JPS63298141A

JPS63298141A - 粒状材料からなる成層内部の密度分布測定方法及び密度分布測定装置

Info

Publication number: JPS63298141A
Application number: JP62135418A
Authority: JP
Inventors: Iemasa Oomoto; 大本　家正; Takushi Yonezawa; 米澤　卓志; Yoji Kamimura; 洋司上村; Masayuki Nobeyama; 延山　政之
Original assignee: MIZUSHIGEN KAIHATSU KODAN; Soiru & Lock Eng Kk
Current assignee: MIZUSHIGEN KAIHATSU KODAN; Soiru & Lock Eng Kk
Priority date: 1987-05-29
Filing date: 1987-05-29
Publication date: 1988-12-05
Anticipated expiration: 2009-07-06
Also published as: JPH0652230B2

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】（イ）産業上の利用分野この発明は、例えば土木分野における土壌あるいは砕石
等の粒状材料の内部密度分布を測定する方法、並びにそ
の測定装置に関する。

（ロ）従来の技術一般に、ダム・道路・宅地造成等の土工事においては、
重機を用いた転圧施工により、土壌の充分な締固めを行
い、土壌構造物の安定性が保持されている。

締固めの判定には、単位容積中の乾燥密度で表される締
固め乾燥密度が用いられる。この乾燥密度は、単位体積
中の盛土質量で表わされる湿潤密度と、この土の一部を
１１０°Ｃに保持された炉内で２４時間乾燥させ、その
前後の重量の変化から求められる含水比（試験法は、Ｊ
　ｒ　５−Ａｌ２Ｏ２で規定されている。）から算出さ
れる。

上記湿潤密度は、従来盛土表面から一層の厚さに相当す
る深さで２〜３ボの容積を持つ孔を堀削し、この孔を掘
削した時の土を、別途秤量して重量を得、一方孔の掘削
面に密着させるように水密性のあるシートを敷き、この
中に注水して水で満たし、堀削した孔の容積に相当する
水の量を測定し、上記秤量で得た重量を、水で置き換え
て求めた容積で除して求める方法（水置換法）で求めら
れる。

他方、表層土の密度分布を測定する技術として、ガンマ
線源を地中２０〜３０ｃｍの点に埋め、地表で、そのガ
ンマ線量を検出する地表型ＲＴ法が知られている。

また、盛土内部の密度分布を求める方法としては、ガン
マ線を放射する線源と、地中で散乱されたガンマ線を検
出する検出器を、円筒状に一体化したプローブを地表か
らポーリングによって穿たれ、所定のパイプで保護され
た孔に入れ、密度を測定する深部型ＲＩ法が利用される
ことがある。

（ハ）発明が解決しようとする問題点上記した従来の密度分布測定方法のうち、水置換法によ
る現場密度の測定は、大規模な孔の掘削に多大な労力と
時間を要する。このため品質判定も転圧施工後、直ちに
行うことは不可能であり、かつ現況を破壊する試験であ
るため再転圧が必要となる。さらに、孔にシートを敷き
、掘削材料の容量を求めるのに、孔壁及び低面の凹凸に
よる面粗さで、シートと孔壁面との密着性が十分得られ
ず、精度の良い測定が出来ない。また、測定値がどれほ
どの誤差を伴うかについて明確にされておらず、設計上
過大な安全率を見込む必要が生じている。

他方、基本的な非破壊の密度測定方法として、ＲＩ法が
あるが表層型Ｒ１法は、せいぜい２０〜３０αまでの層
厚であり、広範囲深層までとなると、現場測定用として
、実用的でない。これに対し深部型Ｒ１法は、元来地盤
深部の調査に用いられるものであるから盛土構築の途中
段階での品質管理には利用が困難である。つまり、粗粒
の材料を主体とする盛土での測定孔の穿孔時のポーリン
グパイプと材料壁間に大小の空隙が生じ、これら孔壁の
乱れによって避は難い大きい誤差が生じる。

このように従来、粗粒の粒状材料からなる盛土の内部密
度分布を的確に評価する決め手がなく、そのような測定
法の開発が強く望まれている。

この発明は、上記に鑑み粗粒材料を用いる大型土木工事
における従来の密度測定法の欠点を解消し、高い精度を
確保した上で、非破壊で、しかも迅速に現場密度が求め
られる方法と、その装置を提供することを目的とする。

（ニ）問題点を解決するための手段及び作用この発明の
密度測定装置は、互い所定の間隔をおいて平行に配置さ
れ、有蓋の少なくとも２本の剛性のパイプと、１００μ
ｃｉ以下の低レベルガンマ線源を固設し、前記一方のパ
イプ内に蓋を外して装着される線源ホルダと、先端にガ
ンマ線検出器を固設し、前記他方のパイプに蓋を外して
装着される挿入ロンドと、前記ガンマ線検出器のガンマ
線検出量に応答して、測定材料の密度を算出する密度演
算手段とから構成されている。

この装置を用いて密度測定を行うのに、盛土の構築途中
の材料撒出し時に２本のパイプを埋設し、転圧施工を完
了後、パイプの頭部だけを掘り出し、蓋を取って線源ホ
ルダとガンマ線検出器を挿入し、所定の高さに保持する
。線源ホルダに装着された低レベルのガンマ線源より放
射されたガンマ線は、盛土内を透過しガンマ線検出器に
入射する。この入射したガンマ線（束）の強さは、透過
してきた領域の密度に支配されるので、粗粒材料の盛土
の現場密度が算出できる。パイプの２本の空筒内での線
源ホルダと密度検出器の位置を同時に変えることより盛
土内の密度分布を検出することができ、またパイプを盛
土盤の積層に伴って、順次継ぎ足することにより、盛土
の積層に伴う盛土層の密度変化を検出することができる
。

上記密度測定値は、ガンマ線検出器からの出力信号を測
定時間（１分間）終了後、直ちに処理して表示されると
共に印字記録される。

（ホ）実施例第１図は、この発明が実施される装置の構成図である。

同図において、１．１ａは鋼製パイプで梁部材２．２ａ
により平行に２本が固定され、鋼製枠を構成する。鋼製
パイプ１．１ａの上端には、図示していないがそれぞれ
蓋を有し、これらの蓋を外して鋼製枠の２本の鋼製パイ
プの片側１に線源ホルダ３が、他方１ａにガンマ線検出
器６がそれぞれ鋼製パイプの一端から挿入される。線源
ホルダ３には１００μｃｉ以下の低レベルガンマ線源４
が装着固定されており、また、挿入ロッド５が取り付け
られている。ガンマ線検出器６にも挿入ロッド７が取り
付けられている。挿入ロッド７は、信号ケーブル８を通
すため中空としている。信号ケーブル８は、アンプ・電
源・演算表示記録部９とガンマ線検出器６を接続してい
る。

以上の装置により密度を測定するには、被測定物質の中
に予め、鋼製枠を埋め込んでおく。そして、鋼製パイプ
１．１ａの蓋を取り、上部開口部より線源ホルダ３とガ
ンマ線検出器６を挿入し、挿入ロッド５及び７を上部開
口部で仮固定し、線源ホルダ３とガンマ線検出器６を所
定の位置（盛土内ある深さ）に保持する。その位置で低
レベルガンマ線源４からガンマ線検出器６方向に放射さ
れたガンマ線は、被測定物質を透過してガンマ線検出器
６に入射する。そして単位時間（１分間）に入射するガ
ンマ線を測定する。単位時間（１分間）に入射するガン
マ線量と密度の関係（計数比率Ｒγと湿潤密度ρＬ）は
、第２図のように予め求められ、演算装置９に記憶され
ているので、これを参照して被測定物質の密度が算定さ
れ、表示及び印字記録される。

第３図は、第１図で示す鋼製パイプ１、ｌａ及び梁部材
２．２ａより構成されている鋼製枠が盛土内に埋設され
る実施手順を示した埋設手順図である。先ず、同図ａの
ように埋設予定位置近くまで材料を敷き均す。次に同図
すのように鋼製枠を設置する面を整形し、Ｃのように鋼
製枠を置き、ｄのように鋼製枠を盛土材料で覆い、その
後、所定の面積をｅのように続行して敷き均す。敷き均
しが完了した後、ｆのように所定の転圧施工を行う。

転圧施工が終了した後、鋼製枠の上部を掘り出し、蓋を
取って開口部に線源ホルダ３とガンマ線検出器６を挿入
し、固定点位置を順次変えながら測定を行う。

第４図は、上記実施例装置を用い、上記実施例手順によ
り得られた盛土内の密度分布の１例である。盛土の現場
密度の評価は、この密度分布を平均した値で行う。

これら一連の現場密度測定には測定前の鋼製枠の設置を
含め一時間程度の作業量で終了させることができる上、
労力はさほど必要としない。加えて、盛土の掘削を伴わ
ない非破壊方式の測定法であるため、再転圧も容易であ
る。

積層による密度変化の検出には、先に′埋設した鋼製枠
に鋼製パイプを継ぎ足し、線源ホルダ及びガンマ線検出
器の挿入口を常に盛土表面近くに保持することにより実
施できる。同様の方法により、第５図（ａ）（ｂ）（ｃ
）のように転圧施工の進歩に伴う密度変化のような経時
変化を検出することもできる。第５図（ａ）は転圧回数
をバラメークとして湿潤密度と固定点ナンバー（深さ）
の関係を示し、第５（ｂ）は、第５図（ａ）の関係を転
圧回数と湿潤密度の関係に、第５（Ｃ）は転圧回数と密
度偏差の関係に置換して図示している。

なお、上記実施例おいて、枠体は鋼製パイプを使用して
いるが、剛性があり、堅牢であれば他の材料のパイプを
用いてもよい。また、パイプは２本に限られず３本以上
設け、１個のガンマ線源と数個のガンマ線検出器、ある
いは数個のガンマ線源と１個のガンマ線検出器をパイプ
内に収納してもよい。

（へ）発明の効果この発明の方法及び装置によれば、構築された粗粒材料
を主体とする盛土を、一時的にも破壊することなく、密
度が迅速に測定できるので、大型土木工事の締固め管理
を即時的に実施することが可能であり、加えて転圧や積
層や降雨などによる盛土状態の変化をも検出することが
できるので、盛土の品質に対して信顛性の高い保証を行
うことができる。また、測定データの設計へのフィード
バックなど経済的な建設に寄与するところが大である。

なお、この発明の方法及び装置は、土木分野における土
壌、砕石などの粒状材料からなる盛土内部の密度分布だ
けでなく、セメントや小麦粉などの粉体の集合体や、化
学薬品等の流体の密度分布の測定などにも応用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は実施例密度分布測定装置の構成図、第２図は同
装置のガンマ線検出器に入射するガンマ線量と密度との
関係を示す検定曲線図、第３図は実施例における鋼製枠
の埋設手順図、第４図は実施例での測定結果の一例を示
す図、第５図（ａ）（ｂ）（Ｃ）は転圧による密度変化
を検出した一例を示す図である。１：ｆ７＠製パイプ、　　　２：梁部材。３：線源ホルダ、　　　４：低レベルガンマ線源。５：線源ホルダ挿入ロッド。６：ガンマ線検出器、　　７：検出器挿入ロッド。８：信号ケーブル。９：アンプ・電源及び演算表示記録装置。特許出願人　　　　　　　　水資源開発公団（ほか１名
）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）測定対象となる粒状材料の層を形成する際に、互
いに所定の間隔をおいて平行に保持される少なくとも２
本の剛性の高いパイプを埋設しておき、前記粒状材料の
層形成後に、前記パイプの一方にガンマ線を放射する１
００μｃｉ以下の低レベルガンマ線源を、前記他方のパ
イプにガンマ線検出器を装着し、このガンマ線検出器で
前記ガンマ線源より放射され、パイプ周辺の領域物質中
を透過してきたガンマ線強度を検出し、このガンマ線量
より、粒状材料の密度を算出するようにした粒状材料か
らなる成層内部の密度分布測定方法。
（２）互いに所定の間隔を置いて平行に配置され、有蓋
の少なくとも２本の剛性のパイプと、１００μｃｉ以下
の低レベルガンマ線源を固設し、前記一方のパイプ内に
、蓋を外して装着される線源ホルダと、先端にガンマ線
検出器を固設し、前記他方のパイプに蓋を外して装着さ
れる挿入ロッドと、前記ガンマ線検出器のガンマ線検出
量に応答して、測定材料の密度を算出する密度演算手段
とからなる密度分布測定装置。