JP6936451B2 - 地盤試料のスキャン方法、地盤試料の供試体の生産方法、地盤試料の土質試験方法及び地盤試料のスキャン装置 - Google Patents
地盤試料のスキャン方法、地盤試料の供試体の生産方法、地盤試料の土質試験方法及び地盤試料のスキャン装置 Download PDFInfo
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Description
(1)請求項1及び請求項6に記載された各発明においては、地盤試料を土中又は地表付近でX線撮影し、地盤試料のスキャンデータを取得するので、撹乱されていない地盤試料のスキャンデータを得ることができ、得られたスキャンデータを半永久的に保存できる。
したがって、将来にわたって対象地盤のスキャンデータを活用することができる。
(2)また、X線写真を撮影する際に、地盤試料を所定長さで切断する必要がないので、長尺の地盤試料のX線撮影をすることができる。
したがって、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得することができる。
(3)請求項2及び請求項3に記載された各発明も、前記(1)〜(2)と同様な効果が得られると共に、土中で地盤試料をX線撮影するため、地盤試料引き上げによる撹乱等も防止することができる。
(4)請求項4に記載された発明は、前記(1)〜(2)と同様な効果が得られると共に、複数個の等しい微視構造を有する供試体を得ることができると共に、得られたスキャンデータを半永久的に保存できる。
したがって、将来にわたって対象地盤の微視構造と等しい微視構造の供試体を生産することができる。
また、複数個の等しい微視構造を有する供試体を得ることができるので、微視構造に起因するばらつきが評価可能になる。
(5)請求項5に記載された発明は、複数個の等しい微視構造を有する供試体を用いて種々の土質試験を行うことができるので、これまで実際の土を使って求めていた多様な工学的特性を、実際の土を扱わずして推定できる。
したがって、試験にかかるコストを削減できると共に、将来にわたって試験の追加等をすることができる。
図5乃至図6は本発明の第2の実施形態を示す説明図である。
図7乃至図8は本発明の第3の実施形態を示す説明図である。
図1乃至図4に示す本発明を実施するための第1の形態において、1は地盤試料2のスキャンデータを原位置で取得する地盤試料のスキャン方法である。なお、本発明において原位置とは、地盤内又は地盤から地盤試料2を引き上げた地表付近の位置を言うものである。
なお、X線写真の撮影枚数は適宜変更できるもの(例えば10枚〜360枚等)であり、36枚に限定されるものではない。
このスキャン工程7で取得したスキャンデータを解析し、画像上で粒子一粒一粒を識別(セグメント化)することで、微視構造の情報を得ることができる。
ケーシングロッド11は本実施形態では二重管状に形成されており、その内側の管の内径はビット12の透孔13と略同径で前記撮影装置6の中心孔14と連通しており、ビット12の穿孔作業によって土中に残留し、その後撮影装置6によって撮影された地盤試料2がこの内側の間の内部に収納される。地盤試料2がケーシングロッド11よりも長尺となる場合には、ケーシングロッド11を継ぎ足して地盤試料2を保護するとよい。
この撮影装置6で撮影された地盤試料2は、撮影後に堀こぼして除去してしまってもよいが、撮影終了後に地盤試料採取工程を行い、地盤試料2を採取して保管することが望ましい。
この供試体作成工程20を行う場合には、必要に応じて前述したようなスキャンデータの解析を行ってから、その解析データを三次元積層造形装置24に入力し、供試体19を3D出力する。
このような疑似の供試体17を利用することで、微視構造の等価な供試体を必要な分いくらでも準備することができ、実際の地盤試料2(コア)を用いずとも、多様な試験に利用することができる。
また、実際に採取した地盤試料2のサンプルと前記供試体作成工程で作成した供試体とで、同一の試験を行う等によって、供試体19と地盤試料2の整合性を確認することもできる。
次に、図5乃至図8に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第1の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
図5乃至図6に示す本発明を実施するための第2の形態において、前記本発明を実施するための第1の形態と主に異なる点は、撮影装置6を撮影の上方で、穿孔4の上端部(孔口)付近に設置した地盤試料のスキャン装置8Aを用い、地盤試料2を地表に引き上げる際に、所定長さを引き上げるごとに地盤試料2を地表付近でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得するスキャン工程7Aを行う地盤試料のスキャン方法1Aにした点で、このような構成にしても前記本発明を実施するための第1の形態と同様な作用効果が得られる。
また、本実施形態では撮影装置6を穿孔の上端部である孔口部分(地表)に設置してX線撮影しているが、例えば、孔口付近(地表よりも若干下方)に撮影装置6を設置するための凹所を形成して、この凹所に撮影装置6を設置してもよいし、撮影装置6をサンプラー3の上方の土中に位置するように設置してもよい。
このようなスキャン装置8Bを用いても、前記第1の実施形態等と同様の地盤試料のスキャン方法1、地盤試料の供試体の生産方法18及び地盤試料の土質試験方法21を行うことができる。
2:地盤試料、 3、3A、3B:サンプラー、
4:穿孔、 5:サンプラー貫入工程、
6:撮影装置、 7、7A:スキャン工程、
8、8A、8B:地盤試料のスキャン装置、
9:ボーリングマシン、 10:ロッド、
11、11A:ケーシングロッド、 12:ビット、
13:透孔、 14:中心孔、
15:X線源、 16:X線検出器、
17:回転テーブル、 18、18A:供試体の生産方法、
19:供試体、 20:供試体作成工程、
21、21A:土質試験方法、 22:土質試験工程、
23:第2ビット、 24:3Dプリンタ。
Claims (6)
- 地盤にサンプラーを貫入するサンプラー貫入工程と、サンプラーの貫入によって形成した地盤試料を、前記サンプラーに設けられた撮影装置を用いて土中でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得するスキャン工程とで構成され、
前記撮影装置は、X線CTスキャンに必要なX線源、X線検出器及び回転テーブルが内蔵され、前記スキャン工程では、前記回転テーブルを前記地盤試料の周方向に回転させてX線写真を撮影し、前記地盤試料のスキャンデータを取得する地盤試料のスキャン方法。 - 前記撮影装置は、前記サンプラーに設けられ、前記スキャン工程では、所定長さをサンプラーで穿孔するごとに地盤試料を土中でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得することを特徴とする請求項1に記載の地盤試料のスキャン方法。
- 前記撮影装置は、前記サンプラーに設けられ、前記スキャン工程では、サンプラーで穿孔しながら連続的に地盤試料を土中でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得することを特徴とする請求項1に記載の地盤試料のスキャン方法。
- 地盤にサンプラーを貫入するサンプラー貫入工程と、サンプラーの貫入によって形成した地盤試料を、前記サンプラーに設けられた撮影装置を用いて土中でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得するスキャン工程と、該スキャン工程で取得した長尺の地盤試料のスキャンデータから、地盤試料の微視構造を再現した供試体を3D出力する供試体作成工程とで構成され、
前記撮影装置は、X線CTスキャンに必要なX線源、X線検出器及び回転テーブルが内蔵され、前記スキャン工程では、前記回転テーブルを前記地盤試料の周方向に回転させてX線写真を撮影し、前記地盤試料のスキャンデータを取得する地盤試料の供試体の生産方法。 - 地盤にサンプラーを貫入するサンプラー貫入工程と、サンプラーの貫入によって形成した地盤試料を、前記サンプラーに設けられた撮影装置を用いて土中でX線撮影し、長尺の地盤試料のスキャンデータを取得するスキャン工程と、該スキャン工程で取得した長尺の地盤試料のスキャンデータから、地盤試料の微視構造を再現した供試体を3D出力する供試体作成工程と、該供試体作成工程で作成した供試体に対して土質試験を行う土質試験工程とで構成され、
前記撮影装置は、X線CTスキャンに必要なX線源、X線検出器及び回転テーブルが内蔵され、前記スキャン工程では、前記回転テーブルを前記地盤試料の周方向に回転させてX線写真を撮影し、前記地盤試料のスキャンデータを取得する地盤試料の土質試験方法。 - 地盤の地表に設置されるボーリングマシンと、該ボーリングマシンに回転可能に取り付けられたロッドと、該ロッドに接続されたサンプラーと、該サンプラーに設けられ、サンプラーによって形成した地盤試料を土中でX線撮影し、地盤試料のスキャンデータを取得する撮影装置とで構成され、
前記撮影装置は、X線CTスキャンに必要なX線源、X線検出器及び回転テーブルが内蔵され、前記回転テーブルを前記地盤試料の周方向に回転させてX線写真を撮影し、前記地盤試料のスキャンデータを取得する地盤試料のスキャン装置。
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