係準備工程と、
加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーで岩石を打撃し、前記加速度センサーで得られる加速度データに基づいて前記演算装置に前記岩石の弾性係数を算出させる打球探査工程と、
前記打球探査工程で算出された前記弾性係数と、前記吸水率相関関係準備工程で記憶された前記吸水率相関関係と、に基づいて前記演算装置に前記岩石の吸水率を推定させる吸水率推定工程と、
前記吸水率推定工程で得られた吸水率推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された吸水率基準値との比較に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定する使用可否判定工程と、
を備えたことを特徴とする岩石の品質評価方法。 A method for evaluating the quality of natural rocks,
The elastic modulus and water absorption rate of the rock material determined based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the water absorption rate of the rock material obtained by the predetermined water absorption rate measurement method. The water absorption rate correlation preparation step for storing the correlation in the calculation device as the water absorption rate correlation,
Hitting a rock with a metal hammer having an acceleration sensor and a spherical hitting surface, and a hitting ball exploration step for causing the arithmetic unit to calculate an elastic coefficient of the rock based on acceleration data obtained by the acceleration sensor;
Water absorption rate estimation step of causing the arithmetic unit to estimate the water absorption rate of the rock based on the elastic coefficient calculated in the hit ball exploration step and the water absorption rate correlation stored in the water absorption rate correlation preparation step When,
Usability to determine whether or not the rock can be used for the application based on a comparison between the estimated water absorption value obtained in the water absorption estimation step and a water absorption reference value set in advance according to the use of the rock. A determination process;
A rock quality evaluation method characterized by comprising:
前記打球探査工程で算出された前記弾性係数と、前記密度相関関係準備工程で記憶された前記密度相関関係と、に基づいて前記演算装置に前記岩石の密度を推定させる密度推定工程と、を更に備え、
前記使用可否判定工程では、
前記密度推定工程で得られた密度推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較にも更に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定することを特徴とする請求項1に記載の岩石の品質評価方法。 Correlation between the elastic modulus and density of the rock material obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measurement method Is stored in a computing device as a density correlation, a density correlation preparation step,
A density estimation step for causing the arithmetic unit to estimate the density of the rock based on the elastic modulus calculated in the hit ball exploration step and the density correlation stored in the density correlation preparation step; Prepared,
In the availability determination step,
Based on the comparison between the density estimation value obtained in the density estimation step and a density reference value preset according to the use of the rock, it is determined whether or not the rock can be used for the use. The rock quality evaluation method according to claim 1.
所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた前記岩石材料の密度と、に基づいて求められる前記岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として演算装置に記憶させる密度相関関係準備工程と、
加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーで岩石を打撃し、前記加速度センサーで得られる加速度データに基づいて前記演算装置に前記岩石の弾性係数を算出させる打球探査工程と、
前記打球探査工程で算出された前記弾性係数と、前記密度相関関係準備工程で記憶された前記密度相関関係と、に基づいて前記演算装置に前記岩石の密度を推定させる密度推定工程と、
前記密度推定工程で得られた密度推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定する使用可否判定工程と、
を備えたことを特徴とする岩石の品質評価方法。 A method for evaluating the quality of natural rocks,
Correlation between the elastic modulus and density of the rock material obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measurement method Is stored in a computing device as a density correlation, a density correlation preparation step,
Hitting a rock with a metal hammer having an acceleration sensor and a spherical hitting surface, and a hitting ball exploration step for causing the arithmetic unit to calculate an elastic coefficient of the rock based on acceleration data obtained by the acceleration sensor;
A density estimation step for causing the arithmetic unit to estimate the density of the rock based on the elastic modulus calculated in the hitting ball exploration step and the density correlation stored in the density correlation preparation step;
A use determination step for determining whether or not the rock can be used for the use based on a comparison between the density estimation value obtained in the density estimation step and a density reference value set in advance according to the use of the rock; ,
A rock quality evaluation method characterized by comprising:
前記ハンマーで前記岩石材料を打撃し、前記加速度データに基づいて前記演算装置で前記岩石材料の弾性係数を算出させる方法であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の岩石の品質評価方法。 The predetermined elastic modulus measurement method in the correlation preparation step is:
4. The method according to claim 1, wherein the rock material is hit with the hammer and the arithmetic unit calculates an elastic coefficient of the rock material based on the acceleration data. 5. Rock quality evaluation method.
前記打撃面を含む球形状の打撃部を有することを特徴とする請求項1〜4の何れか1項に記載の岩石の品質評価方法。 The hammer in the hit ball exploration process is
The rock quality evaluation method according to any one of claims 1 to 4, further comprising a spherical hitting portion including the hitting surface.
前記岩石の粒径が15cm以上であり、前記ハンマーの質量が3kg未満であることを特徴とする請求項1〜5の何れか1項に記載の岩石の品質評価方法。 In the hit ball exploration process,
The rock quality evaluation method according to any one of claims 1 to 5, wherein a particle diameter of the rock is 15 cm or more, and a mass of the hammer is less than 3 kg.
加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーと、
前記ハンマーで岩石を打撃したときに前記加速度センサーで得られる加速度データを処理する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、
所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の吸水率測定方法で得られた前記岩石材料の吸水率と、に基づいて求められる前記岩石材料の弾性係数と吸水率との相関関係を、吸水率相関関係として記憶する吸水率相関関係記憶手段と、
前記加速度センサーで得られる前記加速度データに基づいて前記岩石の弾性係数を算出する弾性係数算出手段と、
前記弾性係数算出手段で算出された前記弾性係数と、前記吸水率相関関係記憶手段に記憶された前記吸水率相関関係と、に基づいて前記岩石の吸水率を推定する吸水率推定手段と、
前記吸水率推定手段で得られた吸水率推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された吸水率基準値との比較に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定する使用可否判定手段と、
を有することを特徴とする岩石の品質評価装置。 A quality evaluation device for natural rocks,
A metal hammer having an acceleration sensor and a spherical striking surface;
An arithmetic unit that processes acceleration data obtained by the acceleration sensor when the rock is hit with the hammer, and
The arithmetic unit is:
The elastic modulus and water absorption rate of the rock material determined based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the water absorption rate of the rock material obtained by the predetermined water absorption rate measurement method. A water absorption rate correlation storage means for storing the correlation of
An elastic coefficient calculating means for calculating an elastic coefficient of the rock based on the acceleration data obtained by the acceleration sensor;
Water absorption rate estimating means for estimating the water absorption rate of the rock based on the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculating unit and the water absorption rate correlation stored in the water absorption rate correlation storage unit;
Usability to determine whether or not the rock can be used for the application based on a comparison between the estimated water absorption value obtained by the water absorption estimation means and a water absorption standard value set in advance according to the use of the rock A determination means;
A rock quality evaluation apparatus characterized by comprising:
所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた前記岩石材料の密度と、に基づいて求められる前記岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として記憶する密度相関関係記憶手段と、
前記弾性係数算出手段で算出された前記弾性係数と、前記密度相関関係記憶手段に記憶された前記密度相関関係と、に基づいて前記岩石の密度を推定する密度推定手段と、
を更に有し、
前記使用可否判定手段は、
前記密度推定手段で得られた密度推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較にも更に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定することを特徴とする請求項7に記載の品質評価装置。 The arithmetic unit is:
Correlation between the elastic modulus and density of the rock material obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measurement method Density correlation storage means for storing
Density estimating means for estimating the density of the rock based on the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculating means and the density correlation stored in the density correlation storage means;
Further comprising
The usability determining means includes
Further determining whether or not the rock can be used for the use based on a comparison between a density estimated value obtained by the density estimating means and a density reference value set in advance according to the use of the rock. The quality evaluation apparatus according to claim 7.
加速度センサーと球面形状の打撃面とを有する金属製のハンマーと、
前記ハンマーで岩石を打撃したときに前記加速度センサーで得られる加速度データを処理する演算装置と、を備え、
前記演算装置は、
所定の弾性係数測定方法で得られた岩石材料の弾性係数と、所定の密度測定方法で得られた前記岩石材料の密度と、に基づいて求められる前記岩石材料の弾性係数と密度との相関関係を、密度相関関係として記憶する密度相関関係記憶手段と、
前記加速度センサーで得られる前記加速度データに基づいて前記岩石の弾性係数を算出する弾性係数算出手段と、
前記弾性係数算出手段で算出された前記弾性係数と、前記密度相関関係記憶手段に記憶された前記密度相関関係と、に基づいて前記岩石の密度を推定する密度推定手段と、
前記密度推定手段で得られた密度推定値と、前記岩石の用途に応じて予め設定された密度基準値との比較に基づいて、前記用途に対する前記岩石の使用可否を判定する使用可否判定手段と、
を有することを特徴とする岩石の品質評価装置。 A quality evaluation device for natural rocks,
A metal hammer having an acceleration sensor and a spherical striking surface;
An arithmetic unit that processes acceleration data obtained by the acceleration sensor when the rock is hit with the hammer, and
The arithmetic unit is:
Correlation between the elastic modulus and density of the rock material obtained based on the elastic modulus of the rock material obtained by the predetermined elastic modulus measurement method and the density of the rock material obtained by the predetermined density measurement method Density correlation storage means for storing
An elastic coefficient calculating means for calculating an elastic coefficient of the rock based on the acceleration data obtained by the acceleration sensor;
Density estimating means for estimating the density of the rock based on the elastic coefficient calculated by the elastic coefficient calculating means and the density correlation stored in the density correlation storage means;
Based on a comparison between the density estimation value obtained by the density estimation unit and a density reference value set in advance according to the use of the rock, a use determination unit for determining whether or not the rock can be used for the use; ,
A rock quality evaluation apparatus characterized by comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011033797A JP5700802B2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Rock quality evaluation method and rock quality evaluation apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2011033797A JP5700802B2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Rock quality evaluation method and rock quality evaluation apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2012173064A true JP2012173064A (en) | 2012-09-10 |
JP5700802B2 JP5700802B2 (en) | 2015-04-15 |
Family
ID=46976111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2011033797A Active JP5700802B2 (en) | 2011-02-18 | 2011-02-18 | Rock quality evaluation method and rock quality evaluation apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP5700802B2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106053767A (en) * | 2016-08-01 | 2016-10-26 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Vernier scale form-based rock mass quality classification conversion method |
CN111622737A (en) * | 2020-05-20 | 2020-09-04 | 陕西省引汉济渭工程建设有限公司 | Method for rapidly determining stratum rock mass RQD based on borehole sound wave distribution |
WO2022265324A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 서울대학교산학협력단 | Method for estimating elastic constants of anisotropic material |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07280779A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-27 | Chukichi Sato | Non-destructive inspection apparatus |
JP2004150946A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Central Giken:Kk | Nondestructive measuring instrument and method for concrete rigidity by ball hammering |
JP2006212933A (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Taisei Corp | Method for selecting crude aggregate |
JP2009204513A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kajima Corp | Availability determination method of rock |
-
2011
- 2011-02-18 JP JP2011033797A patent/JP5700802B2/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07280779A (en) * | 1994-04-11 | 1995-10-27 | Chukichi Sato | Non-destructive inspection apparatus |
JP2004150946A (en) * | 2002-10-30 | 2004-05-27 | Central Giken:Kk | Nondestructive measuring instrument and method for concrete rigidity by ball hammering |
JP2006212933A (en) * | 2005-02-03 | 2006-08-17 | Taisei Corp | Method for selecting crude aggregate |
JP2009204513A (en) * | 2008-02-28 | 2009-09-10 | Kajima Corp | Availability determination method of rock |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN106053767A (en) * | 2016-08-01 | 2016-10-26 | 中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司 | Vernier scale form-based rock mass quality classification conversion method |
CN111622737A (en) * | 2020-05-20 | 2020-09-04 | 陕西省引汉济渭工程建设有限公司 | Method for rapidly determining stratum rock mass RQD based on borehole sound wave distribution |
CN111622737B (en) * | 2020-05-20 | 2023-03-10 | 陕西省引汉济渭工程建设有限公司 | Method for rapidly determining RQD of stratum rock mass based on drilling sound wave distribution |
WO2022265324A1 (en) * | 2021-06-17 | 2022-12-22 | 서울대학교산학협력단 | Method for estimating elastic constants of anisotropic material |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP5700802B2 (en) | 2015-04-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Aydin et al. | The Schmidt hammer in rock material characterization | |
Bruning et al. | Experimental study on the damage evolution of brittle rock under triaxial confinement with full circumferential strain control | |
Khandelwal et al. | Correlating index properties of rocks with P-wave measurements | |
Khandelwal et al. | Correlating static properties of coal measures rocks with P-wave velocity | |
JP5700802B2 (en) | Rock quality evaluation method and rock quality evaluation apparatus | |
Kumar et al. | Sound level produced during rock drilling vis-à-vis rock properties | |
JP2004150946A (en) | Nondestructive measuring instrument and method for concrete rigidity by ball hammering | |
JP6884341B2 (en) | Soil quality judgment method | |
JP3223548U (en) | Anchor bolt length measurement system | |
JP2013053871A (en) | Quality evaluation method and quality evaluation device | |
JP2013015412A (en) | Physical property evaluation apparatus | |
JP2007139454A (en) | Capacity evaluation device of pile | |
JP4173089B2 (en) | Dynamic loading test method | |
JP5963591B2 (en) | Data acquisition device, intensity measurement system, data acquisition method, and intensity measurement method | |
JP4696243B2 (en) | Young's modulus estimation method, Young's modulus estimation program, and Young's modulus estimation apparatus | |
JPH10253601A (en) | Strength determination method of ground improving body | |
JP3023508B1 (en) | Evaluation method of physical properties of elasto-plastic body by percussion sound | |
Asiri | Standardized Process for Filed Estimation of Unconfined Compressive Strength Using Leeb Hardness | |
JP2016161463A (en) | Liquefaction strength curve generation method and program | |
Choudhary et al. | Assessment of powder factor in surface bench blasting using schmidt rebound number of rock mass | |
JP3260629B2 (en) | Tunnel excavation speed prediction method | |
JP5877258B2 (en) | Quality evaluation method and quality evaluation apparatus | |
Komurlu | An Experimental Study on Determination of Crack Propagation Energy of Rock Materials Under Dynamic Impact and Static Loading Conditions | |
Li et al. | Experimental and theoretical analysis on the procedure for estimating geo-stresses by the Kaiser effect | |
CN111861138A (en) | Coal rock micro-core digital intelligent fine detection and prediction system, method and device |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130917 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140805 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20140812 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140925 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20150210 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20150216 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5700802 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |