JPS60200144A

JPS60200144A - 地圧バランス式地盤試料採取方法

Info

Publication number: JPS60200144A
Application number: JP5589284A
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
Also published as: JPH0547720B2

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サンプラーの原理に関する
ものＣ′ある。

近時、非富に緩い状態からよく細った状態の砂や硬質粘
性土、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
内径をほぼ同じにづると、管の内面と試料との間に大き
な摩擦抵抗が働ぎ、サンプラーの貫入が困難になったり
、採取試料が周面摩擦により圧縮するため乱されたりす
ることが問題になっている。そこで１刃先の内径を小さ
くすることで摩擦抵抗を小さ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下す
ること、リーンブラーを引き上げるとぎに摩擦抵抗が小
さいＩＣめに試料が脱落づ゛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てはいろいろな考
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ため脱落し易い
ためである。代表的な例をあげると次の様なりのがある
。コアキャッチャ−を応用したちのく実公昭５４−２４
７１１号公報）、シュ一部分にスクリーンを付（ブワイ
１７−を引いＣサンプラーの先端を閉じるものく特公昭
５７−４１６８７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く特公昭３７−１８５
４５号公報）、シュー先端例近につけた可撓性チューブ
をねじることで栓を】る方法（特公昭５６−３１５３６
号公報）、この他にも公知の事実として、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１−を
試料先端付近に注入して栓を形成するもの、サンプラー
に固定ピストンをつけ−Ｃ試料が脱落しようどする時に
試料上面とピストンとの間に発生する真空力を利用する
もの、サンプラーを二重管にして圧縮空気をサンプラー
内に送気づるものく実公昭５４−４２９６０号公報〉、
砂地盤をあらかじめ凍結してから試料を採取するものな
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か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１４膜を刃先付近から
何本ち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づ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５１１
１などでは試料が脱落しやすいこと、装置が人がかりに
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するときに刃先
の内径と試料収納管内径が同じＣ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
先の内径を小ざくすると試料は収納管内で膨張する。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
７５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
を極力小さくづる方法が知られＣ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
どない細粒分聞入率が極めＣ少ない特定の砂地盤にのみ
適用用能である。

採取試料を運１２スるときの振動による試料の乱れを防
ぐ方法どしては防振対策が一般的であるが、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圧力をスプリングで
か【プる方法などが実用化されている。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（
からのＪ装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／υとするもので、
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１１採取を行うことを目的とした
方法に関するものＣある。以下、本発明の方法を図面に
より説明する。

第１図はサンプラーを組み立てた状態を示す。

先ず、試料を採取しようとする地盤の鉛直地圧と水平地
圧をめＣおき、水平地圧相当の側圧を発生させるｌｃめ
のスペーサー（１１）の長さを決めて、これを内管（１
５）の中にセラ１〜する。

次に試料収納管（１８）、側圧用スプリング（１６）、
環状ピストン（１７）を順次大れる。図に示すように、
サンプラーヘッド（５）がスクリコーネジ（１０）の上
端になるようにし−Ｃから、鉛直地圧相当のピストン圧
になるように圧力調節用ネジ（２７）をもちいて鉛直圧
用スペーサー（２６）とく２６）の間隔を調節してガイ
ドバイブ（１９）の中に入れる。次にピストン（３２）
とガイドパイプ（１９）　、シュー（３１）と内管（１
５）、ピッｈ（３０）と外管（１４）をそれぞれ接続づ
る。ビストン（３２）はストッパー（３４）によりシュ
ー（３１）から抜は出さないようになっている。

サンプリングに要する時間を推定し、流体（２０）の固
化時間を調節してから、ピストンの蓋（３５）を取り外
して注入パイプ（３６）から流体（２０）を圧入すると
、環状ピストン（１７）を介しＣスプリング（１６）が
圧縮され所定の圧力でバランスする。このパイプ（３６
）とエア抜きパイプ（３３）の先端を止めＣからＭ（３
５）を覆る。これで鉛直水平地圧相当の圧力がサンプラ
ー内で保持されたことになる。

スイーベル（１）にポーリンブロンドを継ぎ足しポーリ
ング孔底に降る′？Ｉｏロンドの上下動を固定して回転
するとスクリューネジ（１０）が回転づる。このネジ（
１０）には縦溝があり、この溝をガイドにして回転ヘッ
ド（１２）が回転する。同転ノｊは防振ゴム（１３）と
数本のセン断ピン（６）を介して外管（１４）が回転し
、ピッド（３０）により地盤を掘削する。掘り屑はポー
リング用水がロンド内を通り、二重管からなるフレキシ
ブルパイプ（２〉、サンプラーヘッド（５）と内管（１
５）の間を通ってシュー（３１）および通水孔から放射
され、掘り屑と一緒に外管の外側を通って地上に搬出さ
れる。

サンプラーを地中に押し込む推力はスクリューネジ（１
０）の回転により非回転の推力ヘッド（８）が下方に移
動づるようになつＣいる。このヘッド（８）はベアリン
グ（７）を介しＣ回転ヘッド（１２）も同時に下がるこ
とになる。又、このヘッド（１２）の移動は地盤の硬軟
に応じＣビット（３０）からのシュー（３１）の出代ろ
を調節覆るスプリング（９）を介して内管（１５）に伝
達される。

以上のようにポーリンブロンドの上下動を固定して回転
させることにＪ、す、外管（１４）は回転しながら掘削
し、内管（１５）は回転けずにシュー（３１）で地盤を
所定の直径で切りながら地中に圧入されることになる。

このとき内管（１５）が回転しないようにシュー（３１
）は角度の異なる２種類のテーパーが交互につけられて
いる。

内管（１５）とシュー（３１）が地中に圧入するとシュ
ーによって切り取られた試料がサンプラー内に入ってく
る。口のとぎ試料上ｉｎ１にはピストン（３２）を介し
てバネ（２ｇ）’ｒ鉛直地圧相当圧が、流体（２０）に
より水平地圧相当の周り面圧力が自動的に働くことにな
る。ピストン（３２）は鉛直圧力を保持した状態で上下
動のない支持パイプ（２２）によって支えられている。

支持パイプ（２２）は回転するのでピストン（３２）に
回転力が伝達されないようにベアリング（２３）と点支
持のための球座（２４）が入れである。試料が勺ンプラ
ー内に入ってくると、ガイドパイプ（１９）と内管（１
５）内の空気が圧縮されることになる。この空気は通気
孔（２５，２１，４）　、を通り逆流防止バルブの（＝
Ｊいた通気孔（３）から逃がされるようになっている。

突起（２９）はピストン（３２）が水平方向に振れない
ようにするためのセン１−ライザーである。

第２図は所定の長さだけ試料がサンプラーの中に入った
状態を示すものである。この状態でサンプラー組み立て
時に設定した時間になるまで待つと試料周辺の流体（２
）は圧力を保持したまま固化する。又、ピストンに作用
している鉛直圧はピストン周面との摩隙力ａ５よびピス
トンの凹み（１）により固化材を介して試料収納管に伝
達されることになる。所定の時間後にナンプラーを地上
にあげ、ビットとシューを取り外し、サンプラーから試
料収納管およびピストンと一体になった採取試料を引き
出す。ピストンとガイドバイブを切り離し、試料下端に
キャップを被せて試料収納管に固定し、キャラ／と試料
端面との間に鉛直圧相当の圧力で流体を注入し、固化す
るま′Ｃ待つ。以上の操作により、自然地盤中の応力を
保持した状態で乱さない試料を採取・保管することがで
きることになる。

第３図は軟弱地盤用にしたときのサンプラーである。非
常に軟弱な地盤では外管で掘削しながらサンプラーを圧
入づる心数がないので、第１図に示す外管、ビットを取
り外し、セン断ビンを抜きサンプラーヘッド、スプリン
グ等も取り外り。次に、第３図に示（ように内管（２）
にサンプラーヘッド（１）を固定する。鉛直および水平
地圧相当肚のｂｓ　Ｉｔフ方、ザンプリング方法は前記
と同じＣある。

第４図は空隙が大きく加圧流体が試料内に浸透し易い場
合に適用できるようにしたものである。ピストン（６）
に薄肉の可撓性チューブ（４）を固定し、内管（２）と
試料収納箆（１）の間にチューブ（４）を入れておぎ、
サンプリング時に内管（２）を地中に圧入すると試料収
納管（１）の下端からチューブ（４）が引き出され、シ
ュー（５）の内側とピストン（６）に接しながら試料を
順次覆うようになる。そのため、加圧流体（３）はチュ
ーブ（４）を介しく試料を加圧することになるので加圧
流体（３）が試料内には浸透しなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図はサンプラーを組立てた状態を示す説明図である
。第２図は、同上で所定の長さだけ試料が、サンプラーの
中に入った状態を示づ説明図ひある。第３図は、軟弱地盤用にしたときの１ナン／ラーの説明
図である。第４図は、空隙が大ぎく加圧流体が試料内に浸透し易い
場合に適用できるサンプラーの要部を示づ説明図である
。１・・・スイーベル２・・・フレキシブルパイプ３．４・・・通気孔５・・・サンプラーヘッド６・・・セン断ビン７・・・ベアリング８・・・推力ヘッド９・・・スプリング１０・・・スクリューネジ１１・・・側圧用スペーサー１２・・・回転ヘッド１３・・・防振ゴム１４・・・外　管１５・・・内　管１６・・・側圧用スプリング１７・・・環状ピストン１８・・・試料収納管１９・・・ガイドパイプ２０・・・流　体２１・・・通気孔２２・・・支持パイプ２３・・・ベアリング２４・・・球座２５・・・通気孔２６・・・鉛直圧用スペーサー２７・・・圧力調節用ネジ２８・・・鉛直圧用バネ２９・・・突　起３０・・・ピッｌ〜３１・・・シュー３２・・・ピストン３３・・・エア抜ぎパイプ３４・・・ストッパー３５・・・ビス１ヘン燕３６・・・注入パイプ１０１・・・ピストン凹み１０２・・・加圧液体く同化材）３０１・・・サンプラーヘッド３０２・・・内　管４０１・・・試料収納管４０２・・・内　管４０３・・・加圧流体４０４・・・可撓性チューブ４０５・・・シュー４０６・・・ピストン代理人　弁理士　箕　浦　清

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Ｃ１地圧相当の圧力を試料の上面
と側面にかり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壮大する場合の試料
とザンブ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地
盤試料採取方法。