JP2764613B2 - 原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置 - Google Patents
原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置Info
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- JP2764613B2 JP2764613B2 JP16235489A JP16235489A JP2764613B2 JP 2764613 B2 JP2764613 B2 JP 2764613B2 JP 16235489 A JP16235489 A JP 16235489A JP 16235489 A JP16235489 A JP 16235489A JP 2764613 B2 JP2764613 B2 JP 2764613B2
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 この発明は、地盤調査の分野において、非粘性である
砂質地盤や礫質地盤を原位置で凍結し、凍結地盤から採
取された原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平
方向応力を求めるため使用される室内試験装置に関す
る。
砂質地盤や礫質地盤を原位置で凍結し、凍結地盤から採
取された原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平
方向応力を求めるため使用される室内試験装置に関す
る。
従来の技術 地盤工学の分野において、地盤の原位置における応力
状態の推定は重要な事柄の一つである。粘性土地盤につ
いては、原位置の応力状態を測定することについてある
程度成功している。しかし、砂質地盤、礫質地盤といっ
た非粘性土地盤については、いまだ原位置の応力状態を
正確に測定することができないでいる。
状態の推定は重要な事柄の一つである。粘性土地盤につ
いては、原位置の応力状態を測定することについてある
程度成功している。しかし、砂質地盤、礫質地盤といっ
た非粘性土地盤については、いまだ原位置の応力状態を
正確に測定することができないでいる。
従来、原位置地盤を一次元状態で凍結させると、原位
置地盤の応力、ひずみの状態が実情のままに保存され、
そこから採取された凍結試料は不撹乱試料であり、これ
を側方向ひずみを拘束した状態で融解させると、実地盤
の水平方向応力を正確に求められることに着目した水平
方向応力を求める方法が既に研究され、特願昭62−3280
30号明細書及び図面に記載されている。
置地盤の応力、ひずみの状態が実情のままに保存され、
そこから採取された凍結試料は不撹乱試料であり、これ
を側方向ひずみを拘束した状態で融解させると、実地盤
の水平方向応力を正確に求められることに着目した水平
方向応力を求める方法が既に研究され、特願昭62−3280
30号明細書及び図面に記載されている。
本発明が解決しようとする課題 上述した特願昭62−328030号明細書及び図面に記載さ
れた室内試験装置は、いまだ細部にわたる研究に不十分
な点があり、所期の目的を十分達成するに至っていない
ので、この点が解決すべき課題となっている。
れた室内試験装置は、いまだ細部にわたる研究に不十分
な点があり、所期の目的を十分達成するに至っていない
ので、この点が解決すべき課題となっている。
したがって、本発明の目的は、原位置地盤を一次元状
態で凍結させて原位置の応力、ひずみの状態が保存され
た高品質の不撹乱凍結試料から作ったテストピースを用
い、特にその側方向ひずみを拘束した状態で同テストピ
ースを融解させ、もって原位置地盤の水平方向応力を求
める室内試験を全自動的に高精度に行なえる室内試験装
置を提供することである。
態で凍結させて原位置の応力、ひずみの状態が保存され
た高品質の不撹乱凍結試料から作ったテストピースを用
い、特にその側方向ひずみを拘束した状態で同テストピ
ースを融解させ、もって原位置地盤の水平方向応力を求
める室内試験を全自動的に高精度に行なえる室内試験装
置を提供することである。
課題を解決するための手段 上記従来技術の課題を解決するための手段として、こ
の発明に係る原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の
水平方向応力を求める室内試験装置は、図面に実施例を
示したように、 圧力容器は透明円筒10と上盤11及び下盤12とで形成し
た。原位置地盤凍結試料から作られゴム膜６で外周面を
保護されたテストピース５の軸方向の両端を挟むペデス
タル14とトップキャップ13は、前記圧力容器の略中心部
において垂直軸線方向に相対向する配置とし、ペデスタ
ル14は前記下盤12に固定し、トップキャップ13は上載圧
を計測するロードセル15を介して載荷ピストン16に取付
けた。
の発明に係る原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の
水平方向応力を求める室内試験装置は、図面に実施例を
示したように、 圧力容器は透明円筒10と上盤11及び下盤12とで形成し
た。原位置地盤凍結試料から作られゴム膜６で外周面を
保護されたテストピース５の軸方向の両端を挟むペデス
タル14とトップキャップ13は、前記圧力容器の略中心部
において垂直軸線方向に相対向する配置とし、ペデスタ
ル14は前記下盤12に固定し、トップキャップ13は上載圧
を計測するロードセル15を介して載荷ピストン16に取付
けた。
前記圧力容器内には前記テストピース５を沈没させる
に十分な液面位置にまで水の如きセル液19が収納せし
め、該セル液19の液面上の空間はセル液19を介してテス
トピース５に側方向圧力を加え側方向変位がゼロの状態
を実現する加圧空間20とし、該加圧空間20には空気圧源
22につながった側圧用サーボモータ調圧弁23を接続し
た。
に十分な液面位置にまで水の如きセル液19が収納せし
め、該セル液19の液面上の空間はセル液19を介してテス
トピース５に側方向圧力を加え側方向変位がゼロの状態
を実現する加圧空間20とし、該加圧空間20には空気圧源
22につながった側圧用サーボモータ調圧弁23を接続し
た。
セル液19の液面にフロート27を浮べ、該フロート27の
上下変位を計測するギャップセンサー28を設置し、この
ギャップセンサー28の計測値はコントローラー31へ入力
して前記側圧用サーボモータ調圧弁23を制御し、もって
セル液19の液面を常に一定位置に保ち、テストピース５
の側方向変位を拘束した状態を実現する構成としたこと
を特徴とする。
上下変位を計測するギャップセンサー28を設置し、この
ギャップセンサー28の計測値はコントローラー31へ入力
して前記側圧用サーボモータ調圧弁23を制御し、もって
セル液19の液面を常に一定位置に保ち、テストピース５
の側方向変位を拘束した状態を実現する構成としたこと
を特徴とする。
作用 原位置地盤を一次元状態で凍結しコアチューブで掘削
する等々の方法で原位置地盤から採取された原位置地盤
凍結試料から作られたテストピース５は、室内試験装置
内のペデスタル14とトップキャップ13とで挟まれ保持さ
れる。載荷ピストン16への負荷によりテストピース５が
採取された原地盤における有効上載圧が加えられる。有
効上載圧は、ロードセル15で計測される。
する等々の方法で原位置地盤から採取された原位置地盤
凍結試料から作られたテストピース５は、室内試験装置
内のペデスタル14とトップキャップ13とで挟まれ保持さ
れる。載荷ピストン16への負荷によりテストピース５が
採取された原地盤における有効上載圧が加えられる。有
効上載圧は、ロードセル15で計測される。
テストピース５の融解の進行と共に生ずる側方向の体
積変化はセル液19の液面変化となって現われる。セル液
19の液面変化は、ギャップセンサー28がフロート27の上
下方向変位として計測する。
積変化はセル液19の液面変化となって現われる。セル液
19の液面変化は、ギャップセンサー28がフロート27の上
下方向変位として計測する。
ギャップセンサー28の計測値が入力されたコントロー
ラー31は、直ちに側圧用サーボモータ調圧弁23を制御し
加圧空間20の空気圧を調節してセル液19の液面変位を零
に戻すようにリアルタイムでフィードバック制御が遂行
される。かくしてテストピース５の完全な融解が達成さ
れた時点で必要とされたセル圧の大きさは空気圧計34か
ら読み取られ、原位置地盤の真正な水平方向応力として
求められるのである。
ラー31は、直ちに側圧用サーボモータ調圧弁23を制御し
加圧空間20の空気圧を調節してセル液19の液面変位を零
に戻すようにリアルタイムでフィードバック制御が遂行
される。かくしてテストピース５の完全な融解が達成さ
れた時点で必要とされたセル圧の大きさは空気圧計34か
ら読み取られ、原位置地盤の真正な水平方向応力として
求められるのである。
実 施 例 次に、図示した本発明の実施例を説明する。
第１図は、砂質又は礫質地盤の如き原位置地盤を凍結
しコアチューブによる掘削などの方法で採取した凍結試
料から作られたテストピース５を、その外周面を止水性
で伸縮が自在なゴム膜６で被覆し保護せしめた上で接着
した状態の室内試験装置を示している。ゴム膜６は、後
述するセル液によってテストピース５が侵食などされる
のを防ぐ目的で使用されている。
しコアチューブによる掘削などの方法で採取した凍結試
料から作られたテストピース５を、その外周面を止水性
で伸縮が自在なゴム膜６で被覆し保護せしめた上で接着
した状態の室内試験装置を示している。ゴム膜６は、後
述するセル液によってテストピース５が侵食などされる
のを防ぐ目的で使用されている。
この室内試験装置は、内部を透視可能な透明円筒10
と、抗張力の大きい数本の支柱21で強固に結合された上
盤11及び下盤12とによって形成された圧力容器（セル）
が主体を成す。該圧力容器の垂直な略中心軸線上の位置
に、前記テストピース５の軸方向両端を挟み同テストピ
ース５に当該テストピース５が採取された原位置地盤に
おける有効上載圧を軸方向に加えるペデスタル13とトッ
プキャップ14とが相対向する配置で設置されている。
と、抗張力の大きい数本の支柱21で強固に結合された上
盤11及び下盤12とによって形成された圧力容器（セル）
が主体を成す。該圧力容器の垂直な略中心軸線上の位置
に、前記テストピース５の軸方向両端を挟み同テストピ
ース５に当該テストピース５が採取された原位置地盤に
おける有効上載圧を軸方向に加えるペデスタル13とトッ
プキャップ14とが相対向する配置で設置されている。
上位のトップキャップ13は、上載圧を計測するロード
セル15を介して載荷ピスト16に取付けられている。ロー
ドセル15は、図示を省略した荷重計と接続されている。
下位のペデスタル14は下盤12に固定されている。トップ
キャップ13及びペデスタル14の端面には、通水性のポー
ラスストーン17を布設し、これにドレーン管18が接続さ
れている。融解したテストピース５のドレンを円滑に排
除し、計測誤差を未然に防止するためである。
セル15を介して載荷ピスト16に取付けられている。ロー
ドセル15は、図示を省略した荷重計と接続されている。
下位のペデスタル14は下盤12に固定されている。トップ
キャップ13及びペデスタル14の端面には、通水性のポー
ラスストーン17を布設し、これにドレーン管18が接続さ
れている。融解したテストピース５のドレンを円滑に排
除し、計測誤差を未然に防止するためである。
セル内には前記トップキャップ13とペデスタル14に挟
まれたテストピース５を沈没させるに必要十分な液面位
置にまで水又は不凍液の如きセル液19が収納されてい
る。該セル液19の液面上の密閉空間は、セル液19を介し
てテストピース５に側方向圧力（セル圧）を加え、同テ
ストピース５の側方向ひずみを拘束した状態（所謂K0状
態）を実現する加圧空間20に形成されている。
まれたテストピース５を沈没させるに必要十分な液面位
置にまで水又は不凍液の如きセル液19が収納されてい
る。該セル液19の液面上の密閉空間は、セル液19を介し
てテストピース５に側方向圧力（セル圧）を加え、同テ
ストピース５の側方向ひずみを拘束した状態（所謂K0状
態）を実現する加圧空間20に形成されている。
前記加圧空間20には、空気圧源22から側圧用サボモー
ター調圧弁23を経由したエアーホース24が上盤11の入口
ノズル25に接続されている。
ター調圧弁23を経由したエアーホース24が上盤11の入口
ノズル25に接続されている。
前記上下のトップキャプ13とペデスタル14とに挟まれ
たテストピース５の外周位置には、円筒状の計器ハウジ
ング26が下盤12へ固定して設置されている。この計器ハ
ウジング26内に満たされたセル液19の液面にはフロート
27が浮べられ、該フロート27の上下変位を計測するギャ
ップセンサー28が、前記計器ハウジング26における前記
フロート27の直下位置に設置されている。つまり、セル
液19の液面の上下変位はフロート27の上下変位として把
握され、それはギャップセンサー28に発生する誘導電圧
の変化としてリアルタイムに電気的に計測されるのであ
る。このギャップセンサー28の計測値は、ひずみ増幅器
29、サーボ制御器30などで構成されたコントローラー31
へ入力される。そしてコントローラ31は直ちにサーボモ
ータ32、空気圧力調節器33などで構成された前記測圧用
サーボモーター調圧弁23を自動制御して加圧空間20内の
空気圧を調節する。こうしてセル液19の液面が常に一定
位置に保たれ、テストピース５の融解に伴なう側方への
体積変化（膨張）を拘束した状態（所謂K0状態）が正確
に実現されるのである。
たテストピース５の外周位置には、円筒状の計器ハウジ
ング26が下盤12へ固定して設置されている。この計器ハ
ウジング26内に満たされたセル液19の液面にはフロート
27が浮べられ、該フロート27の上下変位を計測するギャ
ップセンサー28が、前記計器ハウジング26における前記
フロート27の直下位置に設置されている。つまり、セル
液19の液面の上下変位はフロート27の上下変位として把
握され、それはギャップセンサー28に発生する誘導電圧
の変化としてリアルタイムに電気的に計測されるのであ
る。このギャップセンサー28の計測値は、ひずみ増幅器
29、サーボ制御器30などで構成されたコントローラー31
へ入力される。そしてコントローラ31は直ちにサーボモ
ータ32、空気圧力調節器33などで構成された前記測圧用
サーボモーター調圧弁23を自動制御して加圧空間20内の
空気圧を調節する。こうしてセル液19の液面が常に一定
位置に保たれ、テストピース５の融解に伴なう側方への
体積変化（膨張）を拘束した状態（所謂K0状態）が正確
に実現されるのである。
上述のようにして凍結試料から作られたテストピース
５が完全に融解するまで側方向ひずみを拘束した状態を
保ち、テストピース５が融解するのに伴なって側方向へ
体積変化しようとするのを完全に拘束するのに必要な加
圧空間20の空気圧（セル圧）を空気圧計34で測定する
と、これが原位置地盤（実地盤）の真正な水平方向応力
として求められるのである。勿論、空気圧計34を読み取
る代わりに、又はこれと並行して同空気圧を自動的に計
測、記録することも行なわれる。
５が完全に融解するまで側方向ひずみを拘束した状態を
保ち、テストピース５が融解するのに伴なって側方向へ
体積変化しようとするのを完全に拘束するのに必要な加
圧空間20の空気圧（セル圧）を空気圧計34で測定する
と、これが原位置地盤（実地盤）の真正な水平方向応力
として求められるのである。勿論、空気圧計34を読み取
る代わりに、又はこれと並行して同空気圧を自動的に計
測、記録することも行なわれる。
本発明が奏する効果 以上に実施例と併せて詳述した通りであって、この発
明の室内試験装置によれば、原位置地盤を凍結させて応
力、ひずみの状態が実情のまま保存された高品質の不撹
乱凍結試料によってもたらされる実地盤の水平方向応力
を、全自動的に極めて高精度に求めることができ、よっ
て地盤調査の信頼性の向上と効率化に大きく寄与するの
である。
明の室内試験装置によれば、原位置地盤を凍結させて応
力、ひずみの状態が実情のまま保存された高品質の不撹
乱凍結試料によってもたらされる実地盤の水平方向応力
を、全自動的に極めて高精度に求めることができ、よっ
て地盤調査の信頼性の向上と効率化に大きく寄与するの
である。
第１図は凍結された原位置地盤から採取した凍結試料を
用いて原位置地盤の水平方向応力を室内で求める室内試
験装置を示した断面図である。 10……透明円筒、11……上盤 12……下盤、５……テストピース 13……トップキャップ 14……ペデスタル 15……ロードセル、16……載荷ピストン 19……セル液、20……加圧空間 23……側圧用サーボモータ調圧弁 27……フロート、28……ギャップセンサー 31……コントローラー
用いて原位置地盤の水平方向応力を室内で求める室内試
験装置を示した断面図である。 10……透明円筒、11……上盤 12……下盤、５……テストピース 13……トップキャップ 14……ペデスタル 15……ロードセル、16……載荷ピストン 19……セル液、20……加圧空間 23……側圧用サーボモータ調圧弁 27……フロート、28……ギャップセンサー 31……コントローラー
フロントページの続き (72)発明者 大原 淳良 東京都目黒区東が丘２丁目11番16号 株 式会社東京ソイルリサーチ内 (72)発明者 牧原 依夫 東京都目黒区東が丘２丁目11番16号 株 式会社東京ソイルリサーチ内
Claims (1)
- 【請求項１】圧力容器は透明円筒と上盤及び下盤とで形
成されており、原位置地盤凍結試料から作られゴム膜で
外周面を保護されたテストピースの軸方向の両端を挟む
ペデスタルとトップキャップは前記圧力容器の略中心部
において軸線方向に相対向する配置とされ、ぺデスタル
は前記下盤に固定されており、トップキャップは上載圧
を計測するロードセルを介して載荷ピストンに取付けら
れており、圧力容器内にはテストピースを沈没させるに
十分な液面位置にまで水の如きセル液が収納され、該セ
ル液の液面上の空間はセル液を介してテストピースに側
方向圧力を加えて側方向変位がゼロの状態を実現する加
圧空間とされ、該加圧空間には空気圧源につながった側
圧用サーボモータ調圧弁が接続され、セル液の液面にフ
ロートを浮べ、該フロートの上下変位を計測するギャッ
プセンサーが設置されており、このギャップセンサーの
計測値をコントローラーへ入力して前記側圧用サーボモ
ータ調圧弁を制御し、もってセル液の液面を常に一定位
置に保ちテストピースの側方向変位を拘束した状態を実
現することを特徴とする、原位置地盤凍結試料を用いて
原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16235489A JP2764613B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16235489A JP2764613B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0326963A JPH0326963A (ja) | 1991-02-05 |
| JP2764613B2 true JP2764613B2 (ja) | 1998-06-11 |
Family
ID=15752971
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16235489A Expired - Fee Related JP2764613B2 (ja) | 1989-06-23 | 1989-06-23 | 原位置地盤凍結試料を用いて原位置地盤の水平方向応力を求める室内試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2764613B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101441154B (zh) * | 2008-12-23 | 2011-05-25 | 华东理工大学 | 一种高精度显微疲劳试验机 |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3923954B2 (ja) * | 2004-03-31 | 2007-06-06 | 飛島建設株式会社 | 圧密透水試験装置及び試験方法 |
| CN104634666A (zh) * | 2015-02-09 | 2015-05-20 | 哈尔滨工业大学 | 一种单联低温低围压三轴蠕变仪 |
| CN106289614A (zh) * | 2016-08-17 | 2017-01-04 | 上海交通大学 | 室内测量盾构隧道管片土压力的模型试验装置与方法 |
| CN108088757B (zh) * | 2018-02-02 | 2019-02-19 | 中国矿业大学 | 一种模拟高压水冻结成冰过程的三轴力学试验装置及方法 |
| CN112730012A (zh) * | 2020-12-25 | 2021-04-30 | 长安大学 | 一种水法制砂土样装置及方法 |
-
1989
- 1989-06-23 JP JP16235489A patent/JP2764613B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101441154B (zh) * | 2008-12-23 | 2011-05-25 | 华东理工大学 | 一种高精度显微疲劳试验机 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0326963A (ja) | 1991-02-05 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |