JP2587768Y2 - 土質試験用供試体の局所変形測定装置 - Google Patents
土質試験用供試体の局所変形測定装置Info
- Publication number
- JP2587768Y2 JP2587768Y2 JP1993014786U JP1478693U JP2587768Y2 JP 2587768 Y2 JP2587768 Y2 JP 2587768Y2 JP 1993014786 U JP1993014786 U JP 1993014786U JP 1478693 U JP1478693 U JP 1478693U JP 2587768 Y2 JP2587768 Y2 JP 2587768Y2
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- JP
- Japan
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- specimen
- elastic member
- measuring device
- local deformation
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- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【考案の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本考案は、供試体を用いて室内で
土質の局所変形を測定する測定装置に係り、供試体の軸
差応力と軸ひずみの直線性を正確に測定し得る土質試験
用供試体の局所変形測定装置に関する。
土質の局所変形を測定する測定装置に係り、供試体の軸
差応力と軸ひずみの直線性を正確に測定し得る土質試験
用供試体の局所変形測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図４に示すように、室内土質試験に使用
される供試体６は円筒形状のものからなり、土質６ａと
それを囲繞するゴム膜６ｂを有し上下端面を平坦に形成
するものからなる。従来、供試体６の軸差応力と軸ひず
みを測定する測定方法としては図６に示すように供試体
６をベース台９上に固定されるペデスタル７上に載置
し、その上端面にキャップ８を当接係合せしめ、押圧力
Ｐでキャップ８を供試体６側に押し、キャップ８に連結
した載荷ロッド１７の変位を測定するものが採用されて
いた。しかしながら、この測定方法の場合には図６に示
すように供試体６の上下端とキャップ８，ペデスタル７
との当接部位にゆるみ層１８，１９が存在したり、図７
に示すように不完全接触部２０，２１が生じたり、図８
に示すように端面摩擦減層２２，２３の存在等により載
荷ロッド１７の変位ε1を測定しても供試体６のひずみ
を測定したことにならず、測定誤差（ベッディングエラ
ーという）が大きかった。
される供試体６は円筒形状のものからなり、土質６ａと
それを囲繞するゴム膜６ｂを有し上下端面を平坦に形成
するものからなる。従来、供試体６の軸差応力と軸ひず
みを測定する測定方法としては図６に示すように供試体
６をベース台９上に固定されるペデスタル７上に載置
し、その上端面にキャップ８を当接係合せしめ、押圧力
Ｐでキャップ８を供試体６側に押し、キャップ８に連結
した載荷ロッド１７の変位を測定するものが採用されて
いた。しかしながら、この測定方法の場合には図６に示
すように供試体６の上下端とキャップ８，ペデスタル７
との当接部位にゆるみ層１８，１９が存在したり、図７
に示すように不完全接触部２０，２１が生じたり、図８
に示すように端面摩擦減層２２，２３の存在等により載
荷ロッド１７の変位ε1を測定しても供試体６のひずみ
を測定したことにならず、測定誤差（ベッディングエラ
ーという）が大きかった。
【０００３】図５は縦軸に軸差応力ｑ［ｋｇｆ／ｃ
ｍ2］をとり、横軸に軸ひずみε1［％］を表示したもの
である。図に示すように、図６の測定方法の場合には軸
差応力と軸ひずみとは曲線Ｂのように非直線的に表示さ
れるが、理論値として想定される直線近似線とは異な
り、ベッディングエラーが大きいことがわかり改良する
余地がある。
ｍ2］をとり、横軸に軸ひずみε1［％］を表示したもの
である。図に示すように、図６の測定方法の場合には軸
差応力と軸ひずみとは曲線Ｂのように非直線的に表示さ
れるが、理論値として想定される直線近似線とは異な
り、ベッディングエラーが大きいことがわかり改良する
余地がある。
【０００４】そこで従来技術においても図９乃至図１３
に示す各種の測定装置が採用されている。図９は供試体
６の外周側にその上下端を供試体６側に固定するりん青
銅板２４を軸線方向に沿って配設し、りん青銅板２４の
ほぼ中間位置に歪ゲージ２５を貼着したものである。図
１１は供試体６の外周の軸線方向に沿う上下の２箇所に
針２６，２６を刺し、その間に変位計２７をセットした
測定装置を示す。針２６，２６の変位差を求めることに
より供試体６の局所変形を測定することが出来る。次
に、図１２は供試体６にリンク２８，２９の一端部を図
示のようにヒンジ結合し、リンク２８，２９の他端部を
ヒンジ結合すると共に水平に配設されるリンク２８に傾
斜計３０を取り付けた測定装置である。供試体６の変形
により傾斜計３０が回転し、その回転角から供試体６の
局所変形を求めることが出来る。また、図１３は供試体
６の外周の上下に水平方向に沿って張り出したターゲッ
ト３１，３２の基端部を固定すると共に、ベース台９上
に載置される変位計３３の測定子３４，３５をターゲッ
ト３１，３２に当接係合する測定装置である。測定子３
４，３５の出力の差から供試体６の局所変形を求めるこ
とが出来る。
に示す各種の測定装置が採用されている。図９は供試体
６の外周側にその上下端を供試体６側に固定するりん青
銅板２４を軸線方向に沿って配設し、りん青銅板２４の
ほぼ中間位置に歪ゲージ２５を貼着したものである。図
１１は供試体６の外周の軸線方向に沿う上下の２箇所に
針２６，２６を刺し、その間に変位計２７をセットした
測定装置を示す。針２６，２６の変位差を求めることに
より供試体６の局所変形を測定することが出来る。次
に、図１２は供試体６にリンク２８，２９の一端部を図
示のようにヒンジ結合し、リンク２８，２９の他端部を
ヒンジ結合すると共に水平に配設されるリンク２８に傾
斜計３０を取り付けた測定装置である。供試体６の変形
により傾斜計３０が回転し、その回転角から供試体６の
局所変形を求めることが出来る。また、図１３は供試体
６の外周の上下に水平方向に沿って張り出したターゲッ
ト３１，３２の基端部を固定すると共に、ベース台９上
に載置される変位計３３の測定子３４，３５をターゲッ
ト３１，３２に当接係合する測定装置である。測定子３
４，３５の出力の差から供試体６の局所変形を求めるこ
とが出来る。
【０００５】
【考案が解決しようとする課題】図９に示した測定装置
の場合には図１０にも示すように供試体６の軸変形に伴
ってりん青銅板２４が座屈し、軸差応力と軸ひずみとの
関係が直線的にならず、供試体６の局所変形を高精度
に、かつ正確に測定し得ない問題点がある。図１１に示
した測定装置は針２６を供試体６に刺すため図４に示し
た供試体６のゴム膜６ｂに孔が開けられゴム膜６ｂから
土が漏れ、高精度測定が出来ない問題点があると共に測
定作業が複雑になる問題点があった。また、図１２に示
す測定装置はリンク２８，２９のヒンジ部分の加工精度
が悪いと測定精度が低下すると共に、傾斜計３０が重く
供試体６側に余計な力を付加する問題点がある。更に、
図１３に示す測定装置はターゲット３１，３２のセット
と変位計３３とターゲット３１，３２との係合作業に時
間がかかる問題点があり、かつ高精度測定が出来ない問
題点もあった。
の場合には図１０にも示すように供試体６の軸変形に伴
ってりん青銅板２４が座屈し、軸差応力と軸ひずみとの
関係が直線的にならず、供試体６の局所変形を高精度
に、かつ正確に測定し得ない問題点がある。図１１に示
した測定装置は針２６を供試体６に刺すため図４に示し
た供試体６のゴム膜６ｂに孔が開けられゴム膜６ｂから
土が漏れ、高精度測定が出来ない問題点があると共に測
定作業が複雑になる問題点があった。また、図１２に示
す測定装置はリンク２８，２９のヒンジ部分の加工精度
が悪いと測定精度が低下すると共に、傾斜計３０が重く
供試体６側に余計な力を付加する問題点がある。更に、
図１３に示す測定装置はターゲット３１，３２のセット
と変位計３３とターゲット３１，３２との係合作業に時
間がかかる問題点があり、かつ高精度測定が出来ない問
題点もあった。
【０００６】本考案は、以上の各測定装置の問題点を解
決すべく創案されたもので、高精度測定が出来、装置の
取り付けが容易に出来、軽量で取り扱い易く安価に実施
出来る土質試験用供試体の局所変形測定装置を提供する
ことを目的とする。
決すべく創案されたもので、高精度測定が出来、装置の
取り付けが容易に出来、軽量で取り扱い易く安価に実施
出来る土質試験用供試体の局所変形測定装置を提供する
ことを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本考案は、以上の目的を
達成するために、土質試験用供試体をペデスタル上に載
置し上端面に当接するキャップを介して前記供試体を押
圧して局所変形を測定するための測定装置であって、前
記供試体の外周から水平方向に張り出す耐錆性の弾性部
材と、該弾性部材の両端にその一端部を連結すると共に
他端部のピンエンドを前記供試体の外周側に設けたヒン
ジに当接係合する長短の軽量部材と、前記弾性部材に貼
着される歪ゲージを設けてなる土質試験用供試体の局所
変形測定装置を構成するものであり、更に具体的には前
記弾性部材としてりん青銅を採用し、軽量部材としてア
ルミニウムを採用する土質試験用供試体の局所変形測定
装置を特徴とするものである。
達成するために、土質試験用供試体をペデスタル上に載
置し上端面に当接するキャップを介して前記供試体を押
圧して局所変形を測定するための測定装置であって、前
記供試体の外周から水平方向に張り出す耐錆性の弾性部
材と、該弾性部材の両端にその一端部を連結すると共に
他端部のピンエンドを前記供試体の外周側に設けたヒン
ジに当接係合する長短の軽量部材と、前記弾性部材に貼
着される歪ゲージを設けてなる土質試験用供試体の局所
変形測定装置を構成するものであり、更に具体的には前
記弾性部材としてりん青銅を採用し、軽量部材としてア
ルミニウムを採用する土質試験用供試体の局所変形測定
装置を特徴とするものである。
【０００８】
【作用】供試体の外周から水平方向に沿って張り出すり
ん青銅のような耐錆性の弾性部材をアルミニウム等の長
短の軽量部材でその両端を支持し、当該軽量部材をピン
エンドを介して供試体側のヒンジに当接係合させる構造
を採用することにより、弾性部材はほぼ片持ち支持構造
に近い状態で支持される。そのため、弾性部材に歪ゲー
ジを貼着することにより供試体の局所変形がほぼ直線性
を保持して測定される。また、軽量部材は前記したよう
に供試体側にピンエンドにより当接係合するため、供試
体の変形が正確に軽量部材を介して弾性部材側に伝わ
る。それにより高精度測定が出来る。
ん青銅のような耐錆性の弾性部材をアルミニウム等の長
短の軽量部材でその両端を支持し、当該軽量部材をピン
エンドを介して供試体側のヒンジに当接係合させる構造
を採用することにより、弾性部材はほぼ片持ち支持構造
に近い状態で支持される。そのため、弾性部材に歪ゲー
ジを貼着することにより供試体の局所変形がほぼ直線性
を保持して測定される。また、軽量部材は前記したよう
に供試体側にピンエンドにより当接係合するため、供試
体の変形が正確に軽量部材を介して弾性部材側に伝わ
る。それにより高精度測定が出来る。
【０００９】
【実施例】以下、本考案の一実施例を図面に基づき説明
する。図１は本実施例の全体構造を示す軸断面図、図２
は測定部の詳細構造を示す部分軸断面図、図３は測定部
の測定理論を説明するための部分正面図、図４は供試体
の斜視図、図５は本実施例の効果を示す軸差応力−軸ひ
ずみ線図である。
する。図１は本実施例の全体構造を示す軸断面図、図２
は測定部の詳細構造を示す部分軸断面図、図３は測定部
の測定理論を説明するための部分正面図、図４は供試体
の斜視図、図５は本実施例の効果を示す軸差応力−軸ひ
ずみ線図である。
【００１０】図４に示した供試体６の軸ひずみを測定す
る土質試験用測定装置は図１に示すように供試体６の下
面を支持しベース台９上に固持されるペデスタル７と、
供試体６の上面に当接して搭載されるキャップ８と、供
試体６の外周に相対向して配設される一対の測定部１等
から構成される。図略の押圧手段によりキャップ８を介
して供試体を押圧し、測定部１の歪ゲージ５により歪を
測定し、押圧力と歪から軸差応力と軸ひずみとの関係を
求めるように形成される。
る土質試験用測定装置は図１に示すように供試体６の下
面を支持しベース台９上に固持されるペデスタル７と、
供試体６の上面に当接して搭載されるキャップ８と、供
試体６の外周に相対向して配設される一対の測定部１等
から構成される。図略の押圧手段によりキャップ８を介
して供試体を押圧し、測定部１の歪ゲージ５により歪を
測定し、押圧力と歪から軸差応力と軸ひずみとの関係を
求めるように形成される。
【００１１】図２に示すように、測定部１は、水平方向
に沿って張り出すりん青銅の弾性部材２と、弾性部材２
の供試体６側の端部に連結される短長軽量部材３と、弾
性部材２の他端部に連結される長目のアーム状軽量部材
４と、弾性部材２のほぼ中間に貼着される歪ゲージ５等
から構成される。更に詳細構造としては短長軽量部材３
は先端部にピンエンド１２を形成しりん青銅からなる支
持板部材１１と、支持板部材１１の基端側が固定される
と共に弾性部材２側に連結されるアルミニウムのブロッ
ク部材１３から形成される。一方、アーム状軽量部材４
は先端部にピンエンド１５を形成しアーム状に伸延する
アルミニウムのアーム１４と、弾性部材２とアーム１４
間に介設されるアルミニウムのブロック部材１６から形
成される。
に沿って張り出すりん青銅の弾性部材２と、弾性部材２
の供試体６側の端部に連結される短長軽量部材３と、弾
性部材２の他端部に連結される長目のアーム状軽量部材
４と、弾性部材２のほぼ中間に貼着される歪ゲージ５等
から構成される。更に詳細構造としては短長軽量部材３
は先端部にピンエンド１２を形成しりん青銅からなる支
持板部材１１と、支持板部材１１の基端側が固定される
と共に弾性部材２側に連結されるアルミニウムのブロッ
ク部材１３から形成される。一方、アーム状軽量部材４
は先端部にピンエンド１５を形成しアーム状に伸延する
アルミニウムのアーム１４と、弾性部材２とアーム１４
間に介設されるアルミニウムのブロック部材１６から形
成される。
【００１２】一方、図１に示すようにペデスタル７およ
びキャップ８にはヒンジ１０の基端側が固定される。ヒ
ンジ１０は先端部をＶ形状に開口したものからなり、供
試体６の外周にＶ形状の一片側を沿わせて配設される。
図１および図２に示すように、ヒンジ１０のＶ形状の開
口部内には短長軽量部材３およびアーム状軽量部材４の
ピンエンド１２および１５が当接係合する。それによ
り、測定部１は上下のヒンジ１０，１０間で支持され
る。
びキャップ８にはヒンジ１０の基端側が固定される。ヒ
ンジ１０は先端部をＶ形状に開口したものからなり、供
試体６の外周にＶ形状の一片側を沿わせて配設される。
図１および図２に示すように、ヒンジ１０のＶ形状の開
口部内には短長軽量部材３およびアーム状軽量部材４の
ピンエンド１２および１５が当接係合する。それによ
り、測定部１は上下のヒンジ１０，１０間で支持され
る。
【００１３】前記したように測定部１は短長軽量部材３
により供試体６側の端部を支持され、長目のアーム状軽
量部材４により他の端部を支持されると共に両軽量部材
３，４はピンエンド１２，１５を介して供試体６側に支
持される構造のものからなるため、力学的には概要図３
に示した構造に近いものから形成される。すなわち、弾
性部材２が供試体６に一端部を支持され先端部を自由状
態にした片持ち梁として力学的に代用することが出来
る。そして、先端部のたわみδが供試体６の局所変形に
相当する。歪ゲージ５は弾性部材２の中間部位に貼着さ
れているため、たわみδが小さい場合には歪ゲージ５に
よる測定値は直線的な値として計測される。
により供試体６側の端部を支持され、長目のアーム状軽
量部材４により他の端部を支持されると共に両軽量部材
３，４はピンエンド１２，１５を介して供試体６側に支
持される構造のものからなるため、力学的には概要図３
に示した構造に近いものから形成される。すなわち、弾
性部材２が供試体６に一端部を支持され先端部を自由状
態にした片持ち梁として力学的に代用することが出来
る。そして、先端部のたわみδが供試体６の局所変形に
相当する。歪ゲージ５は弾性部材２の中間部位に貼着さ
れているため、たわみδが小さい場合には歪ゲージ５に
よる測定値は直線的な値として計測される。
【００１４】図５は縦軸に軸差応力ｑ（ｋｇｆ／ｃ
ｍ2）をとり、横軸に軸ひずみε1［％］を表示したもの
であり、本実施例の測定結果はＡ線で示される。前記し
たように、図６で示した従来の測定方法による測定結果
のＢ曲線とＡ線の値は極端に相異すると共に、Ａ線はほ
ぼ直線的に変化しＢ曲線と異なる測定結果が得られるこ
とがわかる。また、本実施例の測定部１は前記したよう
に一体的に組み上げられた測定部１のピンエンド１２，
１５を供試体６側のヒンジ１０，１０に当接係合するだ
けでよく、前記した各種の測定装置に較べて極めて取り
扱い容易である。
ｍ2）をとり、横軸に軸ひずみε1［％］を表示したもの
であり、本実施例の測定結果はＡ線で示される。前記し
たように、図６で示した従来の測定方法による測定結果
のＢ曲線とＡ線の値は極端に相異すると共に、Ａ線はほ
ぼ直線的に変化しＢ曲線と異なる測定結果が得られるこ
とがわかる。また、本実施例の測定部１は前記したよう
に一体的に組み上げられた測定部１のピンエンド１２，
１５を供試体６側のヒンジ１０，１０に当接係合するだ
けでよく、前記した各種の測定装置に較べて極めて取り
扱い容易である。
【００１５】
【考案の効果】本考案によれば、次のような顕著な効果
を奏する。 １）従来の測定装置に取り付け，取り外しが極めて容易
に出来る。 ２）軸差応力と軸ひずみの比から求められるヤング率が
直線的であり、かつ測定結果にバラツキが少なく高精度
測定が可能である。 ３）ピンエンドとヒンジとの当接係合の構造を採用し、
各部を軽量部材から形成することにより約１μｍ以上の
変位の測定が可能である。 ４）測定部をりん青銅やアルミニウムで形成し得るため
軽量で取り扱い易く、かつ安価に実施することが出来
る。
を奏する。 １）従来の測定装置に取り付け，取り外しが極めて容易
に出来る。 ２）軸差応力と軸ひずみの比から求められるヤング率が
直線的であり、かつ測定結果にバラツキが少なく高精度
測定が可能である。 ３）ピンエンドとヒンジとの当接係合の構造を採用し、
各部を軽量部材から形成することにより約１μｍ以上の
変位の測定が可能である。 ４）測定部をりん青銅やアルミニウムで形成し得るため
軽量で取り扱い易く、かつ安価に実施することが出来
る。
【図１】本考案の一実施例の全体構造を示す正面図。
【図２】本実施例の測定部の詳細構造を示す部分正面
図。
図。
【図３】実施例の測定理論を説明するための説明用正面
図。
図。
【図４】供試体の斜視図。
【図５】本実施例と従来技術との効果を比較するための
軸差応力−軸ひずみ線図。
軸差応力−軸ひずみ線図。
【図６】従来の測定方法を示す正面図。
【図７】図６の場合の問題点を説明するための正面図。
【図８】図６の場合の問題点を説明するための正面図。
【図９】従来の測定装置の概要構造を示す正面図。
【図１０】従来の測定装置の概要構造を示す正面図。
【図１１】従来の測定装置の概要構造を示す正面図。
【図１２】従来の測定装置の概要構造を示す正面図。
【図１３】従来の測定装置の概要構造を示す正面図。
１ 測定部 ２ 弾性部材 ３ 短長軽量部材 ４ アーム状軽量部材 ５ 歪ゲージ ６ 供試体 ６ａ 土質 ６ｂ ゴム膜 ７ ペデスタル ８ キャップ ９ ベース台 １０ ヒンジ １１ 支持板部材 １２ ピンエンド １３ ブロック部材 １４ アーム １５ ピンエンド １６ ブロック部材 １７ 載荷ロッド
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) G01L 5/00 G01N 3/00
Claims (3)
- 【請求項１】 土質試験用供試体をペデスタル上に載置
し上端面に当接するキャップを介して前記供試体を押圧
して局所変形を測定するための測定装置であって、前記
供試体の外周から水平方向に張り出す耐錆性の弾性部材
と、該弾性部材の両端にその一端部を連結すると共に他
端部のピンエンドを前記供試体の外周側に設けたヒンジ
に当接係合する長短の軽量部材と、前記弾性部材に貼着
される歪ゲージを設けることを特徴とする土質試験用供
試体の局所変形測定装置。 - 【請求項２】 前記弾性部材がりん青銅からなる請求項
１の土質試験用供試体の局所変形測定装置。 - 【請求項３】 前記軽量部材がアルミニウムからなる請
求項１の土質試験用供試体の局所変形測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993014786U JP2587768Y2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 土質試験用供試体の局所変形測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1993014786U JP2587768Y2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 土質試験用供試体の局所変形測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0674943U JPH0674943U (ja) | 1994-10-21 |
| JP2587768Y2 true JP2587768Y2 (ja) | 1998-12-24 |
Family
ID=11870744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1993014786U Expired - Lifetime JP2587768Y2 (ja) | 1993-03-29 | 1993-03-29 | 土質試験用供試体の局所変形測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2587768Y2 (ja) |
-
1993
- 1993-03-29 JP JP1993014786U patent/JP2587768Y2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0674943U (ja) | 1994-10-21 |
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