JP5722141B2 - 物性評価装置 - Google Patents
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Description
図1に示す物性評価装置1は、評価対象物を打撃し、打撃時の衝撃波形を解析して評価対象物の変形特性を評価する装置である。物性評価装置1は、例えば、施工中のトンネル90の切羽51の岩盤53を評価対象物とし、当該岩盤53の変形係数(応力と歪みの関係)を得ることができる。そして、得られた岩盤53の変形係数に基づいて、切羽51付近に施すべき支保工の仕様を適切に設定することができる。
E1:球体の弾性係数
μ1:球体のポアソン比
R :球体の半径
M :球体の質量
E2:弾性体の弾性係数
μ2:弾性体のポアソン比
V0:衝突速度
である。
〔プレスリリース〕鹿島建設株式会社 プレスリリース,「切羽より2m離れた位置から火薬を装填」,2008年10月7日,
(URL:http://www.kajima.co.jp/news/press/200810/7c1-j.htm)
続いて、参考例に係る物性評価装置について説明する。本参考例の物性評価装置101は、打撃部5に代えて、図3に示す打撃部105を、棒体3の先端部に備えたものである。物性評価装置101のそれ以外の構成については、第1実施形態の物性評価装置1と同一であるので、重複する説明を省略する。また、図3においても、図1又は図2と同一又は同等の構成要素については同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
本発明者らは、物性評価装置1と、物性評価装置101と、棒体3の前端部に単純にハンマー13を固定した構造の装置(以下「比較装置」)と、前述の特許文献1の装置(以下「参考装置」)と、を用いて、それぞれ対象物を打撃する試験を行った。物性評価装置1及び参考装置の打撃対象物は泥岩であり、比較装置の打撃対象物はモルタルである。物性評価装置1、物性評価装置101、比較装置、及び参考装置を用いて、打撃により得られた加速度データ(衝撃波形:横軸が時間で縦軸が加速度)を、それぞれ、図4(a),(b),(c),(d)に示した。
本発明者らは、約2000mが既掘削のトンネルの側壁面において、強度が3通りに異なると考えられる測定地点を、合計10地点選定した。各測定地点は、互いに異なる3種類の岩級区分の地点から選定したものであり、岩級区分がB級以上に相当する地点で3点、岩級区分がB〜CI級に相当する地点で5点、及び岩級区分がCII〜D級に相当する地点で2点が選定された。各地点の岩級区分は、地質技術者の観察により事前に判定したものである。また、トンネル側壁面の岩種は玄武岩である。
文献1:「土木研究所資料 トンネル掘削時地盤変状の予測・対策マニュアル(案)」,建設省土木研究所 トンネル研究室,平成6年2月、p.20.
文献2:菊地宏吉ら、「ダム基礎岩盤の耐荷性に関する地質工学的総合評価」、応用地質、日本応用地質学会、1984年、特別号、p.103−118.
本発明者らは、トンネルの側壁面において2箇所(トンネルの右側面と左側面)の測定地点を選定した。選定した測定地点の側壁面は何れも泥岩である。そして、物性評価装置1を用いて各測定地点の変形係数を求めた。更に別途、地盤工学会基準(JGS1421-2003)として定められた「孔内水平載荷試験方法」を用いて各測定地点の変形係数を求めた。各方法で求められた変形係数を図6に示している。
Claims (4)
- 対象物の物性を評価する物性評価装置であって、
作業者が後端側を保持するための棒体と、
前記棒体の前端部に連結され、加速度センサーと、前記棒体よりも前方に位置する球面形状の打撃面とを有するハンマーと、
前記棒体及び前記ハンマーが前記棒体の延在方向に沿って移動され前記ハンマーの前記打撃面が前記棒体の延在方向を衝突方向として前記対象物に衝突したときに、前記加速度センサーから、前記対象物の変形特性を演算するための加速度データを取得する加速度データ取得手段と、を備え、
前記棒体と前記ハンマーとの連結部は、
前記ハンマーを、前記棒体に対し当該棒体の延在方向に所定の移動範囲内で平行移動可能とする移動許容部と、
前記ハンマーを、前記棒体の延在方向の前方に向けて付勢することにより、前記棒体の前方への移動に伴って前記棒体に対して慣性で後方に移動しようとする当該ハンマーが前記移動範囲の後端限界に達しないようにする付勢部と、を有することを特徴とする物性評価装置。 - 前記加速度データ取得手段は、
取得した前記加速度データに基づいて前記対象物の変形特性を演算する演算手段を有することを特徴とする請求項1に記載の物性評価装置。 - 前記加速度データ取得手段は、
取得した前記加速度データを電子データとして保存する電子記憶媒体であることを特徴とする請求項1に記載の物性評価装置。 - 前記棒体の長さが2m以上であることを特徴とする請求項1〜3の何れか1項に記載の物性評価装置。
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