JPH11152983A - 原位置孔底三軸圧縮試験法 - Google Patents

原位置孔底三軸圧縮試験法

Info

Publication number
JPH11152983A
JPH11152983A JP31869497A JP31869497A JPH11152983A JP H11152983 A JPH11152983 A JP H11152983A JP 31869497 A JP31869497 A JP 31869497A JP 31869497 A JP31869497 A JP 31869497A JP H11152983 A JPH11152983 A JP H11152983A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
hollow cylindrical
test body
hole
cylindrical test
ground
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP31869497A
Other languages
English (en)
Other versions
JP4043568B2 (ja
Inventor
Kazuo Tani
和夫 谷
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Central Research Institute of Electric Power Industry
Original Assignee
Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Central Research Institute of Electric Power Industry filed Critical Central Research Institute of Electric Power Industry
Priority to JP31869497A priority Critical patent/JP4043568B2/ja
Publication of JPH11152983A publication Critical patent/JPH11152983A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4043568B2 publication Critical patent/JP4043568B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Abstract

(57)【要約】 【課題】 原位置において、室内における三軸圧縮試験
と同等の厳密さによって地盤の変形特性や強度特性など
を精度良く評価する。 【解決手段】 地盤1に設けられたボーリング孔2の孔
底に地盤1から成る中空円筒試験体3を成形し、拘束手
段6により中空円筒試験体3の外周面と中央小孔5の内
周面とに径方向の一定の拘束圧力をかけながら、軸荷重
載荷手段9による軸方向への荷重を変化させ、中空円筒
試験体3の中央小孔5内に設けられた変位計測手段8に
より中空円筒試験体3の軸変位を求め、求められた変位
より応力と軸ひずみとの関係を求める。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、構造物の設計・施
工のために行う地盤調査において、地盤の変形特性と強
度特性を測定するのに用いられる原位置孔底三軸圧縮試
験法に関する。更に詳述すると、本発明は孔底に設けら
れた中空円筒試験体を利用する原位置孔底三軸圧縮試験
法に関する。
【0002】
【従来の技術】岩盤などの地盤の変形特性や強度特性を
把握するため、原位置試験が行われる。原位置試験は、
実地に即したデータを得るため、原位置で掘削された地
盤を試験体として用い、当該原位置にて行われる。
【0003】この原位置試験の一つである三軸圧縮試験
では、他の原位置試験法、例えば平板載荷試験法や岩盤
せん断試験法と異なり、掘削された岩盤に三方向から荷
重をかけて試験を行うためにひずみ分布と応力分布が試
験体内部で比較的一様な要素試験となる利点がある。こ
の原位置三軸圧縮試験法に関しては、特開平7−356
63号のように、強度特性をより簡単に求めようとする
試験法も提案されている。
【0004】また、原位置にて採取されたボーリングコ
アなどの試料を供試体として運び出し、試験室などで三
軸圧縮試験を行う方法も採用されている。この場合、室
内に設けられた装置を用い厳密に試験を行うことが可能
であると共に、試験装置一式を原位置に設置したりある
いは調整したりするような手間がないという利点があ
る。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、試験室
など原位置以外において三軸圧縮試験を行う際には、試
料を採掘し運び出す手間がかかる。また試料の状態を採
掘される前と等しい状態に維持するのが難しい場合があ
り、当該試料の取扱い時の乱れによる影響が試験結果に
及んで測定精度が劣ることがあるという問題を有してい
る。
【0006】また原位置において試験を行う際には、地
盤を深く掘り下げたり試験坑道を掘ったりする場合にコ
ストがかかるという問題を有している。
【0007】更に特開平7−35663号における発明
では、計測される変位にベッディング・エラーと試験体
直下の地盤の変形などの計測誤差が含まれることから、
強度定数を求めることができても変形特性を得ることが
できない等の欠点を有している。
【0008】そこで本発明は、室内における三軸圧縮試
験と同等の厳密さによって地盤の変形特性や強度特性な
どを精度良く評価することができる原位置三軸圧縮試験
法を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
め、請求項1記載の発明では、地盤に設けられたボーリ
ング孔の孔底に地盤から成る中空円筒試験体を成形し、
拘束手段により中空円筒試験体の外周面と中央小孔の内
周面とに径方向の一定の拘束圧力をかけながら、軸荷重
載荷手段による軸方向への荷重を変化させ、中空円筒試
験体の中央小孔内に設けられた変位計測手段により中空
円筒試験体の軸変位を求め、求められた変位より応力と
軸ひずみとの関係を求めるようにしている。
【0010】したがってこの圧縮試験法では、中空円筒
試験体に径方向への等方的な一定の拘束圧力をかけなが
ら軸方向への荷重をかけて圧縮し、該中空円筒試験体の
応力に対するひずみが求められている。この場合、中空
円筒試験体はボーリング孔の孔底の地盤を切り出して設
けられたものであり、この試験体に関して得られた特性
がそのままその地盤の性状として用いられ得る。また中
空円筒試験体の軸方向の変位は該中空円筒試験体の中央
小孔に設けられた変位計測手段によって求められるた
め、中空円筒試験体のひずみがより厳密、正確に求めら
れる。更には軸荷重と拘束圧力から主応力で定義される
破壊時のモールの応力円を直接求めることができる。
【0011】請求項2記載の原位置孔底三軸圧縮試験法
では、ボーリング孔の内周面と中空円筒試験体との間に
スリットを設け、該スリットと中央小孔とに拘束手段を
形成する拘束部材を設けるようにしている。したがって
中空円筒試験体に対し、外側と内側とから、等方的かつ
一定の拘束圧力をかけることができる。またスリットに
設けられた拘束部材は該スリットの中でボーリング孔の
内周面によって支持されるため、内周面からの反作用を
受け、中空円筒試験体に対しより有効な拘束圧力をかけ
ることができる。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の構成を図面に示す
実施の形態の一例に基づいて詳細に説明する。
【0013】図1から図5に、本発明の中空円筒試験体
を利用した原位置孔底三軸圧縮試験法の一実施形態を示
す。この原位置孔底三軸圧縮試験法では、原位置におい
て地盤1に設けられたボーリング孔2の孔底に地盤1か
ら成る中空円筒試験体3を成形し、該中空円筒試験体3
に三軸圧縮を行うことで三軸応力圧縮下における軸応力
と軸ひずみとの関係を得るようにしている。そこではじ
めに、本発明の試験法を行うのに必要な構成について順
次説明する。
【0014】まず、図2に示すように、原位置において
ボーリングにより地盤1を鉛直下に削孔し円柱状のボー
リング孔2を設ける。ボーリング孔2の孔底は、必要に
応じて研磨する。そしてこのボーリング孔2の内周面を
孔底側に向けて鉛直方向へ延長するようにスリット状に
溝掘りして円柱形状の試験体を成形し、更にこの試験体
の中央に鉛直方向へ中央小孔5を掘削して図3に示すよ
うに中空円筒試験体3とする。この場合、ボーリング孔
2と中空円筒試験体3との間のスリット4の径方向の幅
や、中央小孔5の径は特に限定されることはない。ただ
し本実施形態では、スリット4の幅は拘束手段6を収容
するのに必要十分なものとされ、また中央小孔5につい
てもその径は拘束手段6及び変位計測手段8を収容する
のに必要十分なものとされている。
【0015】次にスリット4と中央小孔5とに拘束手段
6を設ける。ここで、拘束手段6は中空円筒試験体3の
外周面と内周面とから径方向への側圧を加えることによ
りこの中空円筒試験体3に拘束力を与えるものである。
本実施形態では、この拘束手段6は、袋状のゴム膜(ゴ
ムスリーブ)・メンブレン7などから成る拘束部材と、
この拘束部材たるメンブレン7の中に圧力流体を供給す
る圧力源などから構成されている。メンブレン7は、ス
リット4及び中央小孔5にそれぞれ設けられている。こ
のメンブレン7は、空気などの気体が注入可能な注入口
を備え、気体圧力により中空円筒試験体3に径方向への
拘束圧力σcを与えている。気体は、拘束圧力負荷装置
(図示省略)により圧縮され、メンブレン7へ送り込ま
れる。尚、圧縮気体により側圧を付与する代わりに、水
などの液体を用いても側圧を加えることができる。
【0016】また中央小孔5内には、中空円筒試験体3
の軸方向のひずみを計測する変位計測手段8が設けられ
ている。この場合、変位計測手段8は中央小孔5内に軸
方向に設定された任意の2地点A,B間の長さの変化を
計測するように設けられており、このA,B間の相対変
位を得てひずみを求めている。変位計測手段8として
は、中央小孔5の内周面に拘束圧力σcを載荷するメン
ブレン7の2箇所(異なる高さの2点)の距離を測定す
ることができるものであれば特定の計測システムに限定
されることはなく、例えば作動トランス型やひずみゲー
ジ型あるいはポテンショメータ型などの変位計を用いて
AとBの2点に保持されたユニバーサルジョイント間を
測定しても良いし、レーザ型や渦電流型などの非接触型
変位計を用いた2点にセットしたターゲットの移動量を
計測するようにしても良い。
【0017】また本実施形態では、中空円筒試験体3の
上部にキャップ11を載せ、センターホール型のロード
セル12を更に載せ、これらを介して軸荷重載荷手段9
による荷重をかけるようにしている。この場合の軸荷重
載荷手段9は特定のものに限定されることはないが、例
えば本実施形態では中空円筒試験体3に軸方向の荷重を
かけるセンターホールジャッキが用いられている。また
軸荷重載荷手段9は、中空円筒試験体3へ軸荷重をかけ
る際の反力を受け得るように地盤1に固定して設けられ
る。本実施形態では図4に示すようにボーリング孔2の
内周面の一部にケーシング10を取り付け、該ケーシン
グ10を用いてセーターホールジャッキなどの軸荷重載
荷手段9を固定させるようにしている。
【0018】上述のように設けられた各装置を用いて原
位置孔底三軸圧縮試験を行うには、まず中空円筒試験体
3に拘束手段6と軸荷重載荷手段9とを用いて等方的か
つ一定の拘束圧力を加えた後、軸荷重載荷手段9によっ
て中空円筒試験体3に対する軸方向の荷重を増加させ
る。この場合、中空円筒試験体3が破壊するまで、軸荷
重載荷手段9による荷重を僅かずつ高めるようにして圧
縮する。そしてその間の中空円筒試験体3の変位を変位
計測手段8を用いて計測し、軸応力と軸ひずみとの関係
を求める。
【0019】以上のようにして試験を行う原位置孔底三
軸圧縮試験法によると、軸方向圧縮時の中空円筒試験体
3の変位を中央小孔5内に設けられた変位計測手段8に
より求めているため、厳密な軸変位を得ることができ
る。よって、任意の三軸応力条件下における軸応力と軸
ひずみとの関係を得ることができ、原位置において直
に、当該地盤1の変形特性・強度特性を精度良く評価す
ることができる。したがって供試体として用いる試料を
外部に運び出す必要がなく、試料の取扱い時の乱れによ
る影響を考慮しなくて良い。また、水平方向の試験坑2
0を掘削し難い深部地盤内にあっても、ボーリングによ
る垂直孔を利用して原位置試験を行うことが可能である
ため、地盤1の変形特性・強度特性を評価することがで
きる。
【0020】尚、上述の実施形態は本発明の好適な実施
の一例ではあるがこれに限定されるものではなく本発明
の要旨を逸脱しない範囲において種々変形実施可能であ
る。例えば本実施形態では、地盤1の地表面から直接ボ
ーリング孔2を掘削したが、このボーリング孔2を試験
坑20から鉛直方向に掘削して設けることも可能であ
る。この場合、このボーリング孔2に設けられる軸荷重
載荷手段9については、図5に示すようにその一端が試
験坑20の天井21に取り付けられるようにし、該天井
21によって反力を受けるようにすることもできる。
【0021】更に本実施形態では、ボーリング孔2の内
周面と中空円筒試験体3の外周面との間に適当な幅のス
リット4を設けるようにしたが特にこれに限定されるこ
とはない。拘束部材7の幅に比べてスリット4の幅が過
度に大きいような場合にあっては、中空円筒試験体3の
周囲に設けられた拘束部材7を、更に周囲に設けられる
円筒体などの内面に接触させて保持するようにすれば良
い。
【0022】
【発明の効果】以上の説明より明らかなように、請求項
1記載の発明の原位置孔底三軸圧縮試験法では、三軸方
向圧縮時の中空円筒試験体の変位を中央小孔内に設けら
れた変位計測手段により求めているので、より厳密なひ
ずみを得ることができる。これにより、乱れのない試料
を得難い性状の地盤における三軸圧縮試験でも、原位置
で直に、当該地盤の変形特性・強度特性を精度良く評価
することができる。更には破壊時のモールの応力円も直
接求めることができる。
【0023】しかもこの試験法によれば、ボーリングに
よる垂直孔において原位置試験を行うことが可能であ
る。よって、水平方向の試験坑を掘削し難い深部地盤に
あっても、原位置において、地盤の変形特性・強度特性
を評価し得る。
【0024】また、請求項2記載の発明の原位置孔底三
軸圧縮試験法では、ボーリング孔内周面と中空円筒試験
体との間にスリットを設け、該スリットに拘束手段を形
成する拘束部材を設けるようにしているので、拘束部材
をボーリング孔内周面で受け支えることができる。した
がって、拘束部材を受け支える部材を特に設けていなく
ても、拘束手段を用いて中空円筒試験体に拘束荷重をか
けることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の原位置孔底三軸圧縮試験法で利用され
るボーリング孔及び孔底に設けられる中空円筒試験体を
示す原位置地盤の縦断面図である。
【図2】原位置地盤に掘削されたボーリング孔を示す縦
断面である。
【図3】ボーリング孔とその孔底に成形された中空円筒
試験体とを示す縦断面図である。
【図4】中空円筒試験体への荷重の反力をボーリング孔
の壁面で受ける様子を示す縦断面図である。
【図5】中空円筒試験体への荷重の反力を試験坑の天井
で受ける様子を示す縦断面図である。
【符号の説明】
1 地盤 2 ボーリング孔 3 中空円筒試験体 4 スリット 5 中央小孔 6 拘束手段 7 メンブレン(拘束部材) 8 変位計測手段 9 軸荷重載荷手段

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 地盤に設けられたボーリング孔の孔底に
    地盤から成る中空円筒試験体を成形し、拘束手段により
    前記中空円筒試験体の外周面と中央小孔の内周面とに径
    方向の一定の拘束圧力をかけながら、軸荷重載荷手段に
    よる軸方向への荷重を変化させ、前記中空円筒試験体の
    中央小孔内に設けられた変位計測手段により前記中空円
    筒試験体の軸変位を求め、求められた変位より応力と軸
    ひずみとの関係を求めることを特徴とする原位置孔底三
    軸圧縮試験法。
  2. 【請求項2】 前記ボーリング孔の内周面と中空円筒試
    験体との間にスリットを設け、該スリットと前記中央小
    孔とに前記拘束手段を形成する拘束部材を設けることを
    特徴とする請求項1記載の原位置孔底三軸圧縮試験法。
JP31869497A 1997-11-19 1997-11-19 原位置孔底三軸圧縮試験法 Expired - Fee Related JP4043568B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31869497A JP4043568B2 (ja) 1997-11-19 1997-11-19 原位置孔底三軸圧縮試験法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP31869497A JP4043568B2 (ja) 1997-11-19 1997-11-19 原位置孔底三軸圧縮試験法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH11152983A true JPH11152983A (ja) 1999-06-08
JP4043568B2 JP4043568B2 (ja) 2008-02-06

Family

ID=18101974

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP31869497A Expired - Fee Related JP4043568B2 (ja) 1997-11-19 1997-11-19 原位置孔底三軸圧縮試験法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4043568B2 (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011107049A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Central Res Inst Of Electric Power Ind 原位置岩盤引張り試験方法及び試験装置
CN108195689A (zh) * 2018-04-04 2018-06-22 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿 一种厚壁圆筒巷道围岩破坏与支护模拟实验方法及装置
CN110441157A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 中国地质大学(武汉) 一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置
CN112798400A (zh) * 2021-01-22 2021-05-14 大连理工大学 一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置
CN114323983A (zh) * 2022-02-21 2022-04-12 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种可提供侧向压力的荷载试验装置
CN114791483A (zh) * 2022-04-01 2022-07-26 四川大学 基于拟实深部原位样品的岩石力学行为测试与分析方法

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109085052B (zh) * 2018-08-20 2020-07-17 山东科技大学 非均布荷载作用下顶板强度影响煤层变形试验方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011107049A (ja) * 2009-11-19 2011-06-02 Central Res Inst Of Electric Power Ind 原位置岩盤引張り試験方法及び試験装置
CN108195689A (zh) * 2018-04-04 2018-06-22 山西潞安环保能源开发股份有限公司常村煤矿 一种厚壁圆筒巷道围岩破坏与支护模拟实验方法及装置
CN110441157A (zh) * 2019-08-08 2019-11-12 中国地质大学(武汉) 一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置
CN110441157B (zh) * 2019-08-08 2024-01-30 中国地质大学(武汉) 一种用于激光钻进实验的岩石围压加载装置
CN112798400A (zh) * 2021-01-22 2021-05-14 大连理工大学 一种均布激光位移传感器全方位测量试样全局变形的装置
CN114323983A (zh) * 2022-02-21 2022-04-12 中国电建集团西北勘测设计研究院有限公司 一种可提供侧向压力的荷载试验装置
CN114791483A (zh) * 2022-04-01 2022-07-26 四川大学 基于拟实深部原位样品的岩石力学行为测试与分析方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP4043568B2 (ja) 2008-02-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7380466B2 (en) Apparatus and method for determining mechanical properties of cement for a well bore
US5025668A (en) Cell for the triaxial stress testing of a rock sample and a testing method using such a cell
US5435187A (en) End-cap-to-piston coupling for triaxial test apparatus
US4461171A (en) Method and apparatus for determining the in situ deformability of rock masses
US4649741A (en) Insitu soil shear measurement apparatus
US3796091A (en) Borehole stress-property measuring system
JP2003526089A (ja) インシトゥ三軸方向テスト方法および装置
CN109056848B (zh) 一种全长锚固锚杆拉拔试验装置及试验方法
JP2020519798A (ja) トンネル用プレキャストセグメントならびにそのようなプレキャストセグメントを作製および監視する方法
JPH11152983A (ja) 原位置孔底三軸圧縮試験法
CN108398325B (zh) 测试岩石用的声学响应试验装置
JPH10325788A (ja) 原位置岩盤剪断強度試験装置及び方法
CN110018052B (zh) 一种岩石拉伸和拉剪试验装置及方法
CN108593884B (zh) 轮式thmc-岩石多功能试验仪及轮式岩石试验方法
US11326448B2 (en) Pressure testing systems for subterranean rock formations
US4353247A (en) Method and equipment for the in situ determination of geotechnical parameters of a sandy soil
US5253519A (en) Method and apparatus for in-situ measurement of ground heave characteristics
US4326409A (en) Situ bore hole test probe
JP4167912B2 (ja) 岩盤応力測定装置
JPH11152984A (ja) 孔底の中空円筒試験体を利用したプレッシャーメータ試験法
JP3263381B2 (ja) 岩盤の含水量測定装置
JPS62290B2 (ja)
JPH0372192A (ja) 原位置地盤凍結による非粘性土地盤のヤング係数を求める原位置試験方法及び試験装置
JPH0735663A (ja) 原位置三軸圧縮試験装置
Johnston et al. Development of a laboratory-scale pressuremeter

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041004

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20060915

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20061011

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20061211

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20070613

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20070813

A911 Transfer of reconsideration by examiner before appeal (zenchi)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911

Effective date: 20070927

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20071113

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20071114

R150 Certificate of patent (=grant) or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20101122

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111122

Year of fee payment: 4

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121122

Year of fee payment: 5

FPAY Renewal fee payment (prs date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131122

Year of fee payment: 6

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees