JP2676039B2

JP2676039B2 - 楔式地圧計およびその設置方法

Info

Publication number: JP2676039B2
Application number: JP1006658A
Authority: JP
Inventors: 和寛福田
Original assignee: Kyowa Electronic Instruments Co Ltd; Shimizu Corp
Current assignee: Kyowa Electronic Instruments Co Ltd; Shimizu Corp
Priority date: 1989-01-13
Filing date: 1989-01-13
Publication date: 1997-11-12
Anticipated expiration: 2012-11-12
Also published as: JPH02186096A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、測定感度が高く、ボアホール内に安定かつ
確実に固定できる楔式地圧計に関する。

〔従来の技術〕

地圧変化を測定するための地圧計は、楔機構等により
ボアホール内にプレストレストを与えて固着する方式の
剛性地圧計とフラットジャッキ等を用いて固着する方式
の柔軟地圧計に大別される。

このうち剛性地圧計としては、第９図に示すHastの測
定器が知られている。これは、センサとしての鉄柱１、
楔２、支持台３、加圧板４から構成され、加圧板４の移
動を阻止するためにＡ方向の反力が生じるようにして、
油圧ラム５により楔２をＢ方向に引張り、センサとして
の鉄柱１をＣ方向に押しつけてボアホール内に固定して
いる。鉄柱１には電磁コイルが取付けられていて、地圧
変化に伴い鉄柱１に荷重が発生するのでその量を磁歪の
変化として検出するものである。

また、第10図はHawkes and Baileyの測定器を示し、
径方向に振動弦６を組み込んだ円筒７をセンサとして、
楔９の作用でボアホール内に固定し、地圧変化に伴う円
筒７の変形を振動弦６の振動数を変化として検出するも
のである。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上記剛性地圧計のうちHastの測定器に
おいては、１本の楔でセンサを固定するために、固定が
不安定になりやすく設置に失敗する恐れがあり、また鉄
柱の変形を磁歪変化として検出するために測定感度が低
く、長期間にはドリフトを生じ、さらに１つのボアホー
ル内に１つの測定器しか設置できないという問題を有し
ている。

また、上記Hawkes and Baileyの測定器においては、
楔が１本でしかもボアホールの中心軸から偏心して設け
られているために、センサの固定が不完全になる場合が
あり、また、振動弦として鉄の細線を用いるため、温度
変化の影響を受けやすく長期耐久性に欠けるという問題
を有している。

本発明は上記問題を解決するものであって、測定感度
が高く、ボアホール内に安定かつ確実に固定できる楔式
地圧計を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

そのために本発明の楔式地圧計は、リング状センサ
と、該リング状センサの両側には配置される加圧板と、
前記リング状センサと加圧板との間に移動自在に配置さ
れる２本以上の楔とを有し、該楔により前記リング状セ
ンサと加圧板をボアホールに固定可能にすることを特徴
とするものであり、またその設置方法は、楔を移動させ
るための油圧駆動装置と、前記リング状センサと加圧板
の移動を阻止するための反力装置とを備え、加圧板と楔
並びに楔と油圧駆動装置を一定圧で切断可能なリベット
により固定すると共に、前記反力装置と油圧駆動装置を
固定した後、これらをボアホールの任意位置に挿入し、
油圧駆動装置により楔を引っ張ることにより、リング状
センサと加圧板をボアホールに圧着させると共に前記リ
ベットを切断し、油圧駆動装置と反力装置を回収するこ
とを特徴とするものである。

〔作用〕本発明においては例えば第１図に示すように、楔式地
圧計10は、リング状センサ12を加圧板13と楔15とによっ
てボアホール14内に一定圧力で固定して、一定方向の地
圧成分の変化を受感するものである。

設置方法は例えば第６図に示すように、先ず、加圧板
13および楔15をシェヤーリベット30により固定し、楔式
地圧計10を反力装置25内に挿入した後、油圧駆動載置20
を反力地25内に挿入固定し、楔15とピストン22をシェヤ
ーリベット30により固定する。この組立体を第ボアホー
ル14の任意位置に挿入し、ピストン22により楔15を引っ
張る。楔15が移動すると、リング状センサ12と加圧板13
が、反力プレート27により移動を阻止されているため、
加圧板13が楔15の作用によりボアホール14の孔璧に圧着
され、設置圧に達すると、楔式地圧計10と油圧駆動装置
20とを接続するシエヤーリベット30が切断される。最後
に、油圧駆動装置20と反力装置25を回収し、設置作業を
終了する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面を参照しつつ説明する。
第１図は本発明の楔式地圧計の側面図、第２図は第１図
におけるII−II線に沿う断面図である。

図において本発明の楔式地圧計10は、ニッケルクロム
モリブデン綱製からなる厚肉円筒の両側面に歪みゲージ
11を貼付したリング状センサ12と、このリング状センサ
12と加圧板13の間に摺動自在に設けられる２本の楔15と
からなる。２本の楔15の一端は、連結部材16でボルト17
により固着されている。連結部材16には後述する油圧駆
動装置のピストンに連結するための連結孔16aが設けら
れている。また、加圧板え13および楔15には、仮止め孔
13a、15aが設けられ、これらを後述するシェヤーリベト
により固定することにより、ボアホール14内に楔式地圧
計を挿入可能にしている。なお、19は歪みゲージ11から
信号を取り出すためのリード線である。

上記楔式地圧楔10は、リング状センサ12を加圧板13と
楔15とによってボアホール14内に一定圧力（設置圧約10
0kg/cm²）で固定して、一定方向の地圧成分の変化を受
感するものである。すなわち、加圧板13を圧着した方向
の地圧変化を、加圧板13と楔15を介し、リング状センサ
12の歪み量として検出する。ボアホール14は孔径75mmを
標準とするが、仕上がりが良くないと安定した設置がで
きず、また、孔の自立性が十分でない場合、設置不能な
ることがあるので、主に硬岩中の計測に使用する。

なお、上記実例においては、歪みゲージ11をリング状
センサ12の外側両側面に２箇所貼付けているが、リング
状センサ12の内周面或いは内部でも良く、また、貼付個
数は適宜変更してもよい。

次に第３図にないし第５図により上記楔式地圧計10の
設置装置について説明する。

第３図は、楔15を引っ張るための油圧駆動装置20の側
面図を示し、油圧シリンダ21、ピストン22およびピスト
ン22の先端に固定された連結具23からなり、連結具23に
は連結孔23aが形成されている。

第４図および第５図は、反力装置を示し、第４図およ
び第５図は、反力装置を示し、第４図は側面図、第５図
は第４図におけるＶ−Ｖ線に沿う断面図である。反力装
置25は、反力枠26、その先端に溶接固定される反力プレ
ート27からなり、反力プレート27には、リング状センサ
12と加熱板13を支持するための支持部材29が溶接固定さ
れている。反力プレート27および支持部材29の形状は、
第５図に示すように、２本の楔15の反力プレート27を通
過させるが、リング状センサ12と加圧板13は反力プレー
ト27で停止せしめられる形状となっている。従って、地
圧計の設置の際、楔15を引っ張った時、リング状センサ
12と加圧板13に、圧力を与えこれらの移動を阻止させる
ことができる。

次に第６図により本発明の楔式地圧計の設置方法につ
いて説明する。

先ず、第１図における加圧板13および第15の仮止め孔
13a、15aを合わせて、シェヤーリベット30により両者を
固定し〔第６図（ａ）参照〕、楔式地圧計10を反力装置
25内に挿入する。次いで油圧駆動装置20を反力装置25内
に挿入固定した後、楔15側の連結孔16a（第１図）とピ
ストン22側の連結孔23aとをシェヤーリベット30により
両者を固定する。

上記組立体を第６図（ａ）に示すように、ボアホール
14の任意位置に挿入し、ピストン22により楔15を引っ張
る。楔15が移動すると、リング状センサ12と加圧板13
が、反力プレート27により移動を阻止されているため、
加圧板13が楔15の作用によりボアホール14の孔璧に圧着
され、設置圧に達すると、楔式地圧計10と油圧駆動装置
20とを接続するシエヤーリベット30が切断される〔第６
図（ｂ）〕。最後に、油圧駆動装置20と反力装置25を回
収し、設置作業を終了する〔第６図（ｃ）〕。計測は、
この直後から開始できる。

本発明の楔式地圧計の応答特性を調べるために二軸試
験装置で、モルタルブロックの載荷試験を実施した。ブ
ロック中央のボアホールには実際の楔式地圧計を設置
し、次圧受感方向の外圧P₁とこれに直交する外圧P₂の初
期値を数種類設定し、外圧P₁と出力される歪みεとの比
（ε/P₁＝感度）を求めた。第７図に示すように、全て
の設置条件下で、感度はほぼ一定値を示した。楔式地圧
計は地圧変化受感方向の剛性が高いので岩盤剛性が感度
に与える影響は小さい。従って、楔式地圧計を適用して
いる岩盤における感度は、ほぼ一定とみなしてさしつか
えないものと考える。

長期計測時の安定性を確認するため、室内において無
拘束モルタルブロックに本体を設置し、経時変化を読み
取った。第８図に示すように、設置の極く直後における
僅か設置圧の低下と、温度変化に伴う変動が見られる
が、いずれも十分小さい。現場における耐久性に関して
は、極端な高温、多湿など劣悪な環境下においては、歪
みゲージやリング状センサの材質の劣下または孔璧の風
化などにより計測が不能になることも考えられるが、通
常の岩盤内における計測に対しては、十分な耐久性を有
するものと考えられる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく
種々の変更が可能である。

例えば上記実施例においては地圧変化を歪みゲージに
より検出しているが、これに限定されるものではなく、
従来例で述べた磁歪による検出、振動数による検出を採
用してもよい。ただし、歪みゲージを楔式地圧計に採用
することは、新規な技術であり、下記に述べる特有な効
果を奏するものである。

また、上記実施例においては楔を２本としているが、
２本以上設けてもよい。

〔発明の効果〕

以上のように本発明によれば、２本以上の楔で地圧計
を固定するため、リング状センサをボアホールの中央に
安定した状態でしかもボアホール内の任意位置に設置で
きる。

また、リング状センサが円筒形であるため地圧変化に
たいして十分な感度が得られると共に地圧の受感方向も
特定できる。

また、地圧変化をリング状センサ12の歪みとして歪み
ゲージで電気的に検出するので、本体にはケーブルが接
続されているだけである。従って、埋設深度を大きくで
き、１本のボアホールに最大３ヶまで設置可能である。
さらに、歪みゲージを用いているために、温度補償が可
能であり、その上、高温或いは低温用歪みゲージを用い
れば、常温以外の温度環境下でも測定可能である。

さらに、油圧カプセルのようにモルタルの固結や油圧
に安定を持つ必要がないので、設置直後から速やかに計
測を開始することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の楔式地圧計の１実施例を示す側面図、
第２図は第１図におけるII−II線に沿う断面図、第３図
ないし第５図は本発明に係わる楔式地圧計の設置装置を
示す図であり、第３図は油圧駆動装置の側面図、第４図
は反力装置の側面図、第５図は第４図におけるＶ−Ｖ線
に沿う断面図、第６図は本発明の楔式地圧計の設置方法
について説明するための図、第７図は本発明の楔式地圧
計の感度特性を示す図、第８図は本発明の楔式地圧計の
経時変化特性を示す図、第９図は従来の楔式地圧計の例
を示し、（ａ）は断面図、（ｂ）は側面図、第10図は従
来の楔式地圧計の他例を示す断面図である。 10……楔式地圧計、12……リング状センサ、13……加圧
板、14……ボアホール、15……楔、20……油圧駆動装
置、22……ピストン、25……反力装置、27……反力プレ
ート、30……シェヤーリベット。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地圧を検出可能なリング状センサと、該リ
ング状センサの両側に配置される加圧板と、前記リング
状センサと加圧板との間に移動自在に配置される２本以
上の楔とを有し、該楔により前記リング状センサと加圧
板をボアホールに固定可能にすることを特徴とする楔式
地圧計。
【請求項２】前記リング状センサには、歪みゲージが取
付けられることを特徴とする請求項１記載の楔式地圧
計。
【請求項３】リング状センサと、該リング状センサの両
側に配置される加圧板と、前記リング状センサと加圧板
との間に移動自在に配置される２本以上の楔とを有する
楔式地圧計を設置する方法であって、前記楔を移動させ
るための油圧駆動装置と、前記リング状センサと加圧板
の移動を阻止するための反力装置とを備え、加圧板と楔
並びに楔と油圧駆動装置を一定圧で切断可能なリベット
により固定すると共に、前記反力装置と油圧駆動装置を
固定した後、これらをボアホールの任意位置に挿入し、
油圧駆動装置により楔を引っ張ることより、リング状セ
ンサと加圧板をボアホールに圧着させると共に前記リベ
ットを切断し、油圧駆動装置と反力装置を回収すること
を特徴とする楔式地圧計の設置方法。