JPS6288940A - 凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装置 - Google Patents
凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装置Info
- Publication number
- JPS6288940A JPS6288940A JP22953285A JP22953285A JPS6288940A JP S6288940 A JPS6288940 A JP S6288940A JP 22953285 A JP22953285 A JP 22953285A JP 22953285 A JP22953285 A JP 22953285A JP S6288940 A JPS6288940 A JP S6288940A
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試
験装置に係わり、特に凍結した供試体を解凍して地中に
ある時と同し状態に戻し、更に再凍結できるようにした
試験装置に関する。
験装置に係わり、特に凍結した供試体を解凍して地中に
ある時と同し状態に戻し、更に再凍結できるようにした
試験装置に関する。
従来、原子力発電所のような重要構造物は、岩盤を支持
地盤としているが、将来支持地盤として岩盤を用いるこ
とのできる地域が少なくなることが予想されるため、最
近、原子力発電所の支持地盤として砂礫地盤が注目され
てきている。原子力発電所のような重要構造物では、特
に地震時の安定性が重要であり８動的な特性について、
弾性波試験などによる微小なひずみにおける性状のみで
なく、室内試験による大きなひずみにおける性状につい
ても調査する必要がある。
地盤としているが、将来支持地盤として岩盤を用いるこ
とのできる地域が少なくなることが予想されるため、最
近、原子力発電所の支持地盤として砂礫地盤が注目され
てきている。原子力発電所のような重要構造物では、特
に地震時の安定性が重要であり８動的な特性について、
弾性波試験などによる微小なひずみにおける性状のみで
なく、室内試験による大きなひずみにおける性状につい
ても調査する必要がある。
そこで、こうした地質調査を行う試料採取のためには、
従来、砂地盤についてその地盤を凍結させた後サンプリ
ングする方法が提案されている。
従来、砂地盤についてその地盤を凍結させた後サンプリ
ングする方法が提案されている。
一般にサンプリングにより試料採取を行う場合、試料を
乱さず、現状のままの状態での試験が行えるよう試料採
取することが必要である。その点、地盤を凍結させる方
式は、従来から砂地盤の比較的小さい供試体のサンプリ
ングに用いられているものであり、砂礫地盤のような大
きな供試体を必要とする地質調査の試料採取には用いら
れていない。これは、砂礫地盤の場合、粒径が大きいた
め大型の供試体く最大粒径の４〜５倍の直径）が必要で
あることから、単に砂地盤に用いられている凍結採取方
式を用いたのでは、現状のままの乱れのない試料の採取
が難しく、また、採取した試料を乱さずに供試体に成形
することも容易ではないからである。さらに成形した供
試体を動的試験実施まで健全な状態で保存するためには
、運搬時の振動や環境温度変化にも留意する必要がある
。そして凍結保存した供試体を実際に試験する場合には
、地中にあった時と同し状態を維持しながら解凍しなけ
ればならないが、大きな供試体の場合、乱れを生じさせ
ないように解凍することは容易ではなく、また試験結果
の信頼性についての検討も難しい。
乱さず、現状のままの状態での試験が行えるよう試料採
取することが必要である。その点、地盤を凍結させる方
式は、従来から砂地盤の比較的小さい供試体のサンプリ
ングに用いられているものであり、砂礫地盤のような大
きな供試体を必要とする地質調査の試料採取には用いら
れていない。これは、砂礫地盤の場合、粒径が大きいた
め大型の供試体く最大粒径の４〜５倍の直径）が必要で
あることから、単に砂地盤に用いられている凍結採取方
式を用いたのでは、現状のままの乱れのない試料の採取
が難しく、また、採取した試料を乱さずに供試体に成形
することも容易ではないからである。さらに成形した供
試体を動的試験実施まで健全な状態で保存するためには
、運搬時の振動や環境温度変化にも留意する必要がある
。そして凍結保存した供試体を実際に試験する場合には
、地中にあった時と同し状態を維持しながら解凍しなけ
ればならないが、大きな供試体の場合、乱れを生じさせ
ないように解凍することは容易ではなく、また試験結果
の信頼性についての検討も難しい。
そのため、砂礫地盤の乱れのない試料を用いた室内試験
の実施は極めて国難であり、多くの構造物の支持地盤と
なっているにもかかわらず、砂礫地盤については強度・
変形特性が明確に把握されていないのが実情である。
の実施は極めて国難であり、多くの構造物の支持地盤と
なっているにもかかわらず、砂礫地盤については強度・
変形特性が明確に把握されていないのが実情である。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、凍結サン
プリングにより採取した砂礫地盤供試体を、試験装置内
で解凍して元の状態にすることが短時間に支障なくでき
ると共に、さらに再凍結を可能にして凍結時の影響確認
試験を可能にし、試験結果の信頼性を向上させることを
目的とするものである。
プリングにより採取した砂礫地盤供試体を、試験装置内
で解凍して元の状態にすることが短時間に支障なくでき
ると共に、さらに再凍結を可能にして凍結時の影響確認
試験を可能にし、試験結果の信頼性を向上させることを
目的とするものである。
そのために本発明の凍結サンプリングによる砂礫地盤供
試体の試験装置は、膜状体で被覆し、上下のベデスクル
間に凍結供試体をセットした三輪セル内に、側液水位を
一定に保ちながら常温もしくは高温のセル液を循環させ
て解凍すると共に、供試体の再凍結時に前記ペデスタル
内に冷媒を循環させることを特徴とする。
試体の試験装置は、膜状体で被覆し、上下のベデスクル
間に凍結供試体をセットした三輪セル内に、側液水位を
一定に保ちながら常温もしくは高温のセル液を循環させ
て解凍すると共に、供試体の再凍結時に前記ペデスタル
内に冷媒を循環させることを特徴とする。
本発明による凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の
試験装置では、膜状体で被覆した凍結供試体を三軸セル
内にセットした後、側液水位を一定に保ってセル液を循
環させ、拘束圧を一定にしながら短時間で支障なく解凍
する。この時、体積変化が生じないように、供試体に気
体又は水を所定圧で注入している。また上下ペデスタル
内に液化ガスを循環させて再凍結を可能にし、凍結時の
影響確認試験ができるようにしている。このときも、凍
結膨張が生じないように供試体から気体又は液体が逃げ
られるようにしている。
試験装置では、膜状体で被覆した凍結供試体を三軸セル
内にセットした後、側液水位を一定に保ってセル液を循
環させ、拘束圧を一定にしながら短時間で支障なく解凍
する。この時、体積変化が生じないように、供試体に気
体又は水を所定圧で注入している。また上下ペデスタル
内に液化ガスを循環させて再凍結を可能にし、凍結時の
影響確認試験ができるようにしている。このときも、凍
結膨張が生じないように供試体から気体又は液体が逃げ
られるようにしている。
以下実施例を図面を用いて説明する。
第１図は、本発明による試験装置における凍結供試体の
強制解凍及び再凍結システムを示す図である。
強制解凍及び再凍結システムを示す図である。
図中、１は三輪セル、２は供試体、３．４はそれぞれ上
下のペデスタル（供試体キャップ）、５は供試体に試験
圧力を加えるための軸、６はプロパンガスボンベ、７は
ガス給湯器、８はポンプ、９は側液水位調整用セル、１
０は検液水位調整用補助ボット、１１はコンプレッサ、
１２は空気圧制御パ“ネルである。
下のペデスタル（供試体キャップ）、５は供試体に試験
圧力を加えるための軸、６はプロパンガスボンベ、７は
ガス給湯器、８はポンプ、９は側液水位調整用セル、１
０は検液水位調整用補助ボット、１１はコンプレッサ、
１２は空気圧制御パ“ネルである。
次に動作を説明すると、三軸方向から圧力を加えて試験
を行う三輪セル１内にゴムメンブレンで被覆した直径約
３００ｍｍの凍結供試体２をセットした後、ガス給湯器
７からポンプ８を介して２０〜６０℃の温水を注入・流
出させて循環させ解凍する。この時、三軸セル１内の温
水は、側液水位調整用セル９、測成水位調整用補助ボッ
１−１０により側液水位が一定に保たれ、またコンプレ
ッサ１１、空気圧制御パネル１２により三軸セル１内の
圧力を所定値に保ようにしている。こうして−定の拘束
圧を作用させながら温水加熱していくと、供試体２は円
滑に解凍していき、砂礫内の凍結氷が水に変化していく
ことに伴い体積減少が生じるので、供試体２の下部ペデ
スタル４より所定圧力で気体又は水を注入し、供試体内
間隙の飽和度が変化しないようにする。このように、拘
束圧を一定に保ちセル液を常温もしくは高温にして砂礫
粒子に一定の応力が働く状態で循環することにより、従
来の常温方式では２日程要していたものを約２時間程で
解凍でき、加えて解凍してもくずれず、供試体の乱れを
防止することができる。
を行う三輪セル１内にゴムメンブレンで被覆した直径約
３００ｍｍの凍結供試体２をセットした後、ガス給湯器
７からポンプ８を介して２０〜６０℃の温水を注入・流
出させて循環させ解凍する。この時、三軸セル１内の温
水は、側液水位調整用セル９、測成水位調整用補助ボッ
１−１０により側液水位が一定に保たれ、またコンプレ
ッサ１１、空気圧制御パネル１２により三軸セル１内の
圧力を所定値に保ようにしている。こうして−定の拘束
圧を作用させながら温水加熱していくと、供試体２は円
滑に解凍していき、砂礫内の凍結氷が水に変化していく
ことに伴い体積減少が生じるので、供試体２の下部ペデ
スタル４より所定圧力で気体又は水を注入し、供試体内
間隙の飽和度が変化しないようにする。このように、拘
束圧を一定に保ちセル液を常温もしくは高温にして砂礫
粒子に一定の応力が働く状態で循環することにより、従
来の常温方式では２日程要していたものを約２時間程で
解凍でき、加えて解凍してもくずれず、供試体の乱れを
防止することができる。
次に、一旦凍結し、解凍して元の状態に復元して強度試
験等をする試験結果の信頼性を確認するために、拘束圧
を一定に保ちながらペデスタル３．４内に液体窒素（Ｌ
Ｎｚ）を吹き込んで循環させて、再凍結を行い、凍結時
の影響確認試験ができるようにする。この時、凍結膨張
が生じないように供試体内の水又は気体は、供試体２の
上部又は下部ペデスタル４より逃げられるようにする。
験等をする試験結果の信頼性を確認するために、拘束圧
を一定に保ちながらペデスタル３．４内に液体窒素（Ｌ
Ｎｚ）を吹き込んで循環させて、再凍結を行い、凍結時
の影響確認試験ができるようにする。この時、凍結膨張
が生じないように供試体内の水又は気体は、供試体２の
上部又は下部ペデスタル４より逃げられるようにする。
なおセル液は２０〜６０℃程度が良く、これより高温で
あると解凍が急激すぎて一様な解凍が行えずくずれるお
それがあり、また低温すぎると解凍に長く時間がかかり
すぎてしまう。またセル液の循環は、セル内で温度調節
しながらセル内循環させるように構成してもよい。
あると解凍が急激すぎて一様な解凍が行えずくずれるお
それがあり、また低温すぎると解凍に長く時間がかかり
すぎてしまう。またセル液の循環は、セル内で温度調節
しながらセル内循環させるように構成してもよい。
第２図は、第１図のシステムの具体的装置であり、図中
、２０は供試体解凍゛装置、２１はガスボンへ、２２は
ガス給湯器、２３は三軸セルの測成水位調整装置である
。また２４は供試体の強度試験等を行う大型振動三輪試
験器で、２５は垂直荷重載荷枠、２６は油圧アクチュエ
ータ、２７はユニバーサルジヨイント、２８は三軸セル
、２９は砂礫地盤供試体、３０．３１は上下のペデスタ
ルである。
、２０は供試体解凍゛装置、２１はガスボンへ、２２は
ガス給湯器、２３は三軸セルの測成水位調整装置である
。また２４は供試体の強度試験等を行う大型振動三輪試
験器で、２５は垂直荷重載荷枠、２６は油圧アクチュエ
ータ、２７はユニバーサルジヨイント、２８は三軸セル
、２９は砂礫地盤供試体、３０．３１は上下のペデスタ
ルである。
以上のように本発明によれば、三軸セル内の砂礫地盤凍
結供試体に一定の拘束圧を加え、砂礫粒子に一定の応力
が働く状態で常温もしくは高温のセル液を循環させたの
で、形状変化等の供試体部れを起こすことなく短時間で
解凍することができ、しかも、同様の供試体の形状保持
のまま再凍結させることができるので、凍結時の影響Ｔ
Ｉ’！認試験が可能になり、試験結果の信頼性を向上さ
せることができる。さらに、解凍及び再凍結は供試体を
含む最少の範囲で達成しているので、装置全体を安価に
作成できる効果も合わせもっている。
結供試体に一定の拘束圧を加え、砂礫粒子に一定の応力
が働く状態で常温もしくは高温のセル液を循環させたの
で、形状変化等の供試体部れを起こすことなく短時間で
解凍することができ、しかも、同様の供試体の形状保持
のまま再凍結させることができるので、凍結時の影響Ｔ
Ｉ’！認試験が可能になり、試験結果の信頼性を向上さ
せることができる。さらに、解凍及び再凍結は供試体を
含む最少の範囲で達成しているので、装置全体を安価に
作成できる効果も合わせもっている。
第１図は本発明による試験装置における凍結供試体の強
制解凍及び再凍結システムを示す図、第２図は第１図の
システムの具体的装置を示す図である。 １．２８・・・三軸セル、２．２９・・・供試体、３．
３０・・・上ペデスタル、４．３１・・・下ペデスタル
、５・・・軸、６．２１・・・プロパンガスボンへ、７
．２２・・・ガス給湯器、８・・・ポンプ、９・・・測
成水位調整用セル、１０側液水位調整用補助ポット、１
１・・・コンプレッサ、１２・・・空気圧制御パネル、
２３・・・測成水位調整装置、２４・・・大型振動三輪
試験機、２５・・・垂直荷重載荷枠、２６・・・油圧ア
クチュエータ、２７・・・ユニバーサルジヨイント。 第２図
制解凍及び再凍結システムを示す図、第２図は第１図の
システムの具体的装置を示す図である。 １．２８・・・三軸セル、２．２９・・・供試体、３．
３０・・・上ペデスタル、４．３１・・・下ペデスタル
、５・・・軸、６．２１・・・プロパンガスボンへ、７
．２２・・・ガス給湯器、８・・・ポンプ、９・・・測
成水位調整用セル、１０側液水位調整用補助ポット、１
１・・・コンプレッサ、１２・・・空気圧制御パネル、
２３・・・測成水位調整装置、２４・・・大型振動三輪
試験機、２５・・・垂直荷重載荷枠、２６・・・油圧ア
クチュエータ、２７・・・ユニバーサルジヨイント。 第２図
Claims (4)
- （１）膜状体で被覆し、上下のペデスタル間に凍結供試
体をセットした三軸セル内に、側液水位を一定に保ちな
がらセル液を循環させて解凍すると共に、供試体の再凍
結時、前記ペデスタル内に冷媒を循環させることを特徴
とする凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装
置。 - （２）前記膜状体は、ゴムメンブレンである特許請求の
範囲第１項記載の凍結サンプリングによる砂礫地盤供試
体の試験装置。 - （３）前記冷媒は、液体窒素、塩化カルシウムのいずれ
か一つである特許請求の範囲第１項記載の凍結サンプリ
ングによる砂礫地盤供試体の試験装置。 - （４）前記セル液は約２０〜６０℃である特許請求の範
囲第１項記載の凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体
の試験装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22953285A JPS6288940A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22953285A JPS6288940A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6288940A true JPS6288940A (ja) | 1987-04-23 |
| JPH0570779B2 JPH0570779B2 (ja) | 1993-10-05 |
Family
ID=16893641
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22953285A Granted JPS6288940A (ja) | 1985-10-15 | 1985-10-15 | 凍結サンプリングによる砂礫地盤供試体の試験装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6288940A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05138576A (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-01 | World Giken Kk | ロボツト作業装置の工具支持装置 |
| JP2008096377A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Yamaguchi Univ | 変形特性を測定する方法及びそのための装置 |
| CN102331374A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-01-25 | 振石集团东方特钢股份有限公司 | 金属材料低温拉伸试验装置 |
| CN103900877A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-02 | 浙江水利水电学院 | 三轴压缩试验原状试样制备装置及其制备方法 |
| CN104880371A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-02 | 中山大学 | 全自动多功能三轴卡盘 |
| JP2016125962A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-11 | 清水建設株式会社 | 三軸凍上試験装置及び土の三次元凍結膨張特性の計測方法 |
| CN108020470A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-05-11 | 东北大学 | 一种用于模拟超高压和高温地质条件的岩石三轴压力机 |
| CN111595647A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | 中国矿业大学 | 一种深部冻土ct扫描试样的批量制样装置及其使用方法 |
-
1985
- 1985-10-15 JP JP22953285A patent/JPS6288940A/ja active Granted
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05138576A (ja) * | 1991-11-18 | 1993-06-01 | World Giken Kk | ロボツト作業装置の工具支持装置 |
| JP2008096377A (ja) * | 2006-10-16 | 2008-04-24 | Yamaguchi Univ | 変形特性を測定する方法及びそのための装置 |
| CN102331374A (zh) * | 2011-06-09 | 2012-01-25 | 振石集团东方特钢股份有限公司 | 金属材料低温拉伸试验装置 |
| CN103900877A (zh) * | 2014-03-21 | 2014-07-02 | 浙江水利水电学院 | 三轴压缩试验原状试样制备装置及其制备方法 |
| JP2016125962A (ja) * | 2015-01-07 | 2016-07-11 | 清水建設株式会社 | 三軸凍上試験装置及び土の三次元凍結膨張特性の計測方法 |
| CN104880371A (zh) * | 2015-04-28 | 2015-09-02 | 中山大学 | 全自动多功能三轴卡盘 |
| CN104880371B (zh) * | 2015-04-28 | 2017-11-10 | 中山大学 | 全自动多功能三轴卡盘 |
| CN108020470A (zh) * | 2017-11-15 | 2018-05-11 | 东北大学 | 一种用于模拟超高压和高温地质条件的岩石三轴压力机 |
| CN111595647A (zh) * | 2020-05-29 | 2020-08-28 | 中国矿业大学 | 一种深部冻土ct扫描试样的批量制样装置及其使用方法 |
| CN111595647B (zh) * | 2020-05-29 | 2021-03-16 | 中国矿业大学 | 一种深部冻土ct扫描试样的批量制样装置及其使用方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0570779B2 (ja) | 1993-10-05 |
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