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原位置測定装置及び原位置測定方法 コモンズ

国内特許コード P170014061
整理番号 FU690
掲載日 2017年4月26日
出願番号 特願2016-217828
公開番号 特開2018-076674
出願日 平成28年11月8日(2016.11.8)
公開日 平成30年5月17日(2018.5.17)
発明者
  • 小林 泰三
  • 青山 直樹
  • 内山 裕二
  • 吉光 徹雄
  • 大槻 真嗣
  • 石上 玄也
  • 尾崎 伸吾
出願人
  • 学校法人立命館
発明の名称 原位置測定装置及び原位置測定方法 コモンズ
発明の概要 【課題】 車輌等に搭載して多点で同時に載荷荷重とせん断力とを求めることができる原位置試験装置を提供する。
【解決手段】 せん断部材16及び載荷部材13と、載荷部材13を取り付ける第一の軸体11と、せん断部材16を取り付ける第二の軸体12と、第二の軸体12に軸荷重を付与する第一の駆動手段及び前記第二の軸体に回転力を付与する第二の駆動手段と、第一の軸体11の軸荷重及び回転力を検出する第一の検出手段14と、第二の軸体12の軸荷重及び回転力を検出する第二の検出手段15とを有する。第一の軸体11に軸荷重を付与したときの第一の検出手段14の検出結果から載荷部材13の載荷荷重を求め、第二の軸体12に軸荷重を付与しつつ回転力を付与したときの第二の検出手段15の検出結果と第一の検出手段14の検出結果との差分からせん断部材16のせん断力を求める演算部を有していてもよい。
【選択図】 図2
従来技術、競合技術の概要


建設・建築分野における地盤の原位置測定法としては、地盤に所定の大きさの載荷板を載置し、この載荷板に一定の荷重をかけて沈下量を測定する載荷試験法や、例えば先端にコーンを取り付けたロッドをハンマの自由落下により地盤に連続的に打ち込み、貫入長毎の打撃回数を求めるサウンディング法が知られている(非特許文献1,2参照)。なお、地盤の載荷試験についてはJIS1521-2012に、せん断試験についてはJIS1433-2012に規定されている。



しかし、従来の原位置測定方法は大掛かりな試験装置を必要とするため多点で計測を行うことが困難であるものが多く、また土質パラメータ(地盤反力係数などの変形パラメータや、粘着力及び内部摩擦角などの強度パラメータを含む)は、得られた結果から経験式等を用いて間接的に推定しているに過ぎないものが多い。さらに、取得できる土質パラメータは試験機に応じて限定されていることが多く、地盤構造物の設計や安定解析において最も重要となる変形パラメータと強度パラメータとを多点で簡便に得ることのできる原位置試験法や装置が求められていた。



このような要求に応えるべく、1980年代にT.B.Golobによって、図7に示すような原位置測定装置(Bevameter)が提案された(非特許文献3参照)。
この原位置測定装置では、地表面に接地されるフレーム100に載荷荷重と回転力とを付与できる駆動体101を備え、この駆動体101の駆動軸102の先端に載荷試験を行う載荷プレート103とせん断リング104とを交換可能に取り付けて、図7(a)(b)に示すように載荷プレート103とせん断リング104とを交換しながら載荷試験とせん断試験とを行えるようにしたものである。



この原位置測定装置(Bevameter)は、従来のものに比して装置が小型化され、載荷プレート103とせん断リング104とを交換することで、現地の多点で計測を行うことも容易になったものの、未だ装置が大型で、かつ、載荷プレート103とせん断リング104とを交換しなければならない煩わしさがあった。

産業上の利用分野


本発明は、原位置における地表面(地盤)の載荷荷重、沈下量及びせん断力を測定し、これらから地盤の変形パラメータや強度パラメータを得るための原位置測定装置及び原位置測定方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】
地表面における地盤の変形パラメータ及び強度パラメータを得るための原位置測定装置において、
前記地表面に接地して前記地表面に載荷荷重を付与するための載荷部材と、
前記載荷部材と同心状に配置され、前記地表面に接地して前記地表面にせん断力を付与するせん断部材と、
前記載荷部材を一端に取り付け、前記載荷部材に載荷荷重を付与する第一の軸体と、
この第一の軸体と同一の軸線上に配置され、前記せん断部材を一端に取り付けて前記せん断部材に載荷荷重及び回転力を付与するための第二の軸体と、
前記第二の軸体に軸線方向の軸荷重を付与する第一の駆動手段及び前記第二の軸体に前記軸線回りの回転力を付与する第二の駆動手段と、
前記第二の軸体を回転自在及び軸線方向に進退自在に支持して固定部に固定させる固定手段と、
前記第一の軸体に作用する軸荷重及び回転力を検出する第一の検出手段と、
前記第二の軸体に作用する軸荷重及び回転力を検出する第二の検出手段と、
を有することを特徴とする原位置測定装置。

【請求項2】
前記第二の軸体を介して前記第一の軸体に軸荷重を付与したときの前記第二の検出手段の検出結果から前記載荷部材に作用する載荷荷重を求める演算部及び前記第二の軸体に軸荷重を付与しつつ回転力を付与したときの前記第二の検出手段の検出結果と前記第一の検出手段の検出結果との回転力の差分から前記せん断部材に作用するせん断力を求める演算部の少なくとも一つをさらに有することを特徴とする請求項1に記載の原位置測定装置。

【請求項3】
地表面における地盤の変形パラメータ及び強度パラメータを測定するための原位置測定装置において、
地表面に接地して前記地表面に載荷荷重を付与するための載荷部材と、
前記載荷部材と同心状に配置され、前記地表面に接地して前記地表面にせん断力を付与するせん断部材と、
前記載荷部材を一端に取り付け、前記載荷部材に載荷荷重を付与する第一の軸体と、
この第一の軸体と同一の軸線上に配置されるとともに、前記第一の軸体に対して相対的に回転自在で、前記せん断部材を一端に取り付けて前記せん断部材に回転力を付与するための第二の軸体と、
前記第二の軸体に軸線方向の軸荷重を付与する第一の駆動手段及び前記第二の軸体に前記軸線回りの回転力を付与する第二の駆動手段と、
前記第二の軸体を回転自在及び軸線方向に進退自在に支持して固定部に固定させる固定手段と、
前記第一の軸体に作用する軸荷重を検出する第一の検出手段と、
前記第二の軸体に作用する軸荷重及び回転力を検出する第二の検出手段と、
を有すること特徴とする原位置測定装置。

【請求項4】
前記第二の軸体を介して前記第一の軸体に軸荷重を付与したときの前記第二の検出手段の検出結果から前記載荷部材に作用する載荷荷重を求める演算部及び前記第二の軸体に軸荷重を付与しつつ回転力を付与したときの前記第二の検出手段の検出結果から前記せん断部材に作用するせん断力を求める演算部の少なくとも一つをさらに有することを特徴とする請求項3に記載の原位置測定装置。

【請求項5】
前記演算部は、前記載荷荷重と前記載荷部材の沈下量とから変形パラメータを求めること及び/又は前記せん断力と前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段の軸荷重の差分とから強度パラメータを求めることを特徴とする請求項2又は4に記載の原位置測定装置。

【請求項6】
前記せん断部材のグラウサの外周囲に、土逃げ防止用のリング状部材を設けたことを特徴とする請求項1~5のいずれかに記載の原位置測定装置。

【請求項7】
前記第一の軸体及び第二の軸体の軸線方法の移動量及び前記第一の軸体及び第二の軸体の軸線周りの回転移動量の少なくとも一つを検出するための移動量検出手段を設けたことを特徴とする請求項1~6のいずれかに記載の原位置測定装置。

【請求項8】
前記第二の検出手段が、前記第二の軸体に軸荷重又は回転力を付与する前記第一の駆動手段又は第二の駆動手段の駆動力を検出する駆動力検出手段であることを特徴とする請求項1~7のいずれかに記載の原位置測定装置。

【請求項9】
請求項1~8のいずれかに記載の原位置測定装置を用いた原位置測定方法において、
前記載荷荷重を増加又は減少させる過程で、前記載荷荷重が予め設定された値になったときに、前記第二の軸体に回転力を付与して前記せん断部材に作用するせん断力を求めることを特徴とする原位置測定方法。

【請求項10】
原位置測定を行う測定位置を予め複数設定しておき、
前記原位置測定装置を搬送手段に搭載し、一の測定位置で載荷荷重とせん断力とを求めた後、前記搬送手段によって別の測定位置まで前記原位置測定装置を移動させ、当該別の測定位置で載荷荷重及びせん断力の少なくとも一方を求めることを特徴とする請求項9に記載の原位置測定方法。

【請求項11】
前記載荷荷重と前記載荷部材の沈下量とから変形パラメータを求め、前記せん断力と前記第一の検出手段及び前記第二の検出手段の軸荷重の差分とから強度パラメータを求めることを特徴とする請求項9又は10に記載の原位置測定方法。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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JP2016217828thum.jpg
出願権利状態 公開
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