JP3556428B2

JP3556428B2 - 比抵抗測定装置を設けた圧密試験装置

Info

Publication number: JP3556428B2
Application number: JP09156497A
Authority: JP
Inventors: 正治福江; 直美田屋; 基松本; 正二田中
Original assignee: 興亜開発株式会社; 株式会社丸東製作所; 正治福江
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2017-03-26
Also published as: JPH10267809A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、供試体を圧密する測定装置を用いて、土等の圧密のデータを得ると同時に、供試体の圧密に対応する比抵抗の変化を測定可能な比抵抗測定装置を設けた圧密試験装置に関する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
従来より一般に用いられている土の圧密試験装置においては、試料容器に収容した土の試料に対して圧密試験を行うように構成しているもので、土の試料に対して上から圧縮作用を付与することにより、圧縮性のデータを得るために使用されている。また、岩石の圧縮試験装置においては、圧縮作用のデータを得ると同時に、比抵抗測定手段を設けたものも知られているが、土の試料に対しては、もっぱら圧縮試験を行う装置として構成されているのみである。ところが、近年、土の供試体に対しても、比抵抗試験を行って、土質の判断のためのデータを得ることが求められる場合がある。
【０００３】
また、土木工事のデータを得るためには、従来より地山の地層の判断のため等の目的で、ボーリング孔等を利用して比抵抗測定を行うことがあり、例えば、特開平５−３４６０１７号公報等に開示されているような装置が使用されている。前記従来例においては、地盤の透水係数の測定と同時に、地盤の比抵抗を測定することができるようにされている。これに対して、地盤のデータを得るために、ボーリング孔等を利用して地盤の比抵抗を測定する際に、その基礎データを土質試験の試料から得ておくと、土質試験のデータの高度に利用することが可能であるとも考えられている。しかしながら、従来の試験装置ではほとんどが圧密のデータのみが得られるものであり、供試体に対する圧密と関連させた比抵抗値の変化等のデータを得ることができないものである。
【０００４】
本発明は、前述したような従来の測定装置を用いた土質の試験の課題を解消するもので、土の供試体に対する圧密試験と同時に、比抵抗値の測定を行うことが可能であり、土質のデータとともに比抵抗値の変化の状態を測定可能な装置を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、供試体を収容する試料容器を底盤部材に支持し、上部から加圧板による加圧を行って供試体の圧密試験を行う測定装置に関する。
請求項１の発明は、絶縁体で構成し、供試体を収容する試料容器と、
前記試料容器の上下に対応させて配置し、押圧される試料に対応する上下の電極部材と、前記上下の電極部材に接続し、測定装置に接続してデータを得るための電線と、
前記試料容器に収容する試料を上から押圧する加圧板と、を配置し、
前記加圧板により供試体を圧密しながら、供試体の比抵抗の変化の測定を行うことを特徴とする。
請求項２の発明は、前記電極板を電流負荷端子と電圧測定端子とで構成し、
加圧板による加圧作用を付与するとともに、電極板間の比抵抗の測定を行うことを特徴とする。
【０００６】
前述したように構成したことにより、本発明の装置においては、土等の供試体に対する圧密試験を行う際に、供試体の圧密のデータとともに比抵抗値の測定を行うことが可能であり、地質調査の際の基礎データを容易に得ることができる。また、本発明の装置では、供試体の上下に２つの電極板を各々配置して、供試体に対する比抵抗値のデータを得ることが可能であり、供試体の特性を容易に知ることが可能である。
【０００７】
【発明の実施の形態】
図示される例にしたがって、本発明の測定装置を説明する。図１、２に示す測定装置１は、従来の土の圧密試験装置と同様な構成を有するもので、試験試料を収容するシリンダを、試料容器１５とガイドシリンダ１７とを重ねる状態に配置し、前記シリンダを底盤部材２と上蓋部材５の間に固定して設けている。また、前記シリンダにおいては、ガイドシリンダ１７と試料容器１５または、試料容器１５のみを絶縁体で構成し、供試体１６の上下に配置する電極の間でシリンダを介して電流が流れないようにしている。さらに、前記試料容器１５の上下部の底盤部材２と接する部分と、ガイドシリンダ１７に接する部分には、Ｏリング等のシール１８、１８ａを配置し、シリンダを水密に構成している。
【０００８】
前記底盤部材２と上蓋部材５の間には固定部材６、６ａ……を配置して、底盤部材２に対する上蓋部材５の位置決めを行うとともに、供試体の圧密を行うための加圧板１２の加圧軸１０を、上蓋部材５に配置するスライドベアリング１１を介して支持させている。前記加圧板１２には、多数の縦孔１３……を設け、電極から引き出した電線を通す孔を設けており、供試体の圧密に際して滲み出る水等を、縦孔を介して上部に排出させるようにする。本発明の実施例においては、前記固定部材６においては、上蓋部材５に対して絶縁カラー８を介してタイロッド７を固定し、底盤部材２と上蓋部材５との間を絶縁している。また、前記底盤部材２には、栓部材４を設けた水抜き孔３を配置して、圧密試験後の底盤部材の清掃に対応させる。さらに、前記底盤部材２には、電線３２、３６を通す開口を配置しており、上蓋部材５にも電線２２等に対応させた開口を設け、前記各電線用の開口を介して電極部に接続する端子線を接続させるようにする。
【０００９】
前記底盤部材２と上蓋部材５の間に固定保持されるシリンダに対しては、供試体１６の上下に上部電極部材２０と下部電極部材３０とを配置しており、供試体１６を下部電極部材３０の上に載置し、供試体の上に配置する上部電極部材２０を介して、加圧板１２による押圧作用を行うようにする。また、前記加圧板１２に対しては、従来の加圧試験装置の場合と同様に、加圧軸１０を図示を省略した重り等を用いた加圧作用により加圧板１２を押圧し、前記加圧板１２を用いた加圧作用を供試体１６に対して加えるようにする。
【００１０】
前記測定装置１において、供試体１６の上下に配置する上部電極部材２０と下部電極部材３０とは、図３の分解斜視図に示されるように構成されるもので、供試体１６と加圧板１２との間に配置する上部電極部材２０では、２つの電極板２１、２５の間と、電極板の上下部にろ紙２８、２８ａ、２８ｂをそれぞれ配置している。また、前記電極板２１には、固定部２２ａを介して電線２２を接続し、電極板２５には固定部２６ａを介して電線２６を接続しており、前記電極板に接続する電線には、熱収縮チューブ等の絶縁被覆２２ｂ、２６ｂにより被覆して、漏電の防止を行っている。さらに、前記電線２２、２６の引き出し先端部には、固定ナット２３ａ、２７ａを介して接続端子２３、２７をそれぞれ接続し、電源装置または測定装置に接続される。
【００１１】
供試体１６と底盤部材２の間に配置する下部電極部材３０では、２つの電極板３１、３５の間と、電極板の上下部にろ紙３８、３８ａ、３８ｂをそれぞれ配置している。また、前記電極板３１には固定部３２ａを介して電線３２を接続し、電極板３５には固定部３６ａを介して電線３６を接続しており、前記電極板に接続する電線には、前記上部電極部材の場合と同様に絶縁処理を行っている。前記上部電極部材および下部電極部材において、電極板としてステンレス製の金網等のような導電性の良好な金属部材を用いている。
【００１２】
前述したように構成した測定装置において、前記図３に示されるように電極板とろ紙とをそれぞれ重ねた状態で上部電極部材と下部電極部材とを構成し、試料容器１５に収容した供試体１６を挟むように配置する。また、前記シリンダを底盤部材２と上蓋部材５の間に位置決めしてから、シリンダ内部に水またはその他の液体を充満させて、前記供試体の上下部に配置するろ紙に液体を浸漬させる。
【００１３】
そして、供試体１６の上下部に各々２つずつ配置する電極板に対して、上部電極部材２０の側から電圧と電流とをそれぞれ印加し、下部電極部材３０の側に配置している２つの電極板からは、供試体を通った電圧と電流とをそれぞれ測定装置に向けて出力する。例えば、上部電極部材２０に配置する電極板２１には電流を印加し、電極板３１により電流値の変化を測定する。また、電極板２５には電圧を印加するとともに、下部電極部材３０においては、電極板３５を電圧検知用に用い、前記電極板３１、３５を介して各々検知装置に接続する。したがって、前記上部電極部材と下部電極部材との間で供試体を通した電流と電圧とを測定することにより、供試体の圧密作用に対応する比抵抗値の変化を測定することができる。
【００１４】
本発明の測定装置により土等の供試体に対する圧密試験を行う場合には、通常の圧密試験と同時に、下部電極部材の電極板に印加する電圧／電流を、上部電極部材の電極板を介して測定器に伝達し、供試体の圧密のデータと同時に、供試体の比抵抗値を測定する。前述したようにして、供試体の比抵抗値を測定する場合に、供試体の土の間隙比は圧密によって漸次小さい値となり、土の比抵抗値も変化する。この圧密の値と比抵抗の値とを、例えば、硅砂、モンモリナイト系粘土、カオリナイト系粘土等の土の種類と、土の間隙比、間隙水の種類、含水比等の因子に対応させてそれぞれ測定して、土質に対応するデータを多数得て蓄積しておくことができる。そして、本発明の測定装置を用いて得たデータを基にして、地質調査を行う現場で、電気探査、電気検層、伝導度コーン試験等の成果の解析のための基礎データとして利用することができる。
【００１５】
一般的に、土等の供試体における比抵抗は、供試体の間隙比と、その供試体を満たす液体あるいは気体の電気的性質に依存するものであり、測定装置を用いて圧密試験を行いながら比抵抗を測定する場合には、供試体が圧密される度合いに対応して供試体の間隙が減少し、供試体の比抵抗値が変化する。そこで、本発明においては、供試体の上下部に電極板を配置して、供試体の圧密に対応する比抵抗値の変化を測定し、測定の対象とする土質における圧密度と比抵抗の対応関係のデータを得ることができる。
【００１６】
そして、例えば、地質調査の対象とされる地盤が有害な物質により汚染されているような場合に、その地盤から採取した土を供試体として使用し、比抵抗値を測定したデータを試験室で得ることが可能である。そして、そのデータを基準にして用い、試料を採取した現場での地盤に対する比抵抗を直接測定した値とを比較すると、比抵抗値の比較のみで、地盤の汚染状態を容易に判断することができる。また、特定の種類の油で土壌が汚染されていたり、その他の物質で土壌が汚染されているような場合でも、現場での比抵抗の測定データと、実験室での測定データとを比較することによって、汚染の状態を判断することが可能になる。
【００１７】
さらに、前記試料容器に収容させる土等の供試体は、現地の土をコアとして採取し、それを容器の大きさに合わせて切断して成形し、容器内に軽く押圧する状態で収容させて用いることができる。また、土の積層状態を特に重視しない場合や、コア状に採取不能な土の場合には、袋に入れて持ち込んだ土を、容器内部に任意の圧密状態で収容させて、圧密試験と比抵抗値の測定とを行うことも可能である。
【００１８】
【発明の効果】
本発明の比抵抗測定装置を設けた圧密試験装置は、前述したように構成しているものであるから、従来より土等の圧密試験に用いられている測定装置に対し、比抵抗値の測定機構を組み込んだことにより、供試体の圧密に対応する比抵抗の変化を容易に知ることができる。そして、本発明の装置においては、土等の供試体に対する圧密試験を行う際に、供試体の圧密のデータとともに比抵抗値の測定を行うことが可能であり、地質調査の際等に利用可能な基礎データを容易に得ることができる。また、本発明の装置では、供試体の上下に２つの電極板を各々配置して、供試体に対する比抵抗値のデータを得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の測定装置の構成を示す説明図である。
【図２】図の装置の平面図である。
【図３】本発明の供試体の上下に配置する測定装置の分解斜視図である。
【符号の説明】
１測定装置、２底盤部材、５上蓋部材、１０加圧軸、
１２加圧板、１５試料容器、１６供試体、
１７ガイドシリンダ、２０・３０電極部、
２１・２５・３１・３５電極板。

Claims

供試体を収容する試料容器を底盤部材に支持し、上部から加圧板による加圧を行って供試体の圧密試験を行う測定装置において、
絶縁体で構成し、供試体を収容する試料容器と、
前記試料容器の上下に対応させて配置し、押圧される試料に対応する上下の電極部材と、前記上下の電極部材に接続し、測定装置に接続してデータを得るための電線と、
前記試料容器に収容する試料を上から押圧する加圧板と、を配置し、
前記加圧板により供試体を圧密しながら、供試体の比抵抗の変化の測定を行うことを特徴とする比抵抗測定装置を設けた圧密試験装置。
前記電極板を電流負荷端子と電圧測定端子とで構成し、
加圧板による加圧作用を付与するとともに、電極板間の比抵抗の測定を行うことを特徴とする請求項１に記載の比抵抗測定装置を設けた圧密試験装置。