JPH08327351A - 土中変位測定方法及び測定装置 - Google Patents

土中変位測定方法及び測定装置

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JPH08327351A
JPH08327351A JP15692195A JP15692195A JPH08327351A JP H08327351 A JPH08327351 A JP H08327351A JP 15692195 A JP15692195 A JP 15692195A JP 15692195 A JP15692195 A JP 15692195A JP H08327351 A JPH08327351 A JP H08327351A
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soil
displacement
displacement measuring
ground
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Hirosuke Miyabe
啓輔 宮辺
Shin Kisaichi
伸 木佐一
Michio Kondo
道男 近藤
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Konoike Construction Co Ltd
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
  • Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 変位を測定しようとする地盤が粘性土等から
なる軟弱な地盤の場合であっても、正確な土中変位を測
定することができる土中変位測定方法及び測定装置を提
供すること。 【構成】 変位を測定しようとする地盤の変形係数の値
に相当する値以下のヤング係数を有する材料からなり、
所定位置にひずみゲージ3を配設した土中変位測定体2
を備えた土中変位測定装置1を、変位を測定しようとす
る地盤中に埋設し、土中変位によって生じるひずみゲー
ジ3の電気抵抗の変化により土中変位を測定する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、所定位置にひずみゲー
ジを配設した土中変位測定体を備えた土中変位測定装置
を、変位を測定しようとする地盤中に埋設し、土中変位
によって生じるひずみゲージの電気抵抗の変化により、
土中変位を測定するようにした土中変位測定方法及び測
定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、地盤の水平変位を測定する方法と
して、あらかじめ変位を測定しようとする地盤中に埋設
しておいた金属製又は合成樹脂製の管体内に地上から傾
斜計を挿入しながら傾斜を測定し、測定値を深さ方向に
積分することにより土中の水平変位を算出する方法や、
所定位置にひずみゲージを貼付した金属製又は合成樹脂
製の管体を、変位を測定しようとする地盤中に埋設し、
土中変位によって生じるひずみゲージの電気抵抗の変化
により土中の水平変位を測定する方法が知られている。
【0003】このうち、前者の管体内に地上から傾斜計
を挿入する方法は、土中の水平変位を測定するために、
その都度、管体内に地上から傾斜計を挿入しながら傾斜
を測定する必要があるため、多大な労力を必要とし、ま
た、土中変位を即時的に連続して測定することができな
いという問題点を有していた。また、この方法は、変位
を測定しようとする地盤が粘性土等からなる軟弱な地盤
の場合には、地盤中に埋設した金属製又は合成樹脂製の
管体の剛性が地盤に比較して大きいため、管体が地盤の
挙動に追従せず、地盤の正確な変位を測定することがで
きないという問題点を有していた。
【0004】一方、後者のひずみゲージを貼付した金属
製又は合成樹脂製の管体を用いる方法は、土中変位によ
って生じるひずみゲージの電気抵抗の変化により土中変
位を測定するため、土中変位を即時的に連続して測定す
ることができるという利点はあるものの、変位を測定し
ようとする地盤が粘性土等からなる軟弱な地盤の場合に
は、地盤中に埋設したひずみゲージを貼付した金属製又
は合成樹脂製の管体の剛性が地盤に比較して大きいた
め、管体が地盤の挙動に追従せず、地盤の正確な変位を
測定することができないという問題点は、依然として解
決できなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
土中変位を測定する方法の有する問題点を解決し、変位
を測定しようとする地盤が粘性土等からなる軟弱な地盤
の場合であっても、正確な土中変位を測定することがで
きる土中変位測定方法及び測定装置を提供することを目
的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本第1発明の土中変位測定方法は、変位を測定しよ
うとする地盤の変形係数の値に相当する値以下のヤング
係数を有する材料からなり、所定位置にひずみゲージを
配設した土中変位測定体を備えた土中変位測定装置を、
変位を測定しようとする地盤中に埋設し、土中変位によ
って生じるひずみゲージの電気抵抗の変化により土中変
位を測定することを要旨とする。
【0007】また、本第2発明の土中変位測定装置は、
変位を測定しようとする地盤の変形係数の値に相当する
値以下のヤング係数を有する材料からなり、所定位置に
ひずみゲージを配設した土中変位測定体と、土中変位測
定体の表面を覆う柔軟な合成樹脂材料からなるカバー体
とで構成したことを要旨とする。この場合において、土
中変位測定体とカバー体の間隙に潤滑剤を充填したり、
土中変位測定体をシリコンゴムで構成することができ
る。
【0008】
【作用】所定位置にひずみゲージを配設した土中変位測
定体に、変位を測定しようとする地盤の変形係数の値に
相当する値以下のヤング係数を有する材料を用いている
ため、土中変位測定体を備えた土中変位測定装置は、地
盤の挙動に追従して変形し、ひずみゲージの電気抵抗の
変化を測定することにより正確な土中変位を即時的に連
続して測定することができる。
【0009】また、土中変位測定体の表面を柔軟な合成
樹脂材料からなるカバー体で覆っているため、ひずみゲ
ージを配設した土中変位測定体の損傷を未然に防止する
ことができるとともに、土中変位測定体と地盤との間に
働く摩擦力を軽減することによって、土中変位を正確に
測定することができる。
【0010】さらに、土中変位測定体とカバー体の間隙
に潤滑剤を充填することにより、土中変位測定体と地盤
との間に働く摩擦力をさらに軽減し、土中変位をより正
確に測定することができる。また、土中変位測定体をシ
リコンゴムで構成することにより、変位を測定しようと
する地盤に適したヤング係数を有する土中変位測定体を
容易に得ることができる。
【0011】
【実施例】以下、本発明を図示の実施例に基づいて説明
する。
【0012】図1に、土中変位測定装置の1実施例を示
す。この土中変位測定装置1は、土中変位測定体2と、
土中変位測定体2の所定位置に貼付又は埋め込んで固定
したひずみゲージ3と、土中変位測定体2の表面を覆う
カバー体4と、土中変位測定体2とカバー体4の間隙に
充填した潤滑剤5とで構成する。
【0013】土中変位測定体2は、変位を測定しようと
する地盤の変形係数の値に相当する値以下のヤング係数
を有する材料から構成し、具体的には、変位を測定しよ
うとする地盤が粘性土等からなる軟弱な地盤の場合に
は、シリコンゴム、合成ゴム等の柔軟な弾性体で構成す
る。この場合において、土中変位測定体2を構成する材
料としては、変位を測定しようとする地盤に適したヤン
グ係数を有する土中変位測定体を容易に得ることができ
るという観点から、シリコンゴムが特に好ましい。な
お、強固な地盤の場合には、それよりやや硬質の合成樹
脂等の弾性体で構成することが好ましい。
【0014】ひずみゲージ3は、地盤の挙動に追従して
変形する土中変位測定体2のひずみを電気抵抗の変化に
より測定するためのもので、その測定原理は、従来のひ
ずみゲージを貼付した金属製又は合成樹脂製の管体を用
いる方法の場合と同様(温度補償のため、4枚のひずみ
ゲージ3を1組としてブリッジを組んで回路を構成す
る。)である。この場合において、ひずみゲージとして
は、図1及び図2(a)に示す、土中変位測定体2の引
張ひずみ又は圧縮ひずみを測定する単軸ひずみゲージ3
のほか、図2(b)に示す、土中変位測定体2のせん断
ひずみを測定するせん断ひずみゲージ3’を配設するこ
とができる。また、ひずみゲージ3,3’の配線は、必
要に応じて、土中変位測定体2に穿設した貫通孔を介し
て行うことができるが、土中変位測定体2を構成する材
料として、絶縁性を有するシリコンゴムや合成ゴムを用
いた場合には、配線を容易に、かつ確実性をもって行う
ことができる。
【0015】土中変位測定体2の表面を覆うカバー体4
は、ひずみゲージ3,3’を配設した土中変位測定体2
の損傷を未然に防止するとともに、土中変位測定体2と
地盤との間に働く摩擦力を軽減するために配設されるも
ので、地盤の挙動に追従して変形する土中変位測定体2
の変形を妨げないように、軟質ビニールや軟質ポリエチ
レン等の柔軟な合成樹脂材料から構成する。
【0016】土中変位測定体2とカバー体4の間隙に充
填される潤滑剤5は、土中変位測定体2と地盤との間に
働く摩擦力を軽減し、ひずみゲージ3,3’に力が集中
するのを防ぐために、必要に応じて充填されるもので、
シリコングリース等ののり状の潤滑剤を用いることが望
ましい。
【0017】上記の土中変位測定装置の地盤に対する追
従性を検証するために行った土槽内実験の結果を図3
(単軸ひずみゲージを配設した実験の結果)及び図4
(せん断ひずみゲージを配設した実験の結果)に示す。
【0018】単軸ひずみゲージを配設した実験の結果を
示した図3の強制変位量と測定変位量(実験値)との関
係に示すとおり、上記の土中変位測定装置は、地盤に対
してきわめて良好な追従性を有することが明らかとなっ
た。
【0019】また、せん断ひずみゲージを配設した実験
の結果を示した図4のキャリブレーション値と土槽内実
験値(実験値)との関係に示すとおり、上記の土中変位
測定装置は、地盤に対してきわめて良好な追従性を有す
ることが明らかとなった。ただし、本土槽内実験では、
τxz=6.5%以上のせん断ひずみに対しては、土中変
位測定装置と地盤の間にすべりを生じた。
【0020】次に、上記の土中変位測定装置を用いた土
中変位測定方法を図5を用いて説明する。
【0021】土中の経時的な水平変位を測定しようとす
る場合には、まず、水平変位を測定しようとする地盤1
0に、土中変位測定装置1aの径(例えば、φ35mm)
よりも大きい径の孔11(例えば、φ66mm又はφ86
mm)をボーリングマシンにより掘削し、掘削した孔11
内に土中変位測定装置1aを挿入する。土中変位測定装
置1aと掘削した孔11の間隙には、セメント又は水ガ
ラスを添加したベントナイト等の充填剤を充填、固化さ
せることにより、土中変位測定装置1aが地盤10の挙
動に追従して変形するようにする。この場合において、
土中変位測定装置1aと掘削した孔11の間隙に充填す
る充填剤は、固化したときに、水平変位を測定しようと
する地盤10の性状に応じた性状、すなわち、水平変位
を測定しようとする地盤10の変形係数以下の変形係数
を有するものを用いることが望ましい。
【0022】これにより、土中変位測定装置1aは、地
盤10の挙動に追従して変形し、土中変位測定装置1a
の土中変位測定体の所定位置に配設したひずみゲージの
電気抵抗の変化を測定することにより、正確な水平変位
を即時的に連続して測定することができる。
【0023】次に、盛土12をした地盤10の経時的な
垂直変位を測定しようとする場合には、まず、盛土をし
ようとする地盤10上に土中変位測定装置1bを載置し
た後、盛土をする。
【0024】これにより、土中変位測定装置1bは、地
盤10の挙動に追従して変形し、土中変位測定装置1b
の土中変位測定体の所定位置に配設したひずみゲージの
電気抵抗の変化を測定することにより、正確な垂直変位
を即時的に連続して測定することができる。
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、変位を測定しようとす
る地盤が粘性土等からなる軟弱な地盤の場合であって
も、土中変位測定体を備えた土中変位測定装置が地盤の
挙動に追従して変形するため、ひずみゲージの電気抵抗
の変化を測定することにより正確な土中変位を即時的に
連続して測定することができる。
【0026】また、土中変位測定体とカバー体の間隙に
潤滑剤を充填することにより、土中変位測定体と地盤と
の間に働く摩擦力を軽減し、より正確な土中変位を測定
することができる。
【0027】また、土中変位測定体をシリコンゴムで構
成することにより、変位を測定しようとする地盤に適し
たヤング係数を有する土中変位測定体を容易に得ること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の土中変位測定装置の1実施例を示し、
(a)は正面縦断面図、(b)は側面縦断面図である。
【図2】(a)は単軸ひずみゲージを配設した土中変位
測定体を示し、(b)はせん断ひずみゲージを配設した
土中変位測定体を示す。
【図3】単軸ひずみゲージを配設した土中変位測定装置
の土槽内実験の結果を示す。
【図4】せん断ひずみゲージを配設した土中変位測定装
置の土槽内実験の結果を示す。
【図5】土中変位測定装置の設置した地盤の断面図であ
る。
【符号の説明】
1 土中変位測定装置 1a 土中変位測定装置 1b 土中変位測定装置 2 土中変位測定体 3 単軸ひずみゲージ 3’ せん断ひずみゲージ 4 カバー体 5 潤滑剤

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 変位を測定しようとする地盤の変形係数
    の値に相当する値以下のヤング係数を有する材料からな
    り、所定位置にひずみゲージを配設した土中変位測定体
    を備えた土中変位測定装置を、変位を測定しようとする
    地盤中に埋設し、土中変位によって生じるひずみゲージ
    の電気抵抗の変化により土中変位を測定することを特徴
    とする土中変位測定方法。
  2. 【請求項2】 変位を測定しようとする地盤の変形係数
    の値に相当する値以下のヤング係数を有する材料からな
    り、所定位置にひずみゲージを配設した土中変位測定体
    と、土中変位測定体の表面を覆う柔軟な合成樹脂材料か
    らなるカバー体とで構成したことを特徴とする土中変位
    測定装置。
  3. 【請求項3】 土中変位測定体とカバー体の間隙に潤滑
    剤を充填したことを特徴とする請求項2記載の土中変位
    測定装置。
  4. 【請求項4】 土中変位測定体をシリコンゴムで構成し
    たことを特徴とする請求項2又は3記載の土中変位測定
    装置。
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100833718B1 (ko) * 2006-04-26 2008-05-29 (주)지엠지 판형 계측 센서를 이용한 파일 연결부의 변형 측정 장치
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