JP6696290B2 - Quality control method of rock zone in rock fill dam - Google Patents
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Description
本発明は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法に関する。 The present invention relates to a quality control method for a rock zone in a rock fill dam during construction work.
ロックフィルダムは、中央に粘土層の遮水壁をなすコアゾーンを配置し、そのまわりにフィルターゾーンをはさんで、外側にロック材よりなるロックゾーンを配置した三層構造となっており、ロックゾーンにてロック材を振動ローラ等で転圧締固めて盛り立てることで、安定したダムを築造する。そして、建設工事中のロックゾーンの品質管理方法としては、例えば一定の盛立量ごとで現場密度試験および粒度試験を行うことが知られている。 The rockfill dam has a three-layer structure with a core zone that forms a water barrier of a clay layer in the center, a filter zone around it, and a lock zone made of rock material on the outside. By constructing a stable dam by rolling and compacting the lock material with a vibration roller etc. Then, as a quality control method of the lock zone during the construction work, for example, it is known to perform a field density test and a particle size test for each constant rising amount.
上記の現場密度試験および粒度試験では、試験孔が孔径２ｍ前後で孔深が１ｍ前後と大きいことから掘削作業に時間と手間を要する。また、試験孔から採取されるロック材が最大粒径１ｍ程度の粗粒材料よりなるため、合成比重を求めるべく人力によるふるい分けによる粒度試験を行う際には多大な労力を要し、品質管理を行うための作業が煩雑となっていた。 In the above-mentioned on-site density test and particle size test, since the test hole has a large hole diameter of about 2 m and a hole depth of about 1 m, it takes time and labor for excavation work. In addition, since the lock material collected from the test hole is made of coarse-grained material with a maximum particle size of about 1 m, a large amount of labor is required when performing a particle size test by sieving by manpower in order to obtain a synthetic specific gravity, and quality control is required. The work to do was complicated.
このような中、例えば特許文献１には、ふるい分けによる粒度試験を実施することなく、所定の場所にて採取された地盤材料の粒径加積曲線を作成する地盤材料の粒度計測システムが開示されている。具体的には、地盤材料から採取した試料を、所定粒径Ｄ以下の小径粒状体と所定粒径Ｄ以上の大径粒状体に分類し、大径粒状体の粒径加積曲線および小径粒状体の粒径加積曲線をそれぞれ推定したうえで、これらを合成して、地盤材料から採取した試料の粒径加積曲線を推定している。 Under such circumstances, for example, Patent Document 1 discloses a particle size measuring system for a ground material that creates a particle size accumulating curve of the ground material sampled at a predetermined place without performing a particle size test by sieving. ing. Specifically, the samples collected from the ground material are classified into small-diameter particles having a predetermined particle size D or less and large-diameter particles having a predetermined particle size D or more. After estimating the particle size addition curves of the body, these are combined to estimate the particle size addition curves of the samples collected from the ground material.
上記の方法は、大径粒状体の粒径加積曲線を、大径粒状体の画像から抽出した輪郭を利用して推定するが、大径粒状体の輪郭を二次元画像から抽出するだけでなく、輪郭内部の面積から大径粒状体を球体もしくは楕円体とみなして大径粒状体全体の体積、および大径粒状体各々の粒径を推定している。このため、粒径加積曲線の推定結果が十分な精度を有しているとは言えない。 The above method estimates the particle size addition curve of the large-diameter granular material by using the contour extracted from the image of the large-diameter granular material, but only by extracting the contour of the large-diameter granular material from the two-dimensional image. Instead, the large-diameter granular material is regarded as a sphere or an ellipsoid from the area inside the contour, and the volume of the entire large-diameter granular material and the particle size of each large-diameter granular material are estimated. Therefore, it cannot be said that the estimation result of the particle size addition curve has sufficient accuracy.
また、小径粒状体の粒径加積曲線を推定するには、大径粒状体の体積と試料全体の体積から試料に対する小径粒状体の総体積割合を推定しておくとともに、あらかじめ地盤材料の標本を複数準備し、各々の小径粒状体における粒径加積曲線を求めておく。そして、試料に対する小径粒状体の総体積割合に応じて、複数標本の小径粒状体の粒径加積曲線のうち、所定粒径Ｄの通過質量百分率が、試料の大径粒状体における粒径加積曲線から算定した所定粒径Ｄの通過質量百分率と同一となるものを選択し、これを試料の小径粒状体における粒径加積曲線と推定する。 In addition, in order to estimate the particle size accumulating curve of the small-diameter particles, the total volume ratio of the small-diameter particles to the sample should be estimated from the volume of the large-diameter particles and the volume of the whole sample, and the ground material sample should be prepared in advance. Is prepared, and the particle size accumulation curve for each small-diameter granular material is obtained. Then, according to the total volume ratio of the small-diameter particles to the sample, the passing mass percentage of the predetermined particle diameter D among the particle-size accumulation curves of the small-diameter particles of the plurality of samples is the particle size addition in the large-diameter particles of the sample. The one that is the same as the passing mass percentage of the predetermined particle size D calculated from the product curve is selected, and this is estimated as the particle size addition curve in the small-diameter granular material of the sample.
このとき、複数標本各々の粒径加積曲線を、所定粒径Ｄに対する粒径比の所定指数関数Ｐで近似して指数関数Ｐの指数ｎを得るとともに、当該指数ｎとあらかじめ推定した小径粒状体の総体積割合との関係式Ｒを算定しておく必要がある。このため、その推定方法が煩雑であるとともに、推定方法に試料体の小径粒状体自体を分析する工程が含まれておらず、推定結果の信頼性に劣る。 At this time, the particle diameter addition curve of each of the plurality of samples is approximated by a predetermined exponential function P of the particle diameter ratio to the predetermined particle diameter D to obtain an exponent n of the exponential function P, and the exponent n and the small-diameter granularity estimated in advance. It is necessary to calculate the relational expression R with the total volume ratio of the body. Therefore, the estimation method is complicated, and the estimation method does not include the step of analyzing the small-diameter granular material itself of the sample body, and the reliability of the estimation result is poor.
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンに対して、簡略な方法で精度よく現場密度試験および粒度試験を実施し品質管理を行うことの可能な、ロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法を提供することである。 The present invention has been made in view of the above problems, and its main purpose is to perform a field density test and a particle size test with high accuracy by a simple method for a lock zone in a rock fill dam during construction work, and to improve quality. It is to provide a quality control method of a rock zone in a rock fill dam capable of controlling.
かかる目的を達成するため、本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、ロックゾーンの盛立面からロック材を採取して試験孔を設け、該試験孔を利用して現場密度試験を実施するとともに、採取した前記ロック材を利用して粒度試験を実施するロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法であって、前記粒度試験は、前記ロック材全量をふるい分けして大径ロック材と小径ロック材に分類したうえで各々で実施し、前記小径ロック材の粒度試験は、連続的に搬送される搬送面上に撒き出された小径ロック材の全量を３Ｄラインレーザーカメラにて撮像することにより三次元表面形状データを取得した後、該三次元表面形状データに基づいて前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。 In order to achieve such an object, the quality control method of the lock zone in the rock fill dam of the present invention is to collect a lock material from the rising surface of the lock zone to provide a test hole, and perform a field density test using the test hole. A method for quality control of a lock zone in a rock fill dam that performs a particle size test using the collected locking material, and the particle size test is performed by sieving the entire amount of the locking material to obtain a large diameter locking material and a small diameter locking material. After classifying into lock materials, each is carried out, and the grain size test of the small-diameter lock material is to take an image of the entire amount of the small-diameter lock material sprinkled on the continuously conveyed transportation surface with a 3D line laser camera. After acquiring the three-dimensional surface shape data by, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material is estimated based on the three-dimensional surface shape data.
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、小径ロック材を搬送面に撒き出すのみの簡略な現場作業で、三次元表面形状データの画像解析により粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することができる。これにより、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの現場密度試験の省力化を図ることが可能になるとともに、試験に要する作業時間を大幅に短縮化できる。 According to the quality control method of the lock zone in the rock fill dam of the present invention described above, the particle size distribution curve (wet weight) is obtained by the image analysis of the three-dimensional surface shape data by a simple on-site work in which only a small-diameter lock material is sprinkled on the transport surface. Ratio) can be estimated. This makes it possible to save labor in the on-site density test of the lock zone in the rock fill dam during the construction work, and also to significantly reduce the work time required for the test.
また、搬送面に撒き出される小径ロック材全量について、三次元表面形状データが取得され、該三次元表面形状データの画像解析にて小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）が推定されるため、小径ロック材とは別途粒度試験を行う大径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）と合成することにより、ロック材全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を精度よく迅速に求めることが可能となる。 Further, three-dimensional surface shape data is acquired for the entire amount of the small-diameter lock material spread on the transport surface, and the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material is estimated by image analysis of the three-dimensional surface shape data. Therefore, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire lock material can be obtained accurately and quickly by combining it with the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the large diameter lock material that is subjected to a particle size test separately from the small diameter lock material. Is possible.
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、あらかじめ盛立前のロック材から得た試料を用いてふるい分けによる粒度試験を実施し、目開きの異なる複数のふるい各々の加積通過率（湿潤重量比）と、各ふるいに対応する最適閾値を設定しておくとともに、前記三次元表面形状データから前記小径ロック材の、全体積に対する前記搬送面から前記最適閾値各々に相当する高さまでの体積の比を、加積通過率（画像体積比）として算定した後、該加積通過率（画像体積比）を前記最適閾値が設定されたふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てることにより、小径ロック材群の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention is carried out a particle size test by sieving using a sample obtained from a rock material before rising, and a cumulative passing rate (wet weight) of each of a plurality of sieves having different openings. the ratio), with setting the optimum threshold value corresponding to each sieve, of the small-diameter locking member from said three-dimensional surface shape data, from the front Ki搬 Okumen to the total volume up to a height corresponding to the optimum threshold value, respectively After calculating the volume ratio as an added product passage ratio (image volume ratio), the added product passage ratio (image volume ratio) is regarded as the added product passage ratio (wet weight ratio) of the sieve having the optimum threshold value. Thus, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material group is estimated.
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、ふるい分けによる粒度試験にて得た加積通過率（湿潤重量比）を最適閾値の設定に反映させているため、最適閾値を使用した三次元表面形状データの画像解析による粒度分布曲線（画像体積比）から推定した小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）に、ふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の精度を確保することが可能となる。 According to the quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention described above, since the product passing rate (wet weight ratio) obtained in the particle size test by sieving is reflected in the setting of the optimum threshold, the optimum threshold is set. The particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material estimated from the particle size distribution curve (image volume ratio) by image analysis of the used 3D surface shape data has the same accuracy as when the particle size test by sieving is performed. It becomes possible to secure.
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、前記三次元表面形状データから前記小径ロック材をなす石粒子各々について、外接直方体を抽出し、該外接直方体の直交する３軸各々の長さと体積を算定し、前記３軸各々の長さのうちの中間長さを前記石粒子の粒径に見立てるとともに、前記体積を前記石粒子の重量に見立てて、前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention is to extract the circumscribed rectangular parallelepiped from each of the stone particles forming the small-diameter lock material from the three-dimensional surface shape data, and to determine the lengths of the three orthogonal axes of the circumscribed rectangular parallelepiped. The volume is calculated, and the intermediate length of the lengths of each of the three axes is regarded as the particle diameter of the stone particles, and the volume is regarded as the weight of the stone particles. Wet weight ratio) is estimated.
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、小径ロック材の粒径を算定する方法に、「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に定められている、石粒子に対して直交する３軸を設定し、３軸のうちの中間長さを石粒子の粒径とする方法が反映されている。これにより、人力による作業手間を省略しつつ、人力にてふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の試験結果を得ることが可能となる。 According to the quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention described above, the method for calculating the particle size of the small-diameter rock material is defined in “Particle size test method for ground material containing stone (JGS0132-2009)”. The method of setting the three axes orthogonal to the stone particles and setting the intermediate length of the three axes as the particle diameter of the stone particles is reflected. As a result, it is possible to obtain the same test results as when performing the particle size test by sieving manually, while omitting the labor required by human power.
本発明によれば、ロックゾーンの品質管理を実施するにあたり、盛立面より採取したロック材のうち小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を、３Ｄラインレーザーカメラより取得した三次元表面形状データを画像解析することで推定できるため、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理を、簡略な方法で精度よく実施することが可能となる。 According to the present invention, in carrying out quality control of the lock zone, the three-dimensional surface obtained by the 3D line laser camera of the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material among the lock materials sampled from the raised surface. Since the shape data can be estimated by image analysis, quality control of the lock zone in the rock fill dam during the construction work can be accurately performed by a simple method.
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの現場試験の中でも、現場密度試験と粒度試験を併せて実施する際に用いる方法であり、現場密度試験の試験結果として、乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂまで把握してもよいし、これと併せてとロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を把握することにより終了するものであってもよい。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention is a method used when performing both the on-site density test and the particle size test among the on-site tests of the rock zone in the rock fill dam during construction work. As a result of the test, the dry density ρd and the void ratio eb may be grasped, or together with this, it may be completed by grasping the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire lock material R. Good.
また、品質管理は、定期的に実施してもよいし一定の盛立量毎に実施してもよいが、本実施の形態では、一定の盛立量毎に乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂまで把握する場合を事例とし、以下に図１〜図９を参照してその方法を詳述する。 Further, the quality control may be carried out periodically or may be carried out for each constant rising amount, but in the present embodiment, there is a case where the dry density ρd and the gap ratio eb are grasped for each constant rising amount. As an example, the method will be described in detail below with reference to FIGS.
ロックフィルダムは、事前の試験施工に基づき決定した規定の締固め度を実現するための施工仕様により、材料粒度、含水比、締固めエネルギーを管理しつつ、ロックゾーンの盛立を実施しており、一定の盛立量に到達した時点で、図１のフローに示す手順により水置換法による現場密度試験を実施し、締固め後の盛立面Ｆの品質管理を行う。 The rockfill dam is erected in the rock zone while controlling the material particle size, water content ratio and compaction energy according to the construction specifications to achieve the specified compaction degree determined based on the preliminary test construction. When a certain amount of embankment is reached, an on-site density test is carried out by the water displacement method according to the procedure shown in the flow of FIG. 1, and the quality of the embossed surface F after compaction is controlled.
まず、図２（ａ）で示すように、盛立面Ｆの不陸を取り除き平坦に整地したのち、現場密度試験を実施するための試験孔３００を、バックホウにて掘削して孔壁を人力で整形する（ｓｔｅｐ１）。この後、図２（ｂ）で示すように、孔壁に密着するようにシート３１０を敷設したうえで（ｓｔｅｐ２）、図３（ａ）で示すように、シート内に水３２０を注入し、水３２０の量から試験孔３００の体積Ｖを算定する（ｓｔｅｐ３）。 First, as shown in FIG. 2A, the unevenness of the raised surface F is removed and the ground is leveled flat, and then the test holes 300 for carrying out the on-site density test are excavated by the backhoe to manually load the hole walls. Shape with (step 1). After that, as shown in FIG. 2 (b), the sheet 310 is laid so as to be in close contact with the hole wall (step 2), and then water 320 is injected into the sheet as shown in FIG. 3 (a). The volume V of the test hole 300 is calculated from the amount of water 320 (step 3).
一方、試験孔３００を構築するべく盛立面から採取されたロック材Ｒは、図３（ｂ）で示すように、ふるい分けにより小径ロック材１００と大径ロック材２００に分類する（ｓｔｅｐ４）。本実施の形態では、ふるい分けにふるい目が３００ｍｍのスクリーンを使用し、３００ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００、通過せずにスクリーンに残置したものを大径ロック材２００と分類する。もしくは、７５ｍｍのふるいを通過したものを小径ロック材１００、通過せずにスクリーンに残置したものを大径ロック材２００と分類する。 On the other hand, the lock material R collected from the raised surface to construct the test hole 300 is classified into a small diameter lock material 100 and a large diameter lock material 200 by sieving as shown in FIG. 3B (step 4). In the present embodiment, a screen having a screen of 300 mm is used for sieving, and a material having passed through the screen of 300 mm is classified as a small-diameter locking material 100, and a material left without passing through the screen is classified as a large-diameter locking material 200. Alternatively, a material that has passed through a 75 mm sieve is classified as a small-diameter locking material 100, and a material that has not passed and is left on the screen is classified as a large-diameter locking material 200.
分類された小径ロック材１００および大径ロック材２００を、それぞれを搬送台車等に積みこみ、トラックスケールやクレーンスケール等にてその重量Ｍ１およびＭ２を測定する（ｓｔｅｐ５および６）。その後、これら重量Ｍ１およびＭ２の合計値と試験孔３００の体積Ｖから湿潤密度ρｔを把握する（ｓｔｅｐ７）。 The classified small-diameter lock material 100 and large-diameter lock material 200 are loaded on a carrier truck or the like, and their weights M1 and M2 are measured by a truck scale, a crane scale, or the like (steps 5 and 6). Then, the wet density ρt is grasped from the total value of the weights M1 and M2 and the volume V of the test hole 300 (step 7).
さらに、大径ロック材２００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を測定するとともに（ｓｔｅｐ８）、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定し（ｓｔｅｐ９）し、これらを合成することにより、図４もしくは図５で示すような試験孔３００を構築するべく盛立面から採取されたロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。 Further, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the large diameter lock material 200 is measured (step 8), and the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small diameter lock material 100 is estimated (step 9), and these are synthesized. Thus, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire lock material R sampled from the raised surface to construct the test hole 300 as shown in FIG. 4 or 5 is estimated.
最後に、各粒径の含水比を求め、湿潤重量から乾燥重量を算出し、ロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（絶乾重量比）を推定するとともに（ｓｔｅｐ１０）、合成比重および合成含水比を算出し、乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂを把握し、盛立面Ｆの品質管理を終了する（ｓｔｅｐ１１）。 Finally, the water content ratio of each particle size is calculated, the dry weight is calculated from the wet weight, and the particle size distribution curve (absolute dry weight ratio) of the entire lock material R is estimated (step 10), and the synthetic specific gravity and the synthetic water content ratio are calculated. The dry density ρd and the gap ratio eb are calculated, and the quality control of the raised surface F is completed (step 11).
上述するロックゾーンの品質管理方法において、ｓｔｅｐ８およびｓｔｅｐ９にて粒度分布曲線（湿潤重量比）を把握するにあたり、大径ロック材２００は「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に基づいてふるい分けによる粒度試験を実施する。 In grasping the particle size distribution curve (wet weight ratio) in step 8 and step 9 in the above-mentioned quality control method of the rock zone, the large-diameter lock material 200 is the "particle size test method of ground material containing stone (JGS0132-2009)". The particle size test by sieving is carried out based on
具体的には、ふるい目が３００ｍｍのスクリーンを通過せずにスクリーンに残置した大径ロック材２００は、所望の目開き寸法を備える試験器具を用いてふるい分けを行い、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。また、ふるい目が７５ｍｍのふるいを通過せずにふるいに残置した大径ロック材２００は、ふるい目が７５ｍｍ、１２５ｍｍのふるいと目開き寸法が３００ｍｍの試験器具を用いてふるい分けを行い、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。なお、３００ｍｍを超える大径ロック材２００は、必ずしもそれ以上の測定を実施しなくてもよい（ｓｔｅｐ８）。 Specifically, the large-diameter lock member 200 left on the screen without passing through the screen having a sieve of 300 mm is sieved using a test device having a desired opening size, and a particle size distribution curve (wet weight ratio) is obtained. ) Is created. In addition, the large-diameter lock material 200 left on the sieve without passing through the sieve of 75 mm has sieves of 75 mm and 125 mm, and is sieved using a test device with an opening size of 300 mm to obtain a particle size distribution. Create a curve (wet weight ratio). The large-diameter lock member 200 having a diameter of more than 300 mm does not necessarily have to be measured further (step 8).
一方、小径ロック材１００は三次元画像表面形状データを利用した画像解析により粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する（ｓｔｅｐ９）。三次元画像表面形状データを利用した画像解析は、以下に示す三次元画像処理設備１を用いて実施する。なお、三次元画像処理設備１の詳細は特願２０１６−７８１５号を参照されたい。 On the other hand, the small-diameter lock member 100 estimates the particle size distribution curve (wet weight ratio) by image analysis using the three-dimensional image surface shape data (step 9). The image analysis using the three-dimensional image surface shape data is carried out using the three-dimensional image processing equipment 1 shown below. For details of the three-dimensional image processing equipment 1, see Japanese Patent Application No. 2016-7815.
<三次元画像処理設備>
三次元画像表面形状データを利用した画像解析にて粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定するための三次元画像処理設備１は、図６で示すように、ベルトコンベヤ装置５およびコンベヤベルト４の搬送面に撒き出される小径ロック材１００の三次元表面形状データを取得するための３Ｄラインレーザーカメラ６を備えている。
<3D image processing equipment>
As shown in FIG. 6, the three-dimensional image processing equipment 1 for estimating the particle size distribution curve (wet weight ratio) by image analysis using the three-dimensional image surface shape data includes a belt conveyor device 5 and a conveyor belt 4. The 3D line laser camera 6 is provided for acquiring the three-dimensional surface shape data of the small-diameter lock material 100 that is spread on the transport surface.
ベルトコンベヤ装置５は、バラ荷を搬送する際に一般に使用される搬送装置であり、本実施の形態では、ベルトフィーダ３のフィーダー速度およびコンベヤベルト４のベルト速度をそれぞれ調整可能な調整機構を備えている。これにより、フィーダー速度がコンベヤベルト４のベルト速度より遅くなるよう調整し、ホッパ２からベルトフィーダ３を介して撒き出される小径ロック材１００を、コンベヤベルト４の搬送面上で重なり合うことなく平面上に分散させる。なお、必ずしもベルトフィーダ３を用いる必要はなく、図７で示すように、ダンプトラックや人力によりコンベヤベルト４に直接撒き出してもよい。 The belt conveyor device 5 is a conveyor device that is generally used when conveying bulk goods, and in the present embodiment, it is provided with an adjusting mechanism that can adjust the feeder speed of the belt feeder 3 and the belt speed of the conveyor belt 4. ing. As a result, the feeder speed is adjusted to be slower than the belt speed of the conveyor belt 4, and the small-diameter lock material 100 sprinkled from the hopper 2 through the belt feeder 3 is flat on the conveyor surface of the conveyor belt 4 without overlapping. Disperse into. The belt feeder 3 does not necessarily have to be used, and as shown in FIG. 7, it may be directly sprinkled onto the conveyor belt 4 by a dump truck or human power.
また、３Ｄラインレーザーカメラ６は、図８で示すように、レーザー線状光Ｌを照射可能なレーザー投光部６１とカメラレンズ６２を備えた、光切断法に対応したカメラを採用している。そして、ベルトコンベヤ装置５の搬送部におけるコンベヤベルト４の搬送面上に設定された撮像対象領域に、レーザー線状光Ｌをコンベヤベルト４の移動方向と直交するように照射し、撮像対象領域を移動する小径ロック材１００を、この移動に同期してカメラレンズ６２にて撮像する。 Further, as shown in FIG. 8, the 3D line laser camera 6 employs a camera compatible with the optical cutting method, which includes a laser projecting portion 61 capable of emitting the laser linear light L and a camera lens 62. .. Then, the laser linear light L is irradiated to the imaging target area set on the transportation surface of the conveyor belt 4 in the transportation section of the belt conveyor device 5 so as to be orthogonal to the moving direction of the conveyor belt 4, and the imaging target area is determined. The moving small-diameter lock member 100 is imaged by the camera lens 62 in synchronization with this movement.
こうして、小径ロック材１００をコンベヤベルト４の幅方向に切断した際の断面形状の外形を示すプロファイルデータＰを多数取得することにより、小径ロック材１００の三次元表面形状データを得ることができ、また、プロファイルデータＰを画像処理することにより、小径ロック材１００の二次元断面形状を得ることができる。 In this way, three-dimensional surface shape data of the small-diameter lock member 100 can be obtained by acquiring a large number of profile data P indicating the outer shape of the cross-sectional shape when the small-diameter lock member 100 is cut in the width direction of the conveyor belt 4. Further, the two-dimensional cross-sectional shape of the small-diameter lock member 100 can be obtained by image-processing the profile data P.
なお、３Ｄラインレーザーカメラ６の撮像対象領域は、図９（ａ）で示すように、ベルトコンベヤ装置５とは独立して設置した暗室７の内方に位置しており、３Ｄラインレーザーカメラ６は、暗室７に設置されている。そして、暗室７はベルトコンベヤ装置５と接触しないよう構築されて、ベルトコンベヤ装置５の振動が３Ｄラインレーザーカメラ６に伝達することを防止している。 Note that the imaging target area of the 3D line laser camera 6 is located inside the dark room 7 installed independently of the belt conveyor device 5, as shown in FIG. 9A. Is installed in the dark room 7. The dark room 7 is constructed so as not to come into contact with the belt conveyor device 5 to prevent the vibration of the belt conveyor device 5 from being transmitted to the 3D line laser camera 6.
また、図９（ｂ）で示すように、３Ｄラインレーザーカメラ６の撮像対象領域を含む一定の範囲には、振動抑制機構１０を設置している。これにより、コンベヤベルト４の搬送面上で上下動しない状態の小径ロック材１００を３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像でき、精度の良い三次元表面形状データを取得することが可能となる。 Further, as shown in FIG. 9B, the vibration suppressing mechanism 10 is installed in a certain range including the imaging target area of the 3D line laser camera 6. This allows the 3D line laser camera 6 to capture an image of the small-diameter lock member 100 in a state where it does not move up and down on the conveying surface of the conveyor belt 4, and it is possible to acquire accurate three-dimensional surface shape data.
上記のプロファイルデータＰ、およびプロファイルデータＰからなる三次元表面形状データは、図６で示す端末装置１１に送信され画像処理される。なお、端末装置１１は、演算処理装置及び記憶装置等のハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成される情報処理装置、情報処理装置に種々のデータを入力する通信装置やキーボード等の入力装置、情報処理装置で行われた演算処理結果をリアルタイムで出力するディスプレイ及び記憶装置等からなる出力装置を備えている。 The profile data P and the three-dimensional surface shape data including the profile data P are transmitted to the terminal device 11 shown in FIG. 6 and subjected to image processing. The terminal device 11 is an information processing device including hardware such as an arithmetic processing device and a storage device and software operating on the hardware, a communication device for inputting various data to the information processing device, a keyboard, and the like. Input device, an output device including a display, a storage device, and the like for outputting the calculation processing result performed by the information processing device in real time.
<小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する方法>
上記の三次元画像処理設備１を利用した粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法について、以下に説明する（ｓｔｅｐ９）。
<Method of estimating particle size distribution curve (wet weight ratio) of small diameter lock material>
A method of estimating the particle size distribution curve (wet weight ratio) using the above three-dimensional image processing equipment 1 will be described below (step 9).
図６で示すように、トラックスケール等にて重量Ｍ１を測定した小径ロック材１００をホッパ２に投入し、ベルトフィーダ３を介してコンベヤベルト４に撒き出す。そして、図８で示すように、撮像対象領域を通過した全量の小径ロック材１００を３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像し、これにより得られたプロファイルデータＰから三次元表面形状データを取得し、端末装置１１に送信する。 As shown in FIG. 6, the small-diameter lock material 100 whose weight M1 has been measured with a track scale or the like is put into the hopper 2 and sprinkled onto the conveyor belt 4 via the belt feeder 3. Then, as shown in FIG. 8, the 3D line laser camera 6 images the entire amount of the small-diameter lock material 100 that has passed through the imaging target area, and the three-dimensional surface shape data is acquired from the profile data P obtained by this. It is transmitted to the terminal device 11.
そして、三次元表面形状データから端末装置１１にて、小径ロック材１００の全体積を計測する。ここで、小径ロック材１００の全体積とは、小径ロック材１００のコンベヤベルト４の移動方向の長さ範囲における、コンベアベルト４の搬送面よりなる下端面と、プロファイルデータＰよりなる上端面とで囲まれた領域の全体積である。 Then, the terminal device 11 measures the entire volume of the small-diameter lock member 100 from the three-dimensional surface shape data. Here, the total volume of the small-diameter lock material 100 is a lower end surface formed of the conveyor surface of the conveyor belt 4 and an upper end surface formed of the profile data P in the length range of the small-diameter lock material 100 in the moving direction of the conveyor belt 4. The total volume of the area surrounded by.
上記の手順にて取得した小径ロック材１００の三次元表面形状データおよび体積を利用して、３００ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００として分類する場合は第１の実施の形態で示す方法により、また、７５ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００として分類する場合は第２の実施の形態で示す方法により、粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定する。 Using the three-dimensional surface shape data and the volume of the small-diameter lock material 100 acquired in the above procedure, when classifying the small-diameter lock material 100 that has passed through a 300 mm screen as the small-diameter lock material 100, the method shown in the first embodiment Further, in the case of classifying as a small-diameter lock member 100 that has passed through a 75 mm screen, the particle size distribution curve (wet weight ratio) is estimated by the method described in the second embodiment.
〈第１の実施の形態〉
ふるい目が３００ｍｍのスクリーンを通過した小径ロック材１００は、以下に記載する三次元画像表面形状データを利用した画像解析により、粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定する。第１の実施の形態における粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法の詳細は、特願２０１６−７８１５号を参照されたい。
<First Embodiment>
For the small-diameter lock material 100 that has passed through the screen having a screen of 300 mm, the particle size distribution curve (wet weight ratio) is estimated by image analysis using the three-dimensional image surface shape data described below. For details of the method for estimating the particle size distribution curve (wet weight ratio) in the first embodiment, refer to Japanese Patent Application No. 2016-7815.
なお、小径ロック材１００を「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）」に従い、ふるい分けによる粒度試験を人力にて実施する場合には、ふるい目が２．０ｍｍ、４．７５ｍｍ、９．５ｍｍ、１９ｍｍ、２６．５ｍｍ、３７．５ｍｍ、５３ｍｍ、７５ｍｍ、１２５ｍｍの９種類のふるいを用いることが定められている。 In addition, the small-diameter lock material 100 is subjected to a manual particle size test by sieving in accordance with the "Granular material particle size test method (JGS0132-2009)" and "Soil particle size test method (JIS A 1204: 2009)". In this case, it is stipulated that nine kinds of sieves having a sieve size of 2.0 mm, 4.75 mm, 9.5 mm, 19 mm, 26.5 mm, 37.5 mm, 53 mm, 75 mm, 125 mm are used.
そこで、本実施の形態では小径ロック材１００を、１０段階（０〜２．０ｍｍ、２．０ｍｍ〜４．７５ｍｍ、４．７５ｍｍ〜９．５ｍｍ、９．５ｍｍ〜１９ｍｍ、１９ｍｍ〜２６．５ｍｍ、２６．５ｍｍ〜３７．５ｍｍ、３７．５ｍｍ〜５３ｍｍ、５３ｍｍ〜７５ｍｍ、７５ｍｍ〜１２５ｍｍ、１２５ｍｍ〜３００ｍｍ）に分級する場合を事例とする。 Therefore, in the present embodiment, the small-diameter lock member 100 is provided in 10 stages (0 to 2.0 mm, 2.0 mm to 4.75 mm, 4.75 mm to 9.5 mm, 9.5 mm to 19 mm, 19 mm to 26.5 mm, 26.5 mm to 37.5 mm, 37.5 mm to 53 mm, 53 mm to 75 mm, 75 mm to 125 mm, 125 mm to 300 mm) will be taken as an example.
まず、図１０の小径ロック材１００における三次元表面形状データの断面図で示すような、コンベヤベルト４の搬送面から９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々に相当する高さまでの体積を端末装置１１にて計測し、全体積に対する比をそれぞれ加積通過率（画像体積比）として算定する。ここで、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）は、後述するキャリブレーションにて、骨材のふるい分けによる粒度試験（「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）」）に用いる目開きの異なる複数のふるい各々に対応する数値となるよう、あらかじめ設定しておく。 First, as shown in the cross-sectional view of the three-dimensional surface shape data of the small-diameter lock member 100 in FIG. 10, the volume from the transport surface of the conveyor belt 4 to the height corresponding to each of the nine optimum thresholds (L1 to L9) is set as a terminal device. 11, and the ratio to the total volume is calculated as the added product passage rate (image volume ratio). Here, the nine optimum thresholds (L1 to L9) are the particle size test by sieving aggregates (“Granularity test method for ground material containing stone (JGS0132-2009)” and “Soil The particle size test method (JIS A 1204: 2009) ") is set in advance so that the numerical values correspond to the respective sieves having different openings.
つまり、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々で算定した加積通過率（画像体積比）がそれぞれ、上記のふるい分けによる粒度試験にて小径ロック材１００をふるい分けした際に、２．０ｍｍふるい、４．７５ｍｍふるい、９．５ｍｍふるい、１９ｍｍふるい、２６．５ｍｍふるい、３７．５ｍｍふるい、５３ｍｍふるい、７５ｍｍふるい及び１２５ｍｍふるいの加積通過率（湿潤重量比）と同一もしくは近似する数値となるよう、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）を設定する。なお、先にも述べたように、小径ロック材１００は３００ｍｍ以下となるように調整されていることから、Ｌ１０は３００ｍｍを示す。 That is, the product passing rate (image volume ratio) calculated by each of the nine optimum thresholds (L1 to L9) is 2.0 mm when the small-diameter lock material 100 is sieved by the particle size test by the above-mentioned sieving, Be the same as or similar to the passing rate (wet weight ratio) of 4.75 mm sieve, 9.5 mm sieve, 19 mm sieve, 26.5 mm sieve, 37.5 mm sieve, 53 mm sieve, 75 mm sieve and 125 mm sieve. , 9 optimum thresholds (L1 to L9) are set. In addition, as described above, since the small-diameter lock member 100 is adjusted to be 300 mm or less, L10 indicates 300 mm.
これにより、ふるいによる粒度試験を行う場合に採用する上記のふるい各々のふるい目を横軸に対数目盛りで、また、上記のふるいに対応させた９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々で得た加積通過率（画像体積比）を各ふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てて縦軸に算術目盛りでとったグラフ上に描かれる粒度分布曲線（画像体積比）を、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）と推定する。 As a result, the sieves of each of the above-mentioned sieves used when performing a particle size test by a sieve were obtained on a logarithmic scale on the horizontal axis, and at each of nine optimum thresholds (L1 to L9) corresponding to the above-mentioned sieves. The particle size distribution curve (image volume ratio) drawn on the graph with arithmetic scale on the vertical axis is used as a small diameter lock, assuming that the added product passage rate (image volume ratio) is the added product passage rate (wet weight ratio) of each sieve. It is estimated to be the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the material 100.
上述するように、三次元表面形状データを取得する作業が終了した時点で、端末装置１１にてベルトコンベヤ装置５の搬送部を通過した小径ロック材１００全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を瞬時に手間を要することなく推定することが可能となる。 As described above, at the time when the work of acquiring the three-dimensional surface shape data is completed, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire small diameter lock material 100 that has passed through the conveyor of the belt conveyor device 5 at the terminal device 11 is calculated. It is possible to make an estimation instantly and without any trouble.
なお、小径ロック材１００全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定するにあたっては、前述したように、あらかじめ、骨材のふるい分けによる粒度試験に用いる目開きの異なる複数のふるい各々に対応する最適閾値を設定するためのキャリブレーションを実施する。以下に、キャリブレーションの手順を説明する。 When estimating the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire small-diameter lock material 100, as described above, it is optimal to correspond to each of a plurality of sieves with different openings used in the particle size test by sieving the aggregate in advance. Calibrate to set the threshold. The calibration procedure will be described below.
<キャリブレーション：第１の工程>
まず、盛立前のテストピットから採取した小径ロック材１００の全量、もしくはサンプリングした一部を、三次元画像処理設備１のホッパ２からベルトフィーダ３を介してコンベヤベルト４に撒き出す。そして、図１１（ａ）で示すように、３Ｄラインレーザーカメラの撮像対象領域を通過した上記の小径ロック材１００を小径ロック材試料群１１０とし、この小径ロック材試料群１１０の三次元表面形状データを取得する。
<Calibration: First step>
First, the whole amount or a part of the sampled small-sized lock material 100 collected from the test pit before rising is scattered from the hopper 2 of the three-dimensional image processing equipment 1 to the conveyor belt 4 via the belt feeder 3. Then, as shown in FIG. 11A, the small-diameter locking material 100 passing through the imaging target area of the 3D line laser camera is set as a small-diameter locking material sample group 110, and the three-dimensional surface shape of the small-diameter locking material sample group 110 is set. Get the data.
なお、小径ロック材試料群１１０は、土の粒度試験を実施するにあたり、試験１回あたりに必要な試料の目安としてＪＩＳＡ１２０１に規定されている最小分取量を満たしていればよい。 It should be noted that the small-diameter lock material sample group 110 only needs to satisfy the minimum preparative amount stipulated in JIS A1201 as a guideline of the sample required for one test when performing the soil particle size test.
<キャリブレーション：第２の工程>
次に、第１の工程で取得した三次元表面形状データから端末装置１１にて、小径ロック材試料群１１０の全体積を計測するとともに、コンベヤベルト４の搬送面から規定高さまでの小径ロック材試料群１１０の体積を計測する。この後、図１１（ｂ）に破線で示すように、規定高さを０．５ｍｍごとに設定し、搬送面から各規定高さまでの体積を計測して、全体積に対する規定高さごとの体積の比を加積通過率（画像体積比）として算出する。
<Calibration: Second step>
Next, the terminal device 11 measures the total volume of the small-diameter lock material sample group 110 from the three-dimensional surface shape data acquired in the first step, and the small-diameter lock material from the conveying surface of the conveyor belt 4 to the specified height. The volume of the sample group 110 is measured. After that, as shown by the broken line in FIG. 11B, the specified height is set every 0.5 mm, the volume from the transport surface to each specified height is measured, and the volume for each specified height with respect to the total volume is set. Is calculated as the product passage ratio (image volume ratio).
<キャリブレーション：第３の工程>
第１および第２の工程を実施する一方で、小径ロック材試料群１１０に対して「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）」に従ってふるい分けによる粒度試験を実施し、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。
<Calibration: Third step>
While performing the first and second steps, for the small-diameter rock material sample group 110, "the particle size test method of ground material containing stone (JGS0132-2009)" and "the particle size test method of soil (JIS A 1204). : 2009) ”, and a particle size distribution curve (wet weight ratio) is prepared.
<キャリブレーション：第４の工程>
第３の工程で用いた目開きの異なる複数のふるいごとで、加積通過率（湿潤重量比）と、第２の工程で算定した０．５ｍｍごとに高さを変えた規定高さ各々の加積通過率（画像体積比）とを比較する。そして、各ふるいの加積通過率（湿潤重量比）と加積通過率（画像体積比）が同一、もしくは近似するときの加積通過率（画像体積比）の規定高さを選定し、選定した規定高さ（Ｘ１〜Ｘ９）各々を複数のふるいごとに対応した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）として設定する。
<Calibration: Fourth step>
For each of the plurality of sieves with different openings used in the third step, the product passage rate (wet weight ratio) and the specified heights changed in 0.5 mm intervals calculated in the second step The product passing rate (image volume ratio) is compared. Then, select and select the specified height of the added product passage ratio (image volume ratio) when the added product passage ratio (wet weight ratio) and the added product passage ratio (image volume ratio) of each sieve are the same or similar. Each of the specified heights (X1 to X9) is set as an optimum threshold (L1 to L9) corresponding to each of the plurality of sieves.
例えば、９．５ｍｍふるいの加積通過率（湿潤重量比）と、コンベヤベルト４の搬送面からの規定高さを８．５ｍｍとしたときの加積通過率（画像体積比）が同一もしくは近似していた場合には、９．５ｍｍふるいに対応する最適閾値Ｌ３を８．５ｍｍとして設定する。この作業を９種全てのふるいに対して実施し、各々のふるいに対応する最適閾値を設定する。 For example, the product passing ratio (wet weight ratio) of a 9.5 mm sieve and the product passing ratio (image volume ratio) when the specified height from the conveying surface of the conveyor belt 4 is 8.5 mm are the same or approximate. If so, the optimum threshold L3 corresponding to the 9.5 mm sieve is set to 8.5 mm. This operation is performed for all 9 types of sieves, and the optimum threshold value corresponding to each sieve is set.
なお、ふるい各々に対応する最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）は、上記の手順にて設定してもよいが、より最適閾値の精度を向上させるべく、上記の第１の工程から第４の工程を実施する作業を複数回繰り返して小径ロック材１００からサンプリングする小径ロック材試料群１１０の数量を増やし、複数の小径ロック材試料群１１０から最適閾値を設定してもよい。 The optimum threshold values (L1 to L9) corresponding to each sieve may be set by the above procedure, but in order to further improve the accuracy of the optimum threshold value, the first to fourth steps described above are performed. The work to be performed may be repeated a plurality of times to increase the number of small-diameter lock material sample groups 110 sampled from the small-diameter lock material 100 and set the optimum threshold value from the plurality of small-diameter lock material sample groups 110.
具体的には、盛立前の小径ロック材１００から新たな小径ロック材試料群１１０をｎ個だけ収集し、上記の第１の工程から第４の工程を実施する作業をｎ個の小径ロック材試料群１１０各々に対して実施し、小径ロック材試料群１１０ごとに算定した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）からヒストグラムを作成する。そして、ふるいごとに作成した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々のヒストグラムから、最頻値および中央値の両者を算定したうえで、中央値に近い最頻値を採用する。 Specifically, n pieces of a new small-diameter lock material sample group 110 are collected from the small-diameter lock material 100 before rising, and the work of performing the above-mentioned first to fourth steps is performed for n small-diameter lock material samples. The histogram is created from the optimum threshold values (L1 to L9) calculated for each of the small-diameter lock material sample groups 110 by carrying out for each group 110. Then, after calculating both the mode value and the median value from the histograms of the optimum threshold values (L1 to L9) created for each sieve, the mode value close to the median value is adopted.
こうして、コンベヤベルト４の搬送面から０．５ｍｍごとに設定した複数の規定高さのうち最頻値として選定されたＸ１ｍｍ、Ｘ２ｍｍ・・Ｘ９ｍｍをそれぞれ、２．０ｍｍふるい、４．７５ｍｍふるい・・１２５ｍｍふるい各々の最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）にそれぞれ採用し、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。なお、上記のキャリブレーションは、盛立開始前に実施しておけばよい。 In this way, X1 mm, X2 mm ... X9 mm selected as the most frequent value among the plurality of specified heights set at intervals of 0.5 mm from the conveyor surface of the conveyor belt 4 are respectively 2.0 mm sieve, 4.75 mm sieve ... It is adopted as the optimum threshold value (L1 to L9) of each 125 mm sieve, and the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small diameter lock material 100 is estimated. It should be noted that the above calibration may be performed before the start of rising.
これにより、小径ロック材１００をコンベヤベルト４の搬送面に撒き出すのみの簡略な現場作業で、三次元表面形状データの画像解析から小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することができる。これにより、ロックゾーンの粒度試験の省力化を図ることが可能になるとともに、粒度試験に要する作業時間を大幅に短縮化できる。 Thereby, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small diameter locking material 100 is estimated from the image analysis of the three-dimensional surface shape data by a simple on-site work in which the small diameter locking material 100 is simply sprinkled on the conveying surface of the conveyor belt 4. be able to. As a result, it is possible to save labor in the particle size test of the lock zone, and it is possible to significantly reduce the working time required for the particle size test.
また、コンベヤベルト４の搬送面に供給される小径ロック材１００全量について、三次元表面形状データが取得され、三次元表面形状データの画像解析にて小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）が推定されるため、ふるい分けによる粒度試験にて得た大径ロック材２００の粒度分布曲線（湿潤重量比）と合成することにより、ロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を精度よく迅速に求めることが可能となる。 Further, three-dimensional surface shape data is acquired for the entire amount of the small-diameter lock material 100 supplied to the conveying surface of the conveyor belt 4, and the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material 100 is obtained by image analysis of the three-dimensional surface shape data. ) Is presumed, the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the entire lock material R is accurately calculated by synthesizing with the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the large diameter lock material 200 obtained in the particle size test by sieving. It is possible to obtain a good and quick request.
さらに、ふるい分けによる粒度試験にて得た加積通過率（湿潤重量比）を最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）の設定に反映させているため、最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）を使用した三次元表面形状データの画像処理による粒度分布曲線（画像体積比）から推定した小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）に、ふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の精度を確保することが可能となる。 Furthermore, since the product passing rate (wet weight ratio) obtained in the particle size test by sieving is reflected in the setting of the optimum threshold (L1 to L9), the three-dimensional surface shape using the optimum threshold (L1 to L9) The particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material 100 estimated from the particle size distribution curve (image volume ratio) by image data processing can be as accurate as when a particle size test by sieving is performed. Becomes
〈第２の実施の形態〉
ふるい目が７５ｍｍのふるいを通過した小径ロック材１００は、以下に記載する三次元画像表面形状データを利用した画像解析により、粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。ここで、ロック材Ｒうち７５ｍｍのふるいを通過したものを小径ロック材１００とすると、「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）の適用範囲と同一の範囲に対して粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法を適用することができる。
<Second Embodiment>
For the small-diameter lock material 100 that has passed through the sieve having a sieve of 75 mm, the particle size distribution curve (wet weight ratio) is estimated by image analysis using the three-dimensional image surface shape data described below. Here, assuming that the lock material R of the lock material R that has passed through a 75 mm sieve is the small-diameter lock material 100, the particle size distribution curve (for the same range as the applicable range of “Soil particle size test method” (JIS A 1204: 2009)) Wet weight ratio) estimation method can be applied.
なお、第２の実施の形態では、小径ロック材１００を、８段階（０〜２．０ｍｍ、２．０ｍｍ〜４．７５ｍｍ、４．７５ｍｍ〜９．５ｍｍ、９．５ｍｍ〜１９ｍｍ、１９ｍｍ〜２６．５ｍｍ、２６．５ｍｍ〜３７．５ｍｍ、３７．５ｍｍ〜５３ｍｍ、５３ｍｍ〜７５ｍｍ）に分級する場合を事例とし、以下に、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法を詳述する。 In the second embodiment, the small-diameter lock member 100 is provided in eight stages (0 to 2.0 mm, 2.0 mm to 4.75 mm, 4.75 mm to 9.5 mm, 9.5 mm to 19 mm, 19 mm to 26). 0.5 mm, 26.5 mm to 37.5 mm, 37.5 mm to 53 mm, 53 mm to 75 mm) is taken as an example, and the method for estimating the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small diameter lock member 100 will be described in detail below. I will describe.
前述した三次元画像処理設備１にて取得した三次元表面形状データから端末装置１１にて画像処理を行い、小径ロック材１００の石粒子１０１ごとで、図１２で示すような外接直方体１０２を抽出するとともに、直交する３軸各々の長さを求め、この３軸のうち中間の長さを中径ｂとし、これを石粒子１０１の粒径とする。 Image processing is performed by the terminal device 11 from the three-dimensional surface shape data acquired by the above-described three-dimensional image processing facility 1, and the circumscribed rectangular parallelepiped 102 as shown in FIG. 12 is extracted for each stone particle 101 of the small-diameter lock material 100. At the same time, the length of each of the three orthogonal axes is determined, and the intermediate length of these three axes is defined as the medium diameter b, which is the particle diameter of the stone particles 101.
具体的には、まず、石粒子１０１においてコンベアベルト４の搬送面と平行もしくは直交する方向であって、最大の外径となる軸を検出し、その長さを長径ａと設定する。次に、長径ａを有する軸に直交する方向であって外径が最大となる軸を検出し、その長さを中径ｂと設定する。最後に、長径ａを有する軸と中径ｂを有する軸のそれぞれに直交し、かつ、最大の外径となる軸を検出し、その長さを短径ｃとする。これにより、石粒子１０１ごとで外接直方体１０２が決定されるとともに、石粒子１０１の中径ｂが算出される。 Specifically, first, in the stone particle 101, the axis having the maximum outer diameter in the direction parallel or orthogonal to the transport surface of the conveyor belt 4 is detected, and the length is set as the major axis a. Next, the axis having the maximum outer diameter in the direction orthogonal to the axis having the major axis a is detected, and the length is set as the median diameter b. Finally, the axis that is orthogonal to each of the axis having the major axis a and the axis having the medium diameter b and has the maximum outer diameter is detected, and the length is defined as the minor axis c. As a result, the circumscribed rectangular parallelepiped 102 is determined for each stone particle 101, and the medium diameter b of the stone particle 101 is calculated.
ここで、石粒子１０１から長径ａ、中径ｂおよび短径ｃの寸法を抽出し、このときの最大粒径を中径ｂとする方法は、「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に定められている。つまり、上記方法により中径ｂを石粒子１０１の粒径とすることは即ち、人力によるふるいを使用した粒度試験と同じ作業を行うこととなる。したがって、７５ｍｍのふるいを通過した石粒子１０１よりなる小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を第２の実施の形態によって推定すると、「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）に基づいてふるい分けを行った場合と同程度の結果が得られるものと想定できる。 Here, the method of extracting the dimensions of the long diameter a, the medium diameter b, and the short diameter c from the stone particles 101, and setting the maximum particle diameter at this time as the medium diameter b is "the particle size test method of ground material containing stone ( JGS0132-2009) ". That is, setting the medium diameter b to the particle diameter of the stone particles 101 by the above method means performing the same work as the particle size test using a sieve by human power. Therefore, when the particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material 100 made of the stone particles 101 that have passed through a 75 mm sieve is estimated by the second embodiment, "Soil particle size test method" (JIS A 1204: 2009). It can be assumed that the same results as those obtained by sieving based on () are obtained.
ところで、端末装置１１に送信された３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像した小径ロック材１００のプロファイルデータＰは、図９（ａ）で示すような光切断された像となるが、隣り合う石粒子１０１が図１３（ａ）で示すように近接している場合や重複している場合には、石粒子１０１を個々に判別することが難しい。そこで、三次元表面形状データを画像解析して、図１３（ａ）（ｂ）で示すように、コンベヤベルト４の搬送面と平行となるようにスライスした石粒子１０１のスライス画像を高さ方向に複数取得し、スライス画像各々を二値化処理した後に必要に応じてラブラシアン等のエッジ抽出処理法やセグメンテーション処理法を行う。 By the way, the profile data P of the small-diameter lock material 100 imaged by the 3D line laser camera 6 transmitted to the terminal device 11 becomes an optically cut image as shown in FIG. When 101 are close to each other or overlap as shown in FIG. 13A, it is difficult to individually distinguish stone particles 101. Therefore, image analysis of the three-dimensional surface shape data is performed, and as shown in FIGS. 13A and 13B, a slice image of the stone particles 101 sliced so as to be parallel to the conveying surface of the conveyor belt 4 is obtained in the height direction. Then, a plurality of slice images are binarized and each slice image is binarized, and then an edge extraction processing method such as Labrian and a segmentation processing method are performed as necessary.
これにより、石粒子１０１各々について高さ方向の輪郭を把握することができ、隣り合う石粒子１０１が近接している場合にも、石粒子１０１を一つ一つに分割することができる。例えば、図１３（ｂ）で示す石粒子１０１では、石粒子１０１のスライス画像のうち最も長さを有するスライス画像が抽出され、これが長径ａとして検出されている。長径ａをなす軸は、コンベヤベルト４の搬送面と平行であり、また、中径ｂは長径ａと直交しつつ、コンベヤベルト４の搬送面と平行であり、短径ｃは長径ａ及び中径ｂと直交するとともにコンベヤベルト４の搬送面に直交している。 Thereby, the contour of each stone particle 101 in the height direction can be grasped, and even when the adjacent stone particles 101 are close to each other, the stone particles 101 can be divided into each one. For example, in the stone particle 101 shown in FIG. 13B, the slice image having the longest length is extracted from the slice images of the stone particle 101, and this is detected as the major axis a. The axis forming the major axis a is parallel to the conveyor surface of the conveyor belt 4, the middle diameter b is parallel to the conveyor surface of the conveyor belt 4 while being orthogonal to the major axis a, and the minor axis c is the major axis a and the middle axis. It is orthogonal to the diameter b and is orthogonal to the conveying surface of the conveyor belt 4.
なお、石粒子１０１を一つの粒子とした後、粒子の重心（三次元）を求めた上で重心を中心として３６０度回転させて、断面２次モーメントを求めることにより、長径ａ、中径ｂ及び短径ｃを求めてもよい。 In addition, after the stone particle 101 is made into one particle, the center of gravity (three-dimensional) of the particle is obtained, and then it is rotated 360 degrees about the center of gravity, and the second moment of area is obtained. Alternatively, the minor axis c may be obtained.
上記の方法にて、３次元表面形状データから石粒子１０１各々の中径ｂを算出する工程と併せて、石粒子１０１各々で決定した外接直方体１０２の体積を算定する。この作業を、小径ロック材１００の全ての石粒子１０１に対して実施して、各粒径ごとで小径ロック材１００の全体積に対する体積比を求める。これら各粒径ごとの体積比を各粒径ごとの重量比に見立てることにより、３次元表面形状データに基づいて小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。 By the above method, the volume of the circumscribed rectangular parallelepiped 102 determined for each stone particle 101 is calculated together with the step of calculating the medium diameter b of each stone particle 101 from the three-dimensional surface shape data. This operation is performed for all the stone particles 101 of the small diameter lock material 100, and the volume ratio to the total volume of the small diameter lock material 100 is obtained for each particle size. The particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock member 100 is estimated based on the three-dimensional surface shape data by considering the volume ratio for each particle size as the weight ratio for each particle size.
なお、粒径ごとで比重が異なる場合には、その都度補正を行っても構わない。また、コンベアベルト４の搬送面と平行な軸は、必ずしもコンベヤベルト４の搬送方向と同方向でなくてもよい。例えば、図１２及び図１３（ｂ）では、長径ａをなす軸がコンベヤベルト４の搬送方向に対してα°だけ水平方向に傾斜している。 If the specific gravity differs depending on the particle size, the correction may be performed each time. Further, the axis parallel to the conveying surface of the conveyor belt 4 does not necessarily have to be in the same direction as the conveying direction of the conveyor belt 4. For example, in FIGS. 12 and 13B, the axis having the major axis a is inclined in the horizontal direction by α ° with respect to the conveying direction of the conveyor belt 4.
さらに、第２の実施の形態では小径ロック材１００の全体積に、小径ロック材１００のコンベヤベルト４の移動方向の長さ範囲における、コンベアベルト４の搬送面よりなる下端面と、プロファイルデータＰよりなる上端面とで囲まれた領域の全体積を採用したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、石粒子１０１各々に設定した外接直方体１０２の体積をすべて足し合わせて、小径ロック材１００の全体積としてもよい。 Further, in the second embodiment, the total area of the small-diameter lock member 100, the lower end surface of the conveyor belt 4 in the length range in the moving direction of the conveyor belt 4 of the small-diameter lock member 100, and the profile data P. Although the total volume of the region surrounded by the upper end surface is made up of, it is not necessarily limited to this. For example, the volume of the circumscribed rectangular parallelepiped 102 set for each of the stone particles 101 may be added together to obtain the total volume of the small-diameter lock member 100.
加えて、端末装置１１には、これらの解析を行うイメージプロセッシングアルゴリズムを記憶装置に内蔵しており、端末装置１１の演算処理装置にてこれらの作業を瞬時に行うことが出来る。また、石粒子１０１の粒径を、円相当径（等体積球相当径、等表面積球相当径）やフェレ径等をの粒度パラメータとすることも可能である。 In addition, the terminal device 11 has a built-in image processing algorithm for performing these analyzes in the storage device, and the arithmetic processing unit of the terminal device 11 can instantly perform these operations. Further, the particle size of the stone particles 101 can be used as a particle size parameter such as a circle equivalent diameter (equivalent volume sphere equivalent diameter, equal surface area sphere equivalent diameter), a Feret's diameter, or the like.
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、上記第１の実施の形態および第２の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることはいうまでもない。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam of the present invention is not limited to the first embodiment and the second embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention. Needless to say.
例えば、本実施の形態では三次元画像処理設備１において、小径ロック材を搬送する搬送装置としてベルトコンベヤ装置５を採用したが、必ずしもこれに限定するものではない。図１４で示すように、複数のローラー１２１が並列配置された搬送台１２と、搬送台１２のローラー１２１上に載置される板状の搬送板１３と、暗室７内の撮像対象領域を一定の速度で通過するよう、搬送板１３をローラー１２１上で移動させるための移動装置（図示せず）を備えた搬送装置を用いてもよい。こうすると、三次元次元画像処理設備１のコンパクト化を図ることができるとともに、設備費を大幅に削減することが可能となる。 For example, in the present embodiment, in the three-dimensional image processing facility 1, the belt conveyor device 5 is adopted as the carrying device for carrying the small-diameter lock material, but the present invention is not necessarily limited to this. As shown in FIG. 14, the transport table 12 in which a plurality of rollers 121 are arranged in parallel, the plate-shaped transport plate 13 placed on the rollers 121 of the transport table 12, and the imaging target area in the dark room 7 are fixed. You may use the conveyance apparatus provided with the movement apparatus (not shown) for moving the conveyance board 13 on the roller 121 so that it may pass at the speed of. This makes it possible to reduce the size of the three-dimensional image processing equipment 1 and significantly reduce the equipment cost.
なお、本実施の形態では、ローラー１２１が一定速度で自転するよう搬送台１２に駆動源を備え、ローラー１２１の自転により搬送板１３を移動させているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、搬送板１３を手動にて移動させる、または別途準備した牽引装置等により搬送板１３を牽引する等、いずれの手段にて搬送板１３を移動させてもよく、この場合には、ローラー１２１に速度計測が可能なエンコーダーを備えたローラーを採用するとよい。こうすると、撮像対象領域を通過する搬送板１３の速度を正確に把握できるため、３Ｄラインレーザーカメラ６にて精度よく小径ロック材１００の三次元表面形状データを取得することが可能となる。 In the present embodiment, the transport base 12 is provided with a drive source so that the rollers 121 rotate at a constant speed, and the transport plate 13 is moved by the rotation of the rollers 121, but the present invention is not limited to this. .. For example, the transport plate 13 may be moved by any means such as manually moving the transport plate 13 or pulling the transport plate 13 by a separately prepared pulling device. In this case, the roller 121 is used. It is advisable to adopt a roller equipped with an encoder that can measure speed. By doing so, the speed of the carrier plate 13 passing through the imaging target region can be accurately grasped, so that the 3D line laser camera 6 can accurately acquire the three-dimensional surface shape data of the small-diameter lock member 100.
また、ロック材Ｒの種類や分級する粒径および分級の数量等は、第１の実施の形態および第２の実施の形態に限定されるものではなく、いずれのロック材Ｒを用いてもよく、またいずれの粒径に分級するものであってもよい。 Further, the type of the lock material R, the particle size to be classified, the number of classifications, and the like are not limited to those in the first embodiment and the second embodiment, and any lock material R may be used. Also, it may be classified to any particle size.
さらに、本実施の形態では、小径ロック材１００の最大粒径が３００ｍｍ程度もしくは７５ｍｍ程度となる場合を事例に挙げたが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、最大粒径が１２５ｍｍ程度となるようにに小径ロック材１００を調整してもよい。 Furthermore, in the present embodiment, the case where the maximum particle size of the small-diameter lock member 100 is about 300 mm or about 75 mm has been taken as an example, but the present invention is not limited to this. For example, the maximum particle size is about 125 mm. The small-diameter lock member 100 may be adjusted so that
また、本実施の形態では、図４および図５で示すように、小径ロック材１００のうち、粒径が２ｍｍ以下のものについても測定を行っているが、必ずしも測定しなくてもよい。また、小径ロック材１００から２ｍｍ以下の材料をふるい分けし、２ｍｍ以下の材料を「土の粒度試験方法（ＪＩＳ Ａ １２０４：２００９）」に従って分級してもよい。 Further, in the present embodiment, as shown in FIGS. 4 and 5, the small-diameter lock member 100 having a particle diameter of 2 mm or less is also measured, but it is not always necessary to perform the measurement. Alternatively, a material having a diameter of 2 mm or less may be sieved from the small-diameter lock material 100, and a material having a diameter of 2 mm or less may be classified according to "Soil particle size test method (JIS A 1204: 2009)".
１ 三次元画像処理設備
２ ホッパ
３ ベルトフィーダ
４ コンベヤベルト
５ ベルトコンベヤ装置
６ ３Ｄラインレーザーカメラ
６１ レーザー投光部
６２ カメラレンズ
７ 暗室
７１ フレーム
７２ 暗幕
８ サイドフレーム
９ インパクトバー
１０ 振動抑制装置
１１ 端末装置
１２ 搬送台
１２１ ローラー
１３ 搬送板
１００ 小径ロック材
１０１ 石粒子
１０２ 外接直方体
１１０ 小径ロック材試料群
２００ 大径ロック材
３００ 試験孔
３１０ シート
３２０ 水
Ｒ ロック材
Ｌ レーザー線状光
1 3D Image Processing Equipment 2 Hopper 3 Belt Feeder 4 Conveyor Belt 5 Belt Conveyor Device 6 3D Line Laser Camera 61 Laser Projector 62 Camera Lens 7 Dark Room 71 Frame 72 Dark Screen 8 Side Frame 9 Impact Bar 10 Vibration Suppressor 11 Terminal Device 12 Conveyor stand 121 Roller 13 Conveyor plate 100 Small-diameter lock material 101 Stone particle 102 Outer cuboid 110 Small-diameter lock material Sample group 200 Large-diameter lock material 300 Test hole 310 Sheet 320 Water R Lock material L Laser linear light
Claims (3)
前記粒度試験は、前記ロック材全量をふるい分けにより大径ロック材と小径ロック材に分類したうえで各々で実施し、
前記小径ロック材の粒度試験は、連続的に搬送される搬送面上に撒き出された小径ロック材の全量を３Ｄラインレーザーカメラにて撮像することにより三次元表面形状データを取得した後、該三次元表面形状データに基づいて前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。 A rock fill dam in which a lock material is sampled from the rising surface of the lock zone and a test hole is provided, and a field density test is performed using the test hole, and a particle size test is performed using the collected rock material. A quality control method for the rock zone,
The particle size test is carried out in each after classifying the total amount of the lock material into a large diameter lock material and a small diameter lock material by sieving,
In the particle size test of the small-diameter lock material, after acquiring the three-dimensional surface shape data by imaging the entire amount of the small-diameter lock material sprinkled on the continuously conveyed conveyance surface with a 3D line laser camera, A quality control method for a rock zone in a rockfill dam, comprising estimating a particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material based on three-dimensional surface shape data.
あらかじめ盛立前のロック材から得た試料を用いてふるい分けによる粒度試験を実施し、目開きの異なる複数のふるい各々の加積通過率（湿潤重量比）と、各ふるいに対応する最適閾値を設定しておくとともに、
前記三次元表面形状データから前記小径ロック材の、全体積に対する前記搬送面から前記最適閾値各々に相当する高さまでの体積の比を、加積通過率（画像体積比）として算定した後、
該加積通過率（画像体積比）を前記最適閾値が設定されたふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てることにより、小径ロック材群の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam according to claim 1,
A particle size test was carried out by sieving using a sample obtained from the rock material before embedding, and the accretion rate (wet weight ratio) of each of the sieves with different openings and the optimum threshold value corresponding to each sieve were set. Along with
After the small-diameter locking member from said three-dimensional surface shape data, the ratio of the volume from the previous Ki搬 Okumen to the total volume up to a height corresponding to the optimal threshold respectively, was calculated as the pressurized product passing rate (image volume) ,
The particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter lock material group is estimated by assuming the added product passage rate (image volume ratio) as the added product passage rate (wet weight ratio) of the sieve having the optimum threshold value set therein. A quality control method for a rock zone in a rock fill dam, which is characterized by the above.
前記三次元表面形状データから前記小径ロック材をなす石粒子各々について、外接直方体を抽出し、該外接直方体の直交する３軸各々の長さと体積を算定し、
前記３軸各々の長さのうちの中間長さを前記石粒子の粒径に見立てるとともに、前記体積を前記石粒子の重量に見立てて、前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。 The quality control method of the rock zone in the rock fill dam according to claim 1,
For each stone particle forming the small-diameter lock material from the three-dimensional surface shape data, the circumscribed rectangular parallelepiped is extracted, and the length and volume of each of the three orthogonal axes of the circumscribed rectangular parallelepiped are calculated,
The particle size distribution curve (wet weight ratio) of the small-diameter locking material is calculated by considering the intermediate length of the lengths of the three axes as the particle size of the stone particles and the volume as the weight of the stone particles. A quality control method for a rock zone in a rock fill dam, which is characterized by estimating.
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