JP5775780B2 - Soil testing device, soil testing method and compaction density management method - Google Patents

Soil testing device, soil testing method and compaction density management method Download PDF

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Description

本発明は、土質試験装置、土質試験方法および締固め密度管理方法に関する。   The present invention relates to a soil test apparatus, a soil test method, and a compaction density management method.

盛土、覆土、埋め戻し土等の締め固め作業は、密度管理を行いながら実施する必要がある。
特に放射性廃棄物等の処分場において、ベントナイト等により形成される止水壁は、密度管理を十分に行う必要がある。 It is necessary to perform compaction work such as embankment, covering and backfilling while performing density management.
In particular, in a disposal site for radioactive waste or the like, it is necessary to sufficiently control the density of the water blocking wall formed by bentonite or the like.

従来、地盤の密度管理には、ＲＩ法や砂置換法などが採用されている。
ＲＩ法は、先端にガンマ線源が設置された検診棒を地中の所定の深さまで挿入し、地表面に配置されたＲＩ計（ラジオアイソトープを利用した水分・密度測定器）により計測されたガンマ線の強度により地盤の密度を検出する手法である。 Conventionally, the RI method, the sand replacement method, or the like has been adopted for the density management of the ground.
In the RI method, a gamma ray measured by an RI meter (a moisture / density measuring device using a radioisotope) placed on the ground surface is inserted to a predetermined depth in the ground with a screening bar with a gamma ray source installed at the tip. This is a technique for detecting the density of the ground based on the strength of the ground.

一方、砂置換法は、地盤に試験孔を削孔し、試験孔に削孔する際に発生した土の質量と、試験孔に砂を充填する際に必要な砂の質量から求めた体積に基づいて原位置の土の密度を算出する手法である。   On the other hand, in the sand replacement method, a test hole is drilled in the ground, and the volume obtained from the mass of soil generated when drilling into the test hole and the mass of sand necessary for filling the test hole with sand is obtained. This is a method for calculating the density of the soil in the original position based on the above.

前記従来の密度管理手法は、いずれも地盤に孔等を形成（破壊）するものであるため、試験後の補修に手間を要していた。   Since all of the conventional density management methods are those for forming (breaking) holes or the like in the ground, it takes time to repair after the test.

地盤の密度や剛性を非破壊的に検査する方法としては、所定の高さから重錘を落下させることで、地盤面に衝撃荷重を付与し、この衝撃荷重によるたわみを測定するＦＷＤ試験が知られている。   As a method for nondestructively inspecting the density and rigidity of the ground, the FWD test is known in which an impact load is applied to the ground surface by dropping a weight from a predetermined height and the deflection due to the impact load is measured. It has been.

例えば、特許文献１には、自動四輪車にけん引された走行台車に積載された試験装置であって、地盤面に接触する接触面を有した載荷部と、載荷部に立設した主軸と、載荷部に向って主軸に沿って落下する重錘とを備えるものが開示されている。   For example, Patent Document 1 discloses a test apparatus loaded on a traveling truck towed by an automobile, and includes a loading portion having a contact surface that comes into contact with the ground surface, and a spindle erected on the loading portion. And a weight falling along the main axis toward the loading portion.

また、特許文献２には、地盤面に載置される載荷板と、載荷板上に設置された検出器付筐体と、筐体上に落下する重錘とを備える試験装置が開示されている。   Further, Patent Document 2 discloses a test apparatus including a loading plate placed on the ground surface, a detector-equipped housing installed on the loading plate, and a weight falling on the housing. Yes.

特開２００４−２７８１６５号公報JP 2004-278165 A 特開平５−８７６５７号公報JP-A-5-87657

特許文献１の試験装置は、装置が大規模であるため、狭隘な場所での計測には採用することができなかった。
また、載荷面の表面処理を行う機構を備えていないため、別途、装置を搬入して表面処理を行う作業に手間がかかる。
さらに、他の装置により表面処理を行った載荷面に、試験装置の載荷板を配置する位置決め作業に手間がかかる。 The test apparatus disclosed in Patent Document 1 cannot be employed for measurement in a narrow place because the apparatus is large-scale.
In addition, since a mechanism for performing the surface treatment of the loading surface is not provided, it takes time to carry out the surface treatment by loading the apparatus separately.
Furthermore, it takes time and effort to position the loading plate of the test apparatus on the loading surface that has been surface-treated by another device.

特許文献２に記載の試験装置は、装置は小規模で狭隘な場所に搬入することが可能であるものの、測定作業や位置決め等は、人手により行う必要があるため、手間がかかっていた。
また、載荷面の表面処理も別途人手により行う必要がある。 Although the test apparatus described in Patent Document 2 can be carried into a small and narrow place, the measurement work, positioning, and the like need to be performed manually, which is troublesome.
Moreover, it is necessary to carry out the surface treatment of the loading surface manually.

このような観点から、本発明は、盛土、覆土、埋戻し土、原子力廃棄物人工バリア（緩衝体）締固め層等において、簡易に載荷面処理および載荷試験を実施することを可能とした土質試験装置および土質試験方法と、締固め密度管理を非破壊的手法で行うことを可能とした締固め密度管理方法を提供することを課題とする。   From this point of view, the present invention enables soil surface treatment and loading test to be easily performed in embankment, covering soil, backfilling soil, nuclear waste artificial barrier (buffer body) compaction layer, and the like. It is an object of the present invention to provide a testing apparatus, a soil test method, and a compaction density management method capable of performing compaction density management by a non-destructive method.

前記課題を解決するために、本発明の土質試験装置は、地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置であって、前記載荷面処理機および前記載荷試験機は、前記支持部材に沿って移動可能であることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, a soil test apparatus according to the present invention includes a self-propelled base machine that travels on a ground surface, a support member installed on the base machine, and a loading surface treatment attached to the support member. And a load testing machine attached to the support member, wherein the load surface treatment machine and the load test machine are movable along the support member. .

かかる土質試験装置によれば、ベースマシンを移動させることで載荷面処理機および載荷試験機の両方を同時に移動させることができ、かつ、おおよその位置決めを行うことができる。また、載荷面処理機および載荷試験機を支持部材に沿って個別に移動させることができるので、より精度の高い位置決めを行うことができる。
また、載荷面処理機と載荷試験機とが、同一の支持部材に沿って移動するため、載荷面処理を行った位置に載荷試験機を位置させることが容易である。
さらに、遠隔操作システムを導入する場合において対応が容易となる。 According to such a soil testing apparatus, both the loading surface processing machine and the loading testing machine can be moved simultaneously by moving the base machine, and approximate positioning can be performed. Further, since the loading surface processing machine and the loading testing machine can be individually moved along the support member, positioning with higher accuracy can be performed.
Moreover, since the loading surface processing machine and the loading testing machine move along the same support member, it is easy to position the loading testing machine at the position where the loading surface processing has been performed.
Furthermore, when a remote operation system is introduced, it becomes easy to cope.

前記支持部材が、前記ベースマシンの前側に横設されたフロントレールと、前記ベースマシンの後側に横設されたリアレールと、前記フロントレールと前記リアレールとをつなぐサイドレールとを備えていれば、ベースマシンの前後において、横方向に連続して複数の載荷試験を実施することが可能となる。   If the support member includes a front rail horizontally provided on the front side of the base machine, a rear rail horizontally provided on the rear side of the base machine, and a side rail connecting the front rail and the rear rail. In addition, before and after the base machine, it is possible to carry out a plurality of loading tests continuously in the lateral direction.

前記フレームが、平面視矩形枠状であれば、載荷面処理機および載荷試験機の個々の移動および位置決めをより簡易に行うことができる。   If the frame has a rectangular frame shape in plan view, the movement and positioning of the loading surface processing machine and the loading testing machine can be performed more easily.

なお、土質試験装置は、自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された直線状の支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備えていて、前記支持部材は、前記ベースマシンに立設された縦軸を中心に回転可能に設置されたものであってもよい。 The soil test apparatus includes a self-propelled base machine, a linear support member installed on the base machine, a loading surface treatment machine attached to the support member, and a load attached to the support member. A test machine, and the support member may be rotatably installed around a vertical axis standing on the base machine.

また、土質試験装置が前記ベースマシンにカメラおよび測位センサを搭載していれば、土質試験装置の位置および周囲の状況をより簡易に確認することができる。   In addition, if the soil testing apparatus is equipped with a camera and a positioning sensor in the base machine, the position of the soil testing apparatus and the surrounding conditions can be confirmed more easily.

本発明の土質試験方法は、地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置を利用するものであって、前記ベースマシンを試験実施領域に移動させる移動工程と、前記載荷面処理機により地盤面の表面処理を行い、載荷面を形成する面処理工程と、前記載荷面処理機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上から退避させるとともに、前記載荷試験機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上に位置させる位置決め工程と、前記載荷試験機により載荷試験を行う試験工程とを備えることを特徴としている。 The soil test method of the present invention includes a self-propelled base machine that travels on a ground surface, a support member installed on the base machine, a loading surface treatment machine attached to the support member, and an attachment to the support member. A soil test apparatus equipped with a loaded loading tester, the moving step of moving the base machine to the test execution area, and the surface treatment of the ground surface by the loading surface treatment machine described above, The surface treatment step to be formed and the load surface treatment machine described above are moved along the support member to be retracted from the load surface described above, and the load test machine is moved along the support member to be on the load surface described above. It is characterized by comprising a positioning step for positioning and a test step for performing a loading test by the load testing machine described above.

かかる土質試験方法によれば、実施個所の環境に関わらず、載荷試験を実施することが可能となる。   According to this soil test method, it becomes possible to carry out a loading test regardless of the environment of the place of implementation.

本発明の締固め密度管理方法は、前記土質試験方法により地盤反力係数ＫＦＷＤを得るとともに、前記地盤反力係数ＫＦＷＤを用いて、締固め乾燥密度γｄを管理することを特徴としている。 The compaction density management method of the present invention is characterized in that the ground reaction force coefficient K FWD is obtained by the soil test method, and the compaction dry density γ d is managed using the ground reaction force coefficient K FWD . .

かかる締固め密度管理方法によれば、ＲＩ法、砂置換法を用いずに非破壊的手法により、盛土、覆土、埋戻し土、原子力廃棄物人工バリア（緩衝体）締固め層等における締固め密度管理を行うことができる。
締固め乾燥密度γdと小型ＦＷＤ試験によるＫ値（ＫＦＷＤ）の関係は、良好な相関性を有しているため、衝撃載荷試験によるＫ値を乾燥密度管理の有効な指標値として用いることができる。 According to this compaction density management method, compaction in embankment, covering soil, backfilling soil, nuclear waste artificial barrier (buffer body) compaction layer, etc. by non-destructive method without using RI method or sand replacement method. Density management can be performed.
Since the relationship between the compacted dry density γd and the K value (K FWD ) obtained by the small FWD test has a good correlation, the K value obtained by the impact loading test can be used as an effective index value for the dry density management. it can.

本発明の土質試験装置および土質試験方法によれば、簡易に載荷面処理および載荷試験を実施することが可能となる。また、本発明の締固め密度管理方法によれば、締固め密度管理を非破壊的手法で行うことを可能となる。   According to the soil test apparatus and soil test method of the present invention, it is possible to easily perform a loading surface treatment and a loading test. Further, according to the compaction density management method of the present invention, compaction density management can be performed by a non-destructive method.

本発明の実施の形態に係る土質試験装置を示す正面図である。It is a front view which shows the soil test apparatus which concerns on embodiment of this invention. 図１に示す土質試験装置の平面図である。It is a top view of the soil test apparatus shown in FIG. 載荷面処理機を示す正面図であるIt is a front view which shows a loading surface processing machine. 載荷試験機を示す正面図である。It is a front view which shows a loading test machine. 地盤反力係数と乾燥密度との関係の一例を示すグラフである。It is a graph which shows an example of the relationship between a ground reaction force coefficient and a dry density. 他の形態に係る土質試験装置を示す平面図である。It is a top view which shows the soil test apparatus which concerns on another form. 他の形態に係る載荷試験機を示す正面図である。It is a front view which shows the loading testing machine which concerns on another form.

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の土質試験装置１は、図１に示すように、ベースマシン１０と、支持部材２０と、載荷面処理機３０と、載荷試験機４０とを備えている。 Embodiments of the present invention will be described below.
As shown in FIG. 1, the soil test apparatus 1 of the present embodiment includes a base machine 10, a support member 20, a loading surface processing machine 30, and a loading test machine 40.

ベースマシン１０は、本体部１１と、本体部１１を上載した走行部１２とを備えている。
本実施形態のベースマシン１０は、全幅が１ｍ以下に形成されているが、ベースマシン１０の形状寸法は限定されるものではない。 The base machine 10 includes a main body part 11 and a traveling part 12 on which the main body part 11 is mounted.
The base machine 10 of the present embodiment is formed with a total width of 1 m or less, but the shape and dimensions of the base machine 10 are not limited.

本体部１１には、走行部１２に動力を付与する図示しないモータが搭載されている。
また、本体部１１には、土質試験装置１を遠隔操作するのに必要な機器類（例えば、カメラ、測位センサ、無線通信システムなど）が搭載されている。 A motor (not shown) that applies power to the traveling unit 12 is mounted on the main body 11.
The main body 11 is equipped with devices (for example, a camera, a positioning sensor, a wireless communication system, etc.) necessary for remotely operating the soil testing device 1.

走行部１２は、モータの動力により回転する履帯１３，１３を左右に備えている。
ベースマシン１０は、履帯１３，１３が回転することで、走行する。
なお、ベースマシン１０は、必ずしも履帯式（クローラ式）である必要はなく、例えば車輪により走行するタイヤ式走行マシンであってもよい。また、ベースマシン１０は有線で操作してもよい。 The traveling unit 12 includes crawler belts 13 and 13 that are rotated by the power of the motor.
The base machine 10 travels as the crawler belts 13 and 13 rotate.
The base machine 10 does not necessarily need to be a crawler type (crawler type), and may be a tire type traveling machine that travels by wheels, for example. Further, the base machine 10 may be operated by wire.

本実施形態のベースマシン１０には、本体部１１の中央に支柱１４が立設されている。
支柱１４の上端部には、支持部材２０が固定されている。 In the base machine 10 of this embodiment, a support column 14 is erected in the center of the main body 11.
A support member 20 is fixed to the upper end portion of the column 14.

支持部材２０は、支柱１４を介してベースマシン１０に設置されていて、図２に示すように、ベースマシン１０の前側に横設されたフロントレール２１と、ベースマシン１０の後側に横設されたリアレール２２と、フロントレール２１とリアレール２２とをつなぐ左右のサイドレール２３，２３とを備えている。   The support member 20 is installed in the base machine 10 via the support column 14. As shown in FIG. 2, the support member 20 is installed on the front side of the base machine 10 and on the rear side of the base machine 10. And the left and right side rails 23, 23 that connect the front rail 21 and the rear rail 22.

フロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３は、互いに連続しており、平面視矩形枠状を呈している。   The front rail 21, the rear rail 22, and the side rails 23, 23 are continuous with each other and have a rectangular frame shape in plan view.

支持部材２０は、取付部材２４，２４，…を介して支柱１４に固定されている。取付部材２４は、フロントレール２１とサイドレール２３との角部、または、リアレール２２とサイドレール２３との角部から、支柱１４に向って延出している。   The support member 20 is fixed to the column 14 via attachment members 24, 24,. The attachment member 24 extends from the corner portion of the front rail 21 and the side rail 23 or the corner portion of the rear rail 22 and the side rail 23 toward the support column 14.

本実施形態では、複数の取付部材２４，２４，…が、平面視Ｘ字状を呈するように配置したが、取付部材２４の構成はこれに限定されない。   In the present embodiment, the plurality of attachment members 24, 24,... Are arranged so as to exhibit an X shape in plan view, but the configuration of the attachment member 24 is not limited to this.

本実施形態のフロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３は、Ｉ形鋼により構成されているが、フロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３を構成する材料は限定されるものではない。   The front rail 21, rear rail 22, and side rails 23, 23 of the present embodiment are made of I-shaped steel, but the materials constituting the front rail 21, rear rail 22, and side rails 23, 23 are not limited. Absent.

また、取付部材２４を構成する材料も限定されるものではなく、例えばＬ型鋼や溝型鋼等の各型鋼材や鋼板等を使用すればよい。
さらに、支持部材２０は、必ずしも矩形枠状である必要はなく、例えばコ字状を呈していてもよい。 Moreover, the material which comprises the attachment member 24 is not limited, For example, what is necessary is just to use each type | mold steel materials, steel plates, etc., such as L shape steel and groove type steel.
Furthermore, the support member 20 does not necessarily have a rectangular frame shape, and may have a U shape, for example.

載荷面処理機３０は、図１に示すように、支持部材２０に吊持されており、支持部材２０に沿って移動することで、ベースマシン１０の前後において載荷面Ｓの処理（整地）を行う。   As shown in FIG. 1, the loading surface processing machine 30 is suspended by the support member 20, and moves along the support member 20 to perform processing (leveling) of the loading surface S before and after the base machine 10. Do.

載荷面処理機３０は、図３に示すように、車輪３１，３１と、モータ収容部３２と、支持部３３と、ブラケット３４と、処理装置本体３５とを備えている。   As shown in FIG. 3, the loading surface processing machine 30 includes wheels 31, 31, a motor housing portion 32, a support portion 33, a bracket 34, and a processing device main body 35.

車輪３１は、支持部材２０の下側のフランジの上面に配設されている。本実施形態では一対の車輪３１，３１が支持部材２０のウェブを挟んで両側に配設されている。なお、車輪３１の数や配置は限定されるものではない。   The wheel 31 is disposed on the upper surface of the lower flange of the support member 20. In the present embodiment, a pair of wheels 31 are arranged on both sides of the web of the support member 20. In addition, the number and arrangement | positioning of the wheel 31 are not limited.

車輪３１は、モータ収容部３２内の車輪用モータ（図示せず）の動力により回転することで、支持部材２０を走行する。車輪３１が支持部材２０を走行することで、載荷面処理機３０が支持部材２０に沿って移動する。   The wheel 31 travels on the support member 20 by being rotated by the power of a wheel motor (not shown) in the motor housing portion 32. The loading surface processing machine 30 moves along the support member 20 by the wheels 31 traveling on the support member 20.

モータ収容部３２は、支持部材２０の直下に配設されている。車輪用モータの制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
モータ収容部３２の下面には、支持部３３が固定されている。 The motor housing portion 32 is disposed directly below the support member 20. The wheel motor is controlled by remote control through a wireless communication system (not shown).
A support portion 33 is fixed to the lower surface of the motor housing portion 32.

支持部３３は、伸縮自在に構成されている。支持部３３を伸ばすと、処理装置本体３５を下降し、載荷面Ｓへ接地され、支持部３３を縮めると、処理装置本体３５が上昇し、載荷面Ｓから離地される。支持部３３の伸縮動作の制御は、無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
支持部３３の下端には、ブラケット３４を介して処理装置本体３５が取り付けられている。 The support part 33 is configured to be stretchable. When the support part 33 is extended, the processing apparatus main body 35 is lowered and is grounded to the loading surface S, and when the support part 33 is contracted, the processing apparatus main body 35 is raised and separated from the loading surface S. Control of the expansion and contraction operation of the support portion 33 is performed by remote operation via a wireless communication system.
A processing apparatus main body 35 is attached to the lower end of the support portion 33 via a bracket 34.

処理装置本体３５は、切削用モータ３６と、回転切削部３７と、カバー体３８とを備えている。   The processing apparatus main body 35 includes a cutting motor 36, a rotary cutting unit 37, and a cover body 38.

切削用モータ３６は、回転軸（縦軸）を備えており、回転軸を回転させることにより、回転軸に固定された回転切削部３７を回転させる。本実施形態の切削用モータ３６の制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。   The cutting motor 36 includes a rotation shaft (vertical axis), and rotates the rotary cutting unit 37 fixed to the rotation shaft by rotating the rotation shaft. Control of the cutting motor 36 of this embodiment is performed by remote operation via a wireless communication system (not shown).

回転切削部３７は、切削用モータ３６の回転軸の下端に固定された円板であって、切削用モータ３６の動力により回転することで、載荷面Ｓの表面を平滑に整形する。   The rotary cutting part 37 is a disc fixed to the lower end of the rotating shaft of the cutting motor 36, and is rotated by the power of the cutting motor 36 to shape the surface of the loading surface S smoothly.

カバー体３８は、底面が開口した有蓋円筒状の部材であって、内部の切削用モータ３６および回転切削部３７を保護するように、切削用モータ３６および回転切削部３７の上面および側面を覆っている。
なお、カバー体３８の材質は限定されない。 The cover body 38 is a covered cylindrical member having an open bottom surface, and covers the top and side surfaces of the cutting motor 36 and the rotary cutting part 37 so as to protect the internal cutting motor 36 and the rotary cutting part 37. ing.
The material of the cover body 38 is not limited.

載荷試験機４０は、図１に示すように、支持部材２０に吊持されており、支持部材２０に沿って移動することで、ベースマシン１０の前後で載荷試験を行う。   As shown in FIG. 1, the loading test machine 40 is suspended by the support member 20, and moves along the support member 20 to perform a loading test before and after the base machine 10.

載荷試験機４０は、図４に示すように、車輪４１，４１と、モータ収容部４２と、巻き上げ手段４３と、試験機本体４４とを備えている。   As shown in FIG. 4, the loading tester 40 includes wheels 41 and 41, a motor housing portion 42, a winding means 43, and a tester main body 44.

車輪４１は、支持部材２０の下側のフランジの上面に配設されている。本実施形態では一対の車輪４１，４１が支持部材２０のウェブを挟んで両側に配設されている。なお、車輪４１の数や配置は限定されるものではない。   The wheel 41 is disposed on the upper surface of the lower flange of the support member 20. In the present embodiment, a pair of wheels 41 and 41 are disposed on both sides of the web of the support member 20. The number and arrangement of the wheels 41 are not limited.

車輪４１は、モータ収容部４２の車輪用モータ（図示せず）の動力により回転することで、支持部材２０を走行する。車輪４１が支持部材２０を走行することで、載荷試験機４０が支持部材２０に沿って移動する。   The wheel 41 travels on the support member 20 by being rotated by the power of a wheel motor (not shown) of the motor housing portion 42. The load testing machine 40 moves along the support member 20 as the wheels 41 travel on the support member 20.

モータ収容部４２は、支持部材２０の直下に配設されている。車輪用モータの制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
モータ収容部４２の下方には、巻き上げ手段４３が配設されている。 The motor housing portion 42 is disposed directly below the support member 20. The wheel motor is controlled by remote control through a wireless communication system (not shown).
A winding means 43 is disposed below the motor housing portion 42.

巻き上げ手段４３は、フック４３ａと、ワイヤー４３ｂと、図示せぬウィンチとを備えている。フック４３ａは、試験機本体４４の上面に固定された掛止部材４５ａに掛止されている。   The winding means 43 includes a hook 43a, a wire 43b, and a winch (not shown). The hook 43a is hooked on a hooking member 45a fixed to the upper surface of the testing machine main body 44.

ウィンチを介してワイヤー４３ｂを巻き出すと、フック４３ａが下降し、試験機本体４４が載荷面Ｓに接地され、ウィンチを介してワイヤー４３ｂを巻き上げると、フック４３ａが上昇して、試験機本体４４が載荷面Ｓから離地される。
本実施形態の巻き上げ手段４３の制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。 When the wire 43b is unwound through the winch, the hook 43a is lowered, the tester main body 44 is grounded to the loading surface S, and when the wire 43b is wound up through the winch, the hook 43a is lifted to raise the tester main body 44. Is released from the loading surface S.
Control of the winding means 43 of this embodiment is performed by remote operation via a wireless communication system (not shown).

試験機本体４４は、ケース４５と、重錘４６と、ロードセル４７と載荷板４８とを備えている。本実施形態の試験機本体４４は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作が可能に構成されている。   The testing machine main body 44 includes a case 45, a weight 46, a load cell 47, and a loading plate 48. The testing machine main body 44 of the present embodiment is configured to be remotely operable via a wireless communication system (not shown).

ケース４５は、有蓋円筒状の部材からなり、重錘４６、ロードセル４７および載荷板４８を内装するとともに、重錘４６のガイドとしても機能する。   The case 45 is made of a covered cylindrical member, and includes a weight 46, a load cell 47 and a loading plate 48, and also functions as a guide for the weight 46.

ケース４５は、下部が拡径しているとともに、下端面が開口している。
載荷板４８は、ケース４５の拡径部分に配設されており、ロードセル４７は、載荷板４８の上面に設置されている。 The case 45 has a lower diameter and a lower end surface that is open.
The loading plate 48 is disposed on the enlarged diameter portion of the case 45, and the load cell 47 is installed on the upper surface of the loading plate 48.

ケース４５の上面には、フック４３ａを掛止するための掛止部材４５ａが取り付けられている。なお、掛止部材４５ａの構成は限定されるものではないが、本実施形態では、ワイヤーにより構成している。   A hooking member 45 a for hooking the hook 43 a is attached to the upper surface of the case 45. In addition, although the structure of the latching member 45a is not limited, In this embodiment, it comprises with the wire.

ケース４５の高さは、重錘４６の落下高さを確保できる大きさに設定されている。   The height of the case 45 is set to a size that can secure the drop height of the weight 46.

重錘４６は、ロードセル４７の上面に落下することで、載荷試験に必要な衝撃荷重を載荷面に付与する。
重錘４６は、ケース４５の内部において上下動可能に配設されている。 The weight 46 falls on the upper surface of the load cell 47, thereby applying an impact load necessary for the loading test to the loading surface.
The weight 46 is disposed inside the case 45 so as to be movable up and down.

本実施形態の重錘４６は、中央部に貫通孔が形成されており、ロードセル４７の上面に立設されたガイド軸４９が当該貫通孔を挿通している。   The weight 46 of the present embodiment has a through hole at the center, and a guide shaft 49 standing on the upper surface of the load cell 47 passes through the through hole.

ガイド軸４９は、下端がロードセル４７の上面に固定されていて、上端がケース４５の天井面に固定されている。
なお、ガイド軸４９は必要に応じて配設すればよい。 The guide shaft 49 has a lower end fixed to the upper surface of the load cell 47 and an upper end fixed to the ceiling surface of the case 45.
The guide shaft 49 may be disposed as necessary.

重錘４６の側面には、スペーサー４６ａが設置されていて、ケース４５と重錘４６との隙間を一定に保持している。スペーサー４６ａは、重錘４６の落下速度を低下させることがないよう、ケース４５との間に大きな摩擦が生じないように構成されている。なお、スペーサー４６ａの構成は限定されるものではないが、本実施形態では、例えば球体を回転自在に配設することより構成する。   A spacer 46 a is installed on the side surface of the weight 46 to keep the gap between the case 45 and the weight 46 constant. The spacer 46a is configured not to cause a large friction with the case 45 so that the falling speed of the weight 46 is not reduced. In addition, although the structure of the spacer 46a is not limited, in this embodiment, it comprises, for example by arrange | positioning a spherical body rotatably.

ロードセル４７は、載荷板４８の上面に設置されていて、重錘４６による衝撃荷重を計測する。載荷面Ｓのたわみ量は、ロードセル４７に付設した図示せぬたわみセンサで計測する。
ロードセル４７の上面には、バッファ４７ａ，４７ａが配置されている。バッファ４７ａは、重錘４６の落下による衝撃を吸収し、ロードセル４７を保護している。 The load cell 47 is installed on the upper surface of the loading plate 48 and measures the impact load caused by the weight 46. The amount of deflection of the loading surface S is measured by a deflection sensor (not shown) attached to the load cell 47.
Buffers 47 a and 47 a are arranged on the upper surface of the load cell 47. The buffer 47 a absorbs an impact caused by the falling of the weight 46 and protects the load cell 47.

載荷板４８は、載荷面Ｓに接地された板材であって、底面が平坦に構成されている。   The loading plate 48 is a plate material that is grounded to the loading surface S and has a flat bottom surface.

次に、土質試験装置を利用した土質試験方法について説明する。
本実施形態の土質試験方法は、移動工程と、面処理工程と、位置決め工程と、試験工程とを備えている。 Next, a soil test method using a soil test apparatus will be described.
The soil test method of the present embodiment includes a movement process, a surface treatment process, a positioning process, and a test process.

移動工程は、ベースマシン１０を走行させて、所定の試験実施領域に移動させる工程である。
本実施形態では、カメラおよび測位センサによりベースマシン１０の位置を確認しつつ、遠隔操作によりベースマシン１０を所定の位置に移動させる。 The moving process is a process of running the base machine 10 and moving it to a predetermined test execution area.
In the present embodiment, the base machine 10 is moved to a predetermined position by remote operation while confirming the position of the base machine 10 with a camera and a positioning sensor.

ベースマシン１０は、いわゆるクローラ式であるため、走行面に多少の不陸があったとしても、対応可能である。   Since the base machine 10 is a so-called crawler type, even if there is some unevenness on the running surface, it can be handled.

面処理工程は、載荷面処理機３０により地盤面の表面処理を行い、載荷面Ｓを形成する工程である。   The surface treatment process is a process of forming the loading surface S by performing a surface treatment of the ground surface by the loading surface processing machine 30.

ベースマシン１０を配置したら、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させて、載荷試験を行う位置（載荷面Ｓ）上に配置する。なお、ベースマシン１０が配置された時点で、載荷面処理機３０が所定の位置に配置されている場合には、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させる必要はない。   If the base machine 10 is arrange | positioned, the loading surface processing machine 30 will be moved along the support member 20, and it will arrange | position on the position (loading surface S) which performs a loading test. When the loading surface processing machine 30 is disposed at a predetermined position when the base machine 10 is disposed, it is not necessary to move the loading surface processing machine 30 along the support member 20.

次に、支持部３３を伸長させて、回転切削部３７を接地させる。
続いて、切削用モータ３６を駆動させ、回転切削部３７を回転させることにより、地盤面の表面処理を行う。 Next, the support part 33 is extended and the rotary cutting part 37 is grounded.
Subsequently, the cutting surface motor 36 is driven to rotate the rotary cutting part 37 to perform surface treatment of the ground surface.

位置決め工程は、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させて載荷面Ｓ上から退避させるとともに、載荷試験機４０を支持部材２０に沿って移動させて載荷面Ｓ上に位置させる工程である。   In the positioning step, the loading surface processing machine 30 is moved along the support member 20 to be retracted from the loading surface S, and the loading test machine 40 is moved along the support member 20 to be positioned on the loading surface S. It is.

載荷面処理機３０による地盤面の表面処理（載荷面Ｓの整形）が完了したら、載荷面処理機３０を移動させる。
載荷面処理機３０の移動は、支持部３３を収縮させて、回転切削部３７を離地させて、支持部材２０を走行させることにより行う。 When the surface treatment of the ground surface (shaping of the loading surface S) by the loading surface processing machine 30 is completed, the loading surface processing machine 30 is moved.
The loading surface processing machine 30 is moved by contracting the support part 33, releasing the rotary cutting part 37, and running the support member 20.

載荷面処理機３０を退避させたら、載荷試験機４０を、載荷面Ｓ上に配置する。
載荷試験機４０は、載荷面処理機３０の移動と同時に移動させてもよいし、載荷面処理機３０を移動させた後に移動させてもよい。このとき、載荷面処理機３０は、次に載荷試験を実施する箇所に配置させてもよい。 When the loading surface processing machine 30 is retracted, the loading testing machine 40 is placed on the loading surface S.
The loading test machine 40 may be moved simultaneously with the movement of the loading surface processing machine 30, or may be moved after the loading surface processing machine 30 is moved. At this time, the loading surface processing machine 30 may be disposed at a location where the loading test is performed next.

載荷試験機４０を載荷面Ｓ上に配置したら、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を下降させて、載荷板４８を接地させる。   When the loading tester 40 is placed on the loading surface S, the tester main body 44 is lowered by the winding means 43 and the loading plate 48 is grounded.

試験工程は、載荷試験機４０により載荷試験を行う工程である。
載荷試験は、重錘４６を所定の高さまで引き上げた後、ロードセル４７に落下させることにより行う。このとき、重錘４６の落下の衝撃により生じた載荷面Ｓのたわみを計測し、このたわみ量から地盤の密度や剛性および地盤反力係数ＫＦＷＤを算出する。 The test process is a process of performing a loading test by the loading tester 40.
The loading test is performed by lifting the weight 46 to a predetermined height and then dropping it on the load cell 47. At this time, the deflection of the loading surface S caused by the impact of the drop of the weight 46 is measured, and the density and rigidity of the ground and the ground reaction force coefficient K FWD are calculated from the amount of deflection.

次に、地盤反力係数ＫＦＷＤを用いて、締固め乾燥密度γｄを管理する。
地盤反力係数ＫＦＷＤは、ＪＩＳ Ａ １２１５の道路平板載荷試験Ｋ３０に相当するものであって、締固め乾燥密度γdとの関係において非常に良好な相関性を有しているため（図５参照）、乾燥密度管理の有効な指標値として用いることができる。 Next, the compaction dry density γ d is managed using the ground reaction force coefficient K FWD .
The ground reaction force coefficient K FWD corresponds to the road plate loading test K 30 of JIS A 1215 and has a very good correlation with the compaction dry density γ d (see FIG. 5), and can be used as an effective index value for dry density management.

なお、図５は、地盤反力係数ＫＦＷＤと締固め乾燥密度γdとの関係を示す一例であって、管理値が乾燥密度γd＝１．６±０．１Ｍｇ／ｍ３であるベントナイト系緩衝材について、小型ＦＷＤ試験を実施した場合における、地盤反力係数ＫＦＷＤと締固め乾燥密度γdとの関係を示している。
図５によれば、地盤反力係数ＫＦＷＤが６００〜１０００ＭＮ／ｍ３の範囲内であれば、乾燥密度γd＝１．６±０．１Ｍｇ／ｍ３にて管理可能であることが解る。 FIG. 5 is an example showing the relationship between the ground reaction force coefficient K FWD and the compacted dry density γ d, and the bentonite whose control value is the dry density γ d = 1.6 ± 0.1 Mg / m 3. It shows the relationship between the ground reaction force coefficient K FWD and the compacted dry density γ d when a small-sized FWD test is performed on the system buffer material.
According to FIG. 5, if it is within the scope subgrade reaction coefficient K FWD is 600~1000MN / m 3, it can be seen that at dry density γ d = 1.6 ± 0.1Mg / m 3 is manageable .

載荷試験が終了したら、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を上昇させる。   When the loading test is completed, the testing machine main body 44 is raised by the winding means 43.

以上、本実施形態の土質試験装置および土質試験方法によれば、ベースマシン１０を移動させることで載荷面処理機３０および載荷試験機４０の両方を同時に移動させることができ、かつ、おおよその位置決めを行うことができるため、作業性に優れている。   As described above, according to the soil testing apparatus and soil testing method of the present embodiment, both the loading surface processing machine 30 and the loading testing machine 40 can be moved simultaneously by moving the base machine 10, and approximate positioning is possible. Therefore, it is excellent in workability.

また、載荷面処理機３０および載荷試験機４０を支持部材２０に沿って個別に移動させることができるので、より精度の高い位置決めを行うことができる。
また、載荷面処理機３０と載荷試験機４０とが、同一の支持部材２０に沿って移動するため、載荷面処理を行った位置に載荷試験機４０を位置させることが容易である。 Moreover, since the loading surface processing machine 30 and the loading testing machine 40 can be individually moved along the support member 20, more accurate positioning can be performed.
Moreover, since the loading surface processing machine 30 and the loading testing machine 40 move along the same support member 20, it is easy to position the loading testing machine 40 at the position where the loading surface processing has been performed.

遠隔操作により土質試験装置１を操作することで、作業員が立ち入りできない位置での計測も可能である。例えば、放射線廃棄物処分場におけるベントナイト系緩衝材の非破壊的密度管理を実施する場合であっても、安全かつ効率的に実施できる。   By operating the soil test apparatus 1 by remote control, it is possible to measure at a position where an operator cannot enter. For example, even when nondestructive density management of bentonite buffer materials is performed at a radioactive waste disposal site, it can be performed safely and efficiently.

載荷面処理機３０を備えているため、表面が比較的硬いベントナイト系緩衝材の載荷面処理（平滑な切削処理）を効率よく実施することができる。   Since the loading surface processing machine 30 is provided, the loading surface processing (smooth cutting processing) of the bentonite buffer material having a relatively hard surface can be efficiently performed.

支持部材２０が矩形状に形成されているため、ベースマシン１０の前後において、横方向に連続して複数の載荷試験を実施することができる。そのため、平面全体に対して載荷試験を簡易に実施することができる。   Since the support member 20 is formed in a rectangular shape, a plurality of loading tests can be performed continuously in the lateral direction before and after the base machine 10. Therefore, the loading test can be easily performed on the entire plane.

載荷面処理機３０と載荷試験機４０との両方を備えているため、載荷面Ｓの整形と、載荷試験とを一つの装置により実施することが可能となり、実施個所の環境に関わらず、載荷試験を実施することが可能となる。
また、載荷面処理機３０による整形と、載荷試験機４０による載荷試験とを、それぞれ別の位置において同時に実施することができるため、施工性に優れている。 Since both the loading surface processing machine 30 and the loading testing machine 40 are provided, it is possible to carry out the shaping of the loading surface S and the loading test with a single device, regardless of the environment of the place of execution. The test can be performed.
In addition, since the shaping by the loading surface processing machine 30 and the loading test by the loading test machine 40 can be performed simultaneously at different positions, the workability is excellent.

狭隘な試験環境下であっても、ベースマシン１０として、環境に応じた大きさのものを採用することで、迅速かつ効率的に非破壊試験を実施することができる。   Even in a narrow test environment, a non-destructive test can be performed quickly and efficiently by adopting a base machine 10 having a size corresponding to the environment.

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。   The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and the above-described constituent elements can be appropriately changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明の土質試験装置および土質試験方法は、放射線廃棄物処分場におけるベントナイト系緩衝材の密度管理に関わらず、盛土、覆土、埋め戻し土等の密度管理にも採用可能である。   The soil test apparatus and soil test method of the present invention can also be used for density management of embankment, covering soil, backfilling soil, etc., regardless of the density management of bentonite buffer material at the radioactive waste disposal site.

前記実施形態では、平面視矩形枠状を呈した支持部材に沿って載荷面処理機と載荷試験機とが移動する構成としたが、支持部材の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示す土質試験装置のように、ベースマシン１０に立設された縦軸１４を中心に回転可能に設置された直線状の支持部材の端部に、載荷面処理機または載荷試験機が取り付けられたものであってもよい。この土質試験装置によれば、支持部材を回転させることで、載荷面処理機および載荷試験機を所定の位置に配置することができる。   In the said embodiment, although it was set as the structure which a loading surface processing machine and a loading test machine move along the supporting member which exhibited the planar view rectangular frame shape, the structure of a supporting member is not limited to this. For example, as in the soil test apparatus shown in FIG. 6, a loading surface processing machine or a loading test is performed at the end of a linear support member that is rotatably installed around a vertical axis 14 that is erected on the base machine 10. A machine may be attached. According to this soil test apparatus, the loading surface processing machine and the loading testing machine can be arranged at predetermined positions by rotating the support member.

前記実施形態の載荷試験機４０は、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を上下動させるものとしたが、例えば、図７に示す載荷試験機４０’のように、シリンダー状の支持部材４３’により試験機本体４４を上下動させる構成としてもよく、載荷試験機４０の構成は、限定されるものではない。   In the loading test machine 40 of the above embodiment, the testing machine main body 44 is moved up and down by the winding means 43. For example, like the loading test machine 40 'shown in FIG. 7, a cylindrical support member 43' is used. It is good also as a structure which moves the test machine main body 44 up and down, and the structure of the loading test machine 40 is not limited.

また、試験機本体４４の構成は、前記実施形態で示したものに限定されるものではない。例えば、図７に示す載荷試験機４０’のように、ケース４５’が外筒４５ａと外筒４５ａに内装された内筒４５ｂとを備えた２重構造であってもよい。載荷試験機４０’は、重錘４６が内筒４５ｂの内部において、落下することで、載荷板４８を介して載荷面Ｓに衝撃を加えるように構成されている。重錘４６とロードセル４７との間には、内筒４５ｂの内壁が介設されていて、ロードセル４７に直接衝撃が加わることが防止されている。なお、内壁には、バッファ４５ｃ，４５ｃが固定されていてもよい。   Further, the configuration of the tester main body 44 is not limited to that shown in the embodiment. For example, as in the load testing machine 40 ′ shown in FIG. 7, the case 45 ′ may have a double structure including an outer cylinder 45 a and an inner cylinder 45 b housed in the outer cylinder 45 a. The loading tester 40 ′ is configured to apply an impact to the loading surface S via the loading plate 48 when the weight 46 falls inside the inner cylinder 45 b. An inner wall of the inner cylinder 45 b is interposed between the weight 46 and the load cell 47, so that an impact is not directly applied to the load cell 47. The buffers 45c and 45c may be fixed to the inner wall.

１ 土質試験装置
１０ ベースマシン
２０ 支持部材
２１ フロントレール
２２ リアレール
２３ サイドレール
３０ 載荷面処理機
４０ 載荷試験機 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Soil testing apparatus 10 Base machine 20 Support member 21 Front rail 22 Rear rail 23 Side rail 30 Loading surface treatment machine 40 Loading testing machine

Claims (7)

地盤面を走行する自走式のベースマシンと、
前記ベースマシンに設置された支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、
前記支持部材に取り付けられた載荷試験機と、を備える土質試験装置であって、
前記載荷面処理機および前記載荷試験機は、前記支持部材に沿って移動可能であることを特徴とする、土質試験装置。 A self-propelled base machine that runs on the ground surface ,
A support member installed in the base machine;
A loading surface treatment machine attached to the support member;
A soil testing device comprising a load testing machine attached to the support member,
The soil testing apparatus, wherein the load surface treatment machine and the load test machine described above are movable along the support member. 前記支持部材が、前記ベースマシンの前側に横設されたフロントレールと、
前記ベースマシンの後側に横設されたリアレールと、
前記フロントレールと前記リアレールとをつなぐサイドレールと、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の土質試験装置。 The support member is a front rail horizontally disposed on the front side of the base machine;
A rear rail installed on the rear side of the base machine;
The soil test apparatus according to claim 1, further comprising a side rail that connects the front rail and the rear rail. 前記支持部材が、平面視矩形枠状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の土質試験装置。   The soil test apparatus according to claim 1, wherein the support member has a rectangular frame shape in plan view. 自走式のベースマシンと、
前記ベースマシンに設置された直線状の支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、
前記支持部材に取り付けられた載荷試験機と、を備える土質試験装置であって、
前記支持部材は、前記ベースマシンに立設された縦軸を中心に回転可能に設置されていることを特徴とする、土質試験装置。 A self-propelled base machine,
A linear support member installed in the base machine;
A loading surface treatment machine attached to the support member;
A soil testing device comprising a load testing machine attached to the support member,
The soil testing apparatus, wherein the support member is installed so as to be rotatable about a vertical axis standing on the base machine. 前記ベースマシンにカメラおよび測位センサが搭載されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の土質試験装置。   The soil testing apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein a camera and a positioning sensor are mounted on the base machine. 地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置を利用する土質試験方法であって、
前記ベースマシンを試験実施領域に移動させる移動工程と、
前記載荷面処理機により地盤面の表面処理を行い、載荷面を形成する面処理工程と、
前記載荷面処理機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上から退避させるとともに、前記載荷試験機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上に位置させる位置決め工程と、
前記載荷試験機により載荷試験を行う試験工程と、を備えることを特徴とする土質試験方法。 A self-propelled base machine that travels on the ground surface, a support member installed on the base machine, a loading surface treatment machine attached to the support member, and a loading test machine attached to the support member. A soil test method using a soil test apparatus,
A moving step of moving the base machine to a test execution area;
A surface treatment process for performing a surface treatment of the ground surface by the loading surface treatment machine described above to form a loading surface;
A positioning step of moving the load surface treatment machine along the support member to retract from the load surface, and moving the load test machine along the support member to be positioned on the load surface;
A soil test method comprising: a test step of performing a loading test using the load testing machine described above. 請求項６に記載の土質試験方法により地盤反力係数ＫＦＷＤを得るとともに、
前記地盤反力係数ＫＦＷＤを用いて締固め乾燥密度γｄを管理することを特徴とする、締固め密度管理方法。 The soil reaction force coefficient K FWD is obtained by the soil test method according to claim 6,
A compaction density management method, wherein the compaction dry density γ d is managed using the ground reaction force coefficient K FWD .
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