JPH05215747A - 可視化した三軸型パイピング試験装置及び試験方法 - Google Patents
可視化した三軸型パイピング試験装置及び試験方法Info
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- JPH05215747A JPH05215747A JP1751292A JP1751292A JPH05215747A JP H05215747 A JPH05215747 A JP H05215747A JP 1751292 A JP1751292 A JP 1751292A JP 1751292 A JP1751292 A JP 1751292A JP H05215747 A JPH05215747 A JP H05215747A
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Abstract
(57)【要約】 (修正有)
【目的】 実地盤の土の透水性能を、実地盤に等しい三
軸応力状態の下で可視化して行なう三軸型パイピング試
験装置と方法を提供する。 【構成】 供試体4をゴム膜15でシールし、軸方向の
両端に原位置地盤と等しい大きさの上載圧を加え、周側
面に側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を加える。供
試体4に上載圧を加える部材と供試体4の端部間に、上
載圧は伝達するがボイリングは拘束しない構造のスペー
サ14を介在させ、部材3に供試体4の上端の挙動を撮
影するテレビカメラを設置し、モニター装置26と撮影
装置28を接続する。供試体4の軸方向に通過させる水
は、気泡を消し供試体4の飽和度を100%近くまで上
げるバックプレッシャーをかけた水を使用し、供給圧力
と排水圧力はパイピング試験に必要な大きさの水頭差を
付与してパイピング試験を行ない、モニター装置26の
画面を通じて直接供試体4の上端の挙動を観察し撮影も
行なう。
軸応力状態の下で可視化して行なう三軸型パイピング試
験装置と方法を提供する。 【構成】 供試体4をゴム膜15でシールし、軸方向の
両端に原位置地盤と等しい大きさの上載圧を加え、周側
面に側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を加える。供
試体4に上載圧を加える部材と供試体4の端部間に、上
載圧は伝達するがボイリングは拘束しない構造のスペー
サ14を介在させ、部材3に供試体4の上端の挙動を撮
影するテレビカメラを設置し、モニター装置26と撮影
装置28を接続する。供試体4の軸方向に通過させる水
は、気泡を消し供試体4の飽和度を100%近くまで上
げるバックプレッシャーをかけた水を使用し、供給圧力
と排水圧力はパイピング試験に必要な大きさの水頭差を
付与してパイピング試験を行ない、モニター装置26の
画面を通じて直接供試体4の上端の挙動を観察し撮影も
行なう。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、実地盤の土の透水性
能(パイピング特性、ボイリング特性)を把握、確認す
るため実施されるパイピング及びボイリング(以下、パ
イピングと略す)試験装置と試験方法に係り、さらに云
えば、実地盤に等しい三軸応力状態の下で行なわれるパ
イピング試験の状況を直接目視観察可能に可視化した三
軸型パイピング試験装置及び試験方法に関する。
能(パイピング特性、ボイリング特性)を把握、確認す
るため実施されるパイピング及びボイリング(以下、パ
イピングと略す)試験装置と試験方法に係り、さらに云
えば、実地盤に等しい三軸応力状態の下で行なわれるパ
イピング試験の状況を直接目視観察可能に可視化した三
軸型パイピング試験装置及び試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】実地盤の土のパイピング特性あるいはボ
イリング特性を把握、確認することは、例えばダム建設
に当り、ダムサイトの地盤調査項目として重要である。
その試験方法を大別すると、供試体を人工的に作る場
合と、実地盤から不攪乱試料を採取して供試体を作る
場合とがある。また、応力状態については、非三軸タ
イプと、できるだけ実地盤に近い三軸応力状態で試験
する場合、とがある。
イリング特性を把握、確認することは、例えばダム建設
に当り、ダムサイトの地盤調査項目として重要である。
その試験方法を大別すると、供試体を人工的に作る場
合と、実地盤から不攪乱試料を採取して供試体を作る
場合とがある。また、応力状態については、非三軸タ
イプと、できるだけ実地盤に近い三軸応力状態で試験
する場合、とがある。
【0003】上記の供試体を人工的に作る場合、及び
同の実地盤とは応力状態が全く相関のない非三軸タイ
プ試験の結果は、実地盤の性状に即したものと云えず、
原位置の土の透水性能を正確に把握し得ない。次に、上
記、に該当する従来の三軸型パイピング試験方法及
び装置は、図4に例示したように、圧力容器(セル)1
内でペデスタル2とトップキャップ3とで供試体4の上
下端が挟持され、ピストン5がトップキャップ3を介し
て供試体4に実地盤の上載圧を加える。圧力容器1内に
満たされたセル液を加圧して、供試体4の周側面に任意
の拘束圧が加えられる。供試体4の下端とペデスタル2
との間に介在させたポーラスストーン25を通じて供試
体4に給水管6が接続されている。また、供試体4の上
端とトップキャップ3との間に介在させたポーラススト
ーン25を通じて供試体4に排水管7が接続されてい
る。圧力容器1内のセル液の圧力は、側圧制御装置8で
調整される。
同の実地盤とは応力状態が全く相関のない非三軸タイ
プ試験の結果は、実地盤の性状に即したものと云えず、
原位置の土の透水性能を正確に把握し得ない。次に、上
記、に該当する従来の三軸型パイピング試験方法及
び装置は、図4に例示したように、圧力容器(セル)1
内でペデスタル2とトップキャップ3とで供試体4の上
下端が挟持され、ピストン5がトップキャップ3を介し
て供試体4に実地盤の上載圧を加える。圧力容器1内に
満たされたセル液を加圧して、供試体4の周側面に任意
の拘束圧が加えられる。供試体4の下端とペデスタル2
との間に介在させたポーラスストーン25を通じて供試
体4に給水管6が接続されている。また、供試体4の上
端とトップキャップ3との間に介在させたポーラススト
ーン25を通じて供試体4に排水管7が接続されてい
る。圧力容器1内のセル液の圧力は、側圧制御装置8で
調整される。
【0004】上述した従来の試験装置によれば、供試体
4にピストン5を通じて所定大きさの上載圧を加え、側
圧制御装置8によって供試体4の周側面に所定大きさの
拘束圧を加えた上で、給水管6を通じて供給する水と、
排水管7を通じて排除する水とに、水中の気泡を消して
供試体4の飽和度を100%近くまで上げたバックプレ
ッシャーH0 と、パイピング試験に必要な大きさの水頭
差H1 とを設定し、水みちが発生するパイピング及びボ
イリングの発生水圧を確認する試験が行なわれる。
4にピストン5を通じて所定大きさの上載圧を加え、側
圧制御装置8によって供試体4の周側面に所定大きさの
拘束圧を加えた上で、給水管6を通じて供給する水と、
排水管7を通じて排除する水とに、水中の気泡を消して
供試体4の飽和度を100%近くまで上げたバックプレ
ッシャーH0 と、パイピング試験に必要な大きさの水頭
差H1 とを設定し、水みちが発生するパイピング及びボ
イリングの発生水圧を確認する試験が行なわれる。
【0005】
【本発明が解決しようとする課題】図4に示した従来の
三軸型パイピング試験方法及び装置は、ピストン5によ
る上載圧、及びセル液による供試体周側面への拘束圧を
加えた三軸応力状態を実現するが、この応力状態は厳密
には等方応力状態を実現するにすぎない。とりわけ供試
体周側面の拘束圧は、側方向ひずみを拘束する大きさの
圧力を加える、所謂K0 状態にはなっていないので、実
地盤の応力状態の下でのパイピング試験とは言えず、試
験結果の精度、信頼性に問題がある。
三軸型パイピング試験方法及び装置は、ピストン5によ
る上載圧、及びセル液による供試体周側面への拘束圧を
加えた三軸応力状態を実現するが、この応力状態は厳密
には等方応力状態を実現するにすぎない。とりわけ供試
体周側面の拘束圧は、側方向ひずみを拘束する大きさの
圧力を加える、所謂K0 状態にはなっていないので、実
地盤の応力状態の下でのパイピング試験とは言えず、試
験結果の精度、信頼性に問題がある。
【0006】また、供試体4の上端は、ポーラスストー
ン25を介して直接トップキャップ3と全面的に接触し
て上載圧を受ける構造なので、パイピングやボイリング
の発生が機械的な力で拘束を受け、パイピング特性、ボ
イリング特性を過少評価する可能性が高い。要するに、
パイピングの発生状況を直接目視で観察出来れば、前記
過少評価の虞はないのであるが、従来、可視化した試験
装置、試験方法がなく、この点が解決するべき課題にな
っている。
ン25を介して直接トップキャップ3と全面的に接触し
て上載圧を受ける構造なので、パイピングやボイリング
の発生が機械的な力で拘束を受け、パイピング特性、ボ
イリング特性を過少評価する可能性が高い。要するに、
パイピングの発生状況を直接目視で観察出来れば、前記
過少評価の虞はないのであるが、従来、可視化した試験
装置、試験方法がなく、この点が解決するべき課題にな
っている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の課題
を解決するための手段として、この発明に係る可視化し
た三軸型パイピング試験装置は、図1〜図3に実施例を
示したように、三軸圧力容器の中で供試体のパイピング
試験を行なう試験装置において、 (イ) 供試体4の上下の端部を挟むペデスタル2とト
ップキャップ3とが圧力容器1内の略中心部の上下に配
置され、トップキャップ3は前記供試体4に上載圧を負
荷させるピストン5に取り付けられており、ペデスタル
2に供試体4の下端に脱気水を供給する給水管6が接続
され、トップキャップ3には供試体4を通過してきた水
を排除する排水管7が接続されている。 (ロ) 前記圧力容器1内の前記ペデスタル2及びトッ
プキャップ3で挟持された供試体4の外周位置に、上端
が圧力容器1内上部の加圧空間10に開放され内径が比
較的に小さい内セル11が設置され、この内セル11内
に前記供試体4を水没させる程度に満たされたセル液1
2の液面変化を計測する水位センサー13が設置されて
いる。 (ハ) 供試体4の上端とトップキャップ3との間に、
トップキャップ3の上載圧を供試体4に伝達するがボイ
リングは拘束しない構造のスペーサ14が介在され、ペ
デスタル2には前記スペーサ14の空所14aを通じて
供試体4の上端の挙動を撮影するテレビカメラ27が設
置され、このテレビカメラ27にモニター装置26及び
写真撮影装置28が接続されている。 (ニ) 前記給水管6を通じて供給する脱気水と、前記
排水管7を通じて排出される排水とに、パイピング試験
に必要な大きさの水頭差H1 とバックプレッシャーH0
が付与されること、をそれぞれ特徴とする。
を解決するための手段として、この発明に係る可視化し
た三軸型パイピング試験装置は、図1〜図3に実施例を
示したように、三軸圧力容器の中で供試体のパイピング
試験を行なう試験装置において、 (イ) 供試体4の上下の端部を挟むペデスタル2とト
ップキャップ3とが圧力容器1内の略中心部の上下に配
置され、トップキャップ3は前記供試体4に上載圧を負
荷させるピストン5に取り付けられており、ペデスタル
2に供試体4の下端に脱気水を供給する給水管6が接続
され、トップキャップ3には供試体4を通過してきた水
を排除する排水管7が接続されている。 (ロ) 前記圧力容器1内の前記ペデスタル2及びトッ
プキャップ3で挟持された供試体4の外周位置に、上端
が圧力容器1内上部の加圧空間10に開放され内径が比
較的に小さい内セル11が設置され、この内セル11内
に前記供試体4を水没させる程度に満たされたセル液1
2の液面変化を計測する水位センサー13が設置されて
いる。 (ハ) 供試体4の上端とトップキャップ3との間に、
トップキャップ3の上載圧を供試体4に伝達するがボイ
リングは拘束しない構造のスペーサ14が介在され、ペ
デスタル2には前記スペーサ14の空所14aを通じて
供試体4の上端の挙動を撮影するテレビカメラ27が設
置され、このテレビカメラ27にモニター装置26及び
写真撮影装置28が接続されている。 (ニ) 前記給水管6を通じて供給する脱気水と、前記
排水管7を通じて排出される排水とに、パイピング試験
に必要な大きさの水頭差H1 とバックプレッシャーH0
が付与されること、をそれぞれ特徴とする。
【0008】また、第2の発明に係る可視化した三軸型
パイピング試験方法は、三軸応力が作用する条件下で供
試体のパイピング試験を行なう方法において、(a)
供試体4は、その外周面にゴム膜15を被せてシールす
ること、(b) 前記供試体4の軸方向の両端に原位置
地盤と等しい大きさの上載圧を加え、周側面に側方向ひ
ずみを拘束する大きさの圧力を加えること、(c) 供
試体4に上載圧を加える部材3と供試体4の端部との間
に、上載圧は伝達するがボイリングは拘束しない構造の
スペーサ14を介在させると共に前記上載圧を加える部
材3に供試体4の上端の挙動を撮影するテレビカメラ2
7を設置すること、(d) 供試体4の軸方向に通過さ
せる水は、脱気水又は気泡を消し供試体4の飽和度を1
00%近くまで上げるバックプレッシャーをかけた水を
使用し、該水の供給圧力と排水圧力とにはパイピング試
験に必要な大きさの水頭差H1 を付与してパイピング試
験を行ない、試験状況をモニター装置26の画面を通じ
て直接供試体4の上端の挙動を観察し必要に応じて写真
撮影すること、をそれぞれ特徴とする。
パイピング試験方法は、三軸応力が作用する条件下で供
試体のパイピング試験を行なう方法において、(a)
供試体4は、その外周面にゴム膜15を被せてシールす
ること、(b) 前記供試体4の軸方向の両端に原位置
地盤と等しい大きさの上載圧を加え、周側面に側方向ひ
ずみを拘束する大きさの圧力を加えること、(c) 供
試体4に上載圧を加える部材3と供試体4の端部との間
に、上載圧は伝達するがボイリングは拘束しない構造の
スペーサ14を介在させると共に前記上載圧を加える部
材3に供試体4の上端の挙動を撮影するテレビカメラ2
7を設置すること、(d) 供試体4の軸方向に通過さ
せる水は、脱気水又は気泡を消し供試体4の飽和度を1
00%近くまで上げるバックプレッシャーをかけた水を
使用し、該水の供給圧力と排水圧力とにはパイピング試
験に必要な大きさの水頭差H1 を付与してパイピング試
験を行ない、試験状況をモニター装置26の画面を通じ
て直接供試体4の上端の挙動を観察し必要に応じて写真
撮影すること、をそれぞれ特徴とする。
【0009】
【作用】供試体4の軸方向に実地盤と等しい上載圧を加
え、周側面には側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を
加えてK0 状態とするので、実地盤の応力状態を再現し
たパイピング試験が行なえる。しかも、水が通過する供
試体上端のパイピング又はボイリングの発生は、スペー
サ14の存在によって拘束を受けないので、供試体4の
パイピング特性あるいはボイリング特性を妨げられな
い。さらにパイピング、ボイリングの発生状況、臨界的
挙動などは直接モニター装置26のテレビ画面で目視観
察できるし、必要に応じて写真撮影も行なえる。
え、周側面には側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を
加えてK0 状態とするので、実地盤の応力状態を再現し
たパイピング試験が行なえる。しかも、水が通過する供
試体上端のパイピング又はボイリングの発生は、スペー
サ14の存在によって拘束を受けないので、供試体4の
パイピング特性あるいはボイリング特性を妨げられな
い。さらにパイピング、ボイリングの発生状況、臨界的
挙動などは直接モニター装置26のテレビ画面で目視観
察できるし、必要に応じて写真撮影も行なえる。
【0010】
【実施例】次に、図1〜図3に示した本発明の実施例を
説明する。図1に示した三軸型パイピング試験装置も、
上盤16と下盤17及び外セルとで構成された圧力容器
1内の略中心部の上下に、供試体4の上下の端部を挟む
ペデスタル2とトップキャップ3が配置されている。ペ
デスタル2は下盤17に固定され、トップキャップ3は
供試体4に上載圧を加えるピストン5に取付けられてい
る。ペデスタル2及びトップキャップ3は、各々ポーラ
スストーン25を介して供試体4を挟持する構成とされ
ている。ペデスタル2には、前記ポーラスストーン25
を介して供試体4の下端に脱気水を供給する給水管6が
接続されている。また、トップキャップ3には、前記ポ
ーラスストーン25を通じて供試体4を軸方向に通過し
てきた水を排除する排水管7が接続されている。
説明する。図1に示した三軸型パイピング試験装置も、
上盤16と下盤17及び外セルとで構成された圧力容器
1内の略中心部の上下に、供試体4の上下の端部を挟む
ペデスタル2とトップキャップ3が配置されている。ペ
デスタル2は下盤17に固定され、トップキャップ3は
供試体4に上載圧を加えるピストン5に取付けられてい
る。ペデスタル2及びトップキャップ3は、各々ポーラ
スストーン25を介して供試体4を挟持する構成とされ
ている。ペデスタル2には、前記ポーラスストーン25
を介して供試体4の下端に脱気水を供給する給水管6が
接続されている。また、トップキャップ3には、前記ポ
ーラスストーン25を通じて供試体4を軸方向に通過し
てきた水を排除する排水管7が接続されている。
【0011】圧力容器1内において、前記ペデスタル2
及びトップキャップ3、あるいはこれらで挟持された供
試体4の外周位置に、上端を圧力容器1内の加圧空間1
0に開放され内径が必要最小限度に小さく透明な内セル
11が設置されている。かくして圧力容器1内は二重管
構造に構成され、各々の室に水又は不凍液の如きセル液
12が収容されている。特に、内セル11内には、供試
体4を完全に水没させる程度の水位までセル液12が満
たされている。そして、該内セル11の上部に、図2に
詳示したように計器ハウジング18を設け、水位センサ
ー13が設置されている。即ち、計器ハウジング18の
下底にギャップセンサー19が設置され、その真っ直ぐ
上方のセル液液面上にフロート20が浮かべられ、フロ
ート20の上下変位(ギャップの大小)をギャップセン
サー19に発生する誘導電圧の変化(大きさ)としてリ
アルタイムに電気値として計測する。
及びトップキャップ3、あるいはこれらで挟持された供
試体4の外周位置に、上端を圧力容器1内の加圧空間1
0に開放され内径が必要最小限度に小さく透明な内セル
11が設置されている。かくして圧力容器1内は二重管
構造に構成され、各々の室に水又は不凍液の如きセル液
12が収容されている。特に、内セル11内には、供試
体4を完全に水没させる程度の水位までセル液12が満
たされている。そして、該内セル11の上部に、図2に
詳示したように計器ハウジング18を設け、水位センサ
ー13が設置されている。即ち、計器ハウジング18の
下底にギャップセンサー19が設置され、その真っ直ぐ
上方のセル液液面上にフロート20が浮かべられ、フロ
ート20の上下変位(ギャップの大小)をギャップセン
サー19に発生する誘導電圧の変化(大きさ)としてリ
アルタイムに電気値として計測する。
【0012】要するに、この三軸型パイピング装置は、
ピストン5により実地盤と等しい上載圧を供試体4に作
用させる。また、中央制御装置21により調整された空
気圧22を圧力容器1内の加圧空間10に作用させ、ひ
いては内セル11内のセル液12を通じて供試体4の周
側面に側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を作用させ
てK0 状態とする。つまり、供試体4の側方向ひずみの
発生は、内セル11内のセル液12の液面変化として水
位センサー13で把握し、その計測値が入力された中央
制御装置21の演算処理により加圧空間10内の空気圧
22の大きさを調整して実地盤の応力状態と等しいK0
状態が実現されるのである。
ピストン5により実地盤と等しい上載圧を供試体4に作
用させる。また、中央制御装置21により調整された空
気圧22を圧力容器1内の加圧空間10に作用させ、ひ
いては内セル11内のセル液12を通じて供試体4の周
側面に側方向ひずみを拘束する大きさの圧力を作用させ
てK0 状態とする。つまり、供試体4の側方向ひずみの
発生は、内セル11内のセル液12の液面変化として水
位センサー13で把握し、その計測値が入力された中央
制御装置21の演算処理により加圧空間10内の空気圧
22の大きさを調整して実地盤の応力状態と等しいK0
状態が実現されるのである。
【0013】この試験に使用する供試体4は、不攪乱試
料から作る。従来、実地盤から乱されない不攪乱試料を
採取する方法としては、ブロックサンプリング法、チュ
ーブサンプリング法、凍結サンプリング法などが知ら
れ、実施されている。供試体4は、前記いずれかの方法
で採取した不攪乱試料を適当な大きさ(直径7cm、軸方
向長さ10mぐらい)の円柱形ピースに切り出し、その
外周面にゴム膜15を被せることによってシールし形成
される。なお、不攪乱試料から円柱形ピースを切り出す
要領として、実地盤における土層構成の境界層と並行な
向きに軸線を持つ円柱形ピースを切り出して供試体4を
作ると、前記境界層に沿うパイピング特性の試験を行な
えることになって極めて有意義である。
料から作る。従来、実地盤から乱されない不攪乱試料を
採取する方法としては、ブロックサンプリング法、チュ
ーブサンプリング法、凍結サンプリング法などが知ら
れ、実施されている。供試体4は、前記いずれかの方法
で採取した不攪乱試料を適当な大きさ(直径7cm、軸方
向長さ10mぐらい)の円柱形ピースに切り出し、その
外周面にゴム膜15を被せることによってシールし形成
される。なお、不攪乱試料から円柱形ピースを切り出す
要領として、実地盤における土層構成の境界層と並行な
向きに軸線を持つ円柱形ピースを切り出して供試体4を
作ると、前記境界層に沿うパイピング特性の試験を行な
えることになって極めて有意義である。
【0014】本発明の場合、上記のようにして作った供
試体4は、図3に詳示したように、該供試体4の上端と
トップキャップ3との間に、トップキャップ3からの上
載圧を供試体4に伝えるが供試体上端のパイピング又は
ボイリングを妨げない、リング状のスペーサ14を介在
させたことを特徴としている。このリング状のスペーサ
14は、透明なアクリル樹脂で形成され、厚さを5mm、
外径は70mm、内径が50mmぐらいに形成されている。
もっとも、スペーサ14は、前述した上載圧を伝達し、
ボイリングを妨げない構成であればよいので、井桁構造
や格子構造、又は幾重かの同心円リング構造や格子構造
のものを同様に使用可能である。
試体4は、図3に詳示したように、該供試体4の上端と
トップキャップ3との間に、トップキャップ3からの上
載圧を供試体4に伝えるが供試体上端のパイピング又は
ボイリングを妨げない、リング状のスペーサ14を介在
させたことを特徴としている。このリング状のスペーサ
14は、透明なアクリル樹脂で形成され、厚さを5mm、
外径は70mm、内径が50mmぐらいに形成されている。
もっとも、スペーサ14は、前述した上載圧を伝達し、
ボイリングを妨げない構成であればよいので、井桁構造
や格子構造、又は幾重かの同心円リング構造や格子構造
のものを同様に使用可能である。
【0015】本発明の次の特徴は、図3に示したよう
に、前記トップキャップ3及びポーラスストーン25の
側に、前記スペーサ14の空所14aを通じて供試体4
の上端の挙動を直接撮影可能な態様でテレビカメラ25
が設置され、該テレビカメラ25は外のモニター装置2
6及び写真撮影装置28と接続されていることである。
従って、上記構成の三軸型パイピング試験装置は、供試
体4の上端が上記スペーサ14を介しトップキャップ3
に挟持され、かつ上述したように実地盤応力状態に等し
い上載圧と側方向ひずみを拘束するK0 状態による三軸
応力状態を実現した上で、給水管6と排水管7との間に
パイピング試験に必要な大きさの水頭差H1 を付与して
パイピング試験が行なわれる。パイピングあるいはボイ
リングが発生する水頭差H1 の確認がモニター装置26
の画面を通じて直接目視による観察が行なわれる。必要
に応じて写真撮影をして記録もされる。内セル11及び
ゴム膜15を透明材で形成すると、パイピング特性ある
いはボイリング特性を外部から覗いて目視確認すること
も可能になる。パイピング試験に使用する水が完全な脱
気水でない場合は、前記の水頭差H1 は、水中の気泡を
消して供試体4の飽和度を100%近くまで上げるのに
必要なバックプレッシャーを包含した大きさとされる
(図4参照)。
に、前記トップキャップ3及びポーラスストーン25の
側に、前記スペーサ14の空所14aを通じて供試体4
の上端の挙動を直接撮影可能な態様でテレビカメラ25
が設置され、該テレビカメラ25は外のモニター装置2
6及び写真撮影装置28と接続されていることである。
従って、上記構成の三軸型パイピング試験装置は、供試
体4の上端が上記スペーサ14を介しトップキャップ3
に挟持され、かつ上述したように実地盤応力状態に等し
い上載圧と側方向ひずみを拘束するK0 状態による三軸
応力状態を実現した上で、給水管6と排水管7との間に
パイピング試験に必要な大きさの水頭差H1 を付与して
パイピング試験が行なわれる。パイピングあるいはボイ
リングが発生する水頭差H1 の確認がモニター装置26
の画面を通じて直接目視による観察が行なわれる。必要
に応じて写真撮影をして記録もされる。内セル11及び
ゴム膜15を透明材で形成すると、パイピング特性ある
いはボイリング特性を外部から覗いて目視確認すること
も可能になる。パイピング試験に使用する水が完全な脱
気水でない場合は、前記の水頭差H1 は、水中の気泡を
消して供試体4の飽和度を100%近くまで上げるのに
必要なバックプレッシャーを包含した大きさとされる
(図4参照)。
【0016】
【本発明が奏する効果】本発明に係る可視化した三軸型
パイピング試験装置及び試験方法によれば、実地盤に即
した条件下での試験が行なわれ、その試験結果を容易に
精度良く得られ、パイピング特性あるいはボイリング特
性を高い信頼性のもとに確認評価できると共に、パイピ
ングやボイリングの発生状況をモニター装置26の画面
で直接観察できるほか、写真撮影装置28により写真を
撮って記録できるので、確認、評価を誤解する虞がな
く、地盤調査の実効性を大いに高らしめるのである。
パイピング試験装置及び試験方法によれば、実地盤に即
した条件下での試験が行なわれ、その試験結果を容易に
精度良く得られ、パイピング特性あるいはボイリング特
性を高い信頼性のもとに確認評価できると共に、パイピ
ングやボイリングの発生状況をモニター装置26の画面
で直接観察できるほか、写真撮影装置28により写真を
撮って記録できるので、確認、評価を誤解する虞がな
く、地盤調査の実効性を大いに高らしめるのである。
【図1】本発明に係る三軸型パイピング試験装置の全体
図である。
図である。
【図2】内セルの水位センサー部分を拡大して示した断
面図である。
面図である。
【図3】供試体とスペーサ及びトップキャップ及びテレ
ビカメラの関係を詳示した断面図である。
ビカメラの関係を詳示した断面図である。
【図4】従来のパイピング試験装置の全体図である。
4 供試体 2 ペデスタル 3 トップキャップ 1 圧力容器 5 ピストン 6 給水管 7 排水管 10 加圧空間 11 内セル 12 セル液 13 水位センサー 14 スペーサ H 水頭差 25 テレビカメラ 26 モニターテレビ 15 ゴム膜
フロントページの続き (72)発明者 阿部 秋男 茨城県つくば市梅園二丁目1番12号 株式 会社東京ソイルリサーチつくば事務所内 (72)発明者 福元 俊一 東京都目黒区東が丘二丁目11番16号 株式 会社東京ソイルリサーチ内 (72)発明者 坂口 修司 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中土木内 (72)発明者 森嶋 章 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中土木内 (72)発明者 高橋 三津彦 東京都中央区銀座八丁目21番1号 株式会 社竹中土木内 (72)発明者 畑中 宗憲 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 鈴木 善雄 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内 (72)発明者 内田 明彦 東京都江東区南砂二丁目5番14号 株式会 社竹中工務店技術研究所内
Claims (2)
- 【請求項1】三軸圧力容器の中で供試体のパイピング試
験を行なう試験装置において、(イ) 供試体の上下の
端部を挟むペデスタルとトップキャップは圧力容器内の
略中心部の上下に配置され、トップキャップは前記供試
体に上載圧を負荷させるピストンに取り付けられてお
り、ペデスタルには供試体の下端に脱気水を供給する給
水管が接続され、トップキャップには供試体を通過して
きた水を排除する排水管が接続されていること、(ロ)
前記圧力容器内の前記ペデスタル及びトップキャップ
で挟持された供試体の外周位置には、上端が圧力容器内
上部の加圧空間に開放され内径が比較的に小さい内セル
が設置され、この内セル内に前記供試体を水没させる程
度に満たされたセル液の液面変化を計測する水位センサ
ーが設置されていること、(ハ) 供試体の上端とトッ
プキャップとの間に、トップキャップの上載圧を供試体
に伝達するがボイリングは拘束しない構造のスペーサが
介在され、ペデスタルには前記スペーサの空所を通じて
供試体の上端の挙動を撮影するテレビカメラが設置さ
れ、このテレビカメラにモニター装置及び写真撮影装置
が接続されていること、(ニ) 前記給水管を通じて供
給する脱気水と、前記排水管を通じて排出される排水と
には、パイピング試験に必要な大きさの水頭差が付与さ
れること、をそれぞれ特徴とする、可視化した三軸型パ
イピング試験装置。 - 【請求項2】三軸圧力が作用する条件下で供試体のパイ
ピング試験を行なう方法において、(a) 供試体は、
その外周面にゴム膜を被せてシールすること、(b)
前記供試体の軸方向の両端には原位置地盤と等しい大き
さの上載圧を加え、周側面に側方向ひずみを拘束する大
きさの圧力を加えること、(c) 供試体に上載圧を加
える部材と供試体の端部との間に、上載圧は伝達するが
ボイリングは拘束しない構造のスペーサを介在させると
共に前記上載圧を加える部材に供試体の上端の挙動を撮
影するテレビカメラを設置すること、(d) 供試体の
軸方向に通過させる水は、脱気水又はバックプレッシャ
ーをかけて空気泡を消した水を使用し、該水の供給圧力
と排水圧力とにはパイピング試験に必要な大きさの水頭
差を付与してパイピング試験を行ない、その間テレビ画
面を通じて直接供試体の上端の挙動を観察すること、を
それぞれ特徴とする、可視化した三軸型パイピング試験
方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP01751292A JP3210923B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 可視化した三軸型パイピング試験装置及び試験方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JPH05215747A true JPH05215747A (ja) | 1993-08-24 |
JP3210923B2 JP3210923B2 (ja) | 2001-09-25 |
Family
ID=11946023
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP01751292A Expired - Fee Related JP3210923B2 (ja) | 1992-02-03 | 1992-02-03 | 可視化した三軸型パイピング試験装置及び試験方法 |
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1992
- 1992-02-03 JP JP01751292A patent/JP3210923B2/ja not_active Expired - Fee Related
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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