JPH11287719A

JPH11287719A - 三次元多方向地盤内応力計測システム

Info

Publication number: JPH11287719A
Application number: JP10406998A
Authority: JP
Inventors: Masahiro Sato; 雅宏佐藤; Tetsuro Ishida; 哲朗石田
Original assignee: HIROSE KOZAI SANGYO KK; TECHNO SOORU KK; Kawasho Gecoss Co Ltd
Current assignee: HIROSE KOZAI SANGYO KK; TECHNO SOORU KK; Gecoss Corp
Priority date: 1998-03-31
Filing date: 1998-03-31
Publication date: 1999-10-19
Anticipated expiration: 2018-03-31
Also published as: JP3157496B2

Abstract

(57)【要約】【課題】地盤内における三次元多方向の応力挙動を実計
測する。【解決手段】円筒形状の筒体４内にブロック供給機構５
と送出機構６が組み込まれて成る本体部２を、地盤に形
成されたボーリング孔内に挿入する。ブロック供給機構
５が複数のブロック部材ＢＬを送出機構６側へ搬送し、
送出機構６が、搬送されてきたブロック部材ＢＬを土圧
計に連設しつつその連設側へ移動させることにより、土
圧計を複数の連結部材ＢＬの連設長さに応じた地盤内の
奥まで貫入する。この貫入処理を複数回繰り返して、地
盤内の異なった深さにおいて異なった方向に複数個の土
圧計を貫入し、更に、各土圧計の受圧面の向きをそれぞ
れ異ならせて貫入することで、地盤内における三次元多
方向の応力挙動を実計測できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤内における三
次元多方向の応力挙動を実計測する三次元多方向地盤内
応力計測システムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の建設工事では、工事に伴う近接す
る建物や地盤への影響を定量的に計る必要があるが、地
盤を掘削した後に変形量を計る方法では、既に周辺に影
響が現れていることを確認するに留まり、陥没・崩壊事
故に繋がるケースもあった。地盤の変状を予見するため
には、地盤の変形原因となる地盤内の応力状態の変化を
知ることが求められている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のボーリング孔を
用いた地盤内応力の計測は、孔底から土圧計を鉛直に貫
入させるため、１本のボーリング孔に対して１点が原則
である。しかし、ボーリングに掛かる費用が高く、特別
なケースを除くと実施が見送られたり、数量的な制約を
受けることが多い。

【０００４】また、鉛直に貫入された土圧計では二次元
方向の土圧のみしか計ることができず、孔底からの貫入
のためにボーリング孔の応力開放による影響も強く受け
ることが知られている。

【０００５】また、地盤内では二次元のみならず三次元
の応力挙動を伴うため、三次元多方向の応力挙動を高精
度且つ定量的に実計測することが可能な技術開発の要請
が高まっている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、このような従
来技術の課題を克服するためになされたものであり、土
圧計を地盤内に貫入する貫入装置を備えた三次元多方向
地盤内応力計測システムにおいて、前記土圧計に複数の
連結部材を連設しつつ連設側へ移動させることにより、
前記土圧計を前記複数の連結部材の連設長さに応じた地
盤内の奥まで貫入する送出機構と、前記複数の連結部材
を前記送出機構へ搬送する供給機構とを具備する構成と
した。

【０００７】この構成によれば、土圧計の地盤内への貫
入量が連結部材の連結数によって決まり、この連結数を
調節することで地盤内の所望の位置における応力挙動が
実計測されることとなる。

【０００８】また、土圧計を地盤内に貫入する貫入装置
を備えた三次元多方向地盤内応力計測システムにおい
て、前記土圧計に複数の連結部材を連設しつつ連設側へ
移動させることにより、前記土圧計を前記複数の連結部
材の連設長さに応じた地盤内の奥まで貫入する送出機構
と、前記複数の連結部材を前記送出機構へ搬送する供給
機構とを具備し、前記地盤内のそれぞれ異なる三次元の
複数方向に貫入するために用意され複数個の前記土圧計
を前記各方向に貫入する際に、前記複数個の各土圧計を
前記送出機構と前記供給機構との協働により、前記複数
の連結部材の長さに応じた地盤内の奥まで貫入する構成
とした。

【０００９】この構成によれば、複数個の土圧計がそれ
ぞれ三次元の異なった方向に且つ連結部材の連結数に応
じた異なった貫入量で地盤内に敷設され、地盤内の複数
箇所における応力挙動が実計測されることとなる。

【００１０】また、土圧計を地盤内に貫入する貫入装置
を備えた三次元多方向地盤内応力計測システムにおい
て、前記土圧計に複数の連結部材を連設しつつ連設側へ
移動させることにより、前記土圧計を前記複数の連結部
材の連設長さに応じた地盤内の奥まで貫入する送出機構
と、前記複数の連結部材を前記送出機構へ搬送する供給
機構とを具備し、前記地盤内の深度の異なる複数箇所に
貫入するために用意され複数個の前記土圧計を前記各箇
所に貫入する際に、前記複数個の各土圧計を前記送出機
構と前記供給機構との協働により、前記複数の連結部材
の連設長さに応じた地盤内の奥まで貫入する構成とし
た。

【００１１】この構成によれば、複数個の土圧計がそれ
ぞれ異なった深度の箇所に且つ連結部材の連結数に応じ
た異なった貫入量で地盤内に敷設され、地盤内の深度方
向の異なった複数箇所における応力挙動が実計測される
こととなる。

【００１２】また、上記それぞれの三次元多方向地盤内
応力計測システムにおいて、前記複数個の各土圧計に設
けられている受圧面の向きを異ならせて、前記各土圧計
を前記送出機構と前記供給機構との協働により、前記地
盤内に貫入する構成とした。

【００１３】この構成によれば、地盤内における三次元
多方向の応力挙動が実計測されることとなる。

【００１４】また、前記土圧計から出力される地盤内の
応力検出信号を数値解析するコンピュータシステムから
成る解析装置を備えた。この構成により、地盤内の応力
挙動が様々な形で数値解析される。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、三次元多方向地盤内応力計
測システムの実施の形態を図１〜図８を参照して説明す
る。

【００１６】本実施の形態の三次元多方向地盤内応力計
測システムは、土圧計を地盤中に貫入するための貫入装
置と、土圧計から出力される検出信号を解析する解析装
置とを備えて構成されている。

【００１７】図１は、貫入装置１の構造を概略的に示す
縦断面図である。同図において、貫入装置１は、図２に
示す土圧計ＳＥと図３に示す連結部材（以下、ブロック
部材という）ＢＬとを連結させて地盤中に貫入するため
の本体部２と、本体部２を保護するための円筒形状の金
属製保護ケース３とによって構成されており、本体部２
は、円筒形状の金属製筒体４内にブロック供給機構５と
送出機構６とが組み込まれた構成となっている。

【００１８】筒体４の一側壁には、土圧計ＳＥとブロッ
ク部材ＢＬを筒体４内から地盤中に向けて送り出すため
の貫通穴７が形成され、保護ケース３の一側壁には、長
手方向に沿った切溝８が形成されている。そして、保護
ケース３内に本体部２を収納し、貫通穴７と切溝８とを
位置合わせした一体化状態で貫入装置１を使用するよう
になっている。

【００１９】筒体２内に設けられた送出機構６には、筒
体２の下方に配設された油圧シリンダ９と、油圧シリン
ダ９に連結されその油圧駆動によって筒体２の長手方向
（以下、上下方向という）に進退移動するテーパー部材
１０と、土圧計ＳＥとブロック部材ＢＬとを貫通穴７を
介して地盤中に送り出す送出部材１１のほか、送出部材
１１を水平に保持する水平保持機構１２と、地盤中に貫
入した土圧計ＳＥとブロック部材ＢＬの抜けを防止する
ための戻り防止機構１３が備えられている。

【００２０】送出部材１１の一端には、テーパー部材１
０に形成されたテーパー面１０ａに接触する接触突起１
１ａが突設されている。油圧シリンダ９による駆動でテ
ーパー部材１０が上方に移動すると、接触突起１１ａが
テーパー面１０ａに押されて貫通穴７側へ移動し、この
接触突起１１ａの移動に伴って送出部材１１が貫通穴７
側へ前進することにより、送出部材１１に装着されてい
る土圧計ＳＥとブロック部材ＢＬを地盤中に貫入するよ
うになっている。

【００２１】ブロック供給機構５は、送出部材１１に向
けて延設された案内軸１４と、案内軸１４の上方に配設
された油圧シリンダ１５とを備えて構成され、案内軸１
４に支承されている複数個のブロック部材ＢＬを油圧シ
リンダ１５の駆動力で降下させることにより、ブロック
部材ＢＬを１個ずつ送出部材１１に搬送して装着させる
構造となっている。なお、案内軸１４には約２０個のブ
ロック部材ＢＬが取り付けられるようになっている。

【００２２】筒体４の上端部には、油圧シリンダ９，１
５に油圧を供給するための油圧ポート１６と、この油圧
を制御することにより油圧シリンダ９，１５の動作を制
御する電磁弁１７が設けられ、更に、土圧計ＳＥに接続
された伝送ケーブルＣＢを外部へ引き出すための貫通穴
１８が形成されている。また、筒体４の下端には紡錘形
のキャップ部１９が形成され、これによって、本体部２
の地盤中への挿入を容易にしている。

【００２３】次に、図２を参照して、土圧計ＳＥの構造
を説明する。尚、同図（ａ）（ｂ）は、土圧計ＳＥの外
観形状を示す平面図と側面図である。

【００２４】同図において、土圧計ＳＥは、ナイフエッ
ジ状に形成された金属製の平板部２０と、平板部２０に
固着した円筒形状の金属製支持部２１を備えて構成さ
れ、平板部２０と支持部２１との連結部分には、土圧計
ＳＥを平板部２０の先端側から地盤中へ貫入する際に、
その貫入を容易にするためのテーパー面２２が形成され
ている。

【００２５】支持部２１の後端には、図３に示すブロッ
ク部材ＢＬの嵌合凹部２５に嵌合する円筒形状の嵌合突
部２３と、ブロック部材ＢＬに設けられた連結孔２５
ａ，２５ｂに結合する連結ピン２１ａが突設されてい
る。嵌合突部２３の中空部内に伝送ケーブルＣＢが連結
されている。更に、支持部２１の側壁には、平板部２０
の平面部分に対して平行な溝部２１ｂと、平板部２０の
平面部分に対して直角な溝部２１ｃが形成されている。

【００２６】嵌合突部２３と連結ピン２１ａがブロック
部材ＢＬに設けられた嵌合凹部２５と連結孔２５ａ，２
５ｂにそれぞれ連結することで、土圧計ＳＥとブロック
部材ＢＬが確実に連結して一体化し、土圧計ＳＥを地盤
内に貫入する際の貫入方向の精度が高められる構造とな
っている。

【００２７】更に、溝部２１ｂと２１ｃは、図４に示す
送出部材１１に形成された収容室２８の底面に突設され
た突部（図示略）にスプライン嵌合するようになってい
る。このスプライン嵌合により、土圧計ＳＥの貫入方向
の精度が更に高められると共に、周方向に回転すること
無く土圧計ＳＥを地盤内に貫入できる。尚、上記の突部
に溝部２１ｂをスプライン嵌合させたときと、溝部２１
ｃをスプライン嵌合させたときでは、平板部２０の平面
部分の向きをラジアル方向に対してほぼ９０°異ならせ
ることができ、地盤応力の検出面を調節することができ
る。

【００２８】平板部２０のほぼ中央部分には受圧面ＡＥ
が設けられ、受圧面ＡＥに生じる応力変位を電圧などの
検出信号に変換して伝送ケーブルＣＢへ出力するトラン
スジューサ（図示略）が支持部２１の中空部内に内蔵さ
れている。

【００２９】なお、平板部２０の幅が受圧面ＡＥの直径
の２倍程度に設計されており、これによって、地盤から
の受圧面ＡＥへの応力集中を抑える構造となっている。
また、伝送ケーブルＣＢは、嵌合突部２３の内径より細
いものが用いられている。更に、平板部２０の先端から
嵌合突部２３の後端までの長さを約１０ｃｍ、平板部２
０の幅と支持部２１の直径をそれぞれ約２ｃｍに設計す
ることで、土圧計ＳＥの小型化が図られている。

【００３０】次に、図３を参照して、ブロック部材ＢＬ
の構造を説明する。尚、同図（ａ）（ｂ）は、ブロック
部材ＢＬの外観形状を示す斜視図と長手方向に切断した
状態を示す縦断面図である。

【００３１】同図（ａ）（ｂ）において、ブロック部材
ＢＬは、長さが約５ｃｍ、直径が約２ｃｍのほぼ円筒形
状の金属部材であり、その後端部には、土圧計ＳＥの嵌
合突部２３とほぼ同形の嵌合突部２４が形成され、その
先端部には、土圧計ＳＥの嵌合突部２３と他のブロック
部材ＢＬの嵌合突部２４が嵌合可能な嵌合凹部２５が形
成されている。更に、伝送ケーブルＣＢを収容する長溝
２６が先端部から後端部にかけて形成され、側壁のほぼ
中央部分には、案内軸１４を貫通させるための貫通穴２
７が穿設されている。

【００３２】更に、ブロック部材ＢＬの後端部には、一
対の連結ピン２４ａ，２４ｂが嵌合突部２４と並んで突
設され、ブロック部材ＢＬの先端部には、他のブロック
部材ＢＬの連結ピン２４ａ，２４ｂ又は土圧計ＳＥの連
結ピン２１ａが嵌まり込む一対の連結孔２５ａ，２５ｂ
が形成されている。

【００３３】そして、これらの連結ピン２１ａ，２４
ａ，２４ｂと連結孔２５ａ，２５ｂとを結合させて、土
圧計ＳＥに複数のブロック部材ＢＬを順次連設すること
により、土圧計ＳＥを地盤内の奥まで貫入できるように
なっている。

【００３４】更に、ブロック部材ＢＬの上側面には、幅
４．５ｍｍ、深さ約１．５ｍｍの長溝２７ａが刻設され
ており、土圧計ＳＥを地盤内に貫入する際に、送出部材
１１に形成された収容室（図４参照）２８の上方に設け
られた戻り防止用ピン（図示略）が長溝２７ａ内を摺動
し、上記貫入方向の精度が高められるようになってい
る。また、１回の貫入処理が完了すると、上記の戻り防
止用ピンがブロック部材ＢＬの連結ピン２４ａ，２４ｂ
の間に係合することで、連設されたブロック部材ＢＬの
抜け防止の役割と、ラアジアル方向への回転防止の役割
も果たすようになっている。

【００３５】次に、図１に示した送出機構６と水平保持
機構１２及び戻り防止機構１３の詳細構造を図４の斜視
図を参照して説明する。

【００３６】前述したように、送出機構６は、油圧シリ
ンダ９とテーパー部材１０及び送出部材１１を備えて構
成されている。送出部材１１には、ブロック部材ＢＬを
収容する収容室２８と、伝送ケーブルＣＢを収容するケ
ーブル収容室２９とが連なって形成され、これら収容室
２８とケーブル収容室２９の上部が開口している。送出
部材１１の側端には、テーパー部材１０のテーパー面１
０ａに接触する接触突起１１ａが突設され、更に、送出
部材１１の一端には、送出部材１１を常に貫通穴７（図
１参照）とは反対側に付勢するバネ部材３０が設けられ
ている。

【００３７】水平保持機構１２は、送出部材１１を搭載
する搭載部材３１と、搭載部材３１の下端に連結した油
圧シリンダ３２とを備えて構成されている。なお、油圧
シリンダ３２も上記の電磁弁１７を介して油圧ポート１
６から供給される油圧によって動作する。

【００３８】搭載部材３１には、送出部材１１を載置し
て貫通穴７の方向に案内する案内部３３と、接触突起１
１ａを移動自在に貫通させる長穴３４が形成されてい
る。更に、搭載部材３１の後端部が蝶番機構３５等で支
持されているため、搭載部材３１は蝶番機構３５を支点
として上下に揺動自在となっている。なお、土圧計ＳＥ
とブロック部材ＢＬを地盤中に貫入する際には、油圧シ
リンダ３２により搭載部材３１が水平に保たれ、貫入処
理後には、油圧シリンダ３２の駆動軸を降下させること
により、搭載部材３１及びそれに搭載されている送出部
材１１の先端部を斜め下方へ傾けるようになっている。

【００３９】戻り防止機構１３は、搭載部材３１の前方
に配設された揺動部材３６と、揺動部材３６を搭載部材
３１の後方側へ弾性付勢するバネ部材３７、及び揺動部
材３６の揺動範囲を規制する規制部材３８を備えて構成
されている。そして、土圧計ＳＥとブロック部材ＢＬを
地盤中へ貫入する際には、揺動部材３６が土圧計ＳＥと
ブロック部材ＢＬに押されて前方へ揺動し、土圧計ＳＥ
とブロック部材ＢＬの貫入後は、揺動部材３６が図示の
位置に戻ってブロック部材ＢＬの後端に係止することに
より、土圧計ＳＥとブロック部材ＢＬの地盤中からの抜
け止めが行われる。

【００４０】次に、貫入装置１の動作及び操作手順を図
５及び図６を参照して説明する。

【００４１】まず、土圧計ＳＥを敷設すべき深度（深
さ）までボーリングする。更に、図５（ａ）に示すよう
に、土圧計ＳＥの後端に１個のブロック部材ＢＬを嵌合
させ、土圧計ＳＥの受圧面ＡＥを計測すべき地盤中の応
力方向に対して直交するように予め向けて、そのブロッ
ク部材ＢＬと伝送ケーブルＣＢを送出部材１１の収容室
２８とケーブル収容室２９内に収容しておく。更にま
た、所望の個数のブロック部材ＢＬを案内軸１４に取り
付けておく。

【００４２】そして、保護ケース３内に本体部２を収納
し、貫通穴７と切溝８とを位置合わせした一体化状態に
し、貫入装置１をボーリング孔内に挿入して計測すべき
地盤の深さまで押し込む。

【００４３】このように貫入装置１をボーリング孔内に
挿入した後、図５（ｂ）に示すように、油圧シリンダ９
を作動させ、テーパー部材１０を上方へ移動させること
により、送出部材１１を貫通穴７側へ水平に前進させ
る。これにより、送出部材１１に装着されているブロッ
ク部材ＢＬが土圧計ＳＥとの連結側へ移動して、土圧計
ＳＥを押すため、土圧計ＳＥはボーリング孔内の裸孔部
分の孔壁より地盤内に貫入される。

【００４４】次に、図６（ａ）に示すように、油圧シリ
ンダ９を作動させてテーパー部材１０を降下させること
により、バネ部材３０の付勢力により送出部材１１を貫
通穴７側から後退させる。このとき、戻り防止機構１３
が土圧計ＳＥに連結しているブロック部材ＢＬの後端に
係止することで、地盤中に貫入された土圧計ＳＥの抜け
止めが行われる。その後、油圧シリンダ１５を作動させ
て、案内軸１４に設けられているブロック部材ＢＬを送
出部材１１の収容室２８に装着させる。ここで、ブロッ
ク部材ＢＬに設けられた長溝２６内に伝送ケーブルＣＢ
が嵌まり込むため、送出部材１１は収容室２８に確実に
装着される。

【００４５】次に、再び油圧シリンダ９を作動させ、テ
ーパー部材１０を上方へ移動させることにより、送出部
材１１を貫通穴７側へ前進させる。これにより、図６
（ｂ）に示すように、土圧計ＳＥに連結されているブロ
ック部材ＢＬに次のブロック部材ＢＬが嵌合し、土圧計
ＳＥが更に地盤内の奥へ貫入されると共に、土圧計ＳＥ
に連結されているブロック部材ＢＬも地盤中に貫入され
る。

【００４６】以後同様に、油圧シリンダ９とテーパー部
材１０による送出部材１１の進退移動と、油圧シリンダ
１５による送出部材１１へのブロック部材ＢＬの供給動
作を繰り返すことにより、その繰り返し回数に応じた複
数個のブロック部材ＢＬが土圧計ＳＥの後端に直列に連
結され、更に、連結したブロック部材ＢＬの全長に応じ
た奥まで土圧計ＳＥが貫入される。

【００４７】以上の貫入処理が完了すると、油圧シリン
ダ９によってテーパー部材１０を降下させた後、図４に
示した油圧シリンダ３２を作動させることにより、水平
保持部材３１と共に送出部材１１を斜め下方へ傾倒させ
る。これにより、ブロック部材ＢＬの連結が解かれる。
そして、貫入装置１をボーリング孔から引き抜く。この
貫入装置１をボーリング孔から引き抜いているときに
は、伝送ケーブルＣＢは筒体４に設けられた貫通穴７，
１８中を自由に移動できるため、伝送ケーブルＣＢを切
断することなく、貫入装置１をボーリング孔から容易に
引き抜くことができる。

【００４８】次に、別個の（次の）土圧計ＳＥを送出部
材１１に装着し、案内軸１４にも複数個のブロック部材
ＢＬを新たに取り付けて、再び貫入装置１をボーリング
孔内に挿入し、前記同様の貫入処理を行うことにより、
次の土圧計ＳＥを地盤中に貫入する。ここで、次の土圧
計ＳＥを送出部材１１に装着する際に、その土圧計ＳＥ
に設けられている受圧面ＡＥを、最初に貫入した土圧計
ＳＥの受圧面ＡＥとは異なる方向に向けて装着すること
により、それぞれの土圧計ＳＥで地盤内の異なった方向
からの応力挙動が計測できるようにする。

【００４９】更に、同様の貫入処理を繰り返し、例えば
図７に模式的に示すように、地盤の地層ごとに少なくと
も３個ずつの土圧計ＢＬを敷設すると共に、各地層に敷
設された各土圧計ＢＬの受圧面ＡＥを、それぞれ深度方
向ｚと、深度方向ｚに直交する水平面において互いに直
交するｘ方向とｙ方向に向けて敷設する。なお、図７に
示すような、複数の地層内に土圧計ＢＬを敷設する場合
には、それぞれの土圧計ＢＬを最も深い地層から浅い地
層へと順番に敷設することで、ボーリング孔が崩れて埋
まっても、敷設が終わった深い部分から埋まるため、敷
設に支障を来さないようにすることができる。

【００５０】そして、各土圧計ＳＥに接続されている伝
送ケーブルＣＢを解析装置３９に接続する。なお、解析
装置３９は、コンピュータシステムで構成され、各土圧
計ＳＥから出力された検出信号を数値解析用のプログラ
ムに基づいて解析することにより、地盤内の地層ごとの
３次元応力分布（σ_x，σ_y，σ_z）や、応力挙動の時間
的変化などを求め、更に、地盤内の３次元応力分布をグ
ラフィック表示する機能等を備えている。

【００５１】図８は、本実施の形態の三次元多方向地盤
内応力計測システムによって計測された地盤応力特性図
である。なお、本特性図の横軸は土圧計の貫入直後から
の経過時間、縦軸は、地盤応力の計測値である。

【００５２】砂質土の場合、土圧計ＳＥの貫入直後は、
地盤内に本来存在しない土圧計ＳＥという異物が挿入さ
れた状態であるため、計測値に変動が見られる。しか
し、次第に地盤が安定化状態となり、この安定化状態を
確認した後、計測を開始することで、地盤内の本来の応
力挙動が計測できることが確認された。

【００５３】このように本実施の形態によれば、一つの
ボーリング孔で複数個の土圧計ＳＥを敷設することがで
きるため、複数のボーリング孔をあける大規模な敷設工
事を必要とせず、土圧計ＳＥの敷設工事に要する時間の
短縮化、敷設工事の簡素化が可能である。

【００５４】更に、図２及び図３に示したように、土圧
計ＳＥに設けられた嵌合突部分２３とブロック部材ＢＬ
に設けられた嵌合凹部２５とを結合させると共に、土圧
計ＳＥに設けられた連結ピン２１ａとブロック部材ＢＬ
に設けられた連結孔２５ａ，２５ｂとを結合させ、更
に、複数個のブロック部材ＢＬ間を、連結ピン２４ａ，
２４ｂと連結孔２５ａ，２５ｂとの結合及び嵌合突部２
４と嵌合凹部２５との結合によって、土圧計ＳＥと複数
個のブロック部材ＢＬとを連設している。このため、土
圧計ＳＥの貫入方向を高精度で設定することができる。
これに加えて、複数のブロック部材ＢＬの連設長さに応
じた正確な位置に土圧計ＳＥを敷設することができる。
更に、土圧計ＳＥの受圧面ＡＥを所望の方向に向けて貫
入することができる。このように、受圧面ＡＥを三次元
座標における任意の場所に且つ任意の方向に向けて、確
実に敷設することができることとなり、ひいては地盤内
の応力挙動を極めて高精度で三次元計測することができ
る。

【００５５】また、ブロック供給機構５と送出機構６と
の協働により、複数個のブロック部材ＢＬを筒体４の長
手方向から供給しつつ、水平方向に連結して地盤内に貫
入する構造を採っているので、貫入装置を細くすること
ができる。この結果、小径のボーリング孔をあけるだけ
で済み、工事の簡素化なども可能である。

【００５６】また、各受圧面の向きを異ならせて複数個
の土圧計ＳＥを地盤内に貫入するだけで、地盤内におけ
る三次元多方向からの応力挙動が計測できるため、地盤
内の応力挙動を従来に無い高精度で立体的に計測するこ
とができる。

【００５７】また、複数個のブロック部材ＢＬを連結し
て土圧計ＳＥをボーリング孔から離れた地盤内の奥へ貫
入するので、ボーリング孔による応力開放の影響を受け
ることなく地盤内の本来の応力挙動を計測することがで
きる。

【００５８】また、計測結果が速やかに得られることか
ら、建設工事の進行とともに変化する地盤内の応力挙動
を逐一追うことができる。このため、建設工事中の安全
性確保等のための工事管理を確実なものとすることがで
きる。また、建設工事完了後の保守管理においても同様
の効果が得られる。

【００５９】また、次期施工段階における応力挙動を高
精度で予測することも可能である。このため、その予測
結果を、次期施工段階に入る前に、事前の地盤評価や工
事方法の対策等に活用することができる。

【００６０】また、建設工事に伴う地盤応力の計測に限
らず、例えば、地滑り対策の一環として、地盤内の応力
挙動を計測することで滑動量の予測を行う等の応用も可
能であり、その他、使用目的や使用態様に応じて様々な
効果が得られるものである。

【００６１】なお、送出機構６と水平保持機構１２及び
戻り防止機構１３の構成を図４に示したが、本発明は図
４に示した構成に限定されるものではなく、これら送出
機構６と水平保持機構１２及び戻り防止機構１３と同様
の機能を発揮する構成であれば、他の構成で実現しても
よい。

【００６２】

【発明の効果】以上に説明したように本発明の三次元多
方向地盤内応力計測システムによれば、地盤内の奥へ貫
入させるための土圧計の貫入量が連結部材の連設数によ
って決まるため、土圧計の地盤内の敷設位置を調節で
き、地盤内の所望の位置での応力挙動を実計測すること
ができる。

【００６３】また、複数個の土圧計がそれぞれ異なった
方向に且つ連結部材の連結数に応じた異なった貫入量で
地盤内に敷設することができるため、地盤内の複数箇所
における応力挙動を実計測することができる。

【００６４】また、複数個の土圧計がそれぞれ異なった
深度の箇所に且つ連結部材の連結数に応じた異なった貫
入量で地盤内に敷設することができるため、地盤内の深
度方向の異なった複数箇所における応力挙動を実計測す
ることができる。

【００６５】また、複数の土圧計の受圧面をそれぞれ異
なった方向に向けて地盤内に敷設することにより、地盤
内における三次元多方向の応力挙動を実計測できる。こ
の結果、地盤内の応力挙動についていわゆる三次元の解
析が可能となり、更に、不均質で様々な自然要素と複雑
に絡み合って変動する地盤の応力挙動をより高精度で定
量的に解析することができる。

【００６６】また、解析装置を備えたことで、地盤内の
応力挙動をより高精度で定量的に解析することができ、
地盤評価や工事方法の対策等に活用することができる。

【００６７】そして、本発明の三次元多方向地盤内応力
計測システムは、極めて高い技術と安全性の確保が要求
される建設工事に適用することで、工事完成までの円滑
な工事管理や工事完了後の保守管理などに大きく寄与す
るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施の形態の三次元多方向地盤内応力計測シ
ステムを構成する貫入装置の概略構造を示す縦断面図で
ある。

【図２】土圧計の外観形状を示す平面図と側面図であ
る。

【図３】ブロック部材の外観形状を示す斜視図とブロッ
ク部材を長手方向に切断した状態を示す縦断面図であ
る。

【図４】送出機構と水平保持機構及び戻り防止機構の構
成を示す斜視図である。

【図５】貫入装置の動作を説明するための説明図であ
る。

【図６】貫入装置の動作を更に説明するための説明図で
ある。

【図７】土圧計とブロック部材の地盤中への敷設状態を
模式的に示す模式図である。

【図８】本実施の形態の三次元多方向地盤内応力計測シ
ステムにより計測された地盤応力特性図である。

【符号の説明】

１…貫入装置２…本体部５…送出機構６…ブロック供給機構１０…テーパー部材１１…送出部材２１ａ，２４ａ，２４ｂ…連結ピン２３，２４…嵌合突部２５…嵌合凹部２５ａ，２５ｂ…連結孔ＳＥ…土圧計ＡＥ…受圧面ＢＬ…ブロック部材ＣＢ…伝送ケーブル

フロントページの続き (72)発明者佐藤雅宏東京都港区赤坂２−12−33 株式会社テクノソール内 (72)発明者石田哲朗埼玉県東松山市桜山台25−４

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】土圧計を地盤に形成されたボーリング孔内
の孔壁から地盤内に貫入する貫入装置を備えた三次元多
方向地盤内応力計測システムにおいて、前記土圧計に前記ボーリング孔内において複数の連結部
材を連設しつつ連設側へ移動させることにより、前記土
圧計を前記ボーリング孔内の孔壁から前記複数の連結部
材の連設長さに応じた地盤内の奥まで貫入する送出機構
と、前記複数の連結部材を前記送出機構へ搬送する供給機構
と、を具備することを特徴とする三次元多方向地盤内応
力計測システム。
【請求項２】前記ボーリング孔内の孔壁から前記地盤内
の前記三次元のそれぞれ異なる複数方向に貫入するため
に用意され複数個の前記土圧計を前記各方向に貫入する
際に、前記複数個の各土圧計を前記送出機構と前記供給
機構との協働により、前記複数の連結部材の連設長さに
応じた地盤内の奥まで貫入することを特徴とする請求項
１に記載の三次元多方向地盤内応力計測システム。
【請求項３】前記ボーリング孔内の孔壁から前記地盤内
の深度の異なる複数箇所に貫入するために用意され複数
個の前記土圧計を前記各箇所に貫入する際に、前記複数
個の各土圧計を前記送出機構と前記供給機構との協働に
より、前記複数の連結部材の連設長さに応じた地盤内の
奥まで貫入することを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の三次元多方向地盤内応力計測システム。
【請求項４】前記複数個の各土圧計に設けられている受
圧面の向きを異ならせて、前記各土圧計を前記送出機構
と前記供給機構との協働により、前記ボーリング孔内の
孔壁から前記地盤内に貫入することを特徴とする請求項
２または請求項３に記載の三次元多方向地盤内応力計測
システム。
【請求項５】前記土圧計から出力される地盤内の応力検
出信号を数値解析するコンピュータシステムから成る解
析装置を備えることを特徴とする請求項１ないし請求項
４のいずれか１項に記載の三次元多方向地盤内応力計測
システム。