JP2931285B1 - 貫入試験方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【要約】 【課題】 油圧アクチュエータを用いてコーンを貫入さ
せ、コーンに作用する貫入抵抗力を測定すると同時に貫
入深度を同時に測定でき、これらの測定データを原位置
において直ちに判定できるような圧入式の静的な貫入試
験方法及び装置を提供する。 【解決手段】 ロッド６の先端にコーン５を取り付け、
油圧シリンダ３により所定の圧力と速度で前記コーンを
土中に鉛直に貫入させる。コーン５に作用する貫入抵抗
力を圧力ゲージ７で測定する。同時に貫入深度を貫入量
測定器９により測定する。貫入抵抗力データと貫入深度
の測定データを信号変換器１０によりディジタル信号に
変換してコンピュータ１１に入力する。そして、所定深
度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度
を判定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は貫入試験方法及び装
置に関し、さらに詳細に言えば、土の貫入抵抗力や鉛直
貫入深度（地表からの深度位置）などを測定し、原位置
における土層の硬軟、締まり具合、土層の構成物等を相
対的に判定し、土層が有する固有の強度などの土層の性
状を判定する貫入試験方法及び装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】道路、河川及び堤防、埋め立て地、農
地、宅地等あらゆる地盤の土層の貫入抵抗力を測定し
て、地盤の強さを判断するには、従来からハンマーを自
由落下させてサンプラーを打ち込むのに要する打撃数で
あるＮ値を求める標準貫入試験などの動的試験方法があ
った。

【０００３】さらに、静的貫入試験として、ロッド先端
にコーンを取り付け、人力によって所定（通常ｃｍ／ｓ
程度）の貫入速度で土中に貫入させ、その貫入抵抗力を
力計で読むか自記させて測定するコーン貫入試験、ある
いは二重管を交互に操作して外管貫入時にマントルコー
ンを測定深さまで貫入し、その状態で外管を停止したま
ま、内管のみを貫入してマントルコーンだけを貫入して
圧入力を読みとるようにしたオランダ式二重管コーン貫
入試験などがあった。

【０００４】そして、前記動的・静的いずれの貫入試験
においても、貫入抵抗力の値を現場で目視で読みとり、
これを別途、事務所などに持ち帰って計算したり、さら
にグラフ化して地盤の強度を判定していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た従来のこの種の貫入試験方法や装置では、次のような
問題があった。すなわち、従来の貫入試験方法ではやぐ
らを建てて行う必要があるので、狭い場所や工場などの
建物の内部では貫入試験を実施するのが困難であった。
また、標準貫入試験方法では、予めボーリングを行って
から貫入試験をする必要があり、操作が面倒であった。

【０００６】コーン貫入試験は、通常軟弱な粘性土から
やや硬い土の貫入抵抗力を測定する場合がほとんどであ
るから、従来から人力で行うのが普通であったために、
一定の速度で貫入を行うことができず、土壌の貫入抵抗
力を正確に捉えることが困難であった。しかも、人力で
は斜めに貫入することになりやすく、均等にテンション
をかけてコーンを鉛直方向に深く貫入させることは難し
かった。また、オランダ式二重管コーン貫入試験方法で
は、測定時にマントルコーンだけを単独で貫入するので
あるから、土圧がロッドの周囲にかかってしまい、土層
の正確な抵抗力の値が得られないおそれがあった。

【０００７】さらに、前述のように貫入抵抗力の値を現
場で目視で読みとり、これを別途、事務所に持ち帰って
計算したり、グラフ化しているので、データの処理に時
間がかかり、現場において地盤の性状を直ちに判定する
ことができなかった。

【０００８】本発明の目的は、かかる従来の貫入試験の
問題点を解決するためになされたもので、油圧昇降機を
用いてコーンを土中に貫入させ、コーンに作用する貫入
抵抗力を測定すると同時に貫入深度を同時に測定でき、
これらの測定データを原位置において直ちに判定できる
ような圧入式の静的な貫入試験方法及び装置を提供する
ことにある。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は貫入試験方法及
び装置であり、前述した技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、本発明の貫入試
験方法及び装置は、先端にコーンを取り付けた少なくと
も一組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、所定の
測定深度まで前記外管を土中に貫入してから前記心棒を
押圧して前記コーンを土中に貫入させることを第１の特
徴としている。 よって、本発明は、所定の測定深度まで
前記外管を土中に貫入してから前記心棒を押圧して前記
コーンを土中に貫入させるので、前記コーンは前記外管
によりガードされ、周囲の土圧がかかって正規の貫入抵
抗力の測定が妨げられることはない。 また、本発明の第
２の特徴は、前記心棒の押圧力により生じる土層の抵抗
力により収縮する円形リングを有し、この収縮する圧力
により貫入抵抗力を測定することである。そして、この
円形リングは貫入抵抗力により歪んで変形するプルービ
ングリングを使用することができ、この収縮圧力は、圧
力ゲージにより測定することができる。

【００１０】また、本発明の第３の特徴は、前記心棒の
押圧と同時に降下する貫入量測定器により貫入深度を測
定可能に構成するとともに、前記貫入抵抗力、及び前記
貫入深度の測定データを解析するコンピュータが設けた
ことである。 よって、貫入抵抗力と貫入深度の測定デー
タの収集と同時にコンピュータによる地盤強度解析が現
場で直ちに可能となり、きわめて迅速かつ能率的な貫入
試験が実現する。そして、本発明は、所定の圧力と速度
で前記コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作
用する貫入抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記測定デ
ータを前記コンピュータに入力し、所定深度における貫
入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度を判定するこ
とができる。

【００１１】前記コーンは、その先端角は、通常６０°
で、底面積は１０ｃｍ^２であるが、これに限定されない
ことはもちろんである。従って先端角を３０°、４０°
とするなど、適宜選定することができる。

【００１２】さらに、コーン貫入抵抗力は、通常は１ｃ
ｍ／ｓの貫入速度で５ｃｍ連続的に押し込んだときに、
コーンの底面に作用する貫入抵抗であり、土層の強度と
してコーンの貫入抵抗力をコーンの断面積で割ったコー
ン支持力ｑc〔Ｋｇｆ／ｃｍ^２〕で示すことができる。

【００１３】さらに、前記心棒と外管は、それぞれ所定
長の複数の心棒と外管とをそれぞれ継ぎ足しながら所定
深度までロッドを貫入させることができる。また、コー
ン貫入深度は貫入量で判断することができるものであ
り、後述するように油圧昇降機の移動を市販の巻込型変
位計の巻き込み量を計測し、その値をパソコンに入力し
て貫入深度を測定して、地上からどの程度の深度に貫入
されたかを判断する。また、コンピュータには、小型の
パソコンを使用するのが好ましい。

【００１４】また、請求項２に記載する本発明の貫入試
験方法は、油圧昇降機により前記心棒を土中に押圧し、
前記心棒に取付られるとともに、前記油圧昇降機の押圧
力により生じる土層の抵抗力により収縮する円形リング
を有し、この収縮する圧力により貫入抵抗力を 示す圧力
ゲージを設け、 前記外管の土中貫入後に、前記油圧昇降
機により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に
貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と、貫入量
測定器による貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と
貫入深度の測定データを前記コンピュータに入力し、所
定深度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の
強度を判定することを特徴とする。

【００１５】よって、請求項２に記載する本発明の貫入
試験方法は、前記第１、第２及び第３の特徴を満足する
ものである。 また、油圧昇降機には、直線運動する油圧
シリンダのピストンに昇降機を取り付けることが好まし
い。 また、前記貫入量測定器には、市販の巻込型変位計
を用い、油圧昇降機の移動を測定ワイヤの巻き込み量で
計測し、その値をパルスにてパソコンに信号を送り、貫
入深度を測定するのが好ましい。

【００１６】また、請求項３記載の本発明の貫入試験方
法は、請求項２における前記油圧昇降機の代わりに油圧
アクチュエータを用いたものであり、第１油圧アクチュ
エータにより前記外管を土中に押圧させるとともに、第
２油圧アクチュエータにより前記心棒を土中に押圧さ
せ、 前記心棒に取付られるとともに、前記第２油圧アク
チュエータの押圧力により生じる土層の抵抗力により収
縮する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入
抵抗力を示す圧力ゲージを設け、 貫入量測定器により、
前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下して、
貫入深度を測定し、 前記外管の土中貫入後に、前記第２
油圧アクチュエータにより所定の圧力と速度で前記コー
ンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入
抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入
深度の測定データを前記コンピュータに入力し、所定深
度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度
を判定することを特徴とする。そして、油圧アクチュエ
ータには油圧シリンダを用い、かつシリンダの移動する
側（ピストン、又はピストンを固定側にすればシリンダ
ケース）に昇降機部を設けることが好ましい。

【００１７】さらに、請求項４に記載する本発明は貫入
試験装置であり、前述の技術的課題を解決するために以
下のように構成されている。すなわち、本発明の貫入試
験装置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の
心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定
の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫
入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する
貫入試験装置において、 前記心棒の押圧力により生じる
土層の抵抗力により収縮する円形リングを有し、この収
縮する圧力により貫入抵抗力を測定する圧力ゲージと、
前記心棒の押圧と同時に降下し、貫入深度を測定する貫
入量測定器と、 前記貫入抵抗力及び前記貫入深度の測定
データを解析するコンピュータとを備え、 前記外管の土
中貫入後に、所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛
直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と貫入
深度を測定し、所定深度における貫入抵抗力を原位置に
て解析して土層の強度を判定することを特徴とする。よ
って、前記第１、第２及び第３の特徴を満足するもので
ある。

【００１８】また、請求項５記載の本発明の貫入試験装
置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の心棒
と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定の測
定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫入さ
せるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する貫入
試験装置において、 移動可能な架台に立設され、地表に
鉛直に配設可能な柱体と、 前記柱体に取り付けられ、該
柱体に沿って所定の圧力と速度で前記心棒を土中に押圧
する油圧昇降機と、 前記心棒に取付られるとともに、前
記油圧昇降機の押圧力により生じる土層の抵抗力により
収縮する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫
入抵抗力を 示す圧力ゲージと、 前記油圧昇降機の押圧と
同時に降下し貫入深度を測定する貫入量測定器と、 前記
圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データを解析す
るコンピュータとを備え、 前記外管の土中貫入後に、前
記油圧昇降機により所定の圧力と速度で前記コーンを土
中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力
と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入深度の
測定データを前記コンピュータに入力し、所定深度にお
ける貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強度を判定
することを特徴とする。

【００１９】よって、請求項５記載の本発明の貫入試験
装置は、前記第１、第２及び第３の特徴を満足するもの
であり、それに加えて本発明の貫入試験装置では、前記
架台や柱体は、クローラを備えて移動自在であり、掘削
口径が３５〜８６ｍｍ程度で、深度が最大３０ｍ程度の
孔をパーカッション掘削する小型掘削機（商品名：ジオ
ロープ）を用い、この掘削装置の架台、柱体、油圧昇降
機をそのまま利用することができる。また、前記貫入量
測定器には、市販の巻込型変位計を用い、油圧昇降機の
移動を測定ワイヤの巻き込み量で計測し、その値をパル
スにてパソコンに信号を送り、貫入深度を測定するのが
好ましい。

【００２０】また、請求項６記載の本発明の貫入試験装
置は、先端にコーンを取り付けた少なくとも一組の心棒
と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を所定の測
定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中に貫入さ
せるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御する貫入
試験装置において、 移動可能な架台に、折り畳んだ状態
で搭載可能であって、該架台に連結した状態で地表に鉛
直に設置可能な柱体と、 前記外管を土中に押圧する第１
油圧アクチュエータと、 前記柱体に取り付けられ、該柱
体に沿って所定の圧力と速度で前記心棒を土中に押圧す
る第２油圧アクチュエータと、 前記心棒に取付られると
ともに、前記第２油圧アクチュエータの押圧力により生
じる土層の抵抗力により収縮する円形リングを有し、こ
の収縮する圧力により貫入抵抗力を示す圧力ゲージと、
前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下し、貫
入深度を測定する貫入量測定器と、 前記圧力ゲージ及び
前記貫入量測定器の測定データをディジタルデータに変
換する信号変換器と、 前記ディジタルデータを解析する
コンピュータとを備え、 前記外管の土中貫入後に、前記
第２油圧アクチュエータにより所定の圧力と速度で前記
コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する
貫入抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記貫入抵抗力と
貫入深度の測定データの前記信号変換器出力を前記コン
ピュータに入力し、所定深度における貫入抵抗力を原位
置にて解析して土層の強度を判定することを特徴とす
る。

【００２１】よって、請求項６記載の本発明の貫入試験
装置は、請求項５における前記油圧昇降機の代わりに油
圧アクチュエータを用いたものであり、油圧アクチュエ
ータには油圧シリンダを用い、かつシリンダの移動する
側（ピストン、又はピストンを固定側にすればシリンダ
ケース）に昇降機部を設けることが好ましい。

【００２２】また、請求項６記載の本発明の貫入試験装
置は、さらに、前記柱体を折り畳んだ状態で架台に搭載
可能とすることもできる。その結果、限定された狭い空
間でも貫入試験を実施可能とする。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の貫入試験方法及び
装置を図に示される実施形態についてさらに詳細に説明
する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部
品の寸法、材質、形状、その相対的配置などは特に特定
的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限
定する趣旨ではなく、単なる説明例にすぎない。図１に
は本発明の一実施形態に係る貫入試験装置による貫入試
験の概要を示しており、図２には図１の圧力ゲージ部分
を拡大して示す。図３は本発明の貫入試験のフローチャ
ートであり、図４はコーンの貫入手順の説明図であり、
図５は油圧シリンダの回路の一例を示す。図６は本発明
の実施形態の貫入試験装置を設けた小型掘削機の側面図
であり、図７（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態にお
いて用いられた貫入量測定器の作動状態の説明図であ
る。

【００２４】本発明にかかる貫入試験装置の実施形態で
は、地盤土壌の掘削や土壌のサンプリングあるいは地下
水、ガス等の観測井戸の掘削などに使用される、図６に
示すような小型掘削機（商品名：ジオロープ）１を貫入
試験装置に用い、図１に示すように地表に鉛直に立設さ
れた柱体２に油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を
取り付けてある。前記柱体２は地盤土壌の掘削や土壌の
サンプリングあるいは地下水、ガス等の観測井戸の掘削
などに使用される図６に示すような小型掘削機１の架台
２０に設けられる。また、前記架台２０はクローラ２
１、２１により支持されていて、貫入試験を要する原位
置に迅速に移動することができるようになっている。

【００２５】そして、油圧昇降機４を駆動する油圧シリ
ンダ３はピストン１９（図５参照）が前記の柱体２に沿
って所定の圧力と速度で移動自在である。油圧シリンダ
のピストンには油圧昇降機４を設けてある。また、前記
柱体２は掘削機１の架台２０に折り畳んだ状態で搭載さ
れている。

【００２６】前記油圧昇降機４は圧力ゲージ７を介して
ロッド６に接続される。このロッド６は先端にコーン５
を備える。さらに、ロッド６は前記油圧シリンダ３によ
り所定の圧力（例えば２tf）で押圧されて前記コーン５
を土中に鉛直に貫入可能となっている。

【００２７】前記圧力ゲージ７は前記コーン５に作用す
る貫入抵抗力を測定するものであって、コーンの上端に
セットされた円形リング８と、この円形リング内に位置
するダイヤルゲージ７ａを備え、円形リング８の収縮圧
によりダイヤルゲージ７ａの指針が動くようになってい
る。

【００２８】また、前記油圧式昇降機４には、図１に示
すように、貫入量測定器９として市販の巻込型変位計
（例えば株式会社東京測機研究所製のひずみゲージ式変
換計）が設けられている。そして、この貫入量測定器９
は油圧昇降機が下降するときに同時に降下するものであ
って、図７（ａ）に示すように測定ワイヤ２５を所定の
長さ、例えば１ｍ引き出してセットしておき、図７
（ｂ）〜（ｃ）のように油圧昇降機４が下降し、図７
（ｄ）のように再び測定ワイヤ２５を再び地上まで引き
出してセットするごとに所定長にセットされた測定ワイ
ヤ２５を巻き取ることを繰り返し、巻き取り量を累計カ
ウントすることによって総貫入深度を測定し、コーン５
が地上からどの程度の深度に貫入されたかを判断するよ
うに構成されている。

【００２９】さらに、前記圧力ゲージ７及び貫入量測定
器９は信号変換器１０にそれぞれ接続コード２３、２４
を経て接続されている。本実施の形態においては、この
信号変換器１０はデータ記録装置を兼ねており、測定デ
ータをアナログデータからディジタルデータに変換する
と同時に測定データを記録するようになっている。

【００３０】また、前記信号変換器１０は小型コンピュ
ータ（パソコン）１１に接続されていて、パソコン１１
において、信号変換器１０からのディジタルデータを解
析し、貫入抵抗力と貫入深度の原位置試験と解析を瞬時
に行うことができるようになっている。

【００３１】本実施の形態では、前記ロッド６は先端に
コーン５を取り付けた心棒６ａと心棒６ａを囲む外管６
ｂから構成されていて、心棒６ａの上端に圧力ゲージ７
がセットされている。また、心棒６ａは外管６ｂが所定
の深度まで土中に貫入してから測定深度まで貫入するよ
うに継時的に貫入するようにシーケンス作動すべく制御
されている。

【００３２】このため、図５に簡略して示すように油圧
昇降機４を駆動する油圧シリンダ３は、心棒６ａを押圧
するシリンダ３ａと外管６ｂを押圧するシリンダ３ｂか
ら構成されている。そして、シリンダ３ａに至る油路１
２にシーケンスバルブ１５が組み込まれ、該シーケンス
バルブ１５にはシリンダ３ｂに至る油路１３からパイロ
ット流路１４が接続している。このために、油圧シリン
ダ３ｂが所定深さまで貫入したときに、油圧シリンダ３
ａが作動するように形成される。

【００３３】なお、各シリンダ３ａ、３ｂの出口側に流
量調整弁１６が設けられており、油圧シリンダの速度を
一定にすることにより、ロッド６の貫入速度を一定にし
て、ロッド６の貫入速度を一定に保つようにしてある。
なお、１７は手動切換弁、１８は油圧ポンプを示す。

【００３４】次に、本発明の貫入試験方法の一実施形態
を説明する。まず、小型掘削機１のクローラ２１を駆動
して貫入測定を行う場所に移動させる。次いで、図６に
想像線で示すように柱体２を架台２０の上部に搭載され
た状態から、油圧ピストンロッド２２を駆動して図中に
実線で示すように屈伸させて掘削機１の前方へ移動させ
る。

【００３５】次に、ロッド６の先端にコーン５を取り付
け、心棒６ａと外管６ｂから構成されるロッド６及びコ
ーン５を図４（ａ）に示すようにセット状態に位置させ
る。次に、油圧昇降機４を駆動する油圧シリンダ３を作
動させて所定の圧力と速度で前記コーン５を土中に貫入
させる。油圧シリンダ３を作動するには、図５に示すよ
うに所定の吐出圧に設定された油圧ポンプ１８から吐出
された圧油が油路１３を経てまず油圧シリンダ３ｂに流
入して、図４（ｂ）に矢印で示すようにまず外管６ｂを
所定の測定深度（例えば５０ｃｍ）まで流量制御弁１６
で設定された所定速度で貫入する。

【００３６】この時点で、油路１３の回路圧が上昇し、
この圧力がパイロット流路１４を経てシーケンスバルブ
１５を作動して油路１２を開き、油圧シリンダ３ａを作
動させて、図４（ｃ）に示すように心棒６ｂを外管の挿
入深度まで貫入する。この時点で貫入抵抗力と地表面か
らの貫入深度が測定される。この時、コーン５は外管６
ｂによりガードされるので、周囲の土圧がかかって正規
の貫入抵抗力の測定が妨げられることはない。

【００３７】さらに、図２に示すように油圧昇降機４の
押圧力により生じる土層の抵抗力は、円形リング８を収
縮させ、この収縮圧によりダイヤルゲージ７ａの指針が
動き貫入抵抗力を指示する。同時に、この貫入抵抗力の
測定データは接続コード２３を経て信号変換器１０に送
られる。

【００３８】さらに、貫入量を測定するには貫入量測定
器９として前記の市販の巻込型変位計は、図７（ａ）に
示すように測定ワイヤ２５を所定の長さ、例えば１ｍ引
き出してセットしておく。図４（ｂ）〜（ｃ）のように
油圧昇降機４が下降するときに測定ワイヤ２５を巻き取
り、貫入深度を計測する。地上まで油圧昇降機４を下げ
たら測定ワイヤを巻き取ったら図７（ｄ）のように油圧
昇降機４を上昇させる。このような動作を繰り返して累
計深度をカウントすることにより、総貫入深度が記録さ
れる。その結果、コーン５が地上からどの程度の深度に
貫入されたかが判断される。

【００３９】かくして、前記貫入抵抗力と同時に貫入量
測定器９からも貫入深度を示す測定データが接続コード
２４を経て信号変換器１０に送られる（図３参照）。前
記信号変換器１０ではこれらのアナログ信号をディジタ
ル信号に変換して該ディジタル信号をコンピュータ１１
に入力する。そして、前記コンピュータ１１では、前記
貫入抵抗力と貫入深度のディジタルデータを現場で直ち
に解析処理する。

【００４０】さらに深くコーン５を貫入するには、図４
（ｄ）に示すように、再び外管６ｂを所定の深度まで貫
入させる。次いで同図(e)に示すように、心棒６ａを所
定深度まで貫入して得られた貫入抵抗力と貫入量の測定
データを前述のように信号変換器１０を経てコンピュー
タ１１に入力して処理する。以後同様に処理する。な
お、ロッド６の貫入が所定深度に達したら、油圧シリン
ダ３を反対方向に駆動して油圧昇降機４を上昇させてか
ら、予め用意してあった別の心棒６ａと外管６ｂを継ぎ
足しながらコーン５をさらに一層深い深度をまで貫入す
ることができる。

【００４１】前述のコンピュータ１１では、土層の貫入
抵抗力とその深度位置、コーン支持力ｑc（Ｋｇｆ／ｃ
ｍ²）などが同時に瞬時に処理されてコンピュータ上に
図示される。その他、収集データの解析ソフトにより地
盤強度と地盤のグレードを区分して関係づけるなどし
て、データに基づき原位置における土の硬軟、締まり具
合、土層の構成物等を相対的に判定することができる。

【００４２】かくて、本発明の実施形態にかかる貫入試
験方法及び貫入試験装置によれば、測定データが現場で
瞬時に解析できるために、自動的にきわめて迅速に土壌
地盤の性質を判定することができる。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の貫入試験
方法及び装置よれば、以下に記載されるような効果を奏
する。 (a)．貫入抵抗力と貫入深度の測定データの収集と同時
にコンピュータによる地盤強度解析が現場で直ちに可能
となり、きわめて迅速かつ能率的な貫入試験が実現す
る。 (b)．油圧昇降機により所定の圧力と速度により鉛直に
コーンを土中に貫入させることによって、人力による場
合のように斜め方向から貫入して不均等なテンションが
かかるようなことがなく、きわめて正確な測定結果が得
られる。しかも、地盤強度の高い場所での測定も可能と
なる。 (c).所定長の外管と心棒を継ぎ足しながら貫入試験を行
うことができるので、地盤の深い部分での貫入抵抗力や
貫入深度の測定も容易に行われる。 (d).所定の深度まで外管を貫入してから心棒を押圧して
ロッドを貫入すると、コーンが外管によりガードされる
ことになり、正規の貫入抵抗力の測定が可能となる。 (e).油圧昇降機を取り付ける柱体を折り畳み可能に架台
に搭載することによって、高いやぐらなどを特に設けな
くても高さも面積も制約される工場建物の内部などの狭
い場所においても簡単に貫入試験が実施できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態にかかる貫入試験装置によ
る貫入試験の概略図である。

【図２】図１の圧力ゲージ部分を拡大正面図である。

【図３】本発明の貫入試験の実施形態のフローチャート
である。

【図４】（ａ）〜（ｅ）はコーンの貫入手順の説明図で
ある。

【図５】油圧シリンダの一例の油圧回路図である。

【図６】本発明の実施形態の貫入試験装置を取り付けた
小型掘削機の側面図である。

【図７】（ａ）〜（ｄ）は、本発明の実施形態において
用いられた貫入量測定器の作動状態を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

２ 柱体 ３ 油圧シリンダ ４ 油圧昇降機 ５ コーン ６ ロッド ６ａ 心棒 ６ｂ 外管 ７ 圧力ゲージ ９ 貫入量測定器 １０ 信号変換器 １１ コンピュータ（パソコン） ２０ 架台

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験方法において、 前記心棒の押圧力により生じる土層の抵抗力により収縮
   する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入抵
   抗力を測定するとともに、前記心棒の押圧と同時に昇降
   する貫入量測定器により貫入深度を測定可能に構成し、 前記貫入抵抗力、及び前記貫入深度の測定データを解析
   するコンピュータが設け、 前記外管の土中貫入後に、 所定の圧力と速度で前記コー
   ンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入
   抵抗力と貫入深度を測定し、かつ前記測定データを前記
   コンピュータに入力し、所定深度における貫入抵抗力を
   原位置にて解析して土層の強度を判定することを特徴と
   する貫入試験方法。
2. 【請求項２】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験方法において、 前記心棒を土中に押圧する油圧昇降機と、 前記心棒に取付られるとともに、前記油圧昇降機の押圧
   力により生じる土層の抵抗力により収縮する円形リング
   を有し、この収縮する圧力により貫入抵抗力を示す圧力
   ゲージと、 前記油圧昇降機の押圧と同時に降下し貫入深度を測定す
   る貫入量測定器と、 前記圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データを解
   析するコンピュータが設けられ、 前記外管の土中貫入後に、前記油圧昇降機により所定の
   圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記
   コーンに作用する貫入抵抗力と貫入深度を測定 し、かつ
   前記貫入抵抗力と貫入深度の測定データを前記コンピュ
   ータに入力し、所定深度における貫入抵抗力を原位置に
   て解析して土層の強度を判定することを特徴とする貫入
   試験方法。
3. 【請求項３】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験方法において、 前記外管を土中に押圧する第１油圧アクチュエータと、 前記心棒を土中に押圧する第２油圧アクチュエータと、 前記心棒に取付られるとともに、前記第２油圧アクチュ
   エータの押圧力により生じる土層の抵抗力により収縮す
   る円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入抵抗
   力を示す圧力ゲージと、 前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下し、貫
   入深度を測定する貫入量測定器と、 前記圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データを解
   析するコンピュータが設けられ、 前記外管の土中貫入後に、前記第２油圧アクチュエータ
   により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に貫
   入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と貫入深度を
   測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入深度の測定データを
   前記コンピュータに入力し、所定深度における貫入抵抗
   力を原位置にて解析して土層の強度を判定することを特
   徴とする貫入試験方法。
4. 【請求項４】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験装置において、 前記心棒の押圧力により生じる土層の抵抗力により収縮
   する円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入抵
   抗力を測定する圧力ゲージと、 前記心棒の押圧と同時に降下し、貫入深度を測定する貫
   入量測定器と、 前記貫入抵抗力及び前記貫入深度の測定データを解析す
   るコンピュータとを備 え、 前記外管の土中貫入後に、所定の圧力と速度で前記コー
   ンを土中に鉛直に貫入させ、前記コーンに作用する貫入
   抵抗力と貫入深度を測定し、所定深度における貫入抵抗
   力を原位置にて解析して土層の強度を判定することを特
   徴とする貫入試験装置。
5. 【請求項５】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験装置において、 移動可能な架台に立設され、地表に鉛直に配設可能な柱
   体と、 前記柱体に取り付けられ、該柱体に沿って所定の圧力と
   速度で前記心棒を土中に押圧する油圧昇降機と、 前記心棒に取付られるとともに、前記油圧昇降機の押圧
   力により生じる土層の抵抗力により収縮する円形リング
   を有し、この収縮する圧力により貫入抵抗力を示す圧力
   ゲージと、 前記油圧昇降機の押圧と同時に降下し貫入深度を測定す
   る貫入量測定器と、 前記圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データを解
   析するコンピュータとを備え、 前記外管の土中貫入後に、前記油圧昇降機により所定の
   圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に貫入させ、前記
   コーンに作用する貫入抵抗力と貫入深度を測定し、かつ
   前記貫入抵抗力と貫入深度の測定データを前記コンピュ
   ータに入力し、所定深度における貫入抵抗力を原位置に
   て解析して土層の強度を判定することを特徴とする貫入
   試験装置。
6. 【請求項６】 先端にコーンを取り付けた少なくとも一
   組の心棒と、該心棒を囲む外管とを有して、前記外管を
   所定の測定深度まで土中に貫入してから前記心棒を土中
   に貫入させるべく前記心棒と前記外管をシーケンス制御
   する貫入試験装置において、 移動可能な架台に、折り畳んだ状態で搭載可能であっ
   て、該架台に連結した状態で地表に鉛直に設置可能な柱
   体と、 前記外管を土中に押圧する第１油圧アクチュエータと、 前記柱体に取り付けられ、該柱体に沿って所定の圧力と
   速度で前記心棒を土中に押圧する第２油圧アクチュエー
   タと、 前記心棒に取付られるとともに、前記第２油圧アクチュ
   エータの押圧力により生じる土層の抵抗力により収縮す
   る円形リングを有し、この収縮する圧力により貫入抵抗
   力を示す圧力ゲージと、 前記第２油圧アクチュエータの押圧と同時に降下し、貫
   入深度を測定する貫入量測定器と、 前記圧力ゲージ及び前記貫入量測定器の測定データをデ
   ィジタルデータに変換する信号変換器と、 前記ディジタルデータを解析するコンピュータとを備
   え、 前記外管の土中貫入後に、前記第２油圧アクチュエータ
   により所定の圧力と速度で前記コーンを土中に鉛直に貫
   入させ、前記コーンに作用する貫入抵抗力と貫入深度を
   測定し、かつ前記貫入抵抗力と貫入深度の測定データの
   前記信号変換器出力を前記コンピュータに入力し、所定
   深度における貫入抵抗力を原位置にて解析して土層の強
   度を判定することを特徴とする貫入試験装置。