JPS60200143A

JPS60200143A - 地圧バランス式地盤サンプラ−

Info

Publication number: JPS60200143A
Application number: JP5589184A
Authority: JP
Inventors: Kazuo Sakai; 運雄酒井
Original assignee: Kiso Jiban Consultants Co Ltd
Current assignee: Kiso Jiban Consultants Co Ltd
Priority date: 1984-03-23
Filing date: 1984-03-23
Publication date: 1985-10-09

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】本発明は土や岩を対象とする勺ンプラーの原理に関覆る
ものぐある。

近時、非常に緩い状態からよく締った状態の砂や映質粘
性士、軟岩あるいは破砕された岩などの乱されない試料
の採取が要望されている。

この場合、サンプラーを収納する管とその先端の刃先の
内径をほぼ同じにすると、管の内面と試料との間に大き
な摩擦抵抗が働き、サンプラーの貴人が困難になったり
、採取試料が周面摩擦により圧縮するため乱されＩ〔り
りることが問題になっている。そこで、刃先の内径を小
さくすることで摩擦抵抗を小ざくする考案がなされてい
るが、サンプラーの中に入った土が膨張して強度が低−
トすること、サンプラーを引き上げるときに摩擦抵抗が
小さいために試料がＩＩＲ落すること、及び試料とその
収納管との間に隙間があるため運搬時などに乱れ易いこ
となどの問題が生じることになる。

このうち、試料の脱落防止方法についＣはいろいろな考
案がなされてきた。例えば岩盤や硬質地盤のコア脱落防
止には古くからコアキャッチャ−がもちいられている。

最近では砂の試料採取のための脱落防止方法がいくつか
考案されている。砂地盤は粘着力がない１ｃめ脱落し易
いためである。代表的な例をあげると次の様なものがあ
る。コアキャッチャ−を応用したちのく実公昭５４−２
４７１１号公報）、シュ一部分にスクリーンを付はワイ
ヤーを引いてサンプラーの先端を閉じるもの（特公昭５
７−４１６８７号公報）、撓み性膜を介して試料に水平
り向の圧縮力を作用させるもの（特公昭３７−１８５４
５号公報）、シュー先端付近につけた可撓性チューブを
ねじることで栓をする方法（特公昭５６−３１５３６号
公報）等があり、この他にも、土質工学会発行の土質調
査法によると、サンプラーを地盤中に圧入し引きあげる
前にシュー付近から薬液やアスファルトを試料先端付近
に注入して栓を形成づるもの、サンプラーに固定ピスト
ンをつけて試料が脱落しようとする時に試料上面とピス
トンとの間に光生する真空力を利用するもの、サンプラ
ーを二重管にし−Ｃ圧縮空気をサンプラー内に送気する
ものく実公昭５４−４２９６０号公報）、砂地盤をあら
かじめ凍結し−Ｃから試料を採取りるものなどがある。

試料側面と収納管との摩擦があると試料が圧縮されるな
どによって乱されること、およびサンプラーの地盤中へ
の圧入力が大きくなることなどの問題を解決するために
は次のような工夫がなされてきている。例えば、サンプ
ラーの刃先の内径よりも試料収納管の内径を大きくする
方法、帯状の薄い可撓性膜を刃先付近から何本もくり出
してサンプラー内に入ってくる試料の側面にはりつけな
がら採取するフォイルサンプラーや、これを改良したロ
ータリーフォイルサンプラーなどがある。しかし、この
ような採取方法は粘着力のない砂地盤などでは試料が脱
落しやすいこと、装置が大がかりになることなどの欠点
がある。また、前記の試料脱落防止方法を併用したもの
は装置が複雑になるため未だ開発されていない。

サンプラーを地中に圧入して試料を採取覆るときに刃先
の内径と試料収納管内径が同じであると、試料と収納管
内面との摩擦が大きくなり試料が圧縮される。また、刃
先の内径を小さくすると試料は収納管内で膨張づる。こ
のように今までのサンプラーは試料が圧縮されるか膨張
するか、いづれかの現象により自然状態の地中応力とは
異なるため採取試料は乱されることになる。これを防ぐ
方法としては地盤をあらかじめ凍結してから試料採取を
行うことにより、試料採取時の圧縮や膨張による影響を
極力小さくする方法が知られている。しかし、この方法
は凍結による地盤の膨張が問題で、その影響がほとんど
ない細粒分混入率が極めて少ない特定の砂地盤にのみ適
用可能である。

採取試料を運搬するときの撮動による試料の乱れを防ぐ
方法としては防振対策が一般的Ｃあるが、収納管と試料
との間に隙間があると砂地盤のように粘着力がない試料
では振動による乱れが生じることになる。これを防ぐ方
法として、隙間にパラフィンなどを溶かして流し込む方
法、収納管の両端から地圧相当の８二カをスプリングで
かける方法などが実用化され−Ｃいる。しかし、これら
の方法は収納管内で既に試料が膨張あるいは圧縮されＣ
からの措置であるため不完全な事後処理に過ぎない。

本発明はかかる従来の欠点を解消せんとりるもので、試
料を採取しようとする地盤の自然における状態をほとん
ど変えることなく試料採取を行うことを目的とした方法
に関りるものである。

即ち、本発明の要旨とする所は、サンプラーとその中に
取り込んだ土や岩の試料との空隙に流体を注入して、地
圧相当の圧力を試料の上面と側面にかけることにより試
料の応力解放による乱れをなく１と共に、サンプラーを
地中に圧入する場合の試料とサンプラー内壁との摩擦抵
抗を流体によって軽減し、サンプラー圧入後この流体を
固化させることによつＣ試料の脱落や運搬中の乱れをな
くづることを特徴とりるサンプラーに係わるものである
。

以下本発明を図面に示す実施例によって説明する。

第１図（ａ　）は自然状態におりる地盤の中の応力状態
を示すもので、■は鉛直応力、■は水平応力である。■
と■は同じか又（よ■の方が少し大きめの値ぐあること
が多い。■は土の単位体積重量を測定づれば容易にめる
ことができる。■の値を原位置で測定する方法は最近開
発されている（セルフポーリングプレシスメーターなど
）のＣ，第１図に示す■と■は既知の値と考えることが
できる。

試料を自然地盤から採取するときに、この地中応力■又
は■を変化させると資料が圧縮されたり（第１図（ｂ）
は圧力が大きいと圧縮されて乱れることを示している）
膨張したりづる（第１図（Ｃ）は圧力が小さいと膨張し
Ｃ乱れることを示している）ので試料が乱れることにな
る。そこで、サンプラーを地中に圧入しＣ試料を採取す
る過程、あるいは、試料運搬中や保管中に地中応力■と
■をできるだ（プ変化させないようにＪることが、乱さ
ない資料を採取する必要条件の１つであることがわかる
。

第２図はサンプラーを地中に圧入する過程であり、同図
（ａ）に示すサンプラー先端につけられたシュー（６）
の中にピストン（７〉があり、これに鉛直地中応力相当
の圧力（第１図の■）をか（ブでおく。■はピストンが
先端から抜けないように（るためのストッパ−Ｃある。

■は流体で水平地中応力相当の圧力をかりておく。

第１図（ｂ　）はサンプラーを辻大しているときを示す
もので、シュー（６）により地盤がカッティングされて
収納管■に入ると試料は側面から流体により自動的に加
圧されるようになっている。そのため、収納管内の試料
（８）は自然地盤におりる応力と同じ状態に保つことが
できる。

試料が収納管内に順次入ってくる過程では、収納管■と
試料の間には加圧流体があるのぐ試料には摩擦力による
乱れが生じないことになる（第２図（ｂ〉）。但し、加
圧流体■が試料内に浸透し過ぎると試料の物性値が変化
するので、試料の透水性に応じた流体を選定しなければ
ならない。非常に間隙が大きく流体が浸透し易い試料に
対しでは試料表面を可撓性の薄い膜Ｃ被う必要がある。

第２図（Ｃ）は所定の量たり試料（８）が収納管の中に
入った状態を示したものである。このままで試料を地盤
中から抜くと試料が脱落する恐れがあること、および試
料を加圧しＣいる鉛直応力が保持できなくなるのＣ１流
体■を加圧した状態Ｃ・固化させてから地上に引きあげ
る。

固化させる方法としては流体を一液性のプラウ１〜材と
してサンプラー圧入終了後に固化するようにゲルタイム
を調節する方法、二液性のグラウト材をもちいＵＡ液を
加圧流体■としてサンプラー圧入後にＢ液をΔ液内に注
入する方法、加圧流体■を凍結させる方法などがある。

これらの固化方法は、既知の方法によることができる。

第３図は液イホに強度特性を示】もので、時間［１に達
１−るまＣにナンプラーを地中に圧入し、液体の固化を
待つで時間ｔｚでサンプラーを地中から引きあげる。試
料の上面と周面を加圧した状態で流体が固化されるのＣ
１採取試料は自然地盤中の応力を保持したままＣ長時間
の保存が可能である。但し、サンプラーを地盤中から引
き抜くと試料の下面に働いていた地中応力が解放される
ので、シューに近い部分の試料は乱れることになるが、
試料上部のピストンに近い方の大部分の試料は周面を固
化月で覆われＣいるので自然状態を保つことになる。な
お、サンプラーを地上に引きあげシューを取り外し−Ｃ
試料下端面を平坦にしてから、第４図に示づようにキャ
ップ（９）を収納管端部に固定して試料（８）との間に
流体を注入し、自然地盤の鉛直圧力相当の圧力をかけな
がら固化さｌることにより、試料下端方向の応ツノ解放
の進行を阻止する。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ　）　（ｂ　）　（ｃ　）は、自然状態、圧
力が大きく圧縮されて乱れた状態、圧力が小さく膨張し
て乱れた状態を夫々示しくいる地中応力と地盤の乱れと
の関係を示した各説明図である。第２醒１（ａン　（ｂ　）　（ｃンは、サンプラー圧入
前、サンプラー圧入中、サンブラー圧入後を夫々示すザ
ンブリング過程の説明図ぐある。第３図は、第２図における流体（４）の強度と時間の関
係を示１図表である。第４図は、第２図における試料先端部の応力保持方法を
例示した説明図である。１・・・鉛直応力２・・・水平応力３・・・ピストン４・・・流　体５・・・収納管６・・・シュー７・・・ピストン８・・・試　料９・・・キャップ第１図第２図（０）図面のｂ）占（内容に変更なし）第２図（Ｃ）第３図吟　藺第４図手続補正書（方式）１．事件の表示昭和５９年　特Ｖ［願　第５５８９１号２、発明の名称地圧バランス式壇盤ザンブラー３、補正をする者事件との関係　特許出願人住　所　東京都千代田区九段北１■目１１Ｗ５Ｊ３名　
称　基礎地盤」ンサルタンツ株式会社４、代理人住　所　東京都千代田区神田北乗物町１６番地〒１０１
　英　ビル３１１ｉ

Claims

【特許請求の範囲】

（１）サンプラーとその中に取り込んだ土や岩の試料と
の空隙に流体を注入して、地圧相当の圧力を試料の上面
と側面にかけることにより試料の応力解放による乱れを
なくすと共に、サンプラーを地中に圧入する場合の試料
とサンプラー内壁との摩擦抵抗を上記の流体によつＣ軽
減し、ランプラー圧入後この流体を固化させることによ
って試料の脱落や運搬中の乱れをなくすることを特徴と
するサンプラー。