JP6274656B2 - Permeability test method and permeability test apparatus - Google Patents
Permeability test method and permeability test apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP6274656B2 JP6274656B2 JP2014049948A JP2014049948A JP6274656B2 JP 6274656 B2 JP6274656 B2 JP 6274656B2 JP 2014049948 A JP2014049948 A JP 2014049948A JP 2014049948 A JP2014049948 A JP 2014049948A JP 6274656 B2 JP6274656 B2 JP 6274656B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- water
- specimen
- covering member
- permeability test
- permeable
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000012360 testing method Methods 0.000 title claims description 29
- 230000035699 permeability Effects 0.000 title description 37
- 238000010998 test method Methods 0.000 title description 13
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 127
- 238000011041 water permeability test Methods 0.000 claims description 39
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 22
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims description 15
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 claims description 9
- 230000000452 restraining effect Effects 0.000 claims description 8
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 4
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 28
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 13
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 7
- 230000002265 prevention Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 238000012856 packing Methods 0.000 description 4
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 229910000278 bentonite Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000440 bentonite Substances 0.000 description 2
- SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N bentoquatam Chemical compound O.O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O SVPXDRXYRYOSEX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 2
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 2
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 2
- 238000007655 standard test method Methods 0.000 description 2
- 206010062575 Muscle contracture Diseases 0.000 description 1
- 230000006399 behavior Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012669 compression test Methods 0.000 description 1
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 description 1
- 208000006111 contracture Diseases 0.000 description 1
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 1
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- CSJLBAMHHLJAAS-UHFFFAOYSA-N diethylaminosulfur trifluoride Substances CCN(CC)S(F)(F)F CSJLBAMHHLJAAS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N novaluron Chemical compound C1=C(Cl)C(OC(F)(F)C(OC(F)(F)F)F)=CC=C1NC(=O)NC(=O)C1=C(F)C=CC=C1F NJPPVKZQTLUDBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000011800 void material Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Description
本発明は、透水試験方法及び透水試験装置に関する。さらに詳述すると、本発明は、例えば高膨潤圧試料の三軸透水試験に用いて好適な試験方法及び試験装置に関する。 The present invention relates to a permeability test method and a permeability test apparatus. More specifically, the present invention relates to a test method and test apparatus suitable for use in, for example, a triaxial permeability test of a high swelling pressure sample.
飽和状態にある土の層流状態における透水係数を求める従来の透水試験として、日本工業規格のJIS A 1218や米国試験材料協会(ASTM International)のASTM D5084に規定されているものがある。 As a conventional permeability test for obtaining a permeability coefficient in a laminar flow state of a soil in a saturated state, there are those specified in Japanese Industrial Standards JIS A 1218 and ASTM International DAST ASTM D5084.
JIS A 1218に規定されている剛性容器を用いた透水試験法は、図3に示すように、高膨潤圧試料101並びに当該試料101を挟む下側多孔板102A及び上側多孔板102Bを剛性容器103によって囲み、注水用配管104から水を注入し、当該水を下側多孔板102Aと試料101と上側多孔板102Bとを通過させて排水用配管105から排出させることによって行うものである(非特許文献1)。
As shown in FIG. 3, the water permeability test method using a rigid container defined in JIS A 1218 includes a high-
また、ASTM D5084に規定されている三軸試験装置を用いた透水試験法は、図4に示すように、高膨潤圧試料111を下側多孔板112A及び上側多孔板112Bで挟んだうえで上側と下側との拘束柱116A,116Bの間に設置すると共に試料111の側周面をゴム膜117で囲み、このように構成された供試体全体を密閉水槽113内で水浸させ、上下の拘束柱116A,116Bによって下側・上側多孔板112A,112Bの上下方向の動きを拘束すると共にガス配管118からガスを注入して水槽113内にガス圧をかけることによって水を介して試料111の側周面を囲むゴム膜117にセル圧をかけながら注水用配管114から水を注入し、当該水を下側多孔板112Aと試料111と上側多孔板112Bとを通過させて排水用配管115から排出させることによって行うものである(非特許文献2)。なお、図中における符号119は、止水用のゴムバンドである。
Further, as shown in FIG. 4, the water permeability test method using the triaxial test apparatus defined in ASTM D5084 is performed by sandwiching the high swelling pressure sample 111 between the lower
しかしながら、JIS A 1218に規定されている剛性容器を用いた透水試験法は、高膨潤圧試料101が膨潤する際の大きな膨潤圧は剛性容器103に作用するために高圧ガス保安法(昭和26年6月7日法律第204号)に基づく規制の対象にはならないので同法規定の要件を満たす必要がないという特長や、高膨潤圧試料101の膨潤時の変形が剛性容器103によって拘束されるために試料101の密度変化による透水係数の変化が生じないという特長を有する一方で、サンプリング試料の場合で試料側面と容器内側面との間の密着性が十分でない場合には境界面を通る局所的な流れ(水みち)が生じて透水係数が過大に評価される可能性があるという問題がある。
However, in the water permeability test method using a rigid container specified in JIS A 1218, since the large swelling pressure when the high
また、ASTM D5084に規定されている三軸試験装置を用いた透水試験法は、ゴム膜117の試料111の側面への密着性が高いので境界面を通る局所的な流れ(水みち)が生じ難いという特長を有する一方で、高圧ガス保安法に基づく規制の対象になるので同法規定の要件を満たす必要があるという問題や、膨潤圧が不明であるために膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を設定せざるを得ないので試料111が収縮して密度増加が起きるために透水係数が過小に評価されるという問題がある。
Further, in the water permeability test method using the triaxial test apparatus stipulated in ASTM D5084, the
そこで、本発明は、試料側面を覆う部材と試料側面との密着性が高いために境界面を通る局所的な流れが生じ難くしたがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができ、さらに、試料の密度変化が生じないのでしたがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができ、且つ、高圧ガス保安法に基づく規制の対象にならない、透水試験方法及び透水試験装置を提供することを目的とする。 Therefore, in the present invention, since the adhesiveness between the sample side surface and the sample side surface is high, local flow through the boundary surface is difficult to occur, and therefore the change in the water permeability coefficient of the sample can be prevented. Further, there is provided a water permeability test method and a water permeability test apparatus that can prevent a change in the water permeability coefficient of the sample because the density change of the sample does not occur and is not subject to regulation based on the High Pressure Gas Safety Law. The purpose is to do.
かかる目的を達成するため、請求項1記載の透水試験方法は、供試体の一方向の膨張変形を制限しつつ、供試体の前記一方向に沿う側面を非透水且つ可撓の被覆部材で囲むと共に当該被覆部材の外周面に当接する拘束モールドを配設して前記一方向と直交する方向外向きの変位を制限し且つ被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水(浸透)させるようにしている。 In order to achieve this object, the water permeation test method according to claim 1 surrounds a side surface of the test specimen along the one direction with a non-water-permeable and flexible covering member while restricting expansion deformation in one direction of the test specimen. In addition, a constraining mold that contacts the outer peripheral surface of the covering member is disposed to restrict outward displacement in a direction orthogonal to the one direction, and water is passed through the specimen in a state where cell pressure is applied to the covering member ( Penetrating).
また、請求項4記載の透水試験装置は、水槽と、当該水槽の上蓋下面から下向きに突出する上側拘束柱及び前記水槽の底板上面から上向きに突出する下側拘束柱と、上側拘束柱の下端面に当接すると共に供試体の上端に配設される上側透水部材及び下側拘束柱の上端面に当接すると共に供試体の下端に配設される下側透水部材と、供試体の側面を囲む非透水且つ可撓の被覆部材と、当該被覆部材の外周面に当接して配設されて当該被覆部材の水平方向外方への変位を制限する拘束モールドとを有し、水槽内に貯留する水によって被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水(浸透)させるようにしている。
In addition, the permeability test apparatus according to
したがって、これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、拘束モールドを通してセル圧が加えられて被覆部材が供試体に押しつけられるので、被覆部材が供試体側面に密着し、これによって境界面を通る局所的な流れが生じ難くなる。 Therefore, according to the water permeability test method and the water permeability test apparatus, since the cell pressure is applied through the constraining mold and the covering member is pressed against the specimen, the covering member is brought into close contact with the side face of the specimen, thereby locally passing the boundary surface. It is difficult to generate a general flow.
これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体の膨潤時の変形は拘束モールドによって制御されるので、膨潤時の変形を抑制するために供試体の膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を供試体に加える必要がなく、すなわち供試体が収縮することがないので試料の密度増加が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じない。 According to the water permeability test method and the water permeability test apparatus, the deformation at the time of swelling of the specimen is controlled by the restraint mold, so that it is considered to be larger than the swelling pressure of the specimen to suppress the deformation at the time of swelling. There is no need to apply cell pressure to the specimen, i.e., the specimen does not shrink, so the density of the sample does not increase, and therefore the permeability coefficient of the specimen does not change.
これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体の膨潤時の変形が拘束モールドによって制限されるので、すなわち供試体が膨張することがないので試料の密度減少が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じない。 According to these water permeability test methods and devices, the deformation of the specimen is limited by the constraining mold, that is, the specimen does not expand, so the density of the specimen does not decrease, and therefore the specimen No change in hydraulic conductivity occurs.
これらの透水試験方法及び透水試験装置によると、また、供試体が膨潤する際の大きな膨潤圧は拘束リングが受け持つためにセル圧を大きくする必要がないので、高圧ガス保安法に基づく規制の対象にならず、したがって装置の性能・仕様として同法に規定された要件を満たす必要がない。 According to the water permeability test method and the water permeability test apparatus, since the restraint ring is responsible for the large swelling pressure when the specimen swells, it is not necessary to increase the cell pressure. Therefore, it is not necessary to satisfy the requirements stipulated in the law as the performance and specifications of the apparatus.
また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、被覆部材がゴムスリーブであるようにしても良い。この場合には、被覆部材が非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材として適切なものになる。 In the water permeability test method and the water permeability test apparatus of the present invention, the covering member may be a rubber sleeve. In this case, the covering member is suitable as a film-like member having impermeableness and flexibility.
また、本発明の透水試験方法は拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良く、また、本発明の透水試験装置は拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良い。これらの場合には、拘束モールドの構成が柔軟なものになる。 Moreover, the water permeability test method of the present invention may be configured by a plurality of layers including a water permeable layer on the side where the constraining mold abuts on the covering member and a layer on the outer peripheral side. The constraining mold may be composed of a plurality of layers of a water-permeable layer on the side in contact with the covering member and a layer on the outer peripheral side. In these cases, the configuration of the bundle mold detention is flexible enough.
本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、被覆部材を供試体側面に密着させることができ、これによって境界面を通る局所的な流れを生じ難くすることができるので、試料の透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。 According to the water permeability test method and the water permeability test apparatus of the present invention, the covering member can be brought into close contact with the side surface of the specimen, thereby making it difficult to generate a local flow through the boundary surface. Can be measured accurately, and the reliability of the water permeability test can be improved.
本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、透水試験中に供試体を収縮させないようにすることができ、試料の密度増加を起こさせないようにすることができるので、試料の透水係数の変化を生じさせないようにして透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。 According to the water permeability test method and the water permeability test apparatus of the present invention, the specimen can be prevented from shrinking during the water permeability test, and the density of the sample can be prevented from increasing. It is possible to accurately measure the permeability coefficient without causing a change in the coefficient, and it is possible to improve the reliability of the permeability test.
本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、透水試験中に供試体を膨張させないようにすることができ、試料の密度減少を起こさせないようにすることができるので、試料の透水係数の変化を生じさせないようにして透水係数を正確に計測することが可能になり、透水試験の信頼性の向上を図ることが可能になる。 According to the water permeation test method and the water permeation test apparatus of the present invention, the specimen can be prevented from expanding during the water permeation test, and the sample density can be prevented from decreasing. It is possible to accurately measure the permeability coefficient without causing a change in the coefficient, and it is possible to improve the reliability of the permeability test.
本発明の透水試験方法及び透水試験装置によれば、また、装置の性能・仕様として高圧ガス保安法に規定された要件を満たす必要がないので、装置の構造を必要以上に重厚にする必要がなく、また法律上の制約がないという点においても、透水試験としての汎用性の向上を図ることが可能になる。 According to the permeability test method and the permeability test apparatus of the present invention, it is not necessary to satisfy the requirements stipulated in the High Pressure Gas Safety Law as the performance and specifications of the apparatus. Therefore, it is necessary to make the structure of the apparatus unnecessarily heavy. In addition, it is possible to improve versatility as a water permeability test in that there is no legal restriction.
また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、被覆部材がゴムスリーブであるようにしても良く、この場合には、被覆部材を非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材として適切なものにすることが可能になる。 In the water permeability test method and the water permeability test apparatus according to the present invention, the covering member may be a rubber sleeve. In this case, the covering member is a membrane-like member having water permeability and flexibility. It becomes possible to make it appropriate.
また、本発明の透水試験方法及び透水試験装置は、拘束モールドが被覆部材に当接する側の透水層と外周側の層との複数の層から構成されるようにしても良く、この場合には、拘束モールドの構造を多様にすることが可能になる。 Furthermore, permeability test method and permeability testing apparatus of the present invention may also be that bundles mold is composed of a plurality of layers of a layer of water-permeable layer and the outer periphery side of the side abutting on the cover member contracture, in this case is, it is possible to a variety of structure of captive mold.
以下、本発明の構成を図面に示す実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。 Hereinafter, the configuration of the present invention will be described in detail based on an example of an embodiment shown in the drawings.
図1及び2に、本発明の透水試験方法及び透水試験装置の実施形態の一例を示す。なお、図1におけるX軸は水平方向であり、Z軸は鉛直方向である。そして、以下の説明では、Z軸方向を供試体20の軸心方向とし、また、透水試験装置及びその構成物にとっての上下方向とする。
1 and 2 show an example of an embodiment of a water permeability test method and a water permeability test apparatus of the present invention. In FIG. 1, the X axis is the horizontal direction, and the Z axis is the vertical direction. In the following description, the Z-axis direction is the axial direction of the
透水試験方法は、供試体20の上下方向(軸心方向)の膨張変形を制限しつつ、供試体20の側面を非透水且つ可撓の被覆部材10で囲むと共に当該被覆部材10の外周に拘束モールド7を配設して水平方向外向きの変位を制限し且つ被覆部材10にセル圧を加えた状態で供試体20に水を通水(浸透)させるようにしている。
In the water permeability test method, the side surface of the
そして、透水試験装置は、上記透水試験方法を実行するものとして、水槽1と、当該水槽1の上蓋1a下面から下向きに突出する上側拘束柱5A及び前記水槽1の底板上面から上向きに突出する下側拘束柱5Bと、上側拘束柱5Aの下端面に当接すると共に供試体20の上端に配設される上側透水部材6A及び下側拘束柱5Bの上端面に当接すると共に供試体20の下端に配設される下側透水部材6Bと、供試体20の側面を囲む非透水且つ可撓の被覆部材10と、当該被覆部材10の外周に当接して配設される拘束モールド7とを有し、水槽1内に貯留する水13によって被覆部材10にセル圧を加えた状態で供試体20に水を通水(浸透)させるものである。
Then, the water permeability test apparatus executes the above water permeability test method. The
本発明の供試体20として用いられる試料は、特定のものに限定されるものではなく、少なくとも透水性がある材料、例えば種々の地盤材料が挙げられる。なお、日本工業規格 JIS A 1218「土の透水試験方法」や米国試験材料協会(ASTM International)のASTM D5084「Standard Test Methods for Measurement of Hydraulic Conductivity of Saturated Porous Materials Using a Flexible Wall Permeameter」の試験対象になり得る試料は、本発明の適用対象(即ち、供試体20)になり得る。具体的には例えば、ベントナイトやベントナイト混合土が本発明の適用対象になり得る。また、供試体20は、現地で採取された試料が締め固められて作製されたものでも良いし、現地でサンプリングされた試料そのままのものでも良い。
The sample used as the
供試体20の大きさは、特定の大きさに限定されるものではなく、例えば採取可能な試料の大きさなどに応じて適宜調整され得る(ただし、供試体20は、原則として、軸心方向において一定の断面積を有する)。なお、日本工業規格 JIS A 1218「土の透水試験方法」では、供試体を収容する透水円筒について、試料の最大粒径に比べて十分大きい内径と長さとをもつ円筒のものとし、通常内径10cm,長さ12cmとするとされている。本発明においても、日本工業規格に規定されている透水円筒の大きさとしての供試体(円柱状)の大きさの考え方が適用され得る。
The size of the
水槽1は、供試体20を水浸状態に保って供試体20に対してセル圧を加えるためのものであり、上蓋1aと底板及び周壁を有する本体1bとから構成される。なお、図示していないが、水槽1には、水密性・気密性を確保するために必要な箇所にゴムパッキン(Oリング)が適宜設けられる。
The
水槽1の上蓋1aは、本体1bに対して着脱自在であり、加えて、本体1bの周壁の上端面との接触部分にゴムパッキン(Oリング)が設けられ且つ当該ゴムパッキン(Oリング)に押しつけられることなどによって本体1bとの間で気密性が確保された状態で装着される。
The
なお、上蓋1aの気密性が確保された装着状態を確実に維持するため、両端に固定構造(例えばねじ構造)を備えると共に上蓋1aと底板との間に架け渡されて周壁に対して上蓋1aを押し付けるようにして確実に固定するための金属棒などを一本若しくは複数本必要に応じて備えるようにしても良い。
In order to securely maintain the mounting state in which the airtightness of the
水槽1の上蓋1a下面には、本体1b内に向けて下向きに突出する円柱状の上側拘束柱5A(キャップとも呼び得る)が設けられると共に、本体1bの底板上面には、上側拘束柱5Aと正対する位置に、本体1b内に向けて上向きに突出する円柱状の下側拘束柱5B(ペデスタルとも呼び得る)が設けられる。これら上側拘束柱5A及び下側拘束柱5Bは、水槽1内に位置固定されて設けられる。
On the lower surface of the
上側拘束柱5A及び下側拘束柱5Bは、上側透水部材6Aの上方への変位を制限すると共に下側透水部材6Bの下方への変位を制限することにより、供試体20の膨潤による変形を制限するものである。上側拘束柱5Aの下端面と上側透水部材6Aの上端面とが当接させられ、下側拘束柱5Bの上端面と下側透水部材6Bの下端面とが当接させられる。
The
なお、上側拘束柱5Aや下側拘束柱5Bは、水槽1内に位置固定されていれば、具体の構成は図1に示すものに限定されるものではなく、例えば、位置固定用の金属棒などを介して上蓋1aや底板に固定されるようにしても良い。
In addition, as long as the upper
上側拘束柱5Aの下端面及び下側拘束柱5Bの上端面の大きさは、供試体20の上端面及び下端面の大きさと同じになるように調整される。また、上側拘束柱5Aの下端面と下側拘束柱5Bの上端面との間の寸法は、供試体20の長さ(即ち、軸心方向の寸法)と上側透水部材6Aの厚みと下側透水部材6Bの厚みとの合計と同じになるように調整される。
The sizes of the lower end surface of the
水槽1は、通水用配管2及び排水用配管3、並びに、加圧用配管4を有する。
The
通水用配管2は、所定の水圧が付与された水を供試体20に供給するためのものである。なお、通水用配管2から供給される水に付与される水圧は、特定の値に限定されるものではなく、例えば試験対象の試料(供試体20)が採取された現地における動水勾配や透水試験の目的などを考慮して適当な値に適宜設定される。具体的には例えば0.001〜1.0〔MPa〕程度の範囲で設定されることが考えられる。
The
通水用配管2は、水槽1の本体1bの側方から底板内に入り込んで当該底板と下側拘束柱5Bとを貫通し、下側拘束柱5Bの上端面に開口端を有する。
The
また、通水用配管2の、水槽1の外部端には、例えば所定圧力の水を充填した圧力タンクやシリンジポンプなどで構成される水圧付与手段(図示省略)が接続される。なお、通水用配管2には、必要に応じてバルブが適宜設けられる。
Further, a water pressure applying means (not shown) configured by, for example, a pressure tank filled with water of a predetermined pressure, a syringe pump, or the like is connected to the external end of the
通水用配管2に接続された水圧付与手段により、下側透水部材6Bを介在させて、供試体20の下端面に一定水圧の水が供給される。すなわち、供試体20の下端面が注水端面になる。
Water with a constant water pressure is supplied to the lower end surface of the
排水用配管3は、通水用配管2から供給されて下側透水部材6Bと供試体20と上側透水部材6Aとを通過(言い換えると、浸透)した水を排出させるためのものである。なお、供試体20の上端面が排水端面になる。
The
排水用配管3は、水槽1の上蓋1aと上側拘束柱5Aとを貫通し、上側拘束柱5Aの下端面に開口端を有する。
The
また、排水用配管3の、水槽1の外部端には、排出された水の量を計測するための例えばメスシリンダなどの水量計測器具(図示省略)が設けられる。
Further, a water amount measuring instrument (not shown) such as a graduated cylinder for measuring the amount of discharged water is provided at the outer end of the
加圧用配管4は、所定の圧力が付与されたガスを水槽1の本体1b内に注入するためのものである。そして、加圧用配管4から注入される加圧ガスにより、水槽1の本体1b内に貯留する水13を介して被覆部材10及び供試体20にセル圧が加えられる。
The pressurizing
セル圧は、供試体20の外周面と被覆部材10の内周面とを密着させて境界面を通る局所的な流れ(水みち)が生じることを防ぐためのものであり、したがって膜状の被覆部材10が供試体20の側面に密着する程度であれば、特定の値に限定されるものではなく、例えば通水用配管2から供給される水の水圧などに応じて適当な値に適宜調整される。具体的には例えば、あくまで一例として挙げると、0.1〜0.4〔MPa〕程度の範囲で設定されることが考えられる。
The cell pressure is used to prevent a local flow (water channel) passing through the boundary surface by causing the outer peripheral surface of the
上側拘束柱5Aの下端面と供試体20の上端面との間に(言い換えると、上側拘束柱5Aの下端面に当接させられて)上側透水部材6Aが配設されると共に、供試体20の下端面と下側拘束柱5Bの上端面との間に(言い換えると、下側拘束柱5Bの上端面に当接させられて)下側透水部材6Bが配設される。なお、供試体20上端面と上側透水部材6Aとの間及び供試体20下端面と下側透水部材6Bとの間には、透水による細流分の流出防止のために濾紙や供試体20の粒径に応じた孔径を有するフィルターなどが適宜配設される。
An upper water-
上側透水部材6A及び下側透水部材6Bの平面視(円形)の直径は、供試体20の上下端面の直径と同じになるように調整される。
The diameters of the upper water
つまり、供試体20は、下端(即ち、注水端面)側の下側透水部材6Bと、上端(即ち、排水端面)側の上側透水部材6Aとに挟まれる。
That is, the
上側透水部材6Aと下側透水部材6Bとしては、多数の小孔や空隙を有するなどして供試体20の透水性に影響を与えない程度の透水性を有すると共に、耐食性を備えた部材が用いられる。
As the upper water
上側透水部材6Aや下側透水部材6Bとしては、例えば、日本工業規格 JIS A 1218「土の透水試験方法」における有孔板として用いられ得るものや、地盤工学会基準 JGS 0522「土の圧密非排水(CU)三軸圧縮試験方法」(以下、単に「地盤工学会基準」と表記する)における多孔板として用いられ得るものが、用いられ得る。
Examples of the upper water
被覆部材10は、上側拘束柱5Aと下側拘束柱5Bとの間に設置された供試体20の側面全体を覆って透水・排水を制限すると共に供試体20の側面に対してセル圧を伝えるためのものであり、これらの性質・挙動を発揮する部材、具体的には非透水性を備え且つ可撓性を有する膜状の部材が用いられる。例えば、地盤工学会基準におけるゴムスリーブとして用いられ得るものが、本発明の被覆部材10として用いられ得る。
The covering
被覆部材10は、上側拘束柱5Aと下側拘束柱5Bとに渡しかけられて取り付けられる。すなわち、被覆部材10は、上端寄り部分が上側拘束柱5Aの側周面に巻き付けられ、中間部分が供試体20の側周面に巻き付けられ、下端寄り部分が下側拘束柱5Bの側周面に巻き付けられる。
The covering
被覆部材10は、上端近傍位置において上側止水用部材11Aにより外側から環状に締め付けられることによって上側拘束柱5Aとの間で水密性が確保された状態で着脱自在に取り付けられると共に、下端近傍位置において下側止水用部材11Bにより外側から環状に締め付けられることによって下側拘束柱5Bとの間で水密性が確保された状態で着脱自在に取り付けられる。
The covering
上側・下側止水用部材11A,11Bは、被覆部材10を上側拘束柱5Aや下側拘束柱5Bに対して水密性を確保した状態で取り付け得るものであれば、特定の部材に限定されるものではない。具体的には例えばゴムバンドやOリングや針金が用いられ得る。
The upper and lower
また、上側止水用部材11Aと上側拘束柱5Aの下端面との、上下方向における間の位置に、上側試料流出防止部材12Aが取り付けられると共に、下側止水用部材11Bと下側拘束柱5Bの上端面との、上下方向における間の位置に、下側試料流出防止部材12Bが取り付けられる。
In addition, an upper sample
上側・下側試料流出防止部材12A,12Bは、上側・下側拘束柱5A,5Bと被覆部材10とを密着させて密閉してこれらの間からの供試体20の流出を防止し得るものであれば、特定の部材に限定されるものではない。具体的には例えばゴムバンドやOリングや針金が用いられ得る。
The upper / lower sample
なお、上側・下側試料流出防止部材12A,12Bの代わりに、上側・下側拘束柱5A,5Bと拘束モールド7とが対向する位置においてこれらのうちの少なくとも一方に突起を設けて当該突起によって被覆部材10を圧着させることによって上側・下側拘束柱5A,5Bと被覆部材10との間からの供試体20の流出を防止するようにしても良い。
Instead of the upper / lower sample
また、上側・下側試料流出防止部材12A,12Bにより、上側・下側拘束柱5A,5Bと被覆部材10との間からの、本体1b内の水13の流入を防ぐことができる場合には、上側・下側止水用部材11A,11Bを設けないようにしても良い。
Further, when the upper and lower sample
拘束モールド7は、被覆部材10の水平方向外方への変位を制限することにより、供試体20の膨潤による変形を制限するためのものであり、円筒状に形成され、被覆部材10の外周面に当接させられて配設される。
The constraining
拘束モールド7は、水槽1の本体1b内に貯留する水13(及びガス14)によるセル圧が被覆部材10に伝えられることの障害にならないように十分な透水性(空隙、多孔性)を有する一方で、供試体20の膨潤圧によって被覆部材10及び供試体20に細かい凹凸が生じるような変形が起こらない程度の目の細かさを被覆部材10との接触面である内周面は少なくとも有する。
The constraining
拘束モールド7は、水槽1の本体1bの底板に位置固定されて設けられたモールド固定治具9に着脱自在に取り付けられる。本実施形態では、平面視において下側拘束柱5Bと離間する周囲位置に等間隔で四つのモールド固定治具9が設けられ、下側拘束柱5Bの側周面に巻き付けられている被覆部材10とモールド固定治具9との間に拘束モールド7の下端部分が挿し込まれ且つ拘束モールド7の下端がモールド固定治具9から下側拘束柱5Bに向けて突出する突出部に支持される。これにより、拘束モールド7は、上側拘束柱5A及び下側拘束柱5Bと、これら拘束柱5A,5Bの間の供試体20並びに上側透水部材6A及び下側透水部材6Bとに対して位置固定されて配設される(なお、拘束モールド7の軸回転は制限されなくても良い)。
The constraining
そして、上側拘束柱5A及び下側拘束柱5B並びに被覆部材10及び拘束モールド7により、供試体20並びに上側透水部材6A及び下側透水部材6Bを取り囲み、供試体20の水槽1内における位置を固定すると共に変形を制限する空間が形成される。
Then, the
本実施形態では、拘束モールド7は、軸心方向の切断面によって二分割されるものとして構成され、組み合わされて被覆部材10の外周面に当接させられて配設された状態でモールド拘束部材8によって緊締される。
In the present embodiment, the constraining
モールド拘束部材8は、本実施形態では、二つの帯状部材が連結されて全体としてリング状になるものとして構成される。具体的には、平面視半円の円弧状で側面視帯状の二つの部材が、全体として環状になる位置関係において、各々の一端に設けられた連結部を貫通する回動軸8aによって回動自在に連結されると共に、各々の他端には径方向外向きに突起が設けられる。そして、回動軸8aによって相互に回動して広げられた状態で内側に拘束モールド7を入り込ませ、続いて回動軸8aによって相互に回動して閉じられて二つの半円の円弧状部材の他端の突起同士が対向当接して合わせられ、これら二つの突起にキャップ8bが嵌められて全体としてリング状の状態が維持される。これにより、二分割の拘束モールド7が組み合わされた状態で緊締される。
In this embodiment, the
本実施形態ではモールド拘束部材8が上下方向に三つ配設されるようにしているが、モールド拘束部材8の数は、三つに限られるものではなく、一つでも二つでも良いし、四つ以上でも良い。
In the present embodiment, three
そして、上述のように構成された透水試験装置を用いた透水試験は、例えば、米国試験材料協会のASTM D5084に規定されている方法に従った透水試験方法と同様にして行われる。ただし、ASTMに規定されている内容におけるセル圧は、実際の値は不明である膨潤圧よりも大きいと考えられる値に設定されるが、本発明の透水試験装置を用いた透水試験ではセル圧は膨潤圧よりも低い値に設定され得る(言い換えると、セル圧は膨潤圧とは関係なく設定される)。すなわち、本発明の透水試験装置では、供試体20の膨潤圧はモールド拘束部材8によって緊締された拘束モールド7によって受け持たれて供試体20の膨潤時の変形は制限されるので、セル圧によって供試体20の膨潤時の変形を抑制する必要がないため、通水用配管2の水圧に被覆部材10と供試体20側面との密着性を高めるための圧力(例えば0.1〜0.5〔MPa〕程度)がセル圧として加えられれば良く、供試体20の膨潤圧が大きい場合にはASTMにおける方法の場合のセル圧と比べて格段に低いセル圧で試験が行われるようにすることができる。なお、供試体20の膨潤圧が被覆部材10と供試体20側面との密着性を高めるための圧力よりも小さい場合には、供試体20の収縮によって被覆部材10と拘束モールド7との間に隙間が発生して拘束モールド7に膨潤圧が作用しないため、実質的にはASTMと同様の試験が行われることになる。
And the permeability test using the permeability test apparatus comprised as mentioned above is performed like the permeability test method according to the method prescribed | regulated to ASTM D5084 of the American Society for Test Materials, for example. However, the cell pressure in the contents prescribed in ASTM is set to a value that is considered to be larger than the swelling pressure whose actual value is unknown, but in the water permeability test using the water permeability test apparatus of the present invention, the cell pressure Can be set to a value lower than the swelling pressure (in other words, the cell pressure is set independently of the swelling pressure). That is, in the water permeation test apparatus of the present invention, the swelling pressure of the
以上のように構成された透水試験方法及び透水試験装置によれば、拘束モールド7を通してセル圧が加えられて被覆部材10が供試体20に押しつけられるので、被覆部材10が供試体20側面に密着し、これによって境界面を通る局所的な流れが生じ難くすることができる。
According to the water permeation test method and the water permeation test apparatus configured as described above, the cell pressure is applied through the constraining
また、供試体20の膨潤時の変形は拘束モールド7によって制御されるので、膨潤時の変形を抑制するために供試体20の膨潤圧よりも大きいと考えられるセル圧を供試体20に加える必要がなく、すなわち供試体20が収縮することがないので試料の密度増加が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができる。
Moreover, since the deformation at the time of swelling of the
また、供試体20の膨潤時の変形が拘束モールド7によって制限されるので、すなわち供試体20が膨張することがないので試料の密度減少が起こらず、したがって試料の透水係数の変化が生じないようにすることができる。
Further, since deformation at the time of swelling of the
なお、上述の形態は本発明を実施する際の好適な形態の一例ではあるものの本発明の実施の形態が上述のものに限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能である。すなわち、本発明の要点は、供試体の一方向(軸心方向)の膨張変形を制限しつつ、供試体の前記一方向(軸心方向)に沿う側面を非透水且つ可撓の被覆部材で囲むと共に当該被覆部材の外周に拘束部材を配設して前記一方向と直交する方向(軸心方向と直交する方向)外向きの変位を制限し且つ被覆部材にセル圧を加えた状態で供試体に水を通水(浸透)させることであり、この要点を満たすものであれば具体的な実施の形態は上述の形態には限定されない。 Although the above-described embodiment is an example of a preferred embodiment for carrying out the present invention, the embodiment of the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made without departing from the gist of the present invention. It can be implemented. That is, the main point of the present invention is that the side surface along the one direction (axial direction) of the specimen is restricted by a water-impermeable and flexible covering member while restricting expansion and deformation in one direction (axial direction) of the specimen. A constraining member is disposed on the outer periphery of the covering member to restrict outward displacement in a direction orthogonal to the one direction (direction orthogonal to the axial direction), and a cell pressure is applied to the covering member. The specific embodiment is not limited to the above-described embodiment as long as it satisfies this point by passing water (penetrating) through the specimen.
例えば、上述の実施形態では被覆部材10の膨張変形を制限するものとしての拘束モールド7は単一部材で一層構造のものとして構成されるようにしているが、拘束モールド7は単一部材の一層構造に限られるものではなく、少なくとも被覆部材10に当接する側の透水層と外周側の非透水層などとの複層構造であるようにしても良い。そして、この場合には特に、外周側の層の剛性を高めることもできるので、上述の実施形態におけるモールド拘束部材8に相当する仕組み(機能)が外周側の層に拘束モールド7と一体のものとして備えられるようにしても良い。
For example, in the above-described embodiment, the constraining
また、上述の実施形態では拘束モールド7が軸心方向の切断面によって二分割されるものとして構成されるようにしているが、拘束モールド7の構成はこれに限られるものではない。具体的には例えば円筒状の一部材として構成され、上側と下側との拘束柱5A,5Bの間に供試体20を設置する際には上側拘束柱5Aの方にスライドさせるようにしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the constraining
また、上述の実施形態では供試体20の軸心方向が鉛直方向になるように供試体20を水槽1内に設置すると共に通水方向を鉛直方向にするようにしているが、これに限られず、供試体20の軸心方向が水平方向になるように供試体20を水槽1内に設置すると共に通水方向を水平方向にするようにしても良い。なお、供試体20の軸心方向が水平方向になるように設置する場合には、上述の実施形態における上側・下側拘束柱5A,5Bに相当する構成が、水槽1の本体1bの水平方向において対向する一対の側壁それぞれの内側面に、本体1b内に向けて水平方向に突出する左側・右側拘束柱として設けられる。なお、この場合には、モールド固定治具9を設けないようにしても良い。
In the above-described embodiment, the
1 水槽
1a 上蓋
1b 本体
2 通水用配管
3 排水用配管
4 加圧用配管
5A 上側拘束柱
5B 下側拘束柱
6A 上側透水部材
6B 下側透水部材
7 拘束モールド
8 モールド拘束部材
8a 回動軸
8b キャップ
9 モールド固定治具
10 被覆部材
13 水
14 ガス
20 供試体
DESCRIPTION OF
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014049948A JP6274656B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Permeability test method and permeability test apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2014049948A JP6274656B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Permeability test method and permeability test apparatus |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2015175623A JP2015175623A (en) | 2015-10-05 |
JP6274656B2 true JP6274656B2 (en) | 2018-02-07 |
Family
ID=54254961
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014049948A Active JP6274656B2 (en) | 2014-03-13 | 2014-03-13 | Permeability test method and permeability test apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6274656B2 (en) |
Families Citing this family (16)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105910970A (en) * | 2016-04-11 | 2016-08-31 | 黄显彬 | Concrete impermeability test method and test apparatus thereof |
CN108896381A (en) * | 2016-12-26 | 2018-11-27 | 秦燕雯 | A kind of Rock Mechanics Test device |
CN108169455B (en) * | 2017-12-14 | 2020-11-06 | 山东大学 | Filling medium true triaxial penetration instability test room and test method |
CN107894363A (en) * | 2017-12-29 | 2018-04-10 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | A kind of clay harden structure and balancing gate pit |
CN109655395B (en) * | 2019-01-30 | 2024-07-09 | 北京城建勘测设计研究院有限责任公司 | Test box for simulating multilayer groundwater laminar flow movement |
CN110082274B (en) * | 2019-05-22 | 2024-05-10 | 陕西秦海检测科技有限公司 | Large-scale original grading coarse-grained soil horizontal penetration deformation tester and test method |
CN110346261B (en) * | 2019-08-08 | 2021-02-23 | 山东大学 | Self-balancing type coal rock triaxial loading seepage and displacement test instrument and method |
CN110749496B (en) * | 2019-12-02 | 2021-04-16 | 大连理工大学 | Singular triaxial test device suitable for structure body and implementation method thereof |
CN111175210B (en) * | 2019-12-31 | 2023-05-23 | 中交二航局建筑科技有限公司 | Method for rapidly sealing mortar impervious test piece |
CN111122829A (en) * | 2020-01-08 | 2020-05-08 | 西南交通大学 | Device and method for measuring water holding rate of roadbed coarse-grained soil filler |
JP7312122B2 (en) * | 2020-01-24 | 2023-07-20 | 鹿島建設株式会社 | Manufacturing method for triaxial test specimen |
KR102417081B1 (en) * | 2021-01-18 | 2022-07-05 | 최경영 | Apparatus and method for testing water permeability of pavement |
CN113155701B (en) * | 2021-04-25 | 2022-11-08 | 温州大学 | Bentonite penetration-diffusion-expansive force combined test device and test method thereof |
CN113740231A (en) * | 2021-09-08 | 2021-12-03 | 中交第三航务工程勘察设计院有限公司 | Loading type soil consolidation and two-dimensional penetration combined measuring device and method |
CN116448577B (en) * | 2023-04-20 | 2024-01-09 | 深地科学与工程云龙湖实验室 | Device and method for testing permeability characteristics of broken rock with variable pore structure |
CN117169095B (en) * | 2023-08-30 | 2024-03-29 | 宁夏大学 | Erosion experimental equipment of rainwater seepage soil column |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH0599834A (en) * | 1991-06-04 | 1993-04-23 | Mitsubishi Materials Corp | Water penetration test device of rock sample |
JPH08338796A (en) * | 1995-06-14 | 1996-12-24 | Fuji P S:Kk | Convenient method and system for triaxial compression test |
JP2001349813A (en) * | 2000-06-07 | 2001-12-21 | Ohbayashi Corp | Water cutoff structure for testing water permeation, effective stress, hydraulic fracturing or the like in lock bed tester |
-
2014
- 2014-03-13 JP JP2014049948A patent/JP6274656B2/en active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2015175623A (en) | 2015-10-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP6274656B2 (en) | Permeability test method and permeability test apparatus | |
CA2979278C (en) | Expandable jacket and its calibration device for triaxial tests on soils | |
US20180120283A1 (en) | Expandable Jacket for Triaxial, Unconfined and Uniaxial Compression Tests and Test Device for Three-Dimensional Consolidation and Settlement Tests | |
KR101091807B1 (en) | Equipment for permmittivity measurement of rocks and fault clays using a permittivity sensor | |
JP4765548B2 (en) | Permeability test apparatus and permeability test method | |
Guo et al. | Physical modeling on sand erosion around defective sewer pipes under the influence of groundwater | |
US6581682B1 (en) | Expandable borehole packer | |
CA2998340A1 (en) | Test device for determining three-dimensional consolidation properties of soils | |
JP4840812B2 (en) | Permeability tester and method | |
CN107782641B (en) | A kind of loose media osmotic grouting simulation test device | |
CN106501485B (en) | Multi-functional soil sample expansion and shrinkage tester and test method | |
KR101610232B1 (en) | Infiltrometer for infiltrating rate of rock and disposing method thereof | |
CN110044792A (en) | A kind of multi-functional low permeability media gas permeability test device and test method | |
CN107063974A (en) | A kind of pressable cohesive soil osmotic coefficient investigating pilot system and test method | |
CN104359818A (en) | System for testing permeability coefficient of straw material | |
KR100642304B1 (en) | Measuring device of physical properties varying pressure for unconsolidated sample core | |
EP3559661B1 (en) | Measurement cell and associated measurement method | |
US10416100B2 (en) | Adapter for measuring instrument | |
JPH08247910A (en) | Module-type device to test sample of porous substance by using polyphase fluid | |
JP6501347B2 (en) | Seal structure and construction method of seal structure | |
KR101314118B1 (en) | Gas threshold pressure and permeability experimental equipment for porous medium | |
CN207662761U (en) | Loose media osmotic grouting simulation test device | |
KR100442115B1 (en) | Holding equipment of core for measuring reservoir properties of unconsolidated sediment | |
JP2003083853A (en) | Device for forming swollen sample of soil material | |
CN110082182B (en) | Preparation device of saturated clay samples at different depths and determination method of pore water types and content of saturated clay samples |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161216 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20170803 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20170822 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20170919 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180104 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180105 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6274656 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |