JP2671143B2 - 土の締固め測定装置 - Google Patents
土の締固め測定装置Info
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- JP2671143B2 JP2671143B2 JP1698989A JP1698989A JP2671143B2 JP 2671143 B2 JP2671143 B2 JP 2671143B2 JP 1698989 A JP1698989 A JP 1698989A JP 1698989 A JP1698989 A JP 1698989A JP 2671143 B2 JP2671143 B2 JP 2671143B2
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Description
【発明の詳細な説明】 「産業上の利用分野」 この発明は例えば道路建設のために盛土した部分の土
或いは造成地の土の締固め状況を測定する土の締固め測
定装置に関する。
或いは造成地の土の締固め状況を測定する土の締固め測
定装置に関する。
「従来の技術」 道路の建設のために盛土したような場合、この盛土の
締固めが所定の値まで達したか否かを測定する必要があ
る。
締固めが所定の値まで達したか否かを測定する必要があ
る。
従来は被測定部において土を円柱状に切り出してサン
プルを作り、このサンプルを硬さ試験機に掛けて硬さを
測定し、この測定結果によって締固めの程度を測定して
いる。
プルを作り、このサンプルを硬さ試験機に掛けて硬さを
測定し、この測定結果によって締固めの程度を測定して
いる。
「発明が解決しようとする課題」 従来は被測定部所から土をサンプルとして切出し、こ
のサンプルを硬さ試験機に掛けて土の締固めの程度を測
定するものであるから、測定箇所の数には限度がある。
従って測定の結果、固さが解る部分は被測定領域内に点
在し、領域全体の締固め状況を正確に把握することがで
きない。
のサンプルを硬さ試験機に掛けて土の締固めの程度を測
定するものであるから、測定箇所の数には限度がある。
従って測定の結果、固さが解る部分は被測定領域内に点
在し、領域全体の締固め状況を正確に把握することがで
きない。
また領域内の測定点の密度を上げるには多くのサンプ
ルを切出さなくてはならないから、サンプルの切出に手
間が掛かる欠点がある。
ルを切出さなくてはならないから、サンプルの切出に手
間が掛かる欠点がある。
この発明の目的は測定装置を被測定点に置くだけでそ
の部所の締固め状況を測定することができ、然も測定装
置を移動させることによって、移動中の各点における締
固め状況を連続的に測定することができる土の締固め測
定装置を提供しようとするものである。
の部所の締固め状況を測定することができ、然も測定装
置を移動させることによって、移動中の各点における締
固め状況を連続的に測定することができる土の締固め測
定装置を提供しようとするものである。
「課題を解決するための手段」 この発明では、 土の含水比を測定する水分計と、 パルス幅が狭いパルス状の電波を送信アンテナから土
中に向って発射し、この発射された電波の中の地表近く
を伝播して到来する表面伝播波を送信アンテナで受信し
て電波の発射から表面伝播波を受信するまでの時間を計
測し、計測した伝播時間と送信アンテナ及び受信アンテ
ナとの間の距離とから表面伝播波の速度を算出する土中
の電波伝播速度測定手段と、 水分計によって測定した土の含水比と、土中の電波伝
播速度測定手段によって測定した土中の電波伝播速度
と、土粒子、水、空気の比誘電率及び土粒子比重とによ
って土の乾燥密度を算出する乾燥密度算出装置と、 によって土の締固め測定装置を構成したものである。
中に向って発射し、この発射された電波の中の地表近く
を伝播して到来する表面伝播波を送信アンテナで受信し
て電波の発射から表面伝播波を受信するまでの時間を計
測し、計測した伝播時間と送信アンテナ及び受信アンテ
ナとの間の距離とから表面伝播波の速度を算出する土中
の電波伝播速度測定手段と、 水分計によって測定した土の含水比と、土中の電波伝
播速度測定手段によって測定した土中の電波伝播速度
と、土粒子、水、空気の比誘電率及び土粒子比重とによ
って土の乾燥密度を算出する乾燥密度算出装置と、 によって土の締固め測定装置を構成したものである。
この発明の構成によれば、表面伝播波の伝播速度を測
定することによって土中における電波伝播速度を求める
ことができる。
定することによって土中における電波伝播速度を求める
ことができる。
土中の電波伝播速度が求められることによって水分計
で測定した土の含水比と、土粒子、水、空気の比誘電率
及び土粒子比重とによって土の乾燥密度を求めることが
できる。
で測定した土の含水比と、土粒子、水、空気の比誘電率
及び土粒子比重とによって土の乾燥密度を求めることが
できる。
つまり乾燥密度γｄは で求められる。
ここでＣは空気中の電波伝播速度、VSは土中の電波伝
播速度、εS,εW,εａは土粒子、水、空気の比誘電率、
GSは土粒子比重、Ｗは含水比である。
播速度、εS,εW,εａは土粒子、水、空気の比誘電率、
GSは土粒子比重、Ｗは含水比である。
乾燥密度γｄが求められることによって第７図に示す
締固め曲線を参照すれば締固めの程度を判定することが
できる。
締固め曲線を参照すれば締固めの程度を判定することが
できる。
第７図は文献「土質試験法」295頁（土質工学会編）
に記載された代表的な土の締固め曲線の例を示す。同図
に示す曲線Ａは日本統一土質分類でSM、参画座標分類で
砂として分類される土の締固めの曲線の例を示す。
に記載された代表的な土の締固め曲線の例を示す。同図
に示す曲線Ａは日本統一土質分類でSM、参画座標分類で
砂として分類される土の締固めの曲線の例を示す。
曲線Ｂは日本統一土質分類でSC、三角座標分類で砂質
粘土ロームとして分類される土の締固め曲線、曲線Ｃは
日本統一土質分類でCH、三角座標分類で粘土として分類
される土の締固め曲線、 曲線Ｄは日本統一土質分類でML、三角座標分類でシル
ト質粘土ロームとして分類される土の締固め曲線、 曲線Ｅは日本統一土質分類でMH、三角座標分類でシル
ト質ロームとして分類される土の締固め曲線、 曲線Ｆは日本統一土質分類でSV、三角座標分類で砂質
ロームとして分類される土の締固め曲線を示す。
粘土ロームとして分類される土の締固め曲線、曲線Ｃは
日本統一土質分類でCH、三角座標分類で粘土として分類
される土の締固め曲線、 曲線Ｄは日本統一土質分類でML、三角座標分類でシル
ト質粘土ロームとして分類される土の締固め曲線、 曲線Ｅは日本統一土質分類でMH、三角座標分類でシル
ト質ロームとして分類される土の締固め曲線、 曲線Ｆは日本統一土質分類でSV、三角座標分類で砂質
ロームとして分類される土の締固め曲線を示す。
各曲線において締固め曲線A,B,C……Ｆにおいて乾燥
密度が最大になる点が締固め度が最も高い状態にあると
規定されている。
密度が最大になる点が締固め度が最も高い状態にあると
規定されている。
従って被測定場所における土質を特定し、この土の乾
燥密度を求めることによって締固めの程度を知ることが
できる。
燥密度を求めることによって締固めの程度を知ることが
できる。
「実施例」 第１図にこの発明の概略の構成を示す。図中100は水
分計、200は土中の電波伝播速度を測定する電波伝播速
度測定装置、300は乾燥密度算出装置を示す。
分計、200は土中の電波伝播速度を測定する電波伝播速
度測定装置、300は乾燥密度算出装置を示す。
水分計100は例えばジャパン・センサー・コーポレー
ションで作られたIRMM−１型水分計を用いることができ
る。この水分計は水に影響を受けない近赤外線と、物質
に吸収される波長の光を等しく土に向って照射し、反射
して来る両波長の光エネルギ比から土に含まれる水分値
を算出する方法で含水比を求める近赤外線水分計であ
る。
ションで作られたIRMM−１型水分計を用いることができ
る。この水分計は水に影響を受けない近赤外線と、物質
に吸収される波長の光を等しく土に向って照射し、反射
して来る両波長の光エネルギ比から土に含まれる水分値
を算出する方法で含水比を求める近赤外線水分計であ
る。
土中の電波伝播速度を測定する電波伝播速度測定装置
200はパルス幅が狭いパルスを出力するパルサー201と、
このパルサー201から出力されるパルスを受けて土400に
向って電波を発射する送信アンテナ202と、送信アンテ
ナ202から発射される電波の中の地表近くを伝播する表
面伝播208を受信する受信アンテナ203と、受信アンテナ
203でとらえた受信信号を増幅し、サンプリング処理し
て伝播の発射時点から所定の倍率で時間を拡大した信号
を得る受信装置204と、伝播の発射時点から、受信時間
までの時間を計測する時間測定装置205と、時間測定装
置206で測定した時間Ｔと、送信アンテナ202及び受信ア
ンテナ203との間の距離値Ｌとによって表面伝播波208の
伝播速度VSを算出する電波伝播速度算出手段206とによ
って構成することができる。
200はパルス幅が狭いパルスを出力するパルサー201と、
このパルサー201から出力されるパルスを受けて土400に
向って電波を発射する送信アンテナ202と、送信アンテ
ナ202から発射される電波の中の地表近くを伝播する表
面伝播208を受信する受信アンテナ203と、受信アンテナ
203でとらえた受信信号を増幅し、サンプリング処理し
て伝播の発射時点から所定の倍率で時間を拡大した信号
を得る受信装置204と、伝播の発射時点から、受信時間
までの時間を計測する時間測定装置205と、時間測定装
置206で測定した時間Ｔと、送信アンテナ202及び受信ア
ンテナ203との間の距離値Ｌとによって表面伝播波208の
伝播速度VSを算出する電波伝播速度算出手段206とによ
って構成することができる。
電波伝播速度測定装置200で求めた土中の電波伝播速
度VSを乾燥密度算出装置300に与え、この乾燥密度算出
装置300において、水分計100から与えられる土の含水比
Ｗと土中の電波伝播速度VSとから乾燥密度γｄを第１式
に従って算出する。
度VSを乾燥密度算出装置300に与え、この乾燥密度算出
装置300において、水分計100から与えられる土の含水比
Ｗと土中の電波伝播速度VSとから乾燥密度γｄを第１式
に従って算出する。
尚第１式に示した土粒子、水及び空気の比誘電率ωS,
ωW,ωａ及び土粒子比重GSは場所に依存しない既知の値
であるキィーボードのような入力手段500から予め入力
する。
ωW,ωａ及び土粒子比重GSは場所に依存しない既知の値
であるキィーボードのような入力手段500から予め入力
する。
電波伝播速度測定装置200は土中に向って発射した電
波の中で地表面近くを伝播する表面伝播波を利用するも
のであるから送信アンテナ202と、受信アンテナ203は可
及的に地面近くに設置することが要求される。
波の中で地表面近くを伝播する表面伝播波を利用するも
のであるから送信アンテナ202と、受信アンテナ203は可
及的に地面近くに設置することが要求される。
このためこの例では絶縁板によって台車600を形成
し、この台車600に水分計100と電波伝播速度測定装置20
0を搭載し、台車600を構成する絶縁板に送信アンテナ20
2と受信アンテナ203を被着し、送信アンテナ202と受信
アンテナ203を地面に沿って移動させるように構成した
場合を示す。
し、この台車600に水分計100と電波伝播速度測定装置20
0を搭載し、台車600を構成する絶縁板に送信アンテナ20
2と受信アンテナ203を被着し、送信アンテナ202と受信
アンテナ203を地面に沿って移動させるように構成した
場合を示す。
第２図にこの発明に用いた土中の電波伝播速度測定装
置200の実施例を示す。
置200の実施例を示す。
送信アンテナ202と受信アンテナ203は台車600を構成
する絶縁板601の上に被着した三角形の導電板から成る
ダイポールアンテナによって構成することができる。送
信アンテナ202にはパルサー201からパルス幅が、例えば
1ns程度の極く狭いパルス状の駆動パルスをインピーダ
ンス整合器211を介して与える。
する絶縁板601の上に被着した三角形の導電板から成る
ダイポールアンテナによって構成することができる。送
信アンテナ202にはパルサー201からパルス幅が、例えば
1ns程度の極く狭いパルス状の駆動パルスをインピーダ
ンス整合器211を介して与える。
送信アンテナ202には上面側をシールドするシールド
カバー212を被せる。このシールドカバー212は送信アン
テナ202から発射される電波が受信アンテナ203に直接伝
わらないようにするために設けられる。このため望まし
くはフェライト製のシールドカバーを用いるとよい。
カバー212を被せる。このシールドカバー212は送信アン
テナ202から発射される電波が受信アンテナ203に直接伝
わらないようにするために設けられる。このため望まし
くはフェライト製のシールドカバーを用いるとよい。
一方受信アンテナ203も三角形の導電板から成るダイ
ポールアンテナによって構成され、ダイポールアンテナ
の還電点に誘起される受信信号をインピーダンス整合器
213を介して受信装置204に取込む。
ポールアンテナによって構成され、ダイポールアンテナ
の還電点に誘起される受信信号をインピーダンス整合器
213を介して受信装置204に取込む。
受信装置204は高周波増幅器204Aと、サンプリング回
路204Bとを有し、サンプリング回路204Bで受信信号を多
数回取込んで、各回毎に受信信号を順次サンプル点をず
らしてサンプリングし、受信信号を周波数の低い信号に
変換する。
路204Bとを有し、サンプリング回路204Bで受信信号を多
数回取込んで、各回毎に受信信号を順次サンプル点をず
らしてサンプリングし、受信信号を周波数の低い信号に
変換する。
受信アンテナ203の上面側にもシールドカバー214を被
せる。
せる。
受信アンテナ203に被せるシールドカバー214も送信ア
ンテナ202のシールドカバー214と同様に送信アンテナ21
2から発射される電波が受信アンテナ203に直接伝わらな
いようにシールドすることを目的に設けられている。従
ってこのシールドカバー214も望ましくはフェライト製
のシールドカバーを用いるとよい。
ンテナ202のシールドカバー214と同様に送信アンテナ21
2から発射される電波が受信アンテナ203に直接伝わらな
いようにシールドすることを目的に設けられている。従
ってこのシールドカバー214も望ましくはフェライト製
のシールドカバーを用いるとよい。
サンプリング回路203には同期回路205からサンプリン
グパルスが与えられ、受信信号を2048回程度順次位相を
ずらしながらサンプリングすることによって時間を拡大
した低周波の信号に変換する。
グパルスが与えられ、受信信号を2048回程度順次位相を
ずらしながらサンプリングすることによって時間を拡大
した低周波の信号に変換する。
このサンプリング動作を第３図を用いて説明する。周
期Ｔ毎に送信アンテナ202から電波PXが発射されるもの
とすると、同期回路205は電波PXの発射と同期して第３
図Ｂに示す周期が比較的短い第１鋸歯状波SW1を発生す
ると共に、電波PXの１発目の発射と同期して周期の長い
第２鋸歯状波SW2を発生させる。
期Ｔ毎に送信アンテナ202から電波PXが発射されるもの
とすると、同期回路205は電波PXの発射と同期して第３
図Ｂに示す周期が比較的短い第１鋸歯状波SW1を発生す
ると共に、電波PXの１発目の発射と同期して周期の長い
第２鋸歯状波SW2を発生させる。
第１鋸歯状SW1の電圧が第２鋸歯状波SW2の電圧と一致
する毎に第３図Ｃに示すようにサンプリングパルスSPを
発生させる。このサンプリングパルスSPは電波発射時点
からπ1,π2,π3,π４…（π１＜π２＜π３＜π４＜
…）と順次遅延差が増加するパルスとなる。第１鋸歯状
波SW1の周波数を第２鋸歯状波の周波数に対して例えば2
048倍に選定することによって、第２鋸歯状波SW2の終了
までに2048個のサンプリングパルスSPを得ることができ
る。
する毎に第３図Ｃに示すようにサンプリングパルスSPを
発生させる。このサンプリングパルスSPは電波発射時点
からπ1,π2,π3,π４…（π１＜π２＜π３＜π４＜
…）と順次遅延差が増加するパルスとなる。第１鋸歯状
波SW1の周波数を第２鋸歯状波の周波数に対して例えば2
048倍に選定することによって、第２鋸歯状波SW2の終了
までに2048個のサンプリングパルスSPを得ることができ
る。
このサンプリングパルスSPを用いて電波の発射毎に受
信される受信信号をサンプリングすることによって、受
信信号に対するサンプリングの位置を順次ずらすことが
でき、高速に変化する信号を遅い速度で変化する信号に
変換することができる。このサンプリング方式による速
度変換方法は例えばサンプリング式オシロスコープ等に
利用されている。
信される受信信号をサンプリングすることによって、受
信信号に対するサンプリングの位置を順次ずらすことが
でき、高速に変化する信号を遅い速度で変化する信号に
変換することができる。このサンプリング方式による速
度変換方法は例えばサンプリング式オシロスコープ等に
利用されている。
送信アンテナ202から電波が発射されると、シールド
カバー212によって送信アンテナ202の上面側には電波が
放射されることがなく、地中の方向にだけ電波が発射さ
れる。地中に向かって発射された電波はその一部が地表
近くを伝播し、受信アンテナ203に到来する。図中208は
この表面伝播波を示す。
カバー212によって送信アンテナ202の上面側には電波が
放射されることがなく、地中の方向にだけ電波が発射さ
れる。地中に向かって発射された電波はその一部が地表
近くを伝播し、受信アンテナ203に到来する。図中208は
この表面伝播波を示す。
一方地中に発射された電波が埋設物によって反射し、
戻って来る時間は埋設物の深さにもよるが送信アンテナ
202と受信アンテナ203との間の距離を可及的に小さく、
例えば20〜50cm程度に選定すれば表面伝播波の伝播時間
は反射波の伝播時間より長くなることはない。
戻って来る時間は埋設物の深さにもよるが送信アンテナ
202と受信アンテナ203との間の距離を可及的に小さく、
例えば20〜50cm程度に選定すれば表面伝播波の伝播時間
は反射波の伝播時間より長くなることはない。
よって第４図に示すように表面伝播波SFの受信時点
と、埋設物からの反射波LFとは時間がずれて受信され
る。同期回路215において第２鋸歯状波SW2の周期TMを反
射波LFの到来タイミングの周囲より長く選定することに
よって反射波LFもサンプリング回路204Bによって低周波
信号に変換することができる。
と、埋設物からの反射波LFとは時間がずれて受信され
る。同期回路215において第２鋸歯状波SW2の周期TMを反
射波LFの到来タイミングの周囲より長く選定することに
よって反射波LFもサンプリング回路204Bによって低周波
信号に変換することができる。
尚第２図に示す700は移動距離信号発生器を示す。こ
の例では移動距離信号発生器700を車輪に組込んだ場合
を示す。この移動距離発生器700によって送信アンテナ2
02と受信アンテナ203が移動した距離に比例したパルス
を出力させ、この移動距離信号が表示器に入力されて、
表示器に表示させる像に測定位置が移動したことを表示
させることができる。
の例では移動距離信号発生器700を車輪に組込んだ場合
を示す。この移動距離発生器700によって送信アンテナ2
02と受信アンテナ203が移動した距離に比例したパルス
を出力させ、この移動距離信号が表示器に入力されて、
表示器に表示させる像に測定位置が移動したことを表示
させることができる。
第５図に電気的な構成の全体を示す。周期回路215に
は基準発振器215Aが設けられ、この基準発振器215Aから
出力される例えば800KHzの基準信号を第１分周器215Bと
第２分周器215Cで分周し、第１分周器215Bで分周した信
号を遅延回路215Dで所定時間遅延させてパルサ201に与
え、第１分周器215Bの分周出力信号の周期で送信アンテ
ナ202から電波を発射させる。
は基準発振器215Aが設けられ、この基準発振器215Aから
出力される例えば800KHzの基準信号を第１分周器215Bと
第２分周器215Cで分周し、第１分周器215Bで分周した信
号を遅延回路215Dで所定時間遅延させてパルサ201に与
え、第１分周器215Bの分周出力信号の周期で送信アンテ
ナ202から電波を発射させる。
分周器215Bの分周出力は更に遅延回路215Eを通して第
１鋸歯状波発生器215Fに与えられ、電波の発射と同期し
て第３図Ｂに示した第１鋸歯状波SW1を発生させる。
１鋸歯状波発生器215Fに与えられ、電波の発射と同期し
て第３図Ｂに示した第１鋸歯状波SW1を発生させる。
一方分周器215Cからは第１分周器215Cの分周出力の周
期より例えば2048倍程度長い分周信号を出力させ、この
分周信号を第２鋸歯状波発生器215Gに与え、第２鋸歯状
波発生器215Gから第３図Ｂに示した第２鋸歯状波SW2を
発生させる。
期より例えば2048倍程度長い分周信号を出力させ、この
分周信号を第２鋸歯状波発生器215Gに与え、第２鋸歯状
波発生器215Gから第３図Ｂに示した第２鋸歯状波SW2を
発生させる。
第１鋸歯状波SW1と第２鋸歯状波SW2は一致検出回路21
5Hに与えられ、第１鋸歯状波SW1が第２鋸歯状波SW2と一
致する毎にサンプリングパルスを発生させる。
5Hに与えられ、第１鋸歯状波SW1が第２鋸歯状波SW2と一
致する毎にサンプリングパルスを発生させる。
このサンプリングパルスがサンプリング回路204Bに与
えられ、サンプリング回路204Bにおいて受信アンテナ20
3で受信した表面伝播波及び反射波をサンプリングし、
低周波信号に変換する。
えられ、サンプリング回路204Bにおいて受信アンテナ20
3で受信した表面伝播波及び反射波をサンプリングし、
低周波信号に変換する。
このようにして低周波信号に変換された表面伝播波は
データセレクタ301に入力される。
データセレクタ301に入力される。
データセレクタ301には受信回路204から与えられる表
面伝播波204の他に、第２分周器215Cから電波の発射タ
イミングを示すタイミングパルスと、水分計100から含
水比計測信号と、移動距離信号発生器700から送信アン
テナ202及び受信アンテナ203の移動距離に比例した信号
を与える。
面伝播波204の他に、第２分周器215Cから電波の発射タ
イミングを示すタイミングパルスと、水分計100から含
水比計測信号と、移動距離信号発生器700から送信アン
テナ202及び受信アンテナ203の移動距離に比例した信号
を与える。
データセレクタ301はこれらの信号を順次選択してイ
ンターフェース302を通じてマイクロコンピュータ303に
入力すると共に表面伝播波と反射波が存在する場合は反
射波を画像処理装置307に与える。
ンターフェース302を通じてマイクロコンピュータ303に
入力すると共に表面伝播波と反射波が存在する場合は反
射波を画像処理装置307に与える。
画像処理装置307は通常の地中探査装置と同様の動作
によって表面伝播波と反射波を陰極線管表示器800に表
示させる。第６図に表示画面の一例を示す。第６図にお
いて縦軸Ｙは時間、横軸Ｘは移動距離、輝線807は電波
発射点、輝線808は表面伝播波の受信点、輝線809は反射
波の受信点をそれぞれ示す。
によって表面伝播波と反射波を陰極線管表示器800に表
示させる。第６図に表示画面の一例を示す。第６図にお
いて縦軸Ｙは時間、横軸Ｘは移動距離、輝線807は電波
発射点、輝線808は表面伝播波の受信点、輝線809は反射
波の受信点をそれぞれ示す。
一方インタフェース302を介してマイクロコンピュー
タ303には水分計100の含水比計測信号と、表面伝播波と
伝播の発射点を示すタイミングパルスが入力される。マ
イクロコンピュータ303はタイミングパルスと表面伝播
波の受信波のプラスのピーク点までの時間を計測すると
共に、この計測値の送信アンテナ202と受信アンテナ203
との間の距離Ｌとからその地点における地中の電波伝播
速度を算出する。
タ303には水分計100の含水比計測信号と、表面伝播波と
伝播の発射点を示すタイミングパルスが入力される。マ
イクロコンピュータ303はタイミングパルスと表面伝播
波の受信波のプラスのピーク点までの時間を計測すると
共に、この計測値の送信アンテナ202と受信アンテナ203
との間の距離Ｌとからその地点における地中の電波伝播
速度を算出する。
表面伝播波の速度VSが算出されると、この表面伝播波
の速度VSと予めキィーボード等の入力手段500から入力
した土粒子、水、空気の比誘電率ωS,ωW,ωａと、水分
計100の計測値とからその地点の土の乾燥密度γｄを第
１式に従って算出する。
の速度VSと予めキィーボード等の入力手段500から入力
した土粒子、水、空気の比誘電率ωS,ωW,ωａと、水分
計100の計測値とからその地点の土の乾燥密度γｄを第
１式に従って算出する。
従ってマイクロコンピュータ303は第１図に示した時
間測定手段205と、速度算出手段206と、乾燥密度算出装
置300を兼ねて構成していると見ることができる。
間測定手段205と、速度算出手段206と、乾燥密度算出装
置300を兼ねて構成していると見ることができる。
第８図にマイクロコンピュータ303における表面伝播
波の伝播速度算出と乾燥密度算出の動作順序を説明する
フローチャートを示す。
波の伝播速度算出と乾燥密度算出の動作順序を説明する
フローチャートを示す。
マイクロコンピュータ303で算出した乾燥密度γｄは
画像処理装置307とキャラクタジェネレータ305に送ら
れ、画像信号と文字映像パターンに変換されて例えば陰
極線管表示器800に入力され、陰極線管表示器800に乾燥
密度γｄを第６図に示す数字表示部801に数字表示させ
る。
画像処理装置307とキャラクタジェネレータ305に送ら
れ、画像信号と文字映像パターンに変換されて例えば陰
極線管表示器800に入力され、陰極線管表示器800に乾燥
密度γｄを第６図に示す数字表示部801に数字表示させ
る。
この例では乾燥密度γｄの測定値を台車600の走行と
共に順次メモリに記憶しておき、カーソル804と805で指
定した位置の乾燥密度γ１とγ２を表示するように構成
した場合を示す。カーソル804と805は入力手段500に設
けたカーソル移動キィーによって左右に移動できるよう
に画像処理装置307で制御され、画面上の任意に位置に
設定できる。
共に順次メモリに記憶しておき、カーソル804と805で指
定した位置の乾燥密度γ１とγ２を表示するように構成
した場合を示す。カーソル804と805は入力手段500に設
けたカーソル移動キィーによって左右に移動できるよう
に画像処理装置307で制御され、画面上の任意に位置に
設定できる。
数字表示部801に表示される乾燥密度γ1,γ２は最適
乾燥密度に対する百分率で表示する。つまり土の乾燥密
度は第７図で説明したように土質によって最適値が異な
っている。従ってマイクロコンピュータ303に内蔵したR
OMに各土質の乾燥密度曲線A,B,C……Ｆを書込んでお
き、被測定地点の土質を入力することによってこの乾燥
密度曲線A,B,C……Ｆの対応する曲線を読出し、測定し
た乾燥密度と含水比とによって測定した乾燥密度が曲線
上のどこにあるかを規定し、更に曲線のピーク点におけ
る最適乾燥密度の値と測定した値との比を求め測定値が
最適値に対して何％に対応するかを表示させる。
乾燥密度に対する百分率で表示する。つまり土の乾燥密
度は第７図で説明したように土質によって最適値が異な
っている。従ってマイクロコンピュータ303に内蔵したR
OMに各土質の乾燥密度曲線A,B,C……Ｆを書込んでお
き、被測定地点の土質を入力することによってこの乾燥
密度曲線A,B,C……Ｆの対応する曲線を読出し、測定し
た乾燥密度と含水比とによって測定した乾燥密度が曲線
上のどこにあるかを規定し、更に曲線のピーク点におけ
る最適乾燥密度の値と測定した値との比を求め測定値が
最適値に対して何％に対応するかを表示させる。
このとき、表示する％値に対し水分計100で測定した
含水比が最適値に対して＋側にある場合は乾燥密度の表
示値に＋を付けて表示し、含水比が最適値に対して−側
にある場合は乾燥密度の表示値に−を付けて表示する。
含水比が最適値に対して＋側にある場合は乾燥密度の表
示値に＋を付けて表示し、含水比が最適値に対して−側
にある場合は乾燥密度の表示値に−を付けて表示する。
第６図に示す表示806は測定装置を移動させながら乾
燥密度を連続的に測定した結果を色の帯で表示させたア
ナログ表示部を示す。このアナログ表示部806はマイク
ロコンピュータ303で算出した乾燥密度の％値を画像処
理装置307に与え、画像処理部307から表示器800に与え
られて表示される。
燥密度を連続的に測定した結果を色の帯で表示させたア
ナログ表示部を示す。このアナログ表示部806はマイク
ロコンピュータ303で算出した乾燥密度の％値を画像処
理装置307に与え、画像処理部307から表示器800に与え
られて表示される。
アナログ表示部806では測定した乾燥密度が最適乾燥
密度に対して100％の場合を赤色で表示し、以下80％〜9
0％の場合は橙色、70％〜80％の場合は黄色、60％〜70
％の場合は緑色、50％〜60％の場合はシアン、40％〜50
％の場合は青色、30％〜40％の場合は薄青色のように表
示させる。このようにすればアナログ表示部806の色を
見ることによって乾燥密度が概略何％程度かを知ること
ができ、また全体の傾向を知ることができる。更にこの
アナログ表示部806の各色の部分に先に説明した含水比
で決まる＋と−の符号を付すようにしてもよい。
密度に対して100％の場合を赤色で表示し、以下80％〜9
0％の場合は橙色、70％〜80％の場合は黄色、60％〜70
％の場合は緑色、50％〜60％の場合はシアン、40％〜50
％の場合は青色、30％〜40％の場合は薄青色のように表
示させる。このようにすればアナログ表示部806の色を
見ることによって乾燥密度が概略何％程度かを知ること
ができ、また全体の傾向を知ることができる。更にこの
アナログ表示部806の各色の部分に先に説明した含水比
で決まる＋と−の符号を付すようにしてもよい。
「発明の効果」 上述したようにこの発明によれば土の含水比Ｗと地中
の電波伝播速度VSを移動しながら測定することができる
から、被測定地域の締固めの程度を連続的に測定し、そ
の測定結果をその場で知ることができる。
の電波伝播速度VSを移動しながら測定することができる
から、被測定地域の締固めの程度を連続的に測定し、そ
の測定結果をその場で知ることができる。
この結果土木工事の良否をその場で判定することがで
き、また不良位置をその場で指摘することができるため
直ちに手直し等に対応することができ信頼性の高い土木
工事を行なうことができる。また工期の短縮が達せられ
る。
き、また不良位置をその場で指摘することができるため
直ちに手直し等に対応することができ信頼性の高い土木
工事を行なうことができる。また工期の短縮が達せられ
る。
更にこの発明では地中の電波伝播速度測定装置は地中
に向って発射した電波の中の、地表面近くを伝播する表
面伝播波を利用して地中の電波伝播速度を測定したか
ら、地中の電波伝播速度を確実に測定することができ
る。
に向って発射した電波の中の、地表面近くを伝播する表
面伝播波を利用して地中の電波伝播速度を測定したか
ら、地中の電波伝播速度を確実に測定することができ
る。
換言すれば地中の電波伝播速度を測定する方法として
は地中から反射して来る電波をとらえて、その電波の受
信時間から電波の往復時間を求め、速度を算出する方法
が考えられるが、このようにした場合は第１条件として
地中に電波を反射させる埋設物が存在することと、 第２条件としてその埋設物の埋設深さが既知であるこ
と、 第３条件として埋設物の深さが電波の到達可能な深さ
でなくてはならないこと、 等があげられる。
は地中から反射して来る電波をとらえて、その電波の受
信時間から電波の往復時間を求め、速度を算出する方法
が考えられるが、このようにした場合は第１条件として
地中に電波を反射させる埋設物が存在することと、 第２条件としてその埋設物の埋設深さが既知であるこ
と、 第３条件として埋設物の深さが電波の到達可能な深さ
でなくてはならないこと、 等があげられる。
これらの条件が満たされない場合は電波伝播速度の測
定ができないことになる。
定ができないことになる。
これに対しこの発明によれば表面伝播波を利用したか
ら地中の埋設物がなくても、地中の電波伝播速度を測定
することができるためこの点で優れている。
ら地中の埋設物がなくても、地中の電波伝播速度を測定
することができるためこの点で優れている。
第１図はこの発明による装置の概要を説明するためのブ
ロック図、第２図はこの発明に用いた地中の電波伝播速
度測定装置の概要を説明するための図、第３図は第２図
に示した電波伝播速度測定装置に用いたサンプリング回
路の動作を説明するための波形図、第４図は表面伝播波
と地中から戻って来た反射波の時間関係を説明するため
の波形図、第５図はこの発明による装置の全体の構成を
説明するためのブロック図、第６図はこの発明による装
置の表示結果の一例を示す正面図、第７図は代表的な土
の乾燥密度と含水比の関係を表わしたグラフ、第８図は
乾燥密度算出装置の動作順序を説明するためのフローチ
ャートを示す。 100:分水計、200:電波伝播速度測定装置、201:パルサ
ー、202:送信アンテナ、203:受信アンテナ、204:受信装
置、205:時間測定装置、206:速度算出手段、208:表面伝
播波、300:乾燥密度算出装置、400:地表面、500:入力手
段、600:台車。
ロック図、第２図はこの発明に用いた地中の電波伝播速
度測定装置の概要を説明するための図、第３図は第２図
に示した電波伝播速度測定装置に用いたサンプリング回
路の動作を説明するための波形図、第４図は表面伝播波
と地中から戻って来た反射波の時間関係を説明するため
の波形図、第５図はこの発明による装置の全体の構成を
説明するためのブロック図、第６図はこの発明による装
置の表示結果の一例を示す正面図、第７図は代表的な土
の乾燥密度と含水比の関係を表わしたグラフ、第８図は
乾燥密度算出装置の動作順序を説明するためのフローチ
ャートを示す。 100:分水計、200:電波伝播速度測定装置、201:パルサ
ー、202:送信アンテナ、203:受信アンテナ、204:受信装
置、205:時間測定装置、206:速度算出手段、208:表面伝
播波、300:乾燥密度算出装置、400:地表面、500:入力手
段、600:台車。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−138243（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−103117（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】A.土の含水比を測定する水分計と、 B.パルス幅が狭いパルス状の電波を送信アンテナから土
中に向って発射し、この発射された電波の中の地表近く
を伝播して到来する表面伝播波を受信アンテナでとら
え、電波の発射から表面伝播波を受信するまでの時間を
計測し、計測した伝播時間と送信アンテナ及び受信アン
テナとの間の距離とから表面伝播波の速度を算出する土
中の電波伝播速度測定手段と、 C.上記水分計によって測定した土の含水比と、土中の電
波伝播速度測定手段によって測定した土中の電波伝播速
度と、土粒子、水、空気の比誘電率及び土粒子比重とに
よって土の乾燥密度を算出する乾燥密度算出装置と、 によって構成したことを特徴とする土の締固め測定装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1698989A JP2671143B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 土の締固め測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1698989A JP2671143B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 土の締固め測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02196960A JPH02196960A (ja) | 1990-08-03 |
| JP2671143B2 true JP2671143B2 (ja) | 1997-10-29 |
Family
ID=11931441
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1698989A Expired - Fee Related JP2671143B2 (ja) | 1989-01-25 | 1989-01-25 | 土の締固め測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
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| JPWO2016136213A1 (ja) * | 2015-02-26 | 2018-01-11 | 日本電気株式会社 | 土質判定装置、土質判定方法及び土質判定プログラムを記憶する記録媒体 |
| JP6730173B2 (ja) * | 2016-12-13 | 2020-07-29 | 鹿島建設株式会社 | 土質測定方法及び土質測定装置 |
| CN107121336B (zh) * | 2017-03-13 | 2020-04-28 | 陕西理工大学 | 砂质泥岩单轴抗压强度曲线的建立方法 |
| US11240961B2 (en) | 2018-10-26 | 2022-02-08 | Deere & Company | Controlling a harvesting machine based on a geo-spatial representation indicating where the harvesting machine is likely to reach capacity |
| US11653588B2 (en) | 2018-10-26 | 2023-05-23 | Deere & Company | Yield map generation and control system |
| US11957072B2 (en) | 2020-02-06 | 2024-04-16 | Deere & Company | Pre-emergence weed detection and mitigation system |
| US11589509B2 (en) | 2018-10-26 | 2023-02-28 | Deere & Company | Predictive machine characteristic map generation and control system |
| US11672203B2 (en) | 2018-10-26 | 2023-06-13 | Deere & Company | Predictive map generation and control |
| US11178818B2 (en) | 2018-10-26 | 2021-11-23 | Deere & Company | Harvesting machine control system with fill level processing based on yield data |
| US11641800B2 (en) | 2020-02-06 | 2023-05-09 | Deere & Company | Agricultural harvesting machine with pre-emergence weed detection and mitigation system |
| US11467605B2 (en) | 2019-04-10 | 2022-10-11 | Deere & Company | Zonal machine control |
| US11079725B2 (en) | 2019-04-10 | 2021-08-03 | Deere & Company | Machine control using real-time model |
| JP7083314B2 (ja) * | 2019-01-18 | 2022-06-10 | 鹿島建設株式会社 | 土質測定方法及び土質測定装置 |
| US11778945B2 (en) | 2019-04-10 | 2023-10-10 | Deere & Company | Machine control using real-time model |
| US11234366B2 (en) | 2019-04-10 | 2022-02-01 | Deere & Company | Image selection for machine control |
| US11477940B2 (en) | 2020-03-26 | 2022-10-25 | Deere & Company | Mobile work machine control based on zone parameter modification |
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| US11889788B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-02-06 | Deere & Company | Predictive biomass map generation and control |
| US11727680B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-08-15 | Deere & Company | Predictive map generation based on seeding characteristics and control |
| US11845449B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-12-19 | Deere & Company | Map generation and control system |
| US11675354B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-06-13 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11849671B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-12-26 | Deere & Company | Crop state map generation and control system |
| US11711995B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-08-01 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11592822B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-02-28 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11871697B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-01-16 | Deere & Company | Crop moisture map generation and control system |
| US11474523B2 (en) | 2020-10-09 | 2022-10-18 | Deere & Company | Machine control using a predictive speed map |
| US11825768B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-11-28 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11844311B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-12-19 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11946747B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-04-02 | Deere & Company | Crop constituent map generation and control system |
| US11864483B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-01-09 | Deere & Company | Predictive map generation and control system |
| US11895948B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-02-13 | Deere & Company | Predictive map generation and control based on soil properties |
| US11635765B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-04-25 | Deere & Company | Crop state map generation and control system |
| US11650587B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-05-16 | Deere & Company | Predictive power map generation and control system |
| US11849672B2 (en) | 2020-10-09 | 2023-12-26 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11927459B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-03-12 | Deere & Company | Machine control using a predictive map |
| US11889787B2 (en) | 2020-10-09 | 2024-02-06 | Deere & Company | Predictive speed map generation and control system |
-
1989
- 1989-01-25 JP JP1698989A patent/JP2671143B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02196960A (ja) | 1990-08-03 |
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