JP2021117099A - Penetration piston, soil testing machine and method for moving lower unit of penetration piston - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、貫入ピストン、土質試験機及び貫入ピストンの下部ユニットの移動方法に関するものである。 The present invention relates to a method of moving a penetration piston, a soil tester, and a lower unit of the penetration piston.
土木建築工事では、地盤の状況や強度等を確認するために、さまざまな地盤試験を行う。これら地盤試験のうち、主に道路の路床、路盤地盤の支持力を確認するために考えられた貫入試験の一種として、CBR試験がある。 In civil engineering and construction work, various ground tests are conducted to confirm the condition and strength of the ground. Among these ground tests, there is a CBR test as a kind of penetration test mainly considered for confirming the bearing capacity of the roadbed and the roadbed ground.
JIS A 1211(非特許文献1)に定めるCBR試験において、一般に行われている突き固められた土の供試体について試験を行う場合、まず、試料を準備し、供試体を作成する。具体的には、モールド、カラー及び有孔底板を組み立て、当該モールドの中にスペーサーディスクを入れ、当該スペーサーディスクの上にろ紙を敷く。スペーサーディスクは、JIS A 1210(非特許文献2)において、高さが(50±0.2)mmの金属製円盤のものと規定されている。 In the CBR test specified in JIS A 1211 (Non-Patent Document 1), when a test is performed on a generally-conducted soil specimen, a sample is first prepared and a specimen is prepared. Specifically, the mold, the collar, and the perforated bottom plate are assembled, the spacer disc is put in the mold, and the filter paper is laid on the spacer disc. The spacer disk is defined in JIS A 1210 (Non-Patent Document 2) as a metal disk having a height of (50 ± 0.2) mm.
モールド内に1層分の土を入れ、ランマーを用いて、所定回数突き固める。これを3層分繰り返し、カラーを取り外した後、モールド上部のはみ出した土を直ナイフで削り取る。そして、モールドを反転させて有孔底板を外し、モールドからろ紙及びスペーサーディスクを取り出す。このとき、供試体上面は、モールド上端部からスペーサーディスクの高さ分である50mm下の位置にある。 Put one layer of soil in the mold and tamper with it a predetermined number of times using a rammer. This is repeated for 3 layers, the collar is removed, and then the protruding soil on the top of the mold is scraped off with a straight knife. Then, the mold is inverted to remove the perforated bottom plate, and the filter paper and the spacer disc are taken out from the mold. At this time, the upper surface of the specimen is at a position 50 mm below the upper end of the mold, which is the height of the spacer disc.
この後、吸水膨張試験を経て、CBR試験機を用いて供試体に貫入ピストンを貫入する貫入試験を行う。このとき、まず、貫入ピストンと供試体の中心線が一致するように供試体の入ったモールドを載荷装置に設置した後、供試体と貫入ピストンを密着させるために0.05kN以下の荷重を加える。その後、載荷装置を上昇させることにより貫入ピストンを1mm/minの速さで貫入させ、所定の貫入量における荷重計の読みを記録する。記録後、荷重を除き、載荷装置からモールドを外す。(非特許文献1)。 After that, after undergoing a water absorption expansion test, a penetration test is performed in which the penetration piston is penetrated into the specimen using a CBR tester. At this time, first, after installing the mold containing the specimen in the loading device so that the center lines of the penetration piston and the specimen coincide with each other, a load of 0.05 kN or less is applied to bring the specimen and the penetration piston into close contact with each other. .. After that, the penetration piston is penetrated at a speed of 1 mm / min by raising the loading device, and the reading of the load meter at a predetermined penetration amount is recorded. After recording, remove the load and remove the mold from the loading device. (Non-Patent Document 1).
非特許文献1に記載されているCBR試験では、貫入ピストンは固定されており、貫入試験においては、載荷装置が上昇することにより、供試体と貫入ピストンを密着させ、その後貫入ピストンを供試体に貫入させていく。載荷装置の載荷能力は50kN以上とされており、非常に負荷が大きく、また、1mm/minの一定速度で貫入させる必要があることから、貫入量を制御しやすい反面動きが遅いスクリュージャッキ等を使用して上昇及び下降させることが多い。そのため、貫入試験の時間が非常に長くなるという問題点があった。 In the CBR test described in Non-Patent Document 1, the penetration piston is fixed, and in the penetration test, the loading device is raised to bring the specimen into close contact with the penetration piston, and then the penetration piston is used as the specimen. Let it penetrate. The loading capacity of the loading device is 50 kN or more, the load is very large, and it is necessary to penetrate at a constant speed of 1 mm / min. Often used to raise and lower. Therefore, there is a problem that the penetration test time becomes very long.
この問題点を解消するために、貫入ピストンが取り付けられている上部ユニットを上下方向に移動可能にし、当該上部ユニットを下降させることにより、供試体と貫入ピストンを接近させるCBR試験機が開発されている(非特許文献3)。 In order to solve this problem, a CBR testing machine has been developed in which the upper unit to which the penetration piston is attached can be moved in the vertical direction and the upper unit is lowered to bring the specimen and the penetration piston closer to each other. (Non-Patent Document 3).
しかしながら、非特許文献1に規定されている通り、貫入ピストンと供試体の中心線が一致するようにしなければならず、非特許文献3に記載されているCBR試験機においても、目視で確認しながら徐々に貫入ピストンを下降させるよう操作する必要があることから、当該上部ユニットではウォームギアを用いてモーター等の回転数を減速させて操作を行っている。そのため、貫入試験終了後に供試体の入ったモールドを取り除くために少なくとも50mm以上貫入ピストンを上昇させなければならないが、当該上部ユニットにおいては貫入ピストンを迅速に上昇させることは難しい。したがって、当該CBR試験機においても、貫入試験に長い時間を要していた。
However, as specified in Non-Patent Document 1, the penetration piston and the center line of the specimen must be aligned with each other, and the CBR testing machine described in
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、貫入試験中に発生する大きな負荷に耐えることができ、かつ、供試体への貫入前後の作業を迅速に行うことができる貫入ピストンを提供するものである。 The present invention has been made to solve such a problem, and can withstand a large load generated during a penetration test, and can quickly perform work before and after penetration into a specimen. It provides a penetration piston.
上記課題を解決するために、本発明の一態様に係る貫入ピストンは、円柱形状の軸体と、前記軸体の側面に突設された取手部と、前記軸体の上面に設けられる略T字形状の係合部材と、下端側の大径部と前記大径部の上方の小径部とを有する筒部と、上端部に略円形の開口部を有するフランジ部と、を有する下部材と、前記下部材の上方に配置され、前記係合部材を上下方向に摺動させる貫通孔を有する中間部材と、前記中間部材の上方に配置され、固定部材によって、前記中間部材と前記下部材と共に固定される上部材と、を備え、前記下部材は、前記小径部の内周面によって前記係合部材の下部を支持し、前記大径部の内周面によって前記軸体を支持し、前記開口部に配置された弾性部材と前記弾性部材の上部に載置されたばね座とによって前記中間部材の下面と前記ばね座の上面との間で前記係合部材の係合部を挟持可能であり、前記上部材は、前記係合部材の上部を回転自在に収容可能な収容部が設けられていることを特徴としている。 In order to solve the above problems, the penetration piston according to one aspect of the present invention includes a cylindrical shaft body, a handle portion protruding from the side surface of the shaft body, and a substantially T provided on the upper surface of the shaft body. A lower member having a character-shaped engaging member, a tubular portion having a large diameter portion on the lower end side and a small diameter portion above the large diameter portion, and a flange portion having a substantially circular opening at the upper end portion. An intermediate member arranged above the lower member and having a through hole for sliding the engaging member in the vertical direction, and an intermediate member arranged above the intermediate member and having a through hole for sliding the engaging member in the vertical direction, together with the intermediate member and the lower member by a fixing member. The lower member includes an upper member to be fixed, the lower member supports the lower portion of the engaging member by the inner peripheral surface of the small diameter portion, and the shaft body is supported by the inner peripheral surface of the large diameter portion. The engaging portion of the engaging member can be sandwiched between the lower surface of the intermediate member and the upper surface of the spring seat by the elastic member arranged in the opening and the spring seat placed on the upper portion of the elastic member. The upper member is characterized in that an accommodating portion capable of rotatably accommodating the upper portion of the engaging member is provided.
本発明の一態様によれば、貫入ピストンが貫入試験中に発生する大きな負荷に耐えることができ、かつ、貫入ピストンの供試体への貫入前後の作業を迅速に行うことが可能となる。 According to one aspect of the present invention, the penetration piston can withstand a large load generated during the penetration test, and the work before and after the penetration of the penetration piston into the specimen can be performed quickly.
以下、本発明の実施の形態について図を参照しながら説明する。なお、以下の実施例において示す構成は一例であり、本発明はこれらの構成に限定されるものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. The configurations shown in the following examples are examples, and the present invention is not limited to these configurations.
図1に示すように、本発明の一実施形態である貫入ピストン1は、軸体2と、取手部3と、下部材5と、中間部材6と、上部材7を備える。
As shown in FIG. 1, the penetration piston 1 according to the embodiment of the present invention includes a
図2は、本発明の一実施形態である貫入ピストン1の下部ユニット1aを上方から見た斜視図である。図2に示すように、円柱形状の軸体2の側面には、取手部3が突設されている。また、軸体2の上面には、中央部に略T字形状の係合部材4が設けられている。
FIG. 2 is a perspective view of the
取手部3の形状としては、軸体2を手動により回転させることができればよく、例えば、棒状部材等が挙げられる。また、取手部3はあらかじめ軸体2に固定されていてもよいし、ねじ等により、都度取り付けるようにしてもよい。取手部3の材質については、特に限定されず、例えば、金属等が挙げられる。
As the shape of the
係合部材4は、略T字形状を有しており、上部4aと下部4bを備える。上部4aの両端部は他の部材等と係合する係合部4cになっている。軸体2の上面への係合部材4の取り付け方法としては、例えば、ホーローセット等を用いて取り付けることが考えられる。係合部材4の材質としては、貫入試験への影響を考慮して、軸体2と同じ金属を用いることが考えられるが、これに限定されず、他の金属等を用いてもよい。
The
図3に示すように、下部材5は、上端部にフランジ部51を有しており、当該フランジ部51には略円形の開口部52が設けられている。また、下部材5は筒部55を有しており、当該筒部の下端側に大径部55aが設けられており、大径部55aの上方には小径部55bが設けられている。図6に示すように、大径部55aの内周面は軸体2を支持しており、小径部55bの内周面は係合部材4の下部4bを支持している。図5に示すように、当該開口部52には弾性部材53と前記弾性部材53の上部に載置されたばね座54が配置される。弾性部材53としては、例えば、ばね等が挙げられる。この構成により、ばね座54の上面と中間部材6の下面との間で、係合部材4の係合部4cを挟持することができる。
As shown in FIG. 3, the
図1に示すように、中間部材6は、下部材5の上方に配置される。図4に示すように、中間部材6は、係合部材4を上下方向に摺動させる貫通孔61を備えている。貫通孔61は、係合部材4の形状に合わせて設けられる。
As shown in FIG. 1, the
上部材7は、前記中間部材6の上方に配置され、図5に示すように、固定部材8によって、前記中間部材6と前記下部材5と共に固定される。固定部材8としては、貫入ピストン1が貫入試験に影響を与えない限り、特に限定されず、例えば、キャップボルト等が挙げられる。また、図6に示すように、上部材7は、貫入試験における貫入が終了し、係合部材4が前記貫通孔61内を上方に摺動されたときに、係合部材4の上部4aを収容するための収容部71を有している。この場合、取手部3を用いて下部ユニット1aを回転させて、係合部材4の係合部4cを中間部材6の上面62と係合させることによって、係合部材4は収容部71内において係止される。
The
また、図5に示すように、中間部材6の上面62及び/又は下面63に係合部材4を係止する突出部64を設けてもよい。係合部材4が貫通孔61を摺動して抜け出した後、取手部3により下部ユニット1aを回転させることにより、当該突出部64が係合部材4の係合部4cと係合することで、係合部材4を容易に係止することが可能となる。突出部64としては、例えば、キャップボルト等が挙げられる。また、突出部64の位置としては、係合部材4が係止されればよく、特に限定されない。
Further, as shown in FIG. 5, a protruding
図6に示すように、マークMを軸体2に設けてもよい。マークMは、取手部3を用いて下部ユニット1aを上下動させるときに、軸体2と下部体5との重なり位置であってかつ下部ユニット1aを回転させる位置に付しておけばよく、軸体2の周囲全体に付す必要はない。また、軸体2の側面に溝を刻むようにしてもよいし、塗料やシールで印を付けるようにしてもよい。
As shown in FIG. 6, the mark M may be provided on the
従来の土質試験機へ本発明の一実施形態に係る貫入ピストン1を装着することにより、貫入試験における貫入ピストン1の供試体への貫入前後の作業を迅速に行うことができる。なお、土質試験機にはCBR試験機も含まれるが、CBR試験における貫入試験に使用できる土質試験機であればよく、CBR試験機に限定されない。 By mounting the penetration piston 1 according to the embodiment of the present invention on a conventional soil tester, the work before and after the penetration of the penetration piston 1 into the specimen in the penetration test can be performed quickly. The soil tester includes a CBR tester, but is not limited to the CBR tester as long as it is a soil tester that can be used for the penetration test in the CBR test.
図6は、本発明の一実施形態である貫入ピストンの下部ユニットの上方向への移動方法の概略説明図である。従来例では、貫入試験における貫入終了後、土質試験機の動作によって貫入ピストンを上昇させていたが、図6に示すように、本発明の一実施形態に係る貫入ピストン1の下部ユニット1aの移動方法においては、取手部3を用いて係合部材4が貫通孔31内を摺動できる位置まで下部ユニット1aを回転させた後(図6(a))、取手部3を用いて下部ユニット1aを上昇させることで、貫通孔61内を摺動させて係合部材4を鉛直上方向にスライドさせることによって、上部材7の収容部71に係合部材4の上部4aを移動させ(図6(b))、さらに取手部3を用いて下部ユニット1aを回転させることにより、係合部4cと中間部材6の上面62とを係合させて係合部材4を係止させる(図6(c))。この後、供試体の入ったモールドを取り除く。そのため、迅速に動かすことができない従来の貫入ピストンを用いる土質試験機によって貫入ピストンを上昇させる場合と比べて、供試体への貫入後の作業を迅速に行うことができる。
FIG. 6 is a schematic explanatory view of an upward movement method of the lower unit of the penetration piston according to the embodiment of the present invention. In the conventional example, after the penetration in the penetration test is completed, the penetration piston is raised by the operation of the soil tester. However, as shown in FIG. 6, the
図7は、本発明の一実施形態である貫入ピストンの下部ユニットの下方向への移動方法の概略説明図である。複数の供試体について貫入試験を行う場合、供試体の入れ替え後に、土質試験機の動作によって貫入ピストンを下降させていたが、図7に示すように、本発明の一実施形態に係る貫入ピストン1の下部ユニット1aの移動方法においては、取手部3を用いて係合部材4が貫通孔61内を摺動できる位置まで下部ユニット1aを回転させた後(図7(a))、取手部3を用いて下部ユニット1aを下降させることで、貫通孔61内を摺動させて係合部材4を鉛直下方向にスライドさせることによって、ばね座54まで係合部材4の上部4aを移動させ(図7(b))、取手部3を用いてばね座54を押し下げながら下部ユニット1aを回転させることにより、係合部材4の係合部4cを中間部材6の下面63と係合させて中間部材6の下面63とばね座54の上面によって挟持させる(図7(c))。そのため、迅速に動かすことができない従来の貫入ピストンを用いる土質試験機によって貫入ピストンを下降させる場合と比べて、供試体への貫入前の作業を迅速に行うことができる。また、貫入試験時においても、弾性部材53がばね座54を介して係合部材4の係合部4cを上方向に付勢することによって、係合部材4の係合部4cが中間部材6の下面63とばね座54の上面により安定的に挟持されるため、非常に大きな負荷が発生する貫入試験に影響を与えることもない。
FIG. 7 is a schematic explanatory view of a method of moving the lower unit of the penetration piston downward according to the embodiment of the present invention. When performing a penetration test on a plurality of specimens, the penetration piston was lowered by the operation of the soil tester after the specimens were replaced. As shown in FIG. 7, the penetration piston 1 according to the embodiment of the present invention 1 In the method of moving the
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be considered that the embodiments disclosed this time are exemplary in all respects and not restrictive. The scope of the present invention is shown by the scope of claims rather than the above description, and it is intended to include all modifications within the meaning and scope equivalent to the scope of claims.
1 貫入ピストン
1a 下部ユニット
2 軸体
3 取手部
4 係合部材
4a 上部
4b 下部
4c 係合部
5 下部材
6 中間部材
7 下部材
51 フランジ部
52 開口部
53 弾性部材
54 ばね座
55 筒部
55a 大径部
55b 小径部
61 貫通孔
62 上面
63 下面
64 突出部
71 収容部
1
Claims (6)
前記軸体の側面に突設された取手部と、
前記軸体の上面に設けられる略T字形状の係合部材と、
下端側の大径部と前記大径部の上方の小径部とを有する筒部と、上端部に略円形の開口部を有するフランジ部と、を有する下部材と、
前記下部材の上方に配置され、前記係合部材を上下方向に摺動させる貫通孔を有する中間部材と、
前記中間部材の上方に配置され、固定部材によって、前記中間部材と前記下部材と共に固定される上部材と、
を備え、
前記下部材は、前記小径部の内周面によって前記係合部材の下部を支持し、前記大径部の内周面によって前記軸体を支持し、前記開口部に配置された弾性部材と前記弾性部材の上部に載置されたばね座とによって前記中間部材の下面と前記ばね座の上面との間で前記係合部材の係合部を挟持可能であり、
前記上部材は、前記係合部材の上部を回転自在に収容可能な収容部が設けられている、貫入ピストン。 Cylindrical shaft and
A handle portion protruding from the side surface of the shaft body and
A substantially T-shaped engaging member provided on the upper surface of the shaft body and
A lower member having a tubular portion having a large diameter portion on the lower end side and a small diameter portion above the large diameter portion, and a flange portion having a substantially circular opening at the upper end portion.
An intermediate member arranged above the lower member and having a through hole for sliding the engaging member in the vertical direction, and an intermediate member.
An upper member arranged above the intermediate member and fixed together with the intermediate member and the lower member by the fixing member.
With
The lower member supports the lower portion of the engaging member by the inner peripheral surface of the small diameter portion, supports the shaft body by the inner peripheral surface of the large diameter portion, and the elastic member arranged in the opening and the said. The engaging portion of the engaging member can be sandwiched between the lower surface of the intermediate member and the upper surface of the spring seat by the spring seat mounted on the upper portion of the elastic member.
The upper member is a penetrating piston provided with an accommodating portion capable of rotatably accommodating the upper portion of the engaging member.
貫入終了後に、前記取手部を用いて前記係合部材が前記貫通孔内を摺動できる位置まで前記下部ユニットを回転させるステップと、
前記下部ユニットを回転させた後、前記取手部を用いて下部ユニットを上昇させることにより、前記係合部材の上部を前記収容部まで移動させるステップと、
前記係合部材の上部を前記収容部まで移動させた後、前記取手部を用いて前記下部ユニットを回転させることにより、前記係合部材の係合部と前記中間部材の上面とを係合させるステップと、
を備える貫入ピストンの下部ユニットの移動方法。 The method for moving the lower unit of the penetration piston using the soil tester according to claim 4.
After the penetration is completed, a step of rotating the lower unit to a position where the engaging member can slide in the through hole using the handle portion, and a step of rotating the lower unit.
A step of moving the upper part of the engaging member to the accommodating portion by raising the lower unit using the handle portion after rotating the lower unit.
After moving the upper part of the engaging member to the accommodating portion, the lower unit is rotated by using the handle portion to engage the engaging portion of the engaging member with the upper surface of the intermediate member. Steps and
How to move the lower unit of the penetrating piston.
複数の供試体の貫入試験時における供試体の入れ替え後に、前記取手部を用いて前記係合部材が前記貫通孔内を摺動できる位置まで前記下部ユニットを回転させるステップと、
前記下部ユニットを回転させた後、前記取手部を用いて下部ユニットを下降させることにより、前記係合部材の上部を前記ばね座まで移動させるステップと、
前記係合部材の上部を前記ばね座まで移動させた後、前記取手部を用いて下方向に前記ばね座を押し下げながら前記下部ユニットを回転させることにより、前記係合部材の係合部を前記中間部材の下面と係合させて前記中間部材の下面と前記ばね座の上面によって挟持させるステップと、
を備える貫入ピストンの下部ユニットの移動方法。 The method for moving the lower unit of the penetration piston using the soil tester according to claim 4.
After the specimens are replaced during the penetration test of a plurality of specimens, the lower unit is rotated to a position where the engaging member can slide in the through hole by using the handle portion.
A step of moving the upper part of the engaging member to the spring seat by lowering the lower unit using the handle portion after rotating the lower unit.
After moving the upper part of the engaging member to the spring seat, the lower unit is rotated while pushing down the spring seat downward using the handle portion to move the engaging portion of the engaging member. A step of engaging with the lower surface of the intermediate member and sandwiching it between the lower surface of the intermediate member and the upper surface of the spring seat.
How to move the lower unit of the penetrating piston.
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