JP2024025951A - グラウトを含むセメントスラリーの攪拌、および、掘削及び杭打ちに伴うグラウトを含むセメントスラリーの注入試験システム - Google Patents

Abstract

【解決手段】地盤工学技術の分野に関し、地盤工学のシミュレーション試験システムを提案する。筐体１を含み、筐体１の内壁の頂部には第１モータ８が固定接続され、第１モータ８の出力端には第２回転軸が固定接続され、第２回転軸の外壁には第２固定ブロックが固定接続され、第２固定ブロックの一方側には固定フレームが固定接続され、固定フレームの一端には第１固定ブロックが固定接続され、第１固定ブロックの内壁には第１回転軸が回動可能に接続され、第１回転軸の底部には第１平歯車が固定接続され、第２回転軸の外壁には第２平歯車が固定接続され、第２平歯車は第１平歯車と噛合接続され、筐体１の内壁には歯付きリングが固定接続される。【効果】従来技術における、地盤工学シミュレーションシステムが、グラウト注入時にセメントスラリーを撹拌する必要を無視するため、混合が不均一なセメントスラリーが基坑内に注入されるという問題を解決した。【選択図】図１

Description

本発明は、地盤工学技術の分野に関し、具体的には、地盤工学シミュレーション試験システムに関する。

地盤工学は、欧米国家が２０世紀６０年代に土木工事の実践の中で構築した新しい技術体制であり、地盤工学は、岩体と土木工事の問題を解き、地盤と基礎、斜面と地下工事などの問題を含めて自分の研究対象とし、地盤工学においては、よく岩土に対して杭を打ってグラウトを注入する必要がある。

検索したところ、中国特許は地盤工学基坑杭打ち設備（授権公告番号ＣＮ１１４６０６９４２Ａ）を開示しており、この特許技術は、杭穴を連続的に打ち抜く際に、杭穴側壁の土壌中の水分を吸い出して排出し、これにより、杭孔の孔壁土壌の土質の安定性を確保することができる。しかし、岩土に杭を打ってグラウトを注入するしかできなく、グラウト注入時にセメントスラリーの撹拌が必要であることが無視されるため、混合が不均一なセメントスラリーが基坑内に注入され、工事品質に大きく影響し、また、工事開始前にシミュレーション試験を行うことで、杭打ちとグラウトの効果を判断し、直接杭打ちとグラウトを避けることが多い。したがって、本願出願人は、上記の背景技術において提示された課題を解決するための主題を提供する。

本発明は、関連技術における、地盤工学シミュレーションシステムが、どのように岩土に杭を打ってグラウトを注入するかということのみをシミュレーションし、グラウト注入時にセメントスラリーを撹拌する必要があることを無視するため、混合が不均一なセメントスラリーが基坑内に注入され、工事品質に大きく影響するという問題を解決した地盤工学シミュレーション試験システムを提案する。

本発明の技術的解決策は以下のとおりであり、地盤工学シミュレーション試験システムは、筐体を含み、筐体の内壁の頂部には、第１モータが固定接続され、前記第１モータの出力端には、第２回転軸が固定接続され、前記第２回転軸の外壁には、第２固定ブロックが固定接続され、前記第２固定ブロックの一方側には固定フレームが固定接続され、前記固定フレームの一端には、第１固定ブロックが固定接続され、前記第１固定ブロックの内壁には第１回転軸が回動可能に接続され、前記第１回転軸の底部には第１平歯車が固定接続され、前記第２回転軸の外壁には第２平歯車が固定接続され、前記第２平歯車が第１平歯車と噛合接続され、前記筐体の内壁には歯付きリングが固定接続され、前記第１平歯車は歯付きリングと噛合接続される。

好ましくは、第１回転軸の底部に第２撹拌棒が固定接続され、第２回転軸の底部に第１撹拌棒が固定接続される。

好ましくは、前記筐体の内壁にはベンド管が固定接続され、前記ベンド管の内部にフィルターを設け、前記筐体の一方側には下部ホッパーが固定接続され、前記筐体の一方側であって前記ベンド管の底部に抜き口を設けた。

好ましくは、前記筐体の他方側にはストッパブロックが固定接続され、前記ストッパブロックの底部にはスクリューロッドが固定接続され、前記スクリューロッドの外壁にはスライダがネジ接続されている。

好ましくは、前記スクリューロッドの外壁には第１プーリが固定接続され、前記第１モータの出力端には第２プーリが固定接続され、前記第１プーリと前記第２プーリとの間は、配置された伝動ベルトを介して伝動接続されている。

好ましくは、前記スライダの一端には、支持ブロックが固定接続され、前記支持ブロックの内側には第２ブラケットが固定接続され、第２ブラケットの底部にはロータリージョイントが固定接続され、前記ロータリージョイントの底部には第１ブラケットが固定接続され、前記第１ブラケットの底部にはドリルが固定接続され、前記第１ブラケット、第２ブラケット、ドリルの内側には溝が設けられている。

好ましくは、前記第１ブラケットの外壁には第２傘歯車が固定接続され、前記支持ブロックの底部には第２モータが固定接続され、前記第２モータの出力端には第１傘歯車が固定接続され、前記第１傘歯車は前記第２傘歯車と噛合接続されている。

好ましくは、前記支持ブロックの頂部にはセメントポンプが固定接続され、前記セメントポンプの出力端にはホースが接続され、前記ホースの一端は第２ブラケットに接続され、前記ホースの他端は前記筐体の内部まで延在している。

好ましくは、前記筐体（１）の一方側に通気口（７）を設け、前記筐体（１）の底部にはベース（３２）が固定接続されている。

本発明の動作原理及び有益な効果は、以下のとおりである。
本発明では、岩土に杭を打ってグラウトを注入する際に、第１モータを起動して、第２固定ブロックを回転させ、第１固定ブロックを第２固定ブロックの周りに回転させ、第１平歯車を第２固定ブロックの周りに回転させ、同時に、第１モータは第２平歯車を回転させ、第１撹拌棒を回転させ、同時に、第２平歯車は第１平歯車を回転させ、第２撹拌棒を回転させ、第２撹拌棒は自転しながら公転し、セメントスラリーを均一に撹拌し、混合が不均一なセメントが基坑内に注入されて工事品質に影響を与えることを防止する。

以下、添付の図面及び特定の実施形態に関連して、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の斜視図である。 本発明の断面図である。 本発明の図２のＡにおける拡大図である。 本発明の図２のＢにおける拡大図である。 本発明の第１歯車、第２歯車、歯付きリングの組み合わせ使用図である。

以下、本発明の実施例に関連して、本発明の実施形態における技術的態様を明確かつ完全に説明するが、説明された実施形態は本発明の一部の実施形態にすぎず、全ての実施形態ではないことは明らかである。本発明における実施形態に基づいて、当業者が創造的な労働を行わないことを前提として取得した他のすべての実施形態は、発明の保護の範囲に属するものである。

実施例１
図１～図５に示すように、本実施形態では、地盤工学シミュレーション試験システムを提案し、筐体１を含み、筐体１の内壁の頂部には、第１モータ８が固定接続され、第１モータ８の出力端には、第２回転軸２５が固定接続され、第２回転軸２５の外壁には、第２固定ブロック２６が固定接続され、第２固定ブロック２６の一方側には固定フレーム２０が固定接続され、固定フレーム２０の一端には、第１固定ブロック２１が固定接続され、第１固定ブロック２１の内壁には第１回転軸２２が回動接続され、第１回転軸２２の底部には第１平歯車２３が固定接続され、第２回転軸２５の外壁には第２平歯車２４が固定接続され、第２平歯車２４は第１平歯車２３と噛合接続され、筐体１の内壁には歯付きリング３１が固定接続され、第１平歯車２３は歯付きリング３１と噛合接続されている。

本実施形態では、第２平歯車２４を、第１平歯車２３をよりよく噛み合せて回転させるように設け、歯付きリング３１を第１平歯車２３に噛み合させて回転させるように設けることにより、それに接続された構造体が公転しながら自転できるようにすることで、撹拌をより均一にすることができる。実際の使用では、岩土に杭を打ってグラウトを注入する必要がある場合、第１モータ８を起動することにより、第２固定ブロック２６を回転させ、一方、第２固定ブロック２６に係合する第１固定ブロック２１は、第２固定ブロック２６の周りに回転し、さらに、第１平歯車２３を第２固定ブロック２６の周りに回転させ、同時に、第１モータ８は第２平歯車２４を回転させ、第１撹拌棒２を回転させ、同時に、第２平歯車２４が第１平歯車２３を回転させ、第２撹拌棒１７を回転させ、即ち、第２撹拌棒１７を自転させながら公転させることを実現し、以上の設置により、セメントの撹拌をより均一にし、セメントの撹拌不均一による品質問題を回避し、さらに品質問題による施工側の損失を低減し、実際の作業を容易にすることができる。

実施例２
図１～図５に示すように、本実施の形態では、上記の実施例１と同様の考え方に基づいて、第１回転軸２２の底部には第２撹拌棒１７が固定接続され、第２回転軸２５の底部には第１撹拌棒２が固定接続され、第２回転軸２５の底部には第２撹拌棒１７が固定接続され、筐体１の内壁にベンド管５が固定接続され、ベンド管５の内部にフィルター３を設け、筐体１の一方側に下部ホッパー６が固定接続され、筐体１の一方側であってベンド管５の底部に抜き口４を設ける。筐体１の他方側には、ストッパブロック９が固定接続され、ストッパブロック９の底部には、外壁にスライダ１２がネジ接続されたスクリューロッド１６が固定接続される。スクリューロッド１６の外壁には第１プーリ１１が固定接続され、第１モータ８の出力端には第２プーリ３４が固定接続され、第１プーリ１１と第２プーリ３４との間は、設けられた伝動ベルト１９を介して伝動接続され、スライダ１２の一端には支持ブロック３３が固定接続され、支持ブロック３３の内側には第２ブラケット３０が固定接続され、第２ブラケット３０の底部にはロータリージョイント２９が固定接続され、第１ブラケット１５の底部にはドリル１８が固定接続され、第１ブラケット１５、第２ブラケット３０、ドリル１８の内側には溝が設けられ、第１ブラケット１５の外壁には第２傘歯車２８が固定接続され、支持ブロック３３の底部には第２モータ１４が固定接続され、第２モータ１４の出力端には第１傘歯車２７が噛合接続され、支持ブロック３３の頂部にはセメントポンプ１３が固定接続され、セメントポンプ１３の出力端にはホース１０が接続され、ホース１０の一端は第２ブラケット３０に接続され、ホース１０の他端は筐体１の内部まで延在され、筐体１の一側に通気口７を設け、筐体１の底部にベース３２が固定接続される。

本実施例では、筐体１内に下部ホッパー６からセメント、砂、水を入れる。フィルター３を用いてセメント、砂、水を濾過する。大きな粒の砂や石をフィルター３の外にさえぎって、大きな粒の砂や石が基坑内に注入されて工事品質に影響を与えることを防止する。設計されたベンド管５により、大きな粒の砂や石が斜面を通って落下し、抜き口４から排出され、岩土を杭打ちする際には、第１モータ８を起動して、第２プーリ３４を回転させ、設けられた伝動ベルト１９により、第１プーリ１１を回転させ、スクリューロッド１６を回転させ、スライダ１２を下方に移動させ、支持ブロック３３を下方に移動させ、ドリル１８を下方に移動させ、第２モータ１４を起動して、第１傘歯車２７を回転させ、第２傘歯車２８を回転させ、第１ブラケット１５を回転させ、ドリル１８を回転させ、岩土に穴を掘って杭を打つことができ、第１モータ８の起動と同時に第２固定ブロック２６を回転させ、第１固定ブロック２１を第２固定ブロック２６の周りに回転させ、第１平歯車２３を第２固定ブロック２６の周りに回転させ、同時に第１モータ８は第２平歯車２４を回転させ、第１撹拌棒２を回転させ、同時に第２平歯車２４が第１平歯車２３を回転させ、第２撹拌棒１７を回転させ、第２撹拌棒１７は自転しながら公転し、セメントスラリーを均一に撹拌し、第１モータ８は、第１撹拌棒２及び第２撹拌棒１７を回転させることができ、ドリルを下方に移動させて杭を打つこともでき、これにより、当該装置の製造コストを大幅に削減でき、作業効率が向上する。セメントポンプ１３を起動して、筐体１内から均一に撹拌されたセメントスラリーを第２ブラケット３０に汲み上げ、設けられた溝により、セメントスラリーを第２ブラケット３０、第１ブラケット１５、ドリル１８に沿って流して最終的に基坑内に注入することができ、杭打ちとグラウト注入の同時完了を実現することができ、設けられた通気口７により、当該装置は使用時に良好な放熱効果が得られ、過熱による内部機械の損傷を防止することができ、設けられたベース３２により、当該装置を容易に移動することができ、現場の様々な場所で使用することができる。

上記は、本発明の好ましい実施例に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明の精神及び原理の範囲内において、行われたあらゆる修正、同等の置換、改良などは、本発明の保護範囲内に含まれるべきである。

１、筐体；２、第１撹拌棒；３、フィルター、４、抜き口；５、ベンド管；６、下部ホッパー；７、通気口；８、第１モータ；９、ストッパブロック；１０、ホース；１１、第１プーリ；１２、スライダ、１３、セメントポンプ；１４、第２モータ；１５、第１ブラケット；１６、スクリューロッド；１７、第２撹拌棒；１８、ドリル；１９、伝動ベルト；２０、固定フレーム；２１、第１固定ブロック；２２、第１回転軸、２３、第１平歯車；２４、第２平歯車；２５、第２回転軸、２６、第２固定ブロック；２７、第１傘歯車；２８、第２傘歯車；２９、ロータリージョイント；３０、第２ブラケット；３１、歯付きリング；３２、ベース；３３、支持ブロック；３４、第２プーリ。

本発明は、地盤工学技術の分野に関し、具体的には、グラウトを含むセメントスラリーの攪拌、および、掘削及び杭打ちに伴うグラウトを含むセメントスラリーの注入試験システムに関する。

本発明は、関連技術における、グラウトを含むセメントスラリーの攪拌、および、掘削及び杭打ちに伴うグラウトを含むセメントスラリーの注入試験システムが、どのように岩土に杭を打ってグラウトを注入するかということのみをシミュレーションし、グラウト注入時にセメントスラリーを撹拌する必要があることを無視するため、混合が不均一なセメントスラリーが基坑内に注入され、工事品質に大きく影響するという問題を解決したグラウトを含むセメントスラリーの攪拌、および、掘削及び杭打ちに伴うグラウトを含むセメントスラリーの注入試験システムを提案する。

本発明の技術的解決策は以下のとおりであり、グラウトを含むセメントスラリーの攪拌、および、掘削及び杭打ちに伴うグラウトを含むセメントスラリーの注入試験システムは、グラウトを含むセメントスラリーが貯留される筐体（１）と、該筐体（１）の外壁部に移動可能に支持されるドリル（１８）であって、前記筐体（１）の外壁に該ドリル（１８）に隣接して回転可能に支持されたスクリューロッド（１６）、前記スクリューロッド（１６）にネジ接続されるスライダ（１２）、および、該スライダ（１２）の一端に固定接続された支持ブロック（３３）の移動に応じて移動せしめられるドリル（１８）と、該ドリル（１８）を駆動する第２モータ（１４）と、前記筐体（１）内の前記セメントスラリーを、ホース（１０）を介して前記ドリル（１８）の内側の溝に注入するセメントポンプ（１３）と、を含み、前記筐体（１）の内壁の頂部には、第１モータ（８）が固定接続され、前記第１モータ（８）の出力端には、第２回転軸（２５）、前記セメントスラリーを撹拌する第１撹拌棒（２）、および、第２平歯車（２４）が固定接続され、前記第２回転軸（２５）の外壁には、第２固定ブロック（２６）が固定接続され、前記第２固定ブロック（２６）の一方側には固定フレーム（２０）が固定接続され、前記固定フレーム（２０）の一端には、第１固定ブロック（２１）が固定接続され、前記第１固定ブロック（２１）の内壁には第１回転軸（２２）が回動可能に接続され、前記第１回転軸（２２）の底部には第１平歯車（２３）、および、前記セメントスラリーを第１撹拌棒（２）と協働して撹拌する第２撹拌棒（１７）が固定接続され、前記第２回転軸（２５）の外壁には第２平歯車（２４）が固定接続され、前記第２平歯車（２４）が前記第１平歯車（２３）と噛合接続され、前記筐体（１）の内壁には歯付きリング（３１）が固定接続され、前記第１平歯車（２３）は前記歯付きリング（３１）と噛合接続されることにより、前記第２撹拌棒（１７）が自転しながら、前記第１撹拌棒（２）の回りを公転され、前記第２モータ（１４）により前記ドリル（１８）が駆動され、岩土に対して坑が掘削され杭打ちされる場合、前記セメントポンプ（１３）により、前記セメントスラリーが前記ホース（１０）を介して前記ドリル（１８）の内側の溝を通じて前記坑内に注入される、ことを特徴とする。

Claims (10)

1. 筐体（１）を含み、前記筐体（１）の内壁の頂部には、第１モータ（８）が固定接続され、前記第１モータ（８）の出力端には、第２回転軸（２５）が固定接続され、前記第２回転軸（２５）の外壁には、第２固定ブロック（２６）が固定接続され、前記第２固定ブロック（２６）の一方側には固定フレーム（２０）が固定接続され、前記固定フレーム（２０）の一端には、第１固定ブロック（２１）が固定接続され、前記第１固定ブロック（２１）の内壁には第１回転軸（２２）が回動可能に接続され、前記第１回転軸（２２）の底部には第１平歯車（２３）が固定接続され、前記第２回転軸（２５）の外壁には第２平歯車（２４）が固定接続され、前記第２平歯車（２４）が前記第１平歯車（２３）と噛合接続され、前記筐体（１）の内壁には歯付きリング（３１）が固定接続され、前記第１平歯車（２３）は前記歯付きリング（３１）と噛合接続される、ことを特徴とする地盤工学シミュレーション試験システム。
2. 前記第１回転軸（２２）の底部には第２撹拌棒（１７）が固定接続され、前記第２回転軸（２５）の底部に第１撹拌棒（２）が固定接続されている、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
3. 前記筐体（１）の内壁にベンド管（５）が固定接続され、前記ベンド管（５）の内部にフィルター（３）を設け、前記筐体（１）の一方側に下部ホッパー（６）が固定接続され、前記筐体（１）の一方側であって前記ベンド管（５）の底部に抜き口（４）を設けた、ことを特徴とする請求項１に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
4. 前記筐体（１）の他方側にはストッパブロック（９）が固定接続され、前記ストッパブロック（９）の底部にはスクリューロッド（１６）が固定接続され、前記スクリューロッド（１６）の外壁にはスライダ（１２）がネジ接続されていることを特徴とする請求項１に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
5. 前記スクリューロッド（１６）の外壁には第１プーリ（１１）が固定接続され、前記第１モータ（８）の出力端には第２プーリ（３４）が固定接続され、前記第１プーリ（１１）と前記第２プーリ（３４）との間は、配置された伝動ベルト（１９）を介して伝動接続されていることを特徴とする請求項４に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
6. 前記スライダ（１２）の一端には、支持ブロック（３３）が固定接続され、前記支持ブロック（３３）の内側には第２ブラケット（３０）が固定接続され、第２ブラケット（３０）の底部にはロータリージョイント（２９）が固定接続され、前記ロータリージョイント（２９）の底部には第１ブラケット（１５）が固定接続され、前記第１ブラケット（１５）の底部にはドリル（１８）が固定接続され、前記第１ブラケット（１５）、前記第２ブラケット（３０）、前記ドリル（１８）の内側には溝が設けられている、ことを特徴とする請求項４に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
7. 前記第１ブラケット（１５）の外壁には第２傘歯車（２８）が固定接続され、前記支持ブロック（３３）の底部には第２モータ（１４）が固定接続され、前記第２モータ（１４）の出力端には第１傘歯車（２７）が固定接続され、前記第１傘歯車（２７）は前記第２傘歯車（２８）と噛合接続されている、ことを特徴とする請求項６に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
8. 前記支持ブロック（３３）の頂部にはセメントポンプ（１３）が固定接続され、前記セメントポンプ（１３）の出力端にはホース（１０）が接続され、前記ホース（１０）の一端は第２ブラケット（３０）に接続され、前記ホース（１０）の他端は前記筐体（１）の内部まで延在していることを特徴とする請求項６に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
9. 前記筐体（１）の一方側に通気口（７）を設け、前記筐体（１）の底部にはベース（３２）が固定接続されていることを特徴とする請求項１に記載の地盤工学シミュレーション試験システム。
10. 請求項１から９のいずれか１項に記載の新規希土類材料を用いた永久磁石モータの使用方法であって、
    セメント、砂、水を下部ホッパー（６）から筐体（１）内に入れて、フィルター（３）を通してそれを濾過することができ、大きな粒の砂をフィルター（３）の外にさえぎって、設計されたベンド管（５）により、大きな粒の砂が抜き口（４）を介して排出するステップＳ１と、
    第１モータ（８）を起動して、第２プーリ（３４）を回転させ、設けられた伝動ベルト（１９）により、第１プーリ（１１）を回転させ、スクリューロッド（１６）を回転させ、スライダ（１２）を下方に移動させ、支持ブロック（３３）を下方に移動させ、ドリル（１８）を下方に移動させ、第２モータ（１４）を起動して、第１傘歯車（２７）を回転させ、第２傘歯車（２８）を回転させ、第１ブラケット（１５）を回転させ、ドリル（１８）を回転させることにより、岩土に対して掘削と杭打ちを行うことができるステップＳ２と、
    前記第１モータ（８）が起動すると同時に第２固定ブロック（２６）を回転させ、第１固定ブロック（２１）を前記第２固定ブロック（２６）の周りに回転させ、第１平歯車（２３）を前記第２固定ブロック（２６）の周りに回転させ、同時に、前記第１モータ（８）が第２平歯車（２４）を回転させ、第１撹拌棒（２）を回転させ、同時に、前記第２平歯車（２４）が前記第１平歯車（２３）を回転させ、第２撹拌棒（１７）を回転させ、前記第２撹拌棒（１７）を自転しながら公転させ、セメントスラリーを均一に撹拌するステップＳ３と、
    セメントポンプ（１３）を起動し、均一に撹拌されたセメントスラリーを前記筐体（１）内から第２ブラケット（３０）に吸引し、設けられた溝により、セメントスラリーを第２ブラケット（３０）、前記第１ブラケット（１５）、前記ドリル（１８）に沿って基坑内に注入することができ、杭打ちとグラウト注入の同時完了を実現することができるステップＳ４、を含むことを特徴とする方法。