JPH0317036B2 - - Google Patents
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- JPH0317036B2 JPH0317036B2 JP58208699A JP20869983A JPH0317036B2 JP H0317036 B2 JPH0317036 B2 JP H0317036B2 JP 58208699 A JP58208699 A JP 58208699A JP 20869983 A JP20869983 A JP 20869983A JP H0317036 B2 JPH0317036 B2 JP H0317036B2
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- Japan
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- frozen
- ground
- pipe
- freezing
- borehole
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Links
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E21—EARTH OR ROCK DRILLING; MINING
- E21B—EARTH OR ROCK DRILLING; OBTAINING OIL, GAS, WATER, SOLUBLE OR MELTABLE MATERIALS OR A SLURRY OF MINERALS FROM WELLS
- E21B25/00—Apparatus for obtaining or removing undisturbed cores, e.g. core barrels or core extractors
- E21B25/08—Coating, freezing, consolidating cores; Recovering uncontaminated cores or cores at formation pressure
Landscapes
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Geology (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、主に砂層地盤について実施される
土質試料の凍結サンプリング方法に係り、さらに
云えば地中の目的とする部分の土質試料を部分的
に効率よく凍結して採取するために実施される凍
結サンプリング方法に関する。
土質試料の凍結サンプリング方法に係り、さらに
云えば地中の目的とする部分の土質試料を部分的
に効率よく凍結して採取するために実施される凍
結サンプリング方法に関する。
大型の構造物を建設する際には、地盤の変形特
性を予め知つておくことが重要であり、そのため
従来から土質試料のサンプリング方法が種々開発
され実施されている。
性を予め知つておくことが重要であり、そのため
従来から土質試料のサンプリング方法が種々開発
され実施されている。
ところで、採取された土質試料から地盤の変形
特性を正確に知るためには、土質試料が乱されて
いないことが前提である。粘土質地盤から採取し
た土質試料については、乱れの問題は少ないが、
砂質地盤の場合には、通常のサンプラーで採取さ
れた土質試料は大いに乱れていて、密度はもちろ
んのこと、地中応力の状態も変化しているのが普
通であり、乱れない土質試料のサンプリングは事
実上不可能であつた。
特性を正確に知るためには、土質試料が乱されて
いないことが前提である。粘土質地盤から採取し
た土質試料については、乱れの問題は少ないが、
砂質地盤の場合には、通常のサンプラーで採取さ
れた土質試料は大いに乱れていて、密度はもちろ
んのこと、地中応力の状態も変化しているのが普
通であり、乱れない土質試料のサンプリングは事
実上不可能であつた。
そこで本願出願人は、砂層地盤を凍結して乱れ
ない土質試料のサンプリング方法を実現すべく研
究開発をしてきた。従来一般の凍結サンプリング
方法は、第１図Ａ〜Ｄに示したように、地盤に掘
つたボーリング孔１の中に先端を閉じられた凍結
管２を挿入し、該凍結管２の中に液体窒素などの
冷媒を供給管３を通じて供給し、凍結管２の周囲
の地盤を所定の領域まで大きく凍結させる。しか
る後に凍結管２の周囲の凍結地盤４をコアチユー
ブ５でコア抜き掘削を行い、凍結した土質試料６
を地上へ引き上げるという方法である。
ない土質試料のサンプリング方法を実現すべく研
究開発をしてきた。従来一般の凍結サンプリング
方法は、第１図Ａ〜Ｄに示したように、地盤に掘
つたボーリング孔１の中に先端を閉じられた凍結
管２を挿入し、該凍結管２の中に液体窒素などの
冷媒を供給管３を通じて供給し、凍結管２の周囲
の地盤を所定の領域まで大きく凍結させる。しか
る後に凍結管２の周囲の凍結地盤４をコアチユー
ブ５でコア抜き掘削を行い、凍結した土質試料６
を地上へ引き上げるという方法である。
第１図Ａ〜Ｄに示した凍結サンプリング方法に
よれば、採取された凍結試料６は原位置における
密度及び地中応力が開放されていない、良質な乱
さない試料の採取ができる。しかし、この凍結サ
ンプリング方法の場合は、凍結管２が設置された
範囲の地盤を地表から全部凍結する方法なので、
地下の特定深度の土質試料だけを云わば部分的に
限定して効率良く凍結し採取するという訳にはい
かない。地表から凍結管２の先端までの地盤を全
部凍結するほかない構成なので、地下の深い特定
位置の地盤の状態だけを調査する場合でも、地表
からその深さまでの地盤を全部凍結してしまうか
ら大量の冷媒を必要とし、かつ凍結処理の所要時
間も長くかかつた。また、凍結した土質試料６を
引き上げる際、土質試料６は長い土柱となつてい
る（第１図Ｄ）ため作業は困難であり、効率と経
済性が甚だ悪いという欠点があり、解決すべき課
題となつている。
よれば、採取された凍結試料６は原位置における
密度及び地中応力が開放されていない、良質な乱
さない試料の採取ができる。しかし、この凍結サ
ンプリング方法の場合は、凍結管２が設置された
範囲の地盤を地表から全部凍結する方法なので、
地下の特定深度の土質試料だけを云わば部分的に
限定して効率良く凍結し採取するという訳にはい
かない。地表から凍結管２の先端までの地盤を全
部凍結するほかない構成なので、地下の深い特定
位置の地盤の状態だけを調査する場合でも、地表
からその深さまでの地盤を全部凍結してしまうか
ら大量の冷媒を必要とし、かつ凍結処理の所要時
間も長くかかつた。また、凍結した土質試料６を
引き上げる際、土質試料６は長い土柱となつてい
る（第１図Ｄ）ため作業は困難であり、効率と経
済性が甚だ悪いという欠点があり、解決すべき課
題となつている。
したがつて、本発明の目的は、地下の任意の深
さ位置の凍結土質試料を部分的に効率良く、しか
も経済的に採取できるように開発された土質試料
の凍結サンプリング方法を提供することである。
さ位置の凍結土質試料を部分的に効率良く、しか
も経済的に採取できるように開発された土質試料
の凍結サンプリング方法を提供することである。
上記従来技術の課題を解決するための手段とし
て、この発明に掛かる土質試料の凍結サンプリン
グ方法は、図面の第２図以下に好適な実施例を示
したとおり、 (イ) 地上から地下所定の深さまでは比較的大口径
の第一のボーリング孔１０を掘削し、この第一
のボーリング孔１０の底からは比較的小口径の
第二の孔１５を所望の深さまで一連に掘削する
工程と、 (ロ) 凍結管１７と断熱管１６とを一連に連結した
ものを、断熱管１６は前記第一のボーリング孔
１０の中に、そして、凍結管１７は前記第二の
孔１５の中にそれぞれ挿入して設置し、断熱管
１６を通じて凍結管１７に冷媒を導入して該凍
結管１７の周囲の地盤を所定の領域まで凍結さ
せる工程と、 (ハ) 前記断熱管１６を凍結管１７から切り離し、
しかる後に比較的大口径のコアチユーブ２２を
前記第一のボーリング孔１０を通じて挿入して
前記凍結管１７の周囲の凍結地盤のコア抜き掘
削を行い、コアチユーブ２２と共に凍結土質試
料１９を地上へ引き上げる工程とから成るこ
と、をそれぞれ特徴とする。
て、この発明に掛かる土質試料の凍結サンプリン
グ方法は、図面の第２図以下に好適な実施例を示
したとおり、 (イ) 地上から地下所定の深さまでは比較的大口径
の第一のボーリング孔１０を掘削し、この第一
のボーリング孔１０の底からは比較的小口径の
第二の孔１５を所望の深さまで一連に掘削する
工程と、 (ロ) 凍結管１７と断熱管１６とを一連に連結した
ものを、断熱管１６は前記第一のボーリング孔
１０の中に、そして、凍結管１７は前記第二の
孔１５の中にそれぞれ挿入して設置し、断熱管
１６を通じて凍結管１７に冷媒を導入して該凍
結管１７の周囲の地盤を所定の領域まで凍結さ
せる工程と、 (ハ) 前記断熱管１６を凍結管１７から切り離し、
しかる後に比較的大口径のコアチユーブ２２を
前記第一のボーリング孔１０を通じて挿入して
前記凍結管１７の周囲の凍結地盤のコア抜き掘
削を行い、コアチユーブ２２と共に凍結土質試
料１９を地上へ引き上げる工程とから成るこ
と、をそれぞれ特徴とする。
大口径の第一のボーリング孔１０は、地盤の地
表から地下の所定の深さ（調査域）まで地盤の非
凍結部分を形成するために役立つ。即ち、このボ
ーリング孔１０は、土質試料の採取を予定する部
位の直上に至る深さまで掘削される。断熱管１６
は、大口径のボーリング孔１０内の地下水及びそ
の外周の地盤が凍結するのを防止する。
表から地下の所定の深さ（調査域）まで地盤の非
凍結部分を形成するために役立つ。即ち、このボ
ーリング孔１０は、土質試料の採取を予定する部
位の直上に至る深さまで掘削される。断熱管１６
は、大口径のボーリング孔１０内の地下水及びそ
の外周の地盤が凍結するのを防止する。
第二の孔１５へ挿入された凍結管１７により、
その外周部分の地盤だけが部分的に凍結される。
その外周部分の地盤だけが部分的に凍結される。
大口径のコアチユーブ２２によるコア抜き掘削
によつて小口径の第二の孔１５の外周の乱されな
い凍結地盤２０が凍結土質試料１９として採取さ
れる。この凍結土質試料１９を切り出して乱され
ない土質試料を得ることができ、もつて精度の高
い地盤特性などの測定を行うことができる。
によつて小口径の第二の孔１５の外周の乱されな
い凍結地盤２０が凍結土質試料１９として採取さ
れる。この凍結土質試料１９を切り出して乱され
ない土質試料を得ることができ、もつて精度の高
い地盤特性などの測定を行うことができる。
次に図示した本発明の実施例を説明する。
第２図は、地上から地中の所定の深さまで比較
的大口径の第一のボーリング孔１０を掘削した段
階を示し、第３図は同ボーリング孔１０の内側に
ケーシング１１が設置された段階を示している。
但し、ボーリング孔１０の掘削とケーシングパイ
プの設置を並行して行うこともある。ボーリング
孔１０は、地下の調査しようとする部位の直上部
に達する深さまで掘削されている。
的大口径の第一のボーリング孔１０を掘削した段
階を示し、第３図は同ボーリング孔１０の内側に
ケーシング１１が設置された段階を示している。
但し、ボーリング孔１０の掘削とケーシングパイ
プの設置を並行して行うこともある。ボーリング
孔１０は、地下の調査しようとする部位の直上部
に達する深さまで掘削されている。
第４図は、前記第一のボーリング孔１０の孔底
から、比較的小口径の第二の孔１５をコアチユー
ブ１４で掘削している段階を示している。小口径
のコアチユーブ１４は、そのボーリングロツド１
２の途中位置に前記ケーシング１１の内面に内接
するセンターライザー１３を取付け、このセンタ
ーライザー１３によつて中心合わせをした上で掘
削が行われている。第二の孔１５の口径と深さ
は、後述する凍結管１７を挿入可能で、かつ調査
しようとする地層を深さ方向に全部含む深さとさ
れている。
から、比較的小口径の第二の孔１５をコアチユー
ブ１４で掘削している段階を示している。小口径
のコアチユーブ１４は、そのボーリングロツド１
２の途中位置に前記ケーシング１１の内面に内接
するセンターライザー１３を取付け、このセンタ
ーライザー１３によつて中心合わせをした上で掘
削が行われている。第二の孔１５の口径と深さ
は、後述する凍結管１７を挿入可能で、かつ調査
しようとする地層を深さ方向に全部含む深さとさ
れている。
第５図は、地上において断熱管１６の先に凍結
管１７を一連に凍結したものを用意し、その凍結
管１７を前記第二の孔１５の中へ挿入し設置した
段階を示している。凍結管１７の先端部には、温
度管理のための温度計１８が取付けられている。
断熱管１６と凍結管１７とは、ネジ接合などの分
離可能な機構で連結されている。断熱管１６は、
第一のボーリング孔１０の深さよりも充分に長い
ものであり、管体の内外面をグラスウールで被覆
され、かつ二重管の構造とされている。凍結管１
７は、第二の孔１５の深さよりも少し長いものと
されている。温度計１８は、凍結管１７の先端に
取付けた同径の塩化ビニル製（又はその他の合成
樹脂製でも可）の棒に取付けて設置されている。
管１７を一連に凍結したものを用意し、その凍結
管１７を前記第二の孔１５の中へ挿入し設置した
段階を示している。凍結管１７の先端部には、温
度管理のための温度計１８が取付けられている。
断熱管１６と凍結管１７とは、ネジ接合などの分
離可能な機構で連結されている。断熱管１６は、
第一のボーリング孔１０の深さよりも充分に長い
ものであり、管体の内外面をグラスウールで被覆
され、かつ二重管の構造とされている。凍結管１
７は、第二の孔１５の深さよりも少し長いものと
されている。温度計１８は、凍結管１７の先端に
取付けた同径の塩化ビニル製（又はその他の合成
樹脂製でも可）の棒に取付けて設置されている。
第６図と第７図は、上述の断熱管１６及び凍結
管１７の中に冷媒の注入管１９を挿入して設置し
（第６図）、その注入管１９に液体窒素の如き冷媒
を注入して凍結管１７の周囲の地盤を所定の領域
まで凍結させている段階を示している。地盤を所
定の領域まで凍結させるとは、凍結地盤２０の外
径が、後述のコアチユーブ２２でコア抜き掘削す
る場合に、同コアチユーブ２２の外径よりは幾分
大きいことを意味する（第１０，１１図を参照）。
上述した地盤の凍結工程において、温度計１８に
よる凍結地盤２０の温度管理が行われ、もつて同
凍結地盤２０が所定の領域まで凍結されたかを知
得する。凍結地盤２０は、凍結管１７を中心とし
て一次元的に凍結されているので、同地盤本来の
密度や地中応力その他の特性はそつくりそのまま
保存されている。
管１７の中に冷媒の注入管１９を挿入して設置し
（第６図）、その注入管１９に液体窒素の如き冷媒
を注入して凍結管１７の周囲の地盤を所定の領域
まで凍結させている段階を示している。地盤を所
定の領域まで凍結させるとは、凍結地盤２０の外
径が、後述のコアチユーブ２２でコア抜き掘削す
る場合に、同コアチユーブ２２の外径よりは幾分
大きいことを意味する（第１０，１１図を参照）。
上述した地盤の凍結工程において、温度計１８に
よる凍結地盤２０の温度管理が行われ、もつて同
凍結地盤２０が所定の領域まで凍結されたかを知
得する。凍結地盤２０は、凍結管１７を中心とし
て一次元的に凍結されているので、同地盤本来の
密度や地中応力その他の特性はそつくりそのまま
保存されている。
第８図は、前記地盤の凍結工程において、第一
のボーリング孔１０内の孔内水たる地下水（又は
汚水、地盤安定液など）の凍結を防ぐため同ボー
リング孔１０内に送水管２１を挿入し、先端から
水を送り込んで孔内水の循環流動を生じさせ、も
つて断熱管１６の周囲の孔内水及び地番の凍結を
防ぐ処理の模様を示している。
のボーリング孔１０内の孔内水たる地下水（又は
汚水、地盤安定液など）の凍結を防ぐため同ボー
リング孔１０内に送水管２１を挿入し、先端から
水を送り込んで孔内水の循環流動を生じさせ、も
つて断熱管１６の周囲の孔内水及び地番の凍結を
防ぐ処理の模様を示している。
第９図は、凍結工程の終了後に、断熱管１６を
凍結管１７から分離して撤去した段階を示してい
る。
凍結管１７から分離して撤去した段階を示してい
る。
第１０図は、第一のボーリング孔１０を通じて
比較的大口径のコアチユーブ２２を挿入し、凍結
管１７の周囲の凍結地盤２０のコア抜き掘削を行
つている段階を示している。凍結管１７の上端に
は引き上げ用のロツド２３が連結されている。こ
の引き上げ用ロツド２３は、ケーシング１１の内
面に内接するセンターライザーによつて中心合わ
せが行われている。
比較的大口径のコアチユーブ２２を挿入し、凍結
管１７の周囲の凍結地盤２０のコア抜き掘削を行
つている段階を示している。凍結管１７の上端に
は引き上げ用のロツド２３が連結されている。こ
の引き上げ用ロツド２３は、ケーシング１１の内
面に内接するセンターライザーによつて中心合わ
せが行われている。
第１１図は、コア抜き掘削された凍結土質試料
１９をコアチユーブ２２と共に引き上げ用ロツド
２３で地上へ引き上げつつある段階を示してい
る。この凍結土質試料１９は、原位置地盤の密度
や地中応力などの特性がそつくり保存され凍結さ
れているので、地上へ引き上げられた凍結土質試
料１９を切り出して所望大きさ、形状の土質試料
を取得することにより、乱れない試料によつて原
位置地盤の正確無比の調査が出来るという訳であ
る。
１９をコアチユーブ２２と共に引き上げ用ロツド
２３で地上へ引き上げつつある段階を示してい
る。この凍結土質試料１９は、原位置地盤の密度
や地中応力などの特性がそつくり保存され凍結さ
れているので、地上へ引き上げられた凍結土質試
料１９を切り出して所望大きさ、形状の土質試料
を取得することにより、乱れない試料によつて原
位置地盤の正確無比の調査が出来るという訳であ
る。
以上に実施例と併せて詳述したとおりであつ
て、この発明に係る土質試料の凍結サンプリング
方法によれば、地中の所望深度の調査対象部分を
特定してすこぶる経済的に効率良く土質試料の採
取を行うことができるから、大型構造物の建設の
際の安全設計に大いに寄与するのである。
て、この発明に係る土質試料の凍結サンプリング
方法によれば、地中の所望深度の調査対象部分を
特定してすこぶる経済的に効率良く土質試料の採
取を行うことができるから、大型構造物の建設の
際の安全設計に大いに寄与するのである。
第１図は一般的な凍結サンプリング方法の手順
を示す説明図である。第２図乃至第１１図は本発
明に係る凍結サンプリング方法の工程説明図であ
る。 １０……第一のボーリング孔、１５……第二の
孔、１６……断熱管、１７……凍結管、２２……
コアチユーブ、１９……凍結土質試料。
を示す説明図である。第２図乃至第１１図は本発
明に係る凍結サンプリング方法の工程説明図であ
る。 １０……第一のボーリング孔、１５……第二の
孔、１６……断熱管、１７……凍結管、２２……
コアチユーブ、１９……凍結土質試料。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ (イ) 地上から所定の深さまでは比較的大口径
の第一のボーリング孔を掘削し、この第一のボ
ーリング孔の底からは比較的小口径の第二の孔
を所望の深さまで一連に掘削する工程と、 (ロ) 凍結管と断熱管とを一連に連結したものを、
断熱管は前記第一のボーリング孔中に、そし
て、凍結管は前記第二の孔の中にそれぞれ挿入
して設置し、断熱管を通じて凍結管に冷媒を導
入し該凍結管の周囲の地盤を所定の領域まで凍
結させると工程と、 (ハ) 前記断熱管を凍結管から切り離し、しかる後
に比較的大口径のコアチユーブを前記第一のボ
ーリング孔を通じて挿入し前記凍結管の周囲の
凍結地盤のコア抜き掘削を行い、コアチユーブ
と共に凍結土質試料を地上へ引き上げる工程と
から成ること、 を特徴とする土質試料の凍結サンプリング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20869983A JPS60100737A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 土質試料の凍結サンプリング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20869983A JPS60100737A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 土質試料の凍結サンプリング方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60100737A JPS60100737A (ja) | 1985-06-04 |
| JPH0317036B2 true JPH0317036B2 (ja) | 1991-03-07 |
Family
ID=16560607
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20869983A Granted JPS60100737A (ja) | 1983-11-07 | 1983-11-07 | 土質試料の凍結サンプリング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60100737A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015013394A (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 切削装置、試料採取システム、試料採取方法 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104458317B (zh) * | 2014-09-19 | 2017-04-19 | 航天东方红卫星有限公司 | 微弱引力天体岩石骤冷采样方法 |
| JP7107774B2 (ja) * | 2018-07-20 | 2022-07-27 | 基礎地盤コンサルタンツ株式会社 | 地盤試料のサンプリング方法及びサンプリング装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3221558A (en) * | 1963-05-31 | 1965-12-07 | Kennecott Copper Corp | Sampling method and apparatus |
| JPS4924707A (ja) * | 1972-07-10 | 1974-03-05 |
-
1983
- 1983-11-07 JP JP20869983A patent/JPS60100737A/ja active Granted
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3221558A (en) * | 1963-05-31 | 1965-12-07 | Kennecott Copper Corp | Sampling method and apparatus |
| JPS4924707A (ja) * | 1972-07-10 | 1974-03-05 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015013394A (ja) * | 2013-07-03 | 2015-01-22 | 独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構 | 切削装置、試料採取システム、試料採取方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60100737A (ja) | 1985-06-04 |
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