JP3898867B2

JP3898867B2 - Penetration testing machine

Info

Publication number: JP3898867B2
Application number: JP2000038524A
Authority: JP
Inventors: 修四方; 勲牧野
Original assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Current assignee: Nitto Seiko Co Ltd
Priority date: 2000-02-16
Filing date: 2000-02-16
Publication date: 2007-03-28
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: JP2001228068A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、土地の地耐力を調査する貫入試験を行うための貫入試験機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、建造物の建築予定地等の地耐力を調査するためには、貫入試験機が使用されている。この貫入試験機は、特開平８−２９２１４１号公報、特開平９−１１１７４５号公報等によって公知のものであるので、その細部にわたる説明は省略するが、大略、次のような構成で成る。
【０００３】
図４及び図５に示すように、従来の貫入試験機１′は、所定重量の錘２を載荷可能かつ支柱３に沿って昇降可能な載荷台４を有し、この載荷台４には、チャック５が配置されている。このチャック５は、モータ６の駆動を受けて回転するようになっており、このチャック５には、貫入ロッド７が一体に回転するように保持されている。貫入ロッド７は、継ぎ足し可能に構成された棒状のロッド部７ａと、このロッド部７ａ先端に取り付けられたドリル状のスクリューポイント７ｂとで成る。
【０００４】
前記載荷台４の後部には、スプロケット８が回転可能に設けられている。このスプロケット８は、支柱３に配置されたチェーン部材３ａに常時噛合しており、このスプロケット８がチェーン部材３ａに沿って回転することで載荷台４が昇降するように構成されている。また、スプロケット８は、パウダブレーキ９の作動により制動されるようになっており、これにより載荷台４の下降にブレーキがかけられるように構成されている。
【０００５】
上記貫入試験機１は、日本工業規格Ａ１２２１のスウェーデン式サウンディング試験方法に準じた貫入試験を自動で行う。試験では、貫入ロッド７に載荷台４の装備重量による荷重（２５０Ｎ毎に増減、最大１ＫＮ）が負荷され、この荷重によって貫入ロッド７が地中に貫入されるとともに、１ＫＮの荷重のみで貫入ロッドが貫入しない場合は、貫入ロッド７に回転が付与され、回転貫入が行われる。なお、前述の荷重は、スプロケットがパウダブレーキによって制動されることで、載荷台４の下降にブレーキがかけられることにより調整される。
【０００６】
貫入ロッド７が地中に貫入していく過程で、貫入ロッド７の貫入速度は土質に応じて変化するため、この貫入速度ができるだけ一定になるよう、回転の付与／停止、荷重の変更等、貫入条件の変更が行われる。この貫入条件が変更された時と、貫入ロッド７が２５０ｍｍ貫入する毎とに、制御ユニットにより試験データが取得される。
【０００７】
試験データは、前回試験データを取得した位置からの貫入ロッド７の貫入量、その間の貫入ロッド７の半回転数（貫入ロッド７の一回転を２としてカウントした回転数）及びその間の荷重値で成る。地盤が固ければ、半回転数が多くなるため、この半回転数により貫入深さ毎の地盤強度を知り、その土地の地耐力を調べることができる。
【０００８】
なお、荷重変更の原理、試験方法の詳細等、貫入試験機１′の詳細については、前掲の特開平８−２９２１４１号公報、特開平９−１１１７４５号公報、日本工業規格Ａ１２２１等を参照されたい。ちなみに、特開平８−２９２１４１号公報、特開平９−１１１７４５号公報の貫入試験機では、貫入ロッドに負荷される荷重が最大１００ｋｇｆとなっているが、その後の日本工業規格Ａ１２２１の改訂により、貫入ロッドに負荷する荷重は最大１ＫＮになっている。よって、上記従来例は、この最新の荷重値を採用した形式で説明してある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
スウェーデン式サウンディング試験及びこれに準じた貫入試験のように、貫入ロッド７に荷重をかけて回転貫入する貫入試験においては、貫入ロッド７を地中に貫入すると、図６に示すように、貫入ロッド７には土の抗力ｎによる周面摩擦が働くため、この周面摩擦によって貫入ロッド７先端のスクリューポイント７ｂ等に作用する荷重が減じられてしまい、スクリューポイント７ｂ等に適正な荷重を負荷できなくなる。しかも、この周面摩擦は、貫入ロッド７の貫入量が増すほど大きくなるため、深い所ほどスクリューポイント７ｂ等に負荷される荷重が実際よりも少なくなってしまう。従って、貫入量が増すほど、実際よりも半回転数が多くなってしまい、地盤強度が高いと判定されてしまう等の問題が発生している。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題に鑑みて創成されたものであり、貫入ロッドに荷重を負荷するとともに必要に応じて回転を付加して地中に貫入する過程で試験データを得る貫入試験機であって、貫入ロッド貫入時に貫入ロッドに作用する回転トルクを貫入ロッドの等価半径で除した値を等価摩擦抵抗力とするとともに、貫入ロッドの貫入速度と回転速度の比から貫入ロッド貫入時に土の抵抗に応じて貫入ロッドに作用する等価摩擦抵抗力の作用方向を求め、これらから等価摩擦抵抗力のスラスト方向分力を求める制御ユニットを備えていることを特徴とするものである。
【００１１】
前記貫入ロッドは継ぎ足し可能なロッド部を有し、制御ユニットは前記ロッド部の総重量を求めるものであることが望ましい。また、前記制御ユニットは、貫入ロッドの貫入を一旦停止してから所定時間経過後に貫入ロッドを回転させて回転トルクを計測するものであることが望ましい。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づき本発明の実施の形態を説明する。図１において、１は貫入試験機であり、上記従来の技術で紹介した試験機１′の構成に加え、貫入ロッド７に作用する周面摩擦による損失を補正する構成を有している。ここでは、上記試験機１′と同じ構成については説明を省略し、周面摩擦による損失を補正する構成を中心に説明を行う。
【００１３】
本貫入試験機１の制御ユニット１０は、試験機全体の制御を行う制御部１１と、貫入ロッド７の貫入速度ｖ_ｓ及び回転移動速度ｖ_ｒを検出可能な速度検出部１２と、モータ６の負荷電流値を検出する電流検出部１３と、この電流検出部１３によって検出された負荷電流値に対する貫入ロッド７の回転トルクを格納したトルクテーブル及び正規の半回転数を格納した半回転数テーブル等が予め登録された記憶部１４と、各種情報を表示する表示部１５と、貫入試験実施に必要な各種パラメータ及び命令信号等の各種制御情報を手動入力可能な操作部１６とを備えている。
【００１４】
前記速度検出部１２は、スプロケット８の歯の回転移動速度から貫入ロッドの貫入速度ｖ_ｓを取得するとともに、モータ６の出力軸の回転速度から貫入ロッド７のロッド部７ａ周面の回転移動速度ｖ_ｒを取得するように構成されている。また、前記記憶部１４に登録された半回転数テーブルは、図２に示すように、載荷台４の装備重量により貫入ロッド７に負荷される荷重が１ＫＮである時に試験データとして取得される半回転数に対する、１ＫＮを超える各荷重での相関的な半回転数データａ_１１〜ａ_ｉｊと１ＫＮ未満の各荷重での相関的な半回転数データｂ_１１〜ｂ_ｉｊとを保持している。
【００１５】
これらの半回転数データは、土の抵抗、ロッド部７ａの重量等によりスクリューポイント７ｂに実際に負荷されている荷重が１ＫＮ以外になっている場合に、正しく１ＫＮの荷重が負荷されていると仮定した時の半回転数を表している。よって、ａ_１１〜ａ_ｉｊは、対応する荷重１ＫＮでの半回転数よりも多い値となり、ｂ_１１〜ｂ_ｉｊは、対応する荷重１ＫＮでの半回転数よりも少ない値となる。
【００１６】
上記貫入試験機１は、従来同様に貫入試験を行い、貫入条件が変更された時と、貫入ロッドが２５０ｍｍ貫入する毎とに、その間の貫入量、半回転数、荷重値で成る試験データを取得する。ただし、回転貫入中は、試験データの取得と同時に、その間の貫入ロッド７の平均貫入速度ｖ_ｓと平均回転移動速度ｖ_ｒとが速度検出部１２によって取得されるとともに、貫入ロッド７の地表からの総貫入量に基づいてロッド部７ａの継ぎ足し本数が制御部１１によって取得される。
【００１７】
また、速度検出部１２による速度取得の直後、パウダブレーキ９の作動により載荷台４の下降を一時停止させて（載荷台４の装備重量による荷重を０にして）貫入ロッド７の貫入を一旦停止し、それから所定時間経過後、モータ６の負荷電流値が電流検出部１３によって検出される。これら貫入速度ｖ_ｓ、回転移動速度ｖ_ｒ及び負荷電流値は制御部１１に送られ、制御部１１は、トルクテーブルから負荷電流値に対応する回転トルクＴを取得する。また、これと同時に制御部１１は、ロッド部７ａの継ぎ足し本数と予め登録されているロッド部７ａの１本当たりの重量とから継ぎ足されたロッド部７ａの総重量を取得する。
【００１８】
載荷台４が停止した瞬間には、スクリューポイント７ｂと土との食い付きが増すことがあり、これによってモータ６の負荷電流値が一時的に増加することがある。しかしながら、前述のように載荷台４を一時停止して所定時間経過後にモータ６の負荷電流値を検出するようにすると、そのような過大な負荷電流値を検出することなく、平準化された回転トルクに対応する負荷電流値を検出することができる。つまり、スクリューポイント７ｂにかかる回転抵抗をできるだけ減らし、ロッド部７ａに作用している周面摩擦による回転トルクＴを得ることができるのである。
【００１９】
前述の貫入ロッド７の回転トルクＴは、図３（ａ）に示すように、等価摩擦抵抗力Ｆ_０（土の等価抗力Ｎと摩擦係数μとの積）にロッド部７ａの等価半径ｒを乗じた値にほぼ等しい。この等価摩擦抵抗力Ｆ_０は、貫入ロッド７が回転貫入されている時には、図３（ｂ）に示すように、作用点の移動方向に向く等価摩擦抵抗力Ｆ（｜Ｆ｜＝｜Ｆ_０｜）として作用するため、この等価摩擦抵抗力Ｆのスラスト方向分力（以下、荷重抵抗力Ｐ_１という）がスクリューポイント７ｂに負荷される荷重を減じる要素、すなわち荷重の損失値として作用する。この荷重抵抗力Ｐ_１は、数１に示す数式によって求めることができる。この数１からも明らかなように、本発明の実施の形態では、貫入速度ｖ_ｓ、回転移動速度ｖ_ｒ及び回転トルクＴが荷重の損失値を求めるための損失値演算基礎データとなっている。
【００２０】
【数１】

【００２１】
前記等価摩擦抵抗力及び等価抗力は、貫入ロッド７の周面各部に作用している摩擦抵抗力又は土の抗力が一点に集中したとみなした力を指し、また、等価半径は、貫入ロッド７の撓み箇所、変形箇所等を考慮して、これらを一定とみなした半径を指す。なお、ロッド部７ａが横断面六角形状等の非円形断面のものである場合にも、これを円形とみなした等価半径を用いれば、数１に示す数式により荷重抵抗力Ｐ_１を求めることができる。
【００２２】
また、スクリューポイント７ｂには、載荷台４の装備重量に基づく荷重Ｐ_０（＝１ＫＮ）に加え、ロッド部７ａの継ぎ足し本数に応じた重量が追加荷重Ｐ_２として負荷される。このため、スクリューポイント７ｂに実際に負荷されている正味荷重Ｐ_ｒは数２によって求めることができる。
【００２３】
【数２】

【００２４】
制御部１１は、数１の数式から荷重抵抗力Ｐ_１を求めるとともに、数２の数式から正味荷重Ｐ_ｒを求める。続いて、制御部１１は、正味荷重Ｐ_ｒと試験データ中の半回転数とを照合して半回転数テーブルから正規の半回転数を取得し、これを試験データ中の半回転数と置き換える。そして、制御部１１は、この正規の半回転数を含む試験データ及び、この試験データに対応する回転トルクＴ、貫入速度ｖ_ｓ、回転移動速度ｖ_ｒ及び追加荷重Ｐ_２を記憶部１４に設けられた試験データ記憶領域に書き込む。
【００２５】
本貫入試験機１は、回転貫入時に取得される半回転数を前述のようにして補正しつつ、所望の深度まで貫入ロッド７を貫入し、試験データ、損失値演算基礎データ及び追加荷重Ｐ_２を取得する。この試験データ等から貫入深さ毎の地盤強度を知ることができ、その土地の地耐力を知ることができる。
【００２６】
なお、以上の説明では、正確な回転トルクＴを求めるため、試験データ取得毎に載荷台４を一時停止させる（荷重を０（ゼロ）にする）動作を行っているが、荷重はそのままにモータ６の負荷電流値を取得し、それから回転トルクＴを求めてもよい。また、回転トルクＴは、既知のトルクセンサを用いて検出してもよい。さらに、貫入速度ｖ_ｓ及び回転移動速度ｖ_ｒとしては、試験データ取得時の瞬間的な速度を検出してもよい。
【００２７】
また、荷重の損失に合わせて、半回転数テーブルから正規の半回転数を取得するようにしているが、荷重の損失分を追加するようにしてもよい。具体的には、予め２ＫＮの荷重が負荷できる装備重量に載荷台４を構成するとともに、パウダブレーキを倍の制動力を発揮できるものに変更し、１ＫＮより大きい荷重を負荷できるように構成すればよい。このように荷重の損失分を追加するようにしても、得られる効果は同じである。
【００２８】
さらに、制御ユニットで正味荷重Ｐｒを求め、これに応じて半回転数の補正を行っているが、制御ユニットに損失値演算基礎データ及びロッド部の継ぎ足し本数を試験データとともに記憶していき、後でこれをパーソナルコンピュータ等の別の処理装置に読み込んで正味荷重Ｐ_ｒを求め、試験データの半回転数を正規の半回転数に補正するようにしても得られる効果は同じである。
【００２９】
また、前述のような試験データ又は荷重の補正を全く行わずに貫入試験を行う場合、正味荷重Ｐ_ｒが１ＫＮよりも大きくなるポイント、つまり、追加荷重Ｐ_２が荷重抵抗力Ｐ_１よりも大きくなるポイントでは、半回転数が正規の半回転数よりも少なくなるため、そのポイントは実際よりも地盤強度が弱いと判断される。このような判断が下されると、そのポイントには、地盤改良工事等で十分な補強措置が施されるため、試験結果は実際と異なっていても安全性は逆に高まることになる。このことに鑑みて、前述の試験データ又は荷重の補正にあたっては、１ＫＮに満たない正味荷重Ｐ_ｒが求められた時にのみ半回転数を補正するようにしてもよい。また、追加荷重Ｐ_２を無視し、荷重Ｐ_０から荷重抵抗力Ｐ_１を減じた正味荷重Ｐ_ｒ（この場合、Ｐ_ｒ＝Ｐ_０−Ｐ_１，Ｐ_ｒ≦１ＫＮ）に応じて半回転数を補正するようにしても、地盤強度が実際よりも高いと判定されてしまうという課題を解決することはできる。
【００３０】
【発明の効果】
本発明の貫入試験機によれば、荷重の損失、ロッドの重量等を求めることによりスクリューポイントに負荷されている正確な荷重を求めることができ、これに応じて試験データを補正し、正確な地盤強度を知ることができる等の利点がある。この結果、深い位置においても正確な試験データを得ることが可能になり、大規模なシステムによる地盤調査を実施せずとも、今まで以上に深い位置まで正確に調査を行うことが可能になる等の利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る貫入試験機の概略説明図である。
【図２】半回転数テーブルの概略を示す説明図である。
【図３】貫入ロッドに作用する等価摩擦抵抗力等を表す説明図である。
【図４】従来の貫入試験機の説明図である。
【図５】図３のＡ−Ａ線に係る要部拡大一部切欠断面図である。
【図６】貫入ロッドを地中に貫入した時の状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１貫入試験機
４載荷台
５チャック
６モータ
７貫入ロッド
７ａロッド部
７ｂスクリューポイント
８スプロケット
９パウダブレーキ
１０制御ユニット
１１制御部
１２速度検出部
１３電流検出部
１４記憶部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a penetration testing machine for performing a penetration test for investigating the earth bearing capacity of land.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, penetration testing machines have been used in order to investigate the proof strength of buildings such as planned construction sites. Since this penetration testing machine is known from JP-A-8-292141, JP-A-9-111745, and the like, a detailed description thereof is omitted, but it is generally configured as follows.
[0003]
As shown in FIGS. 4 and 5, the conventional penetration testing machine 1 ′ has a loading table 4 that can load a weight 2 having a predetermined weight and can be moved up and down along a column 3. A chuck 5 is arranged. The chuck 5 is rotated by being driven by a motor 6, and the penetration rod 7 is held on the chuck 5 so as to rotate integrally. The penetrating rod 7 includes a rod-shaped rod portion 7a configured to be able to be added and a drill-shaped screw point 7b attached to the tip of the rod portion 7a.
[0004]
A sprocket 8 is rotatably provided at the rear part of the loading platform 4 described above. The sprocket 8 is always meshed with a chain member 3a disposed on the support column 3, and the loading table 4 is moved up and down by rotating the sprocket 8 along the chain member 3a. Further, the sprocket 8 is braked by the operation of the powder brake 9, and thus, the brake is applied to the lowering of the loading table 4.
[0005]
The penetration testing machine 1 automatically performs a penetration test according to the Swedish sounding test method of Japanese Industrial Standard A1221. In the test, a load (increase / decrease every 250N, maximum 1KN) due to the weight of the loading platform 4 is applied to the penetrating rod 7, and the penetrating rod 7 penetrates into the ground by this load and the penetrating rod only with a load of 1KN. When does not penetrate, rotation is given to penetration rod 7, and rotation penetration is performed. The above-described load is adjusted by applying a brake to lower the loading table 4 by braking the sprocket with a powder brake.
[0006]
In the process of the penetration rod 7 penetrating into the ground, the penetration speed of the penetration rod 7 changes according to the soil quality, so that the penetration speed is as constant as possible, the rotation is applied / stopped, the load is changed, etc. Intrusion conditions are changed. Test data is acquired by the control unit when this penetration condition is changed and every time the penetration rod 7 penetrates 250 mm.
[0007]
The test data is the amount of penetration of the penetrating rod 7 from the position where the previous test data was acquired, the half-rotation number of the penetrating rod 7 (the number of revolutions counted as one revolution of the penetrating rod 7 being 2), and the load value therebetween. Become. If the ground is firm, the number of half revolutions increases, so the ground strength at each penetration depth can be known from this half revolution number, and the ground strength of the land can be examined.
[0008]
For details of the penetration testing machine 1 ', such as the principle of load change and details of the test method, see the above-mentioned JP-A-8-292141, JP-A-9-11745, Japanese Industrial Standard A1221 and the like. . Incidentally, in the penetration tester disclosed in JP-A-8-292141 and JP-A-9-11745, the maximum load applied to the penetration rod is 100 kgf. The load applied to the rod is a maximum of 1 KN. Therefore, the above conventional example has been described in a format adopting this latest load value.
[0009]
[Problems to be solved by the invention]
In a penetration test in which a load is applied to the penetration rod 7 as in a Swedish sounding test and a penetration test according thereto, when the penetration rod 7 penetrates into the ground, as shown in FIG. 7 has a surface friction due to the drag force n of the soil, so that the load acting on the screw point 7b etc. at the tip of the penetrating rod 7 is reduced by this surface friction, and an appropriate load can be applied to the screw point 7b etc. Disappear. In addition, since the circumferential friction increases as the penetration amount of the penetration rod 7 increases, the load applied to the screw point 7b and the like becomes deeper in the deeper portion. Therefore, as the amount of penetration increases, the number of half rotations becomes larger than the actual amount, and there is a problem that it is determined that the ground strength is high.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
The present invention was created in view of the above problems, and is an penetration testing machine that obtains test data in the process of applying a load to the penetration rod and adding rotation as necessary to penetrate into the ground. The value obtained by dividing the rotational torque acting on the penetrating rod when the penetrating rod penetrates by the equivalent radius of the penetrating rod is the equivalent frictional resistance, and the ratio of the penetrating rod's penetrating speed and rotational speed is the resistance of the soil when penetrating the penetrating rod. Accordingly, a control unit is provided for determining the direction of the equivalent frictional resistance acting on the penetrating rod and determining the thrust direction component of the equivalent frictional resistance from these directions .
[0011]
Preferably, the penetrating rod has a rod portion that can be added, and the control unit determines the total weight of the rod portion. Further, it is desirable that the control unit measures the rotational torque by rotating the penetration rod after a predetermined time has elapsed after temporarily stopping the penetration of the penetration rod.
[0012]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a penetration testing machine, which has a configuration for correcting a loss due to peripheral friction acting on the penetration rod 7 in addition to the configuration of the testing machine 1 ′ introduced in the above-described conventional technology. Here, the description of the same configuration as the testing machine 1 ′ will be omitted, and the description will focus on the configuration for correcting the loss due to the peripheral friction.
[0013]
The control unit 10 of the penetration tester 1 includes a control unit 11 for controlling the entire tester, a detectable velocity detection unit 12 penetration velocity v _s and the rotational movement speed v _r of the penetration rod 7, the motor 6 A current detection unit 13 that detects a load current value, a torque table that stores the rotational torque of the penetrating rod 7 with respect to the load current value detected by the current detection unit 13, a half rotation number table that stores a normal half rotation number, and the like Is stored in advance, a display unit 15 for displaying various information, and an operation unit 16 capable of manually inputting various control information such as various parameters and command signals necessary for conducting the penetration test.
[0014]
The speed detector 12 obtains the penetration speed v _s of the penetration rod from the rotational movement speed of the teeth of the sprocket 8, and the rotational movement speed of the peripheral surface of the rod portion 7 a of the penetration rod 7 from the rotation speed of the output shaft of the motor 6. v is configured so as to get the _r. Further, as shown in FIG. 2, the half rotation speed table registered in the storage unit 14 is obtained as test data when the load applied to the penetrating rod 7 by the weight of the loading platform 4 is 1 KN. Correlated half-revolution data a _{11 to} a _ij at each load exceeding 1 KN and correlated half-revolution data b _{11 to} b _ij at each load less than 1 KN are held with respect to the number of revolutions.
[0015]
These half-revolution data show that a load of 1KN is correctly applied when the load actually applied to the screw point 7b is other than 1KN due to soil resistance, the weight of the rod portion 7a, etc. It represents the half speed when assumed. Therefore, a _{11 to} a _ij have a larger value than the half rotation number at the corresponding load 1KN, and b _{11 to} b _ij have a smaller value than the half rotation number at the corresponding load 1KN.
[0016]
The penetration testing machine 1 performs a penetration test as in the prior art, and when the penetration conditions are changed and every time the penetration rod penetrates 250 mm, test data consisting of the amount of penetration, the number of half revolutions, and the load value are obtained. get. However, during rotation penetration simultaneously with the acquisition of the test data, together with the average penetration velocity v _s therebetween penetration rod 7 and the average rotational transfer velocity v _r is acquired by the speed detection unit 12, from the surface of the penetration rod 7 The number of rods 7a added is acquired by the control unit 11 based on the total penetration amount.
[0017]
Immediately after the speed is acquired by the speed detector 12, the lowering of the loading table 4 is temporarily stopped by the operation of the powder brake 9 (the load due to the weight of the loading table 4 is set to 0), and the penetration of the penetration rod 7 is temporarily stopped. Then, after a predetermined time has elapsed, the load current value of the motor 6 is detected by the current detector 13. The penetration speed v _s , the rotational movement speed v _r, and the load current value are sent to the control unit 11, and the control unit 11 acquires the rotational torque T corresponding to the load current value from the torque table. At the same time, the control unit 11 obtains the total weight of the added rod portion 7a from the added number of rod portions 7a and the weight per rod portion 7a registered in advance.
[0018]
At the moment when the loading table 4 stops, the biting between the screw point 7b and the soil may increase, and thereby the load current value of the motor 6 may temporarily increase. However, if the loading table 4 is temporarily stopped as described above and the load current value of the motor 6 is detected after a predetermined time has elapsed, the leveled rotation is detected without detecting such an excessive load current value. The load current value corresponding to the torque can be detected. That is, the rotational resistance applied to the screw point 7b can be reduced as much as possible, and the rotational torque T due to the circumferential friction acting on the rod portion 7a can be obtained.
[0019]
As shown in FIG. 3A, the rotational torque T of the penetrating rod 7 is set to the equivalent friction resistance force F ₀ (product of the soil equivalent drag N and the friction coefficient μ) and the equivalent radius r of the rod portion 7a. It is almost equal to the multiplied value. This equivalent frictional resistance force F ₀ is equivalent to the equivalent frictional resistance force F (| F | = | F ₀ ) directed in the moving direction of the action point as shown in FIG. 3B when the penetration rod 7 is rotationally penetrated. |) to act as a thrust direction component force of the equivalent frictional resistance force F (hereinafter, the elements to reduce the load of the load resistance P ₁₎ is loaded to the screw point 7b, i.e. it acts as a loss value of the load. This load resistance force P ₁ can be obtained by the mathematical formula shown in Equation 1. As is apparent from Equation 1, in the embodiment of the present invention, the penetration speed v _s , the rotational movement speed v _r, and the rotational torque T serve as loss value calculation basic data for obtaining a load loss value. .
[0020]
[Expression 1]

[0021]
The equivalent frictional resistance force and equivalent drag force indicate the frictional resistance force acting on each part of the peripheral surface of the penetrating rod 7 or the force that the soil drag force is considered to be concentrated on one point, and the equivalent radius is the penetrating rod 7. The radius which considered these as fixed considering the bending location of this, a deformation location, etc. is pointed out. Even when the rod portion 7a has a non-circular cross section such as a hexagonal cross section, the load resistance force P ₁ can be obtained by the mathematical expression shown in Equation 1 if an equivalent radius is used in which the rod portion 7a is regarded as a circle. it can.
[0022]
In addition to the load P ₀ (= 1 KN) based on the weight of the loading platform 4, the screw point 7 b is loaded with a weight corresponding to the number of rods 7 a added as an additional load P ₂ . Thus, the net load P _r that is actually loaded on the screw point 7b can be determined by the number 2.
[0023]
[Expression 2]

[0024]
Control unit 11, along with determining the load resistance P ₁ from the number 1 of formulas to determine the net load P _r from the number 2 of the formula. Subsequently, the control unit 11 collates the net load P _r and a half rotational speed in the test data acquired half rotational speed of the normal from the half rotation speed table, replacing it with half the rotational speed in the test data . Then, the control unit 11 provides the storage unit 14 with the test data including the regular half-rotation speed, and the rotational torque T, the penetration speed v _s , the rotational movement speed v _r and the additional load P ₂ corresponding to the test data. Write to the specified test data storage area.
[0025]
The penetration tester 1 penetrates the penetration rod 7 to a desired depth while correcting the half rotation number acquired at the time of the revolution penetration as described above, and the test data, the loss value calculation basic data and the additional load P _2. To get. From this test data, etc., the ground strength at each penetration depth can be known, and the ground strength of the land can be known.
[0026]
In the above description, in order to obtain an accurate rotational torque T, the loading table 4 is temporarily stopped (the load is set to 0 (zero)) every time test data is acquired. 6 may be obtained, and the rotational torque T may be obtained therefrom. The rotational torque T may be detected using a known torque sensor. Further, as the penetration speed v _s and the rotational movement speed v _r , an instantaneous speed at the time of test data acquisition may be detected.
[0027]
In addition, the regular half revolution number is acquired from the half revolution number table in accordance with the load loss, but the load loss may be added. Specifically, if the loading platform 4 is configured to an equipment weight that can load a load of 2 KN in advance, and the powder brake is changed to one that can exert a double braking force, a load larger than 1 KN can be applied. Good. Even when the load loss is added in this way, the obtained effect is the same.
[0028]
Furthermore, the control unit calculates the net load Pr and corrects the half-rotation number accordingly. However, the control unit stores the loss value calculation basic data and the number of rods added together with the test data. in which the determined net load P _r read to another processing apparatus such as a personal computer, effects can be obtained by a half rotational speed of the test data so as to correct a half rotational speed of the normal is the same.
[0029]
Also, large when performing penetration tests without any correction of the test data or load as described above, points net load P _r is larger than 1KN, i.e., additional load P ₂ than the load resistance force P ₁ At this point, since the half rotation number is smaller than the normal half rotation number, it is determined that the ground strength is weaker than the actual point. When such a judgment is made, sufficient reinforcement measures are taken at the point in the ground improvement work or the like, so that the safety will be increased conversely even if the test result is different from the actual result. In view of this, when the correction of the test data or load previously described, may be corrected half rotational speed only when the net load P _r less than 1KN was sought. Further, the additional load P ₂ is ignored, and the half-rotation speed according to the net load P _{r obtained} by subtracting the load resistance P ₁ from the load P ₀ (in this case, P _r = P ₀ −P ₁ , P _r ≦ ₁ KN) Even if it correct | amends, the subject that it will be determined that ground strength is higher than actual can be solved.
[0030]
【The invention's effect】
According to the penetration testing machine of the present invention, it is possible to determine the exact load applied to the screw point by determining the loss of load, the weight of the rod, etc., and correcting the test data accordingly, There are advantages such as knowing the ground strength. As a result, it is possible to obtain accurate test data even at deep locations, and it is possible to conduct accurate surveys deeper than before without conducting ground surveys using a large-scale system. There are advantages.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic explanatory view of a penetration testing machine according to the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an outline of a half rotation number table.
FIG. 3 is an explanatory view showing an equivalent frictional resistance force acting on the penetrating rod.
FIG. 4 is an explanatory view of a conventional penetration testing machine.
5 is an enlarged partially cutaway cross-sectional view of a main part taken along line AA in FIG. 3. FIG.
FIG. 6 is an explanatory view showing a state when the penetration rod penetrates into the ground.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Penetration testing machine 4 Loading platform 5 Chuck 6 Motor 7 Penetration rod

7a Rod part

7b Screw point 8 Sprocket 9 Powder brake 10 Control unit 11 Control part 12 Speed detection part 13 Current detection part 14 Storage part

Claims

It is a penetration testing machine that obtains test data in the process of applying a load to the penetration rod and adding rotation as necessary to penetrate into the ground,
The value obtained by dividing the rotational torque acting on the penetrating rod when the penetrating rod penetrates by the equivalent radius of the penetrating rod is used as the equivalent frictional resistance, and the ratio of the penetrating rod's penetrating speed to the rotating speed is used to respond to the soil resistance when penetrating the rod. A penetration testing machine comprising a control unit that obtains the direction of the equivalent frictional resistance acting on the penetration rod and obtains the thrust direction component of the equivalent frictional resistance from these directions .

The penetration testing machine according to claim 1, wherein the penetration rod has a rod portion that can be added, and the control unit determines a total weight of the rod portion .

The penetration tester according to claim 1 or 2, wherein the control unit measures the rotational torque by rotating the penetration rod after a predetermined time has elapsed after temporarily stopping the penetration of the penetration rod .