JP5420936B2

JP5420936B2 - Automatic plate loading test equipment

Info

Publication number: JP5420936B2
Application number: JP2009059224A
Authority: JP
Inventors: 俊也小宮山; 盛夫塚田; 一平清水; 典久本多; 雄二下平; 智己青柳
Original assignee: C.E.MANAGEMENT INTEGRATED LABORATORY CO.LTD; Nagano Keiki Co Ltd
Current assignee: C.E.MANAGEMENT INTEGRATED LABORATORY CO.LTD; Nagano Keiki Co Ltd
Priority date: 2009-03-12
Filing date: 2009-03-12
Publication date: 2014-02-19
Anticipated expiration: 2029-03-12
Also published as: JP2010210559A

Description

本発明は、地盤の自動平板載荷試験装置に関するものである。 The present invention relates to a ground automatic plate loading test apparatus.

地盤の平板載荷試験は、構造物基礎基盤に設置した載荷板に荷重を加え、それによって沈下する地盤の沈下量を計測し、加えた荷重と沈下量との関係から、その地盤の変形特性および支持力特性を求めることを目的としている。地盤の平板載荷試験方法として、地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−２００３）が知られている。
地盤工学会基準の地盤の平板載荷試験（ＪＧＳ１５２１−２００３）を行う場合は、特許文献１に記載のような平板載荷試験装置を用いることが一般的である。
すなわち、試験地盤に配置される載荷板と、反力装置と組み合わされて載荷板に荷重を加えるための載荷装置と、載荷板の沈下量を測定する沈下量測定装置とを設置する。載荷装置は、荷重を加えるための油圧ジャッキと、この油圧ジャッキが載荷板に加える荷重を計測する荷重計とを備えており、油圧ジャッキは手動式油圧ポンプと配管接続されている。
試験員は、荷重計の指示、または、荷重計から出力された電気信号に基づく値を示す表示手段にしたがい手動式油圧ポンプを操作して載荷板に加えられる荷重を調整しつつ、決められた載荷荷重段階で地盤の沈下量を沈下量計測装置で計測する。試験後、計測したデータを元に解析ソフトウェアなどを使用して試験地盤の変形特性や支持力特性を求める。 In the flat plate loading test of the ground, a load is applied to the loading plate installed on the foundation of the structure, and the amount of subsidence of the subsidence is measured, and from the relationship between the applied load and the amount of subsidence, The purpose is to determine the bearing capacity characteristics. As a flat plate loading test method for the ground, the Japan Geotechnical Society Standard (JGS1521-2003) is known.
When performing a ground plate loading test (JGS1521-2003) based on the ground engineering society standard, it is common to use a plate loading test device as described in Patent Document 1.
That is, a loading plate disposed on the test ground, a loading device for applying a load to the loading plate in combination with a reaction force device, and a settlement amount measuring device for measuring the settlement amount of the loading plate are installed. The loading device includes a hydraulic jack for applying a load and a load meter for measuring a load applied to the loading plate by the hydraulic jack, and the hydraulic jack is connected to a manual hydraulic pump by piping.
The tester is determined by adjusting the load applied to the loading plate by operating the manual hydraulic pump according to the indication of the load meter or the display means indicating the value based on the electric signal output from the load meter. The amount of ground subsidence is measured with a subsidence measuring device at the loading stage. After the test, the deformation characteristics and bearing capacity characteristics of the test ground are obtained using analysis software based on the measured data.

一方、荷重の発生を目的とした油圧ジャッキ制御方法としては、特許文献２に記載の油圧ジャッキ制御システムのような方法が従来から存在する。
すなわち、複動式油圧ジャッキの発生荷重をロードセルにて検出し、目標荷重とロードセルによる検出荷重との偏差から、高圧用サーボ弁を用いて複動式油圧ジャッキに供給する油の方向および流量を制御する方法がある。 On the other hand, as a hydraulic jack control method for the purpose of generating a load, there is a conventional method such as the hydraulic jack control system described in Patent Document 2.
That is, the load generated by the double-acting hydraulic jack is detected by the load cell, and the direction and flow rate of the oil supplied to the double-acting hydraulic jack using the high-pressure servo valve is determined from the deviation between the target load and the detected load by the load cell. There is a way to control.

特開２００２−２９６１５９号公報JP 2002-296159 A 特開平６−３４５３９２号公報JP-A-6-345392

しかしながら、特許文献１の平板載荷試験装置のように、手動式油圧ポンプによる油圧ジャッキの荷重制御では、油圧ポンプの操作に相応の能力を持った試験員が必要である。また、沈下量の計測自体は自動でも、目標荷重に到達してから沈下量の計測を開始する操作は手動のため、計測開始時間について試験員の個人差が生じる欠点がある。 However, as in the flat plate loading test apparatus of Patent Document 1, in the load control of the hydraulic jack by the manual hydraulic pump, a tester having an appropriate capability for the operation of the hydraulic pump is required. In addition, even if the subsidence measurement itself is automatic, the operation of starting the measurement of the subsidence after reaching the target load is manual, so that there is a drawback in that individual differences among the examiners occur regarding the measurement start time.

特許文献２のような油圧ジャッキ制御システムでは、油圧ジャッキの制御手段として高圧サーボ弁を用いているが、目標荷重と検出荷重との偏差のみの情報による制御では、地盤の沈下により発生する検出荷重の変化に対してすぐに目標荷重に戻そうとする動作が遅くなる。したがって、地盤の平板載荷試験で使用する場合は、計測結果に悪影響を及ぼすおそれがある。また、高圧サーボ弁は、一般的に高価であり、また重量物であるため、地盤の平板載荷試験を行うような野外での取り扱いには不向きであるという欠点がある。 In a hydraulic jack control system such as Patent Document 2, a high-pressure servo valve is used as a hydraulic jack control means. However, in the control based only on the information on the deviation between the target load and the detected load, the detected load generated due to the ground subsidence. The operation to immediately return to the target load with respect to the change in the speed becomes slow. Therefore, there is a possibility of adversely affecting the measurement results when used in the ground plate loading test. In addition, the high-pressure servo valve is generally expensive and heavy, and thus has a drawback that it is not suitable for outdoor handling such as performing a flat plate loading test on the ground.

本発明は、以上の問題に鑑みてなされたものであり、地盤の平板載荷試験において、沈下する試験地盤に対して柔軟な荷重制御が可能であり、試験員の労力を減らし、かつ、試験員の能力や個人差による試験結果の誤差を極力抑えることが可能な自動平板載荷試験装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and in the flat plate loading test of the ground, flexible load control is possible for the test ground that sinks, reducing the labor of the tester, and the tester It is an object of the present invention to provide an automatic flat plate loading test apparatus that can suppress errors in test results due to individual capabilities and individual differences as much as possible.

本発明の自動平板載荷試験装置は、試験地盤上に設置された載荷板と、この載荷板上に設置された油圧ジャッキと、この油圧ジャッキのピストン上に取り付けられたロードセルと、このロードセルに当接する載荷部材と、前記載荷板に連結された複数の変位センサと、前記油圧ジャッキと前記載荷部材との組み合わせで発生する荷重を制御する荷重制御装置と、を備え、前記試験地盤に荷重を加えてこの試験地盤の変形特性および支持力特性のうちの少なくともいずれか一方を求める試験を行う地盤の自動平板載荷試験装置であって、前記荷重制御装置は、試験条件のデータ、前記ロードセルで検出されたデータ、および、前記変位センサで検出されたデータを保持するデータ保持手段と、前記油圧ジャッキを制御して試験地盤に加える荷重を制御する荷重制御機構部と、前記データ保持手段で保持されているデータに基づき導き出される演算情報に応じて前記荷重制御機構部を制御する荷重制御手段と、具備し、前記荷重制御機構部は、油圧源と、この油圧源から前記油圧ジャッキに供給される油の量を制御する載荷用ニードルバルブと、前記油圧ジャッキから戻る油の量を制御する除荷用ニードルバルブと、を具備し、前記荷重制御機構部は、前記荷重制御手段の制御により、前記荷重が前記試験条件で入力された目標荷重に達するまで前記載荷用ニードルバルブまたは前記除荷用ニードルバルブのうちのいずれか一方である開度調整バルブの開度を０から大きくして所定の載荷速度または除荷速度に達した時点の開度を維持する第１工程と、この第１工程の後に、前記荷重が前記目標荷重未満の第一基準値に達した時点で前記開度調整バルブの開度を０にする第２工程と、この第２工程の後に、前記開度調整バルブの開度を大きくして、前記目標荷重に達した時点で開度を０にする第３工程と、この第３工程の後に、前記試験地盤の沈下により発生する荷重の変動に応じて、前記荷重が前記目標荷重より小さく前記第一基準値より大きな値となったら、前記目標荷重に達するまで前記開度調整バルブの開度を大きくして前記目標荷重に達した時点で開度を０にする動作を繰り返す第４工程と、を実施し、前記荷重制御手段は、前記第３工程および前記第４工程のうちの少なくともいずれか一方の工程において、前記目標荷重に達した時点での開度を前記データ保持手段で保持させ、前記荷重制御機構部は、前記荷重制御手段の制御により、前記開度調整バルブの開度を再度大きくする際に、前記データ保持手段で保持させた開度の６０％〜８０％の開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくすることを特徴とする。 The automatic flat plate loading test apparatus according to the present invention includes a loading plate installed on a test ground, a hydraulic jack installed on the loading plate, a load cell mounted on a piston of the hydraulic jack, and a load cell. A load member in contact with the load plate, a plurality of displacement sensors connected to the load plate, and a load control device that controls a load generated by a combination of the hydraulic jack and the load member, and applies a load to the test ground. An automatic flat plate loading test device for performing a test for obtaining at least one of deformation characteristics and bearing capacity characteristics of a test ground, wherein the load control device is detected by test condition data, the load cell. Data holding means for holding the detected data and data detected by the displacement sensor, and a load applied to the test ground by controlling the hydraulic jack A load control mechanism unit for controlling, a load control unit for controlling the load control mechanism unit in accordance with calculation information derived based on data held by the data holding unit, and the load control mechanism unit includes: A hydraulic source, a loading needle valve for controlling the amount of oil supplied from the hydraulic source to the hydraulic jack, and an unloading needle valve for controlling the amount of oil returning from the hydraulic jack, The load control mechanism is controlled by the load control means until either the load needle valve or the unloading needle valve is opened until the load reaches a target load input under the test conditions. A first step of increasing the degree of opening of the degree adjusting valve from 0 to maintain the degree of opening when the predetermined loading speed or unloading speed is reached, and after this first step, the load is When the first reference value less than the target load is reached, a second step of setting the opening of the opening adjustment valve to 0, and after the second step, the opening of the opening adjustment valve is increased. The third step of setting the opening degree to 0 when the target load is reached, and after this third step, the load is smaller than the target load according to the fluctuation of the load caused by the subsidence of the test ground. When the value becomes larger than the first reference value, the fourth step of repeating the operation of increasing the opening degree of the opening adjustment valve until the target load is reached and setting the opening degree to 0 when the target load is reached. And the load control means holds the opening when the target load is reached in the data holding means in at least one of the third step and the fourth step. The load control mechanism unit When the opening degree of the opening degree adjusting valve is increased again by the control of the control means, the opening degree is gradually increased after opening to 60% to 80% of the opening degree held by the data holding means. It is characterized by being enlarged .

この発明によれば、自動平板載荷試験装置は、試験条件のデータ、ロードセルで検出されたデータ、および、変位センサで検出されたデータをデータ保持手段で保持する。そして、荷重制御手段は、データ保持手段で保持されたデータに基づく演算情報に応じて荷重制御機構部を制御して、試験地盤に加える荷重を制御する。
このため、油圧ジャッキを用いた地盤の平板載荷試験における荷重調整において、試験条件のデータ、ロードセルで検出されたデータ、および、変位センサで検出されたデータに基づいて試験地盤に加える荷重を制御するので、試験地盤の沈下に伴う発生荷重の変動による影響を極力抑えることができる。しかも、その制御が自動で行われるため、試験員の能力に依存することなく、また、労力も軽減できる。さらに、計測データの取得も試験を通して自動であり、試験員の個人差により発生する試験結果の誤差をなくすことができる。 According to the present invention, the automatic flat plate loading test apparatus holds the test condition data, the data detected by the load cell, and the data detected by the displacement sensor by the data holding means. And a load control means controls a load control mechanism part according to the calculation information based on the data hold | maintained by the data holding means, and controls the load added to a test ground.
For this reason, in the load adjustment in the ground plate loading test using the hydraulic jack, the load applied to the test ground is controlled based on the data of the test conditions, the data detected by the load cell, and the data detected by the displacement sensor. Therefore, the influence by the fluctuation | variation of the generated load accompanying subsidence of the test ground can be suppressed as much as possible. In addition, since the control is automatically performed, the labor can be reduced without depending on the ability of the examiner. Furthermore, the acquisition of measurement data is automatic throughout the test, and errors in test results caused by individual differences among testers can be eliminated.

この発明によれば、荷重制御手段により、開度調整バルブの開度を大きくして所定の載荷速度または除荷速度に達した時点の開度を維持し、荷重が目標荷重未満の第一基準値に達した時点で開度調整バルブの開度を０にするため、発生荷重が目標荷重を超えることを確実に防止できる。また、この後に、荷重制御手段により、開度調整バルブの開度を大きくして目標荷重に達した時点で開度を０にし、試験地盤の沈下により発生する荷重の変動に応じて、目標荷重に達するまで開度調整バルブの開度を大きくして目標荷重に達した時点で開度を０にする動作を繰り返すため、発生荷重が変動する条件においても、確実に目標荷重での試験結果を得ることができる。 According to the present invention, the load control means increases the opening of the opening adjustment valve to maintain the opening when the predetermined loading speed or unloading speed is reached, and the load is less than the target load. Since the opening of the opening adjustment valve is set to 0 when the value is reached, it is possible to reliably prevent the generated load from exceeding the target load. After that, when the target load is reached by increasing the opening of the opening adjustment valve by the load control means, the opening is set to 0, and the target load is changed according to the load fluctuation caused by the settlement of the test ground. When the target load is reached by increasing the opening of the opening adjustment valve until the target load is reached, the operation to reduce the opening to zero is repeated. Therefore, even under conditions where the generated load fluctuates, Can be obtained.

ここで、第３工程および第４工程のうちの少なくともいずれか一方の工程の後に開度調整バルブの開度を再度大きくする際に、徐々に大きくすると目標荷重に達するまでの時間が長くなってしまう。また、荷重制御手段により、目標荷重に達した時点での開度をデータ保持手段で保持させ、開度調整バルブの開度を再度大きくする構成にしても、前記保持させた開度の６０％未満の開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくすると、発生荷重が目標荷重に達するまでの時間が長くなってしまい、前記保持させた開度の８０％を超える開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくすると、発生荷重が目標荷重を超えてしまう。
本発明では、前記保持させた開度の６０％〜８０％の開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくするため、発生荷重が目標荷重に達するまでの時間の短縮化を図りつつ、発生荷重が目標荷重を超えることを防止できる。 Here, when the opening degree of the opening degree adjusting valve is increased again after at least one of the third step and the fourth step, if it is gradually increased, the time until the target load is reached becomes longer. End up. In addition, even if the opening degree when the target load is reached by the load control means is held by the data holding means and the opening degree of the opening adjustment valve is increased again, 60% of the held opening degree. If the opening is gradually increased after opening to less than the opening, the time until the generated load reaches the target load becomes longer, and the opening opens to more than 80% of the held opening. If the opening is gradually increased later, the generated load exceeds the target load.
In the present invention, in order to gradually increase the opening after opening at once to 60% to 80% of the held opening, while reducing the time until the generated load reaches the target load, The generated load can be prevented from exceeding the target load.

本発明の実施形態に係る自動平板載荷試験装置のブロック図。The block diagram of the automatic flat plate loading test apparatus which concerns on embodiment of this invention. 自動平板載荷試験装置の設置状態の一例を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows an example of the installation state of an automatic flat plate loading test apparatus. 荷重制御装置の制御に関する概略のフローチャート。The general | schematic flowchart regarding control of a load control apparatus. ＰＣ制御手段の制御に関する概略を示すフローチャートとディスプレイに表示される画面内容を示す図。The flowchart which shows the outline regarding the control of PC control means, and the figure which shows the screen content displayed on a display. 荷重制御における時間と荷重の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between time and load in load control.

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明の実施形態に係る自動平板載荷試験装置のブロック図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a block diagram of an automatic flat plate loading test apparatus according to an embodiment of the present invention.

［自動平板載荷試験装置の構成］
図１に示すように、自動平板載荷試験装置１は、載荷板１１と、載荷部材としての反力装置１２と、油圧ジャッキ１３と、ロードセル１４と、変位センサ１５，１６，１７，１８と、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）３０と、荷重制御装置４０と、を備えている。 [Configuration of automatic flat plate loading test equipment]
As shown in FIG. 1, an automatic flat plate loading test apparatus 1 includes a loading plate 11, a reaction force device 12 as a loading member, a hydraulic jack 13, a load cell 14, displacement sensors 15, 16, 17, and 18, A PC (personal computer) 30 and a load control device 40 are provided.

油圧ジャッキ１３は、一般的に地盤の平板載荷試験に用いられるものであり、上下方向に移動するピストン１３Ａを備えている。この油圧ジャッキ１３は、油圧ホース１３Ｂを介して荷重制御装置４０に接続されている。この油圧ジャッキ１３は、荷重制御装置４０から油の供給を受けることにより、あるいは、回収されることにより反力装置１２との組み合わせで、載荷板１１に対して荷重を作用させる。 The hydraulic jack 13 is generally used for a flat plate loading test of the ground, and includes a piston 13A that moves in the vertical direction. The hydraulic jack 13 is connected to the load control device 40 via a hydraulic hose 13B. The hydraulic jack 13 applies a load to the loading plate 11 by receiving supply of oil from the load control device 40 or by being collected in combination with the reaction force device 12.

ロードセル１４は、地盤に加わる荷重を計測するものであり、電気信号ケーブル１４Ａを介して荷重制御装置４０に接続されている。このロードセル１４は、油圧ジャッキ１３のピストン１３Ａ上に設けられ、油圧ジャッキ１３が載荷板１１に作用させている荷重を計測し、アナログの電気信号に変換して荷重制御装置４０に出力する。 The load cell 14 measures a load applied to the ground, and is connected to the load control device 40 via an electric signal cable 14A. The load cell 14 is provided on the piston 13 A of the hydraulic jack 13, measures the load applied to the loading plate 11 by the hydraulic jack 13, converts the load into an analog electric signal, and outputs the analog electric signal to the load control device 40.

変位センサ１５〜１８は、地盤の沈下量を計測するものであり、電気信号ケーブル１５Ａ〜１８Ａを介して荷重制御装置４０に接続されている。この変位センサ１５〜１８は、油圧ジャッキ１３が載荷板１１に作用させた荷重により沈下した試験地盤Ｇの沈下量を計測し、アナログの電気信号に変換して荷重制御装置４０に出力する。なお、変位センサ１５〜１８の合計個数は、地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−２００３）により４個である。 The displacement sensors 15 to 18 measure the amount of ground subsidence, and are connected to the load control device 40 via electric signal cables 15A to 18A. The displacement sensors 15 to 18 measure the amount of subsidence of the test ground G that has subsided due to the load applied to the loading plate 11 by the hydraulic jack 13, convert it to an analog electrical signal, and output it to the load control device 40. The total number of displacement sensors 15 to 18 is four according to the Geotechnical Society standard (JGS1521-2003).

ＰＣ３０は、シリアルケーブル３１を介して荷重制御装置４０に制御信号を出力する。このＰＣ３０は、荷重制御装置４０から入力される荷重と沈下量の計測データを管理するＰＣ制御手段３２と、このＰＣ制御手段３２を動作させるためのプログラムや計測データを記憶するＰＣ記憶手段３３と、ＰＣ制御手段３２の制御により各種情報を表示するディスプレイ３４と、を備えている。
ＰＣ制御手段３２は、試験を行う前に立ち上げられ、試験の初期設定として、予備載荷数と、予備載荷時間と、サイクル設定と、試験最大荷重となどが図示しない入力手段の操作で試験員により入力されると、載荷計画を自動作成する。この載荷計画は、試験員より変更することが可能である。そして、ＰＣ制御手段３２は、この載荷計画に基づいて、シリアルケーブル３１を介して荷重制御装置４０に制御信号を出力する。また、ＰＣ制御手段３２は、荷重制御装置４０から入力される荷重と沈下量の計測データをディスプレイ３４に表示させたり、ＰＣ記憶手段３３に記憶させる。 The PC 30 outputs a control signal to the load control device 40 via the serial cable 31. The PC 30 includes PC control means 32 for managing measurement data of loads and settlements input from the load control device 40, and a PC storage means 33 for storing programs for operating the PC control means 32 and measurement data. And a display 34 for displaying various kinds of information under the control of the PC control means 32.
The PC control means 32 is started up before the test, and as an initial setting of the test, the number of preliminary loads, the preliminary loading time, the cycle setting, the test maximum load, etc. are operated by the input means (not shown). If it is input by, a loading plan is automatically created. This loading plan can be changed by the examiner. Then, the PC control means 32 outputs a control signal to the load control device 40 via the serial cable 31 based on this loading plan. Further, the PC control means 32 displays the load and settlement amount measurement data input from the load control device 40 on the display 34 or stores them in the PC storage means 33.

荷重制御装置４０は、ＰＣ３０から入力される制御信号と計測した荷重から油圧ジャッキ１３への油の供給量を制御したり、荷重と沈下量の計測データをＰＣ３０へ出力する。この荷重制御装置４０は、Ａ／Ｄ変換部５０と、ＣＰＵボード６０と、荷重制御機構部７０と、を備えている。 The load control device 40 controls the amount of oil supplied to the hydraulic jack 13 from the control signal input from the PC 30 and the measured load, and outputs the measurement data of the load and the sinking amount to the PC 30. The load control device 40 includes an A / D conversion unit 50, a CPU board 60, and a load control mechanism unit 70.

Ａ／Ｄ変換部５０は、５個のアンプ５１と、Ａ／Ｄボード５２と、を備えている。
各アンプ５１は、電子信号ケーブル１４Ａ，１５Ａ〜１８Ａを介して、ロードセル１４、変位センサ１５〜１８にそれぞれ接続され、入力されるアナログの電気信号を増幅させてＡ／Ｄボード５２へ出力する。
Ａ／Ｄボード５２は、アンプ５１で増幅されたアナログの電気信号をデジタルの電気信号に変換して、ＣＰＵボード６０へ出力する。 The A / D conversion unit 50 includes five amplifiers 51 and an A / D board 52.
Each amplifier 51 is connected to the load cell 14 and the displacement sensors 15 to 18 via the electronic signal cables 14 A and 15 A to 18 A, respectively, amplifies the input analog electric signal and outputs the amplified analog electric signal to the A / D board 52.
The A / D board 52 converts the analog electric signal amplified by the amplifier 51 into a digital electric signal and outputs the digital electric signal to the CPU board 60.

ＣＰＵボード６０は、荷重制御手段としてのＣＰＵ６１と、データ保持手段としてのＣＰＵ記憶手段６２と、を備えている。
ＣＰＵ６１は、ＣＰＵ記憶手段６２に格納されているプログラムにより動作し、入力されるデータの解析や演算処理、荷重制御装置４０内部のハードウェアやソフトウェアの動作制御などを行う。具体的には、ＣＰＵ６１は、Ａ／Ｄ変換部５０から入力されたデジタルの電気信号を演算処理し、ロードセル１４からの電気信号と、変位センサ１５〜１８からの電気信号と、後述するポンプ用圧力センサ７７とジャッキ用圧力センサ７８からの電気信号と、をそれぞれ数値化する。また、ＣＰＵ６１は、これらの値あるいはＰＣ３０から入力される制御信号を解析して、必要な制御信号を荷重制御機構部７０へ出力する。さらに、試験中は、荷重と沈下量の計測データを定期的に、例えば５秒ごとにＰＣ３０へ出力する。
ＣＰＵ記憶手段６２は、ＣＰＵ６１を動作させるためのプログラムを格納するほか、ＣＰＵ６１の動作過程で一時的に保持が必要になるデータを記憶する。 The CPU board 60 includes a CPU 61 as load control means and a CPU storage means 62 as data holding means.
The CPU 61 operates by a program stored in the CPU storage unit 62, and performs analysis and calculation processing of input data, operation control of hardware and software in the load control device 40, and the like. Specifically, the CPU 61 performs arithmetic processing on the digital electrical signal input from the A / D conversion unit 50, performs electrical processing from the load cell 14, electrical signals from the displacement sensors 15 to 18, and pumps described later. The electrical signals from the pressure sensor 77 and the jack pressure sensor 78 are each digitized. Further, the CPU 61 analyzes these values or the control signal input from the PC 30 and outputs a necessary control signal to the load control mechanism unit 70. Further, during the test, the measurement data of the load and the settlement amount is output to the PC 30 periodically, for example, every 5 seconds.
The CPU storage unit 62 stores a program for operating the CPU 61 and stores data that needs to be temporarily stored during the operation of the CPU 61.

荷重制御機構部７０は、油タンク７１と、油圧源としての油圧ポンプ７２と、載荷用ニードルバルブ７３と、除荷用ニードルバルブ７４と、載荷用ステッピングモータ７５と、除荷用ステッピングモータ７６と、ポンプ用圧力センサ７７と、ジャッキ用圧力センサ７８と、圧力計７９と、電磁弁８０と、手動開放バルブ８１と、を備えている。 The load control mechanism unit 70 includes an oil tank 71, a hydraulic pump 72 as a hydraulic source, a loading needle valve 73, an unloading needle valve 74, a loading stepping motor 75, and an unloading stepping motor 76. , A pump pressure sensor 77, a jack pressure sensor 78, a pressure gauge 79, a solenoid valve 80, and a manual release valve 81.

油タンク７１は、油圧ジャッキ１３に供給する油、あるいは、油圧ジャッキ１３から回収する油の貯留に用いられる。油圧ポンプ７２は、油圧ジャッキ１３に油を供給する。 The oil tank 71 is used to store oil supplied to the hydraulic jack 13 or oil recovered from the hydraulic jack 13. The hydraulic pump 72 supplies oil to the hydraulic jack 13.

載荷用ニードルバルブ７３は、油圧ポンプ７２から油圧ジャッキ１３に供給される油の流量を調整することで、載荷する荷重の調整を行う。除荷用ニードルバルブ７４は、油圧ジャッキ１３から油タンク７１に戻る油の量を調整することで除荷する荷重の調整を行う。各ニードルバルブ７３，７４の開閉は、これらにそれぞれ連結された各ステッピングモータ７５，７６を回転させることで行う。 The loading needle valve 73 adjusts the load to be loaded by adjusting the flow rate of oil supplied from the hydraulic pump 72 to the hydraulic jack 13. The unloading needle valve 74 adjusts the load to be unloaded by adjusting the amount of oil returning from the hydraulic jack 13 to the oil tank 71. The needle valves 73 and 74 are opened and closed by rotating the stepping motors 75 and 76 connected thereto.

ポンプ用圧力センサ７７は、油圧ポンプ７２が発生させている油圧を計測し、アナログの電気信号に変換してＡ／Ｄ変換部５０へ出力する。
ジャッキ用圧力センサ７８は、油圧ジャッキ１３内部の油圧を計測し、アナログの電気信号に変換してＡ／Ｄ変換部５０へ出力する。このジャッキ用圧力センサ７８で計測された油圧データが、荷重制御装置４０で発生させることができる油圧よりも大きい場合、油圧ジャッキ１３に外的な要因による力が加わっていることが考えられるため、荷重制御装置４０は運転を停止する。
圧力計７９は、油圧ジャッキ１３内部の油圧を試験員が目視で確認するためのものである。この圧力計７９の計測値に基づいて、荷重制御中に荷重制御装置４０への給電が停止したり、この荷重制御装置４０が異常で停止したりした際にも油圧ジャッキ１３の油圧の状態を試験員が把握できる。
電磁弁８０は、荷重制御装置４０が荷重制御中に運転を停止させた場合、油圧ジャッキ１３の油圧が急激に下がることによる事故を防止するため、閉じられて油圧ジャッキ１３との接続が遮断される。この遮断した状態の時に、手動開放バルブ８１により安全に油圧ジャッキ１３の油圧を開放することができる。 The pump pressure sensor 77 measures the hydraulic pressure generated by the hydraulic pump 72, converts it into an analog electrical signal, and outputs it to the A / D conversion unit 50.
The jack pressure sensor 78 measures the hydraulic pressure inside the hydraulic jack 13, converts it into an analog electrical signal, and outputs it to the A / D converter 50. When the hydraulic pressure data measured by the jack pressure sensor 78 is larger than the hydraulic pressure that can be generated by the load control device 40, it is considered that a force due to an external factor is applied to the hydraulic jack 13. The load control device 40 stops operation.
The pressure gauge 79 is for a tester to visually confirm the hydraulic pressure inside the hydraulic jack 13. Based on the measured value of the pressure gauge 79, the hydraulic pressure of the hydraulic jack 13 can be changed even when the power supply to the load control device 40 is stopped during the load control or when the load control device 40 stops abnormally. The examiner can grasp.
When the operation of the load control device 40 is stopped during load control, the solenoid valve 80 is closed and disconnected from the hydraulic jack 13 in order to prevent an accident caused by a sudden drop in the hydraulic pressure of the hydraulic jack 13. The In this shut-off state, the hydraulic pressure of the hydraulic jack 13 can be safely released by the manual release valve 81.

［自動平板載荷試験装置の設置方法］
次に、図２に基づいて、地盤の自動平板載荷試験装置１の設置方法について説明する。図２は、地盤の自動平板載荷試験装置１の設置状態の一例を示す概略斜視図である。なお、この設置方法は、地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−２００３）に則っている。 [Installation method of automatic plate loading test equipment]
Next, based on FIG. 2, the installation method of the ground automatic flat plate loading test apparatus 1 is demonstrated. FIG. 2 is a schematic perspective view showing an example of the installation state of the automatic flat plate loading test apparatus 1 for the ground. This installation method is in accordance with the Geotechnical Society standard (JGS1521-2003).

図２に示すように、試験地盤Ｇに載荷板１１を設置する。試験地盤Ｇは、載荷板１１の中心から１．０ｍ以上の範囲を水平に整地し、載荷板１１を試験地盤Ｇに水平で一様に密着するように設置する。 As shown in FIG. 2, the loading plate 11 is installed on the test ground G. The test ground G is leveled in a range of 1.0 m or more from the center of the loading plate 11 and installed so that the loading plate 11 is in close contact with the test ground G evenly.

次に、載荷板１１の上方に反力装置１２を設置する。図２では、他の装置を見やすくするために反力装置１２を想像線（一点鎖線）で表現しているが、実際の試験では、載荷板１１の中心から１．５ｍ以上離れた位置に受け台を設置し、その上に載荷梁を載せ、さらに載荷梁の上に実荷重を載せる。実荷重は、試験の計画最大荷重の１．２倍以上とする。試験現場によっては、反力装置１２として自走式重機を用いると便利である。 Next, the reaction force device 12 is installed above the loading plate 11. In FIG. 2, the reaction force device 12 is represented by an imaginary line (one-dot chain line) in order to make other devices easier to see. A stand is installed, a loading beam is placed on it, and an actual load is placed on the loading beam. The actual load shall be at least 1.2 times the planned maximum load of the test. Depending on the test site, it is convenient to use a self-propelled heavy machine as the reaction force device 12.

この後、油圧ジャッキ１３を載荷板１１の上に載せて載荷板１１の中心に設置し、その油圧ジャッキ１３の上にロードセル１４を固定する。なお、ロードセル１４の上部と反力装置１２の下部との隙間が大きい場合は、十分な剛性を持ち端面が材軸に対して直角に下降された支柱をロードセル１４の上部に設置してもよい。 Thereafter, the hydraulic jack 13 is placed on the loading plate 11 and installed at the center of the loading plate 11, and the load cell 14 is fixed on the hydraulic jack 13. When the gap between the upper part of the load cell 14 and the lower part of the reaction force device 12 is large, a support column having sufficient rigidity and having an end surface lowered at right angles to the material axis may be installed on the upper part of the load cell 14. .

次に、載荷板１１の外縁から１．０ｍ以上離れた試験地盤Ｇに基準支持脚２０１Ａ〜２０１Ｄを設置する。そして、基準支持脚２０１Ａ，２０１Ｂの上に基準梁２０２Ａを設置し、基準支持脚２０１Ｃ，２０１Ｄの上に基準梁２０２Ｂを基準梁２０２Ａと略平行となるように設置する。基準梁２０２Ａ，２０２Ｂの設置後、マグネットスタンド２０３Ａ，２０３Ｂ，２０３Ｃ，２０３Ｄを載荷板１１の上に載せ、中心角間隔９０°で載荷板１１の外周近くに設置する。そして、このマグネットスタンド２０３Ａ〜２０３Ｄに、変位センサ１５〜１８の検出部を基準梁２０２Ａ，２０２Ｂの上部に直角に接触させた状態で変位センサ１５〜１８を支持させる。 Next, the reference support legs 201 A to 201 D are installed on the test ground G that is 1.0 m or more away from the outer edge of the loading plate 11. Then, the reference beam 202A is installed on the reference support legs 201A and 201B, and the reference beam 202B is installed on the reference support legs 201C and 201D so as to be substantially parallel to the reference beam 202A. After the installation of the reference beams 202A and 202B, the magnet stands 203A, 203B, 203C and 203D are placed on the loading plate 11 and installed near the outer periphery of the loading plate 11 with a central angle interval of 90 °. The magnet stands 203A to 203D support the displacement sensors 15 to 18 in a state where the detection units of the displacement sensors 15 to 18 are in contact with the upper portions of the reference beams 202A and 202B at a right angle.

この後、油圧ジャッキ１３に油圧ホース１３Ｂの一端を接続し、他端を荷重制御装置４０に接続する。また、ロードセル１４、変位センサ１５〜１８に電気信号ケーブル１４Ａ〜１８Ａの一端を接続し、他端を荷重制御装置４０に接続する。また、ＰＣ３０にシリアルケーブル３１の一端を接続し、他端を荷重制御装置４０に接続する。
ＰＣ３０および荷重制御装置４０には、商用電源あるいは試験現場の発電機から給電される。 Thereafter, one end of the hydraulic hose 13 B is connected to the hydraulic jack 13 and the other end is connected to the load control device 40. Further, one end of the electric signal cables 14 A to 18 A is connected to the load cell 14 and the displacement sensors 15 to 18, and the other end is connected to the load control device 40. Further, one end of the serial cable 31 is connected to the PC 30 and the other end is connected to the load control device 40.
The PC 30 and the load control device 40 are supplied with power from a commercial power source or a generator at the test site.

前記の設置方法で設置が完了する。その後試験を行う場合は、ＰＣ３０および荷重制御装置４０の電源スイッチを入れ、ＰＣ３０が立ち上がったらＰＣ記憶手段３３に格納されているプログラムに基づいてＰＣ制御手段３２を動作させる。 Installation is completed by the above installation method. When the test is performed thereafter, the power switches of the PC 30 and the load control device 40 are turned on. When the PC 30 starts up, the PC control means 32 is operated based on a program stored in the PC storage means 33.

［自動平板載荷試験装置を用いた試験］
次に、図３および図４に基づいて、自動平板載荷試験装置１を用いた試験の過程を説明する。図３は、荷重制御装置の制御に関する概略のフローチャートである。図４は、ＰＣ制御手段の制御に関する概略を示すフローチャートとディスプレイに表示される画面内容を示す図である。 [Test using automatic plate loading test equipment]
Next, based on FIG. 3 and FIG. 4, the process of the test using the automatic flat plate loading test apparatus 1 will be described. FIG. 3 is a schematic flowchart regarding control of the load control device. FIG. 4 is a flowchart showing an outline relating to the control of the PC control means and a screen content displayed on the display.

荷重制御装置４０は、図３に示すように、給電されると内部のソフトウェアおよびハードウェアの初期化を行う（ステップＦＪ１）。初期化が完了すると、荷重制御装置４０は、ＰＣ制御手段３２から試験開始信号が入力されるまで待機する（ステップＦＪ２）。 As shown in FIG. 3, the load control device 40 initializes internal software and hardware when power is supplied (step FJ1). When the initialization is completed, the load control device 40 stands by until a test start signal is input from the PC control means 32 (step FJ2).

一方、ＰＣ制御手段３２は、立ち上がると、図４に示すように、ディスプレイ３４に初期設定画面Ｄ１を表示させる（ステップＦＳ１）。この初期設定画面Ｄ１には、予備載荷数、予備載荷時間、サイクル設定、試験最大荷重の入力欄Ｄ１１が設けられている。
試験員により入力欄Ｄ１１に各種設定値が入力されて初期設定画面Ｄ１のＯＫボタンＤ１２がクリックされると、ＰＣ制御手段３２は、試験員が入力した初期設定の内容にしたがって載荷計画を自動的に作成し（ステップＦＳ２）、試験画面Ｄ２を表示させる（ステップＦＳ３）。この試験画面Ｄ２には、載荷計画に基づく載荷計画表Ｄ２１が表示される。この時点では、載荷計画表Ｄ２１は、試験員により変更することができる。
載荷計画表Ｄ２１の表示後、試験画面Ｄ２にある試験開始ボタンＤ２２が試験員によりクリックされると（ステップＦＳ４）、ＰＣ制御手段３２は、荷重制御装置４０に試験開始信号を出力し（ステップＦＳ５）、試験が開始される。 On the other hand, when the PC control unit 32 starts up, the initial setting screen D1 is displayed on the display 34 as shown in FIG. 4 (step FS1). This initial setting screen D1 is provided with input fields D11 for the number of preliminary loads, preliminary loading time, cycle setting, and maximum test load.
When the tester inputs various set values in the input field D11 and clicks the OK button D12 on the initial setting screen D1, the PC control means 32 automatically loads the loading plan according to the contents of the initial settings input by the tester. (Step FS2), and the test screen D2 is displayed (step FS3). On this test screen D2, a loading plan table D21 based on the loading plan is displayed. At this time, the loading plan table D21 can be changed by the examiner.
When the test start button D22 on the test screen D2 is clicked by the tester after the loading plan table D21 is displayed (step FS4), the PC control means 32 outputs a test start signal to the load control device 40 (step FS5). ), The test is started.

荷重制御装置４０のＣＰＵ６１は、ＰＣ制御手段３２から試験開始信号が入力されると、図３に示すように、目標荷重を０ｋＮ（キロニュートン）に設定し（ステップＦＪ３）、定期時間カウントを０秒にする（ステップＦＪ４）。その後、ロードセル１４により油圧ジャッキ１３が試験地盤Ｇに加えている現在の荷重を計測し、変位センサ１５〜１８により試験地盤Ｇの沈下量を計測し（ステップＦＪ５）、ＣＰＵ６１は、現在の荷重と目標荷重の偏差が許容できる範囲内か否かを判断する（ステップＦＪ６）。このステップＦＪ６において、許容範囲外であると判断した場合、後述する荷重制御処理を行う（ステップＦＪ７）。
ここで、定期時間カウントが規定値（例えば５秒）になった場合（ステップＦＪ８）、ＣＰＵ６１は、ステップＦＪ５で計測した荷重と沈下量のデータをＣＰＵ記憶手段６２に記憶させるとともにＰＣ制御手段３２に出力し（ステップＦＪ９）、定期時間カウントを０秒に戻す（ステップＦＪ１０）。そして、この時点でＰＣ制御手段３２から目標荷重更新信号が入力されていたと判断した場合（ステップＦＪ１１）、目標荷重更新信号に含まれている荷重データを新しい目標荷重に設定する（ステップＦＪ１２）。この後、ＰＣ制御手段３２から試験終了信号が入力されると判断するまで（ステップＦＪ１３）、ステップＦＪ５〜ＦＪ１２の処理を繰り返す。
なお、ステップＦＪ６において許容範囲内であると判断すると、ステップＦＪ８の処理をする。また、ステップＦＪ８において定期時間カウントが規定値になっていない場合、ステップＦＪ１１の処理をする。さらに、ステップＦＪ１１において目標荷重更新信号が入力されていないと判断すると、ステップＦＪ１３の処理をする。 When the test start signal is input from the PC control means 32, the CPU 61 of the load control device 40 sets the target load to 0 kN (kilonewtons) as shown in FIG. 3 (step FJ3) and sets the periodic time count to 0. Seconds (step FJ4). Thereafter, the load cell 14 measures the current load applied by the hydraulic jack 13 to the test ground G, the displacement sensors 15-18 measure the amount of settlement of the test ground G (step FJ5), and the CPU 61 It is determined whether the deviation of the target load is within an allowable range (step FJ6). If it is determined in step FJ6 that the value is outside the allowable range, a load control process described later is performed (step FJ7).
Here, when the regular time count reaches a specified value (for example, 5 seconds) (step FJ8), the CPU 61 causes the CPU storage means 62 to store the load and settlement data measured in step FJ5 and the PC control means 32. (Step FJ9), and the periodic time count is reset to 0 seconds (step FJ10). If it is determined that the target load update signal is input from the PC control means 32 at this time (step FJ11), the load data included in the target load update signal is set as a new target load (step FJ12). Thereafter, the processing of steps FJ5 to FJ12 is repeated until it is determined that a test end signal is input from the PC control means 32 (step FJ13).
If it is determined in step FJ6 that it is within the allowable range, the process of step FJ8 is performed. If the regular time count is not the specified value in step FJ8, the process of step FJ11 is performed. Further, if it is determined in step FJ11 that the target load update signal has not been input, the process of step FJ13 is performed.

ＰＣ制御手段３２は、図４に示すように、荷重制御装置４０に試験開始信号を出力した（ステップＦＳ５）後、まず載荷計画の最初の目標荷重を目標更新信号として荷重制御装置４０へ出力する（ステップＦＳ６）。その後、荷重制御装置４０から荷重と沈下量の計測データが入力され（ステップＦＳ７）、その計測データが載荷計画の中で取得すべきデータであった場合、その計測データをＰＣ記憶手段３３に記録するとともに、載荷計画表Ｄ２１の所定の場所に表示させる（ステップＦＳ８）。そして、ＰＣ制御手段３２は、現在の目標荷重に対して必要なデータを取り終えると（ステップＦＳ９）、載荷計画の中で必要なデータを全て取り終えたか否かを判断する（ステップＦＳ１０）。このステップＦＳ１０において、取り終えていないと判断すると、目標荷重更新信号を荷重制御装置４０へ出力して（ステップＦＳ１１）、ステップＦＳ７の処理をする。また、ステップＦＳ９において、取り終えていないと判断すると、ステップＦＳ７の処理をする。以後、ＰＣ制御手段３２は、ステップＦＳ１０において全て取り終えたと判断するまで、ステップＦＳ７〜ＦＳ１１の処理を繰り返す。 As shown in FIG. 4, the PC control means 32 outputs a test start signal to the load control device 40 (step FS5), and then outputs the first target load of the loading plan to the load control device 40 as a target update signal. (Step FS6). Thereafter, load and subsidence measurement data is input from the load control device 40 (step FS7), and when the measurement data is data to be acquired in the loading plan, the measurement data is recorded in the PC storage means 33. At the same time, it is displayed at a predetermined place in the loading plan table D21 (step FS8). And PC control means 32 will judge whether all the data required in the loading plan have been taken (Step FS10), if the data required for the present target load has been taken (Step FS9). If it is determined in step FS10 that the removal has not been completed, a target load update signal is output to the load control device 40 (step FS11), and the process of step FS7 is performed. If it is determined in step FS9 that the removal has not been completed, the process of step FS7 is performed. Thereafter, the PC control means 32 repeats the processes of steps FS7 to FS11 until it is determined that all the steps have been taken in step FS10.

ＰＣ制御手段３２は、ステップＦＳ１０において取り終えたと判断すると、荷重制御装置４０へ試験終了信号を出力して（ステップＦＳ１２）、制御を終了させる。
荷重制御装置４０は、図３に示すように、ステップＦＪ１３においてＰＣ制御手段３２から試験終了信号が入力されたと判断すると、荷重制御を終了する。 If the PC control means 32 determines that it has been taken in step FS10, it outputs a test end signal to the load control device 40 (step FS12) and ends the control.
As shown in FIG. 3, when the load control device 40 determines that the test end signal is input from the PC control means 32 in step FJ13, the load control device 40 ends the load control.

［荷重制御装置による荷重制御方法］
次に、図５および図１に基づいて、荷重制御装置４０による荷重制御方法について説明する。図５は、荷重制御における時間と荷重の関係を示すグラフであり、油圧ジャッキ１３が載荷板１１に加える荷重の状態をイメージ的にとらえた一例を表す。 [Load control method by load control device]
Next, a load control method by the load control device 40 will be described based on FIGS. 5 and 1. FIG. 5 is a graph showing the relationship between time and load in load control, and represents an example in which the state of the load applied to the loading plate 11 by the hydraulic jack 13 is imaged.

荷重制御装置４０のＣＰＵ６１は、図５に示すように、ＰＣ制御手段３２から時間Ｔ１の時点で目標荷重更新信号が入力されると、一旦、載荷用ニードルバルブ７３および除荷用ニードルバルブ７４の開度を０にして、荷重Ｌ１を維持する。そして、目標荷重更新信号により新たに設定された目標荷重Ｌ２が現在の荷重Ｌ１よりも大きい場合は載荷用ニードルバルブ７３を徐々に開いていき、小さい場合は除荷用ニードルバルブ７４を徐々に開いていき、単位時間ΔＴあたりの荷重の変化量ΔＬｔが所定の変化量ΔＬｖに達したとき、つまり所定の載荷速度または除荷速度に達したとき、その開度を維持する（第１工程）。試験地盤Ｇの沈下によりΔＬｔも変化するので、定期的にΔＬｔの値を確認し、所定の変化量ΔＬｖよりも小さくなった場合は、再度、載荷用ニードルバルブ７３または除荷用ニードルバルブ７４（以下、目標荷重Ｌ２が現在の荷重Ｌ１よりも大きい場合の開度調整対象である載荷用ニードルバルブ７３、小さい場合の開度調整対象である除荷用ニードルバルブ７４を、開度調整バルブと称す）の開度を徐々に大きくするようにして、常にΔＬｔがΔＬｖになるようにする。地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−２００３）では、載荷および除荷する速度を１分間あたり２００ｋＮ／ｍ^２程度以下を標準と定めているので、それにしたがってΔＬｖを事前に定めておく。 As shown in FIG. 5, when the target load update signal is input from the PC control means 32 at time T1, the CPU 61 of the load control device 40 once sets the loading needle valve 73 and the unloading needle valve 74. The opening is set to 0 and the load L1 is maintained. When the target load L2 newly set by the target load update signal is larger than the current load L1, the loading needle valve 73 is gradually opened, and when it is smaller, the unloading needle valve 74 is gradually opened. Then, when the load change amount ΔLt per unit time ΔT reaches the predetermined change amount ΔLv, that is, when the predetermined load speed or unload speed is reached, the opening degree is maintained (first step). Since ΔLt also changes as the test ground G sinks, when the value of ΔLt is periodically checked and becomes smaller than the predetermined change amount ΔLv, the loading needle valve 73 or the unloading needle valve 74 ( Hereinafter, the loading needle valve 73 that is an opening adjustment target when the target load L2 is larger than the current load L1 and the unloading needle valve 74 that is an opening adjustment target when the target load L2 is small are referred to as an opening adjustment valve. ) Is gradually increased so that ΔLt always becomes ΔLv. In the Japan Geotechnical Society Standard (JGS1521-2003), the loading and unloading speed is determined to be about 200 kN / m ² or less per minute as a standard, and ΔLv is determined in advance accordingly.

地盤の変化量ΔＬｖを維持しながら、ＣＰＵ６１は、定期的に発生している荷重と目標荷重Ｌ２の偏差を演算処理して求め、偏差が所定の値Ｌ３になった時間Ｔ２において、開いている開度調整バルブの開度を一旦０にする（第２工程）。例えば、最初の荷重Ｌ１が１０．０ｋＮで、目標荷重Ｌ２が２０．０ｋＮで、Ｌ３が３．５ｋＮとした場合、目標荷重Ｌ２より値Ｌ３分低い１６．５ｋＮに到達したとき、開度調整バルブの開度を一旦０にする。
これは、目標荷重Ｌ２を通り過ぎないようにするためである。値Ｌ３は、載荷および除荷する速度をＬｖとしたとき、開度調整バルブの開度が最大のときから０になるまでの所要時間に対する荷重の変化量とする。 While maintaining the ground change amount ΔLv, the CPU 61 calculates and calculates the deviation between the load that is regularly generated and the target load L2, and is open at time T2 when the deviation reaches a predetermined value L3. The opening of the opening adjusting valve is once set to 0 (second step). For example, when the initial load L1 is 10.0 kN, the target load L2 is 20.0 kN, and L3 is 3.5 kN, the opening adjustment valve is reached when 16.5 kN that is a value L3 lower than the target load L2 is reached. Is once set to zero.
This is to prevent the target load L2 from passing. The value L3 is the amount of change in the load with respect to the required time from when the opening degree of the opening degree adjustment valve becomes maximum to zero when the loading and unloading speed is Lv.

そして、ＣＰＵ６１は、開度を一旦０にした開度調整バルブを徐々に開いていき、発生荷重が目標荷重Ｌ２に達した時間Ｔ３で開度調整バルブの開度を０にする（第３工程）。このとき、開度を０にする前の開度をＣＰＵ記憶手段６２に記録しておく。 Then, the CPU 61 gradually opens the opening adjustment valve whose opening is once set to 0, and sets the opening of the opening adjustment valve to 0 at time T3 when the generated load reaches the target load L2 (third step). ). At this time, the opening degree before the opening degree is set to 0 is recorded in the CPU storage means 62.

目標荷重Ｌ２に達しても試験地盤Ｇが沈下し続けている場合、それに伴って発生荷重も変化してしまう。よって、ＣＰＵ６１は、発生荷重と目標荷重Ｌ２との偏差が所定の値Ｌ４、例えば０．１ｋＮよりも大きかったら、再度開度調整バルブを徐々に開いていく。ただし、ＣＰＵ記憶手段６２に以前の開度が記録されていれば、その開度の一定の割合分、例えば６０％分一気に開いた後、徐々に開いていくようにする。こうすることで、すばやく発生荷重を目標荷重Ｌ２に戻すことができる。
ＣＰＵ６１は、発生荷重が目標荷重Ｌ２に到達したら、前記と同様にしてその時点での開度調整バルブの開度を記録してから開度を０にし、この後、目標荷重Ｌ２に到達したら開度を０にする処理を繰り返す（第４工程）。前記の以前記憶した開度の一定割合分、開度調整バルブを一気に開くという操作が可能なのは、微調整時の荷重に変化を与える開度調整バルブの開度はある程度一定であるため、その開度の６０〜８０％程度は経験上一気に開けても発生荷重に影響を与えないためである。割合の値は、荷重制御装置４０の荷重発生精度等を考慮し、事前に定めておく。 Even if the target load L2 is reached, if the test ground G continues to sink, the generated load also changes accordingly. Therefore, when the deviation between the generated load and the target load L2 is larger than a predetermined value L4, for example, 0.1 kN, the CPU 61 gradually opens the opening adjustment valve again. However, if the previous opening degree is recorded in the CPU storage means 62, the opening degree is gradually opened after a certain percentage of the opening degree, for example, 60%. By doing so, the generated load can be quickly returned to the target load L2.
When the generated load reaches the target load L2, the CPU 61 records the opening degree of the opening adjustment valve at that time in the same manner as described above, sets the opening degree to 0, and then opens when the target load L2 is reached. The process of setting the degree to 0 is repeated (fourth step). The opening adjustment valve can be opened at a time by a certain percentage of the previously memorized opening because the opening of the opening adjustment valve that changes the load during fine adjustment is somewhat constant. This is because about 60 to 80% of the degree does not affect the generated load even if it is opened at a stroke in experience. The ratio value is determined in advance in consideration of the load generation accuracy of the load control device 40 and the like.

前記荷重制御装置４０の荷重制御方法は、主に載荷の場合を例に挙げて説明しているが、除荷の場合も同様に荷重の制御が可能である。また、試験地盤Ｇの状態によっては、目標荷重Ｌ２を通り過ぎる可能性もあるが、開度調整対象を載荷用ニードルバルブ７３と除荷用ニードルバルブ７４との間で切り替えることにより、目標荷重Ｌ２を維持することが可能である。 Although the load control method of the load control device 40 has been described mainly taking the case of loading as an example, the load can be controlled similarly in the case of unloading. Further, depending on the state of the test ground G, the target load L2 may be passed, but the target load L2 is changed by switching the opening adjustment target between the loading needle valve 73 and the unloading needle valve 74. It is possible to maintain.

［自動平板載荷試験装置の作用効果］
上記自動平板載荷試験装置１によれば、油圧ジャッキ１３を用いた地盤の平板載荷試験における荷重調整において、試験条件のデータ、ロードセル１４および変位センサ１５〜１８で検出されたデータに基づいて試験地盤Ｇに加える荷重を制御するので、試験地盤Ｇの沈下に伴う発生荷重の変動による影響を極力抑えることができ、しかもその制御が自動で行われるため、試験員の能力に依存することなく、また、労力も軽減できる。さらに、計測データの取得も試験を通して自動であり、試験員の個人差により発生する試験結果の誤差をなくすことができる。 [Operational effects of automatic flat plate loading test equipment]
According to the automatic flat plate loading test apparatus 1, in the load adjustment in the flat plate loading test of the ground using the hydraulic jack 13, the test ground is based on the data of the test conditions and the data detected by the load cell 14 and the displacement sensors 15 to 18. Since the load applied to G is controlled, it is possible to suppress the influence of the fluctuation of the generated load accompanying the settlement of the test ground G as much as possible, and the control is performed automatically, so that it does not depend on the ability of the examiner, and , Labor can be reduced. Furthermore, the acquisition of measurement data is automatic throughout the test, and errors in test results caused by individual differences among testers can be eliminated.

さらに、荷重制御装置４０により、開度調整バルブの開度を大きくして所定の載荷速度または除荷速度に達した時点の開度を維持し、発生荷重が目標荷重Ｌ２より所定の値Ｌ３だけ低い値（第一基準値）に達した時点で開度調整バルブの開度を０にするため、発生荷重が目標荷重Ｌ２を超えることを確実に防止できる。また、この後に、開度調整バルブの開度を大きくして目標荷重Ｌ２に達した時点で開度を０にし、発生荷重と目標荷重Ｌ２との偏差が所定の値Ｌ４よりも大きいときに、目標荷重Ｌ２に達するまで開度調整バルブの開度を大きくして目標荷重Ｌ２に達した時点で開度を０にする動作を繰り返すため、発生荷重が変動する条件においても、確実に目標荷重Ｌ２での試験結果を得ることができる。 Further, the load control device 40 increases the opening of the opening adjustment valve to maintain the opening when the predetermined loading speed or unloading speed is reached, and the generated load is only a predetermined value L3 from the target load L2. When the low value (first reference value) is reached, the opening of the opening adjustment valve is set to 0, so that the generated load can be reliably prevented from exceeding the target load L2. Thereafter, when the opening of the opening adjustment valve is increased to reach the target load L2, the opening is set to 0, and when the deviation between the generated load and the target load L2 is larger than a predetermined value L4, Since the opening of the opening adjustment valve is increased until the target load L2 is reached and the opening is reduced to 0 when the target load L2 is reached, the target load L2 is reliably ensured even under conditions where the generated load fluctuates. Test results can be obtained.

そして、荷重制御装置４０により、第３工程および第４工程において、目標荷重Ｌ２に達した時点での開度をＣＰＵ記憶手段６２に記憶させ、この後に開度調整バルブの開度を再度大きくする際に、ＣＰＵ記憶手段６２に記憶させた開度の６０％〜８０％の開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくするため、発生荷重が目標荷重Ｌ２に達するまでの時間の短縮化を図りつつ、発生荷重が目標荷重Ｌ２を超えることを防止できる。 Then, in the third step and the fourth step, the load control device 40 stores the opening when the target load L2 is reached in the CPU storage means 62, and then increases the opening of the opening adjusting valve again. At this time, since the opening is gradually increased after opening to 60% to 80% of the opening stored in the CPU storage means 62, the time until the generated load reaches the target load L2 is shortened. It is possible to prevent the generated load from exceeding the target load L2.

［実施形態の変形］
なお、本発明について好適な実施例を挙げて説明したが、本発明は前記実施例（実施形態）に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形などは本発明に含まれるものである。
例えば、前記実施例（実施形態）では、ＰＣ制御手段３２は地盤工学会基準（ＪＧＳ１５２１−２００３）に準拠した載荷計画やデータの記録を行っているが、荷重制御装置４０への命令信号出力や計測データ入力が可能であれば、必ずしもこの基準に準拠した形でなくてもよい。
また、第３工程および第４工程のうちの少なくとも一方において、目標荷重Ｌ２に達した時点での開度をＣＰＵ記憶手段６２に記憶させずに、この後に開度調整バルブの開度を再度大きくする際に、ＣＰＵ記憶手段６２に記憶させた開度の６０％〜８０％の開度まで一気に開いた後に徐々に開度を大きくする処理を実施しなくてもよい。 [Modification of Embodiment]
Although the present invention has been described with reference to preferred examples, the present invention is not limited to the above-described examples (embodiments), and modifications and the like within the scope that can achieve the object of the present invention are included in the present invention. It is included.
For example, in the above-described embodiment (embodiment), the PC control unit 32 performs loading plans and data recording in accordance with the Geotechnical Society standard (JGS1521-2003). As long as measurement data can be input, it does not necessarily have to conform to this standard.
Further, in at least one of the third step and the fourth step, the opening when the target load L2 is reached is not stored in the CPU storage means 62, and thereafter the opening of the opening adjustment valve is increased again. In doing so, it is not necessary to carry out the process of gradually increasing the opening degree after the opening degree of 60% to 80% of the opening degree stored in the CPU storage means 62 is opened at once.

１…自動平板載荷試験装置
１１…載荷板
１２…載荷部材としての反力装置
１３…油圧ジャッキ
１３Ａ…ピストン
１４…ロードセル
１５〜１８…変位センサ
３３…データ保持手段としてのＰＣ記憶手段
４０…荷重制御装置
６１…荷重制御手段としてのＣＰＵ
６２…データ保持手段としてのＣＰＵ記憶手段
７０…荷重制御機構部
７２…油圧源としての油圧ポンプ
７３…載荷用ニードルバルブ
７４…除荷用ニードルバルブ
Ｇ…試験地盤 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Automatic flat plate loading test apparatus 11 ... Loading board 12 ... Reaction force apparatus as a loading member 13 ... Hydraulic jack 13A ... Piston 14 ... Load cell 15-18 ... Displacement sensor 33 ... PC memory | storage means 40 as data holding means 40 ... Load control Device 61 ... CPU as load control means
62 ... CPU storage means as data holding means 70 ... Load control mechanism 72 ... Hydraulic pump as hydraulic source 73 ... Needle valve for loading 74 ... Needle valve for unloading G ... Test ground

Claims

A loading plate installed on the test ground, a hydraulic jack installed on the loading plate, a load cell mounted on the piston of the hydraulic jack, a loading member that contacts the load cell, and the loading plate described above A plurality of displacement sensors, and a load control device for controlling a load generated by the combination of the hydraulic jack and the load member, and applying the load to the test ground, the deformation characteristics and supporting force of the test ground. An automatic flat plate loading test device for a ground for performing a test for obtaining at least one of the characteristics,
The load control device includes:
Data holding means for holding test condition data, data detected by the load cell, and data detected by the displacement sensor;
A load control mechanism that controls the hydraulic jack to control the load applied to the test ground;
Load control means for controlling the load control mechanism unit according to calculation information derived based on data held by the data holding means;
Comprising
The load control mechanism includes a hydraulic source, a loading needle valve that controls the amount of oil supplied from the hydraulic source to the hydraulic jack, and an unloading needle valve that controls the amount of oil returning from the hydraulic jack. And comprising
The load control mechanism is controlled by the load control means.
Until the load reaches the target load input under the test conditions, the opening degree of the opening adjustment valve, which is either the loading needle valve or the unloading needle valve, is increased from 0 to a predetermined value. A first step of maintaining the opening when the loading speed or unloading speed is reached;
After the first step, a second step of setting the opening of the opening adjustment valve to 0 when the load reaches a first reference value less than the target load;
After the second step, a third step of increasing the opening of the opening adjustment valve and setting the opening to 0 when the target load is reached;
After the third step, when the load becomes smaller than the target load and larger than the first reference value according to the variation in the load caused by the subsidence of the test ground, the opening is continued until the target load is reached. Performing a fourth step of repeating the operation of increasing the degree of opening of the degree adjusting valve to zero when the target load is reached ,
The load control means holds the opening when the target load is reached in the data holding means in at least one of the third step and the fourth step,
The load control mechanism is controlled by the load control means.
When the opening degree of the opening degree adjusting valve is increased again, the opening degree is gradually increased after opening to 60% to 80% of the opening degree held by the data holding means. Automatic flat plate loading test equipment.