JPH09304377A - 軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用いた軟弱土内部の地盤試験方法 - Google Patents
軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用いた軟弱土内部の地盤試験方法Info
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- JPH09304377A JPH09304377A JP13958796A JP13958796A JPH09304377A JP H09304377 A JPH09304377 A JP H09304377A JP 13958796 A JP13958796 A JP 13958796A JP 13958796 A JP13958796 A JP 13958796A JP H09304377 A JPH09304377 A JP H09304377A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 軟弱土の代用として透明な模擬土を開発し、
この開発した透明な模擬土を用いて、攪拌機により外力
を加えたときの軟弱土の代用としての透明な模擬土の内
部の状態を外部から随時立体的に可視観察して、透明な
模擬土と軟弱土との相似則から軟弱土の内部の状態を推
定することができるようにした。 【解決手段】 所定水温の湯に、重量比で１：１の割合
でキトサンと溶媒とを混入攪拌して得られる２％〜５％
の濃度の透明な水溶液からなる軟弱土の代用としての透
明な模擬土を、側面が透明な実験槽２に入れ、実験槽２
の上方から下向きに、実際の攪拌機と相似する模型攪拌
機３を相似則で換算される所定トルクで駆動させながら
相似則で換算される所定速度で降下させて模擬土中に没
入させ、模擬土中に没入した模型攪拌機の先端側からセ
メントミルクの代用としての着色された模擬セメントミ
ルクを吐出させ、模擬土の内部の動きを外部から随時立
体的に可視観察するようにした。
この開発した透明な模擬土を用いて、攪拌機により外力
を加えたときの軟弱土の代用としての透明な模擬土の内
部の状態を外部から随時立体的に可視観察して、透明な
模擬土と軟弱土との相似則から軟弱土の内部の状態を推
定することができるようにした。 【解決手段】 所定水温の湯に、重量比で１：１の割合
でキトサンと溶媒とを混入攪拌して得られる２％〜５％
の濃度の透明な水溶液からなる軟弱土の代用としての透
明な模擬土を、側面が透明な実験槽２に入れ、実験槽２
の上方から下向きに、実際の攪拌機と相似する模型攪拌
機３を相似則で換算される所定トルクで駆動させながら
相似則で換算される所定速度で降下させて模擬土中に没
入させ、模擬土中に没入した模型攪拌機の先端側からセ
メントミルクの代用としての着色された模擬セメントミ
ルクを吐出させ、模擬土の内部の動きを外部から随時立
体的に可視観察するようにした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、軟弱土の代用と
して透明な模擬土を開発し、この開発した透明な模擬土
を用いて、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代
用としての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立
体的に可視観察して、透明な模擬土と軟弱土との相似則
から軟弱土の内部の状態を推定することができるように
した軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用い
た軟弱土内部の地盤試験方法に関するものである。
して透明な模擬土を開発し、この開発した透明な模擬土
を用いて、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代
用としての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立
体的に可視観察して、透明な模擬土と軟弱土との相似則
から軟弱土の内部の状態を推定することができるように
した軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用い
た軟弱土内部の地盤試験方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、軟弱地盤に攪拌機により外力を加
えたときの土内部の動きを可視化する手段としては、外
力を加えた後又は途中の動きを断面として、二次元的に
とらえる方法がとられている。
えたときの土内部の動きを可視化する手段としては、外
力を加えた後又は途中の動きを断面として、二次元的に
とらえる方法がとられている。
【０００３】例えば、透明ガラスなどの透明板を垂直に
設けて仕切り、垂直な透明体で仕切られた一方側に軟弱
地盤を堆積させ、他方側から透明体を通して軟弱地盤の
内部を可視できる状態にして、軟弱地盤に攪拌機により
外力を加えたときの土内部の動きを透明体を通して外部
から可視化できる状態にしている。
設けて仕切り、垂直な透明体で仕切られた一方側に軟弱
地盤を堆積させ、他方側から透明体を通して軟弱地盤の
内部を可視できる状態にして、軟弱地盤に攪拌機により
外力を加えたときの土内部の動きを透明体を通して外部
から可視化できる状態にしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
従来の手段では、軟弱地盤の内部を可視化できるのは透
明体に接している断面部分つまり二次元的だけであり、
地盤内部の動きを随時立体的つまり三次元的に可視化す
るのは極めて困難なのが現状である。
従来の手段では、軟弱地盤の内部を可視化できるのは透
明体に接している断面部分つまり二次元的だけであり、
地盤内部の動きを随時立体的つまり三次元的に可視化す
るのは極めて困難なのが現状である。
【０００５】この発明は、上記のような課題に鑑み、そ
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、軟弱土の代用として開発された透明な
模擬土を用いて、攪拌機により外力を加えたときの軟弱
土の代用としての透明な模擬土の内部の状態を外部から
随時立体的に可視観察して、透明な模擬土と軟弱土との
相似則から軟弱土の内部の特性を推定することができる
ようにした軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれ
を用いた軟弱土内部の地盤試験方法を提供することにあ
る。
の課題を解決すべく創案されたものであって、その目的
とするところは、軟弱土の代用として開発された透明な
模擬土を用いて、攪拌機により外力を加えたときの軟弱
土の代用としての透明な模擬土の内部の状態を外部から
随時立体的に可視観察して、透明な模擬土と軟弱土との
相似則から軟弱土の内部の特性を推定することができる
ようにした軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれ
を用いた軟弱土内部の地盤試験方法を提供することにあ
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】以上の目的を達成するた
めに、請求項１の発明に係る軟弱土の代用としての透明
な模擬土は、所定水温の湯に、重量比で１：１の割合で
キトサンと溶媒とを混入攪拌して得られる２％〜５％の
濃度の透明な水溶液からなる手段よりなるものである。
めに、請求項１の発明に係る軟弱土の代用としての透明
な模擬土は、所定水温の湯に、重量比で１：１の割合で
キトサンと溶媒とを混入攪拌して得られる２％〜５％の
濃度の透明な水溶液からなる手段よりなるものである。
【０００７】ここで、好ましい態様として、溶媒は乳酸
からなり、湯の水温は４０℃であるのがよい。また、湯
は、水温が３０℃〜９０℃の範囲内にあればよく、溶媒
は、コハク酸、クエン酸又は酢酸などの有機酸、又は燐
酸、塩酸、硫酸又は重合りん酸などの無機酸からなるも
のでもよい。
からなり、湯の水温は４０℃であるのがよい。また、湯
は、水温が３０℃〜９０℃の範囲内にあればよく、溶媒
は、コハク酸、クエン酸又は酢酸などの有機酸、又は燐
酸、塩酸、硫酸又は重合りん酸などの無機酸からなるも
のでもよい。
【０００８】また、請求項６の発明に係る軟弱土の代用
としての透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方
法は、軟弱土の代用としての透明な模擬土を側面が透明
な実験槽に入れ、実験槽の上方から下向きに、実際の攪
拌機と相似する模型攪拌機を相似則で換算される所定ト
ルクで駆動させながら相似則で換算される所定速度で降
下させて模擬土中に没入させ、模擬土中に没入した模型
攪拌機の先端側からセメントミルクの代用としての着色
された模擬セメントミルクを吐出させ、模擬土の内部の
動きを外部から随時立体的に可視観察するようにした手
段よりなるものである。
としての透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方
法は、軟弱土の代用としての透明な模擬土を側面が透明
な実験槽に入れ、実験槽の上方から下向きに、実際の攪
拌機と相似する模型攪拌機を相似則で換算される所定ト
ルクで駆動させながら相似則で換算される所定速度で降
下させて模擬土中に没入させ、模擬土中に没入した模型
攪拌機の先端側からセメントミルクの代用としての着色
された模擬セメントミルクを吐出させ、模擬土の内部の
動きを外部から随時立体的に可視観察するようにした手
段よりなるものである。
【０００９】ここで、着色された模擬セメントミルクは
模擬土中で色が消えるものと消えないものとがある。
模擬土中で色が消えるものと消えないものとがある。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図面に記載の発明の実施の
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
形態に基づいて、この発明をより具体的に説明する。
【００１１】〔実施の形態−１〕ここで、図１はベーン
試験機より計測された実際の軟弱土のトルク変化を示す
図、図２はベーン試験機より計測されたキトサン水溶液
のトルク変化を示す図である。
試験機より計測された実際の軟弱土のトルク変化を示す
図、図２はベーン試験機より計測されたキトサン水溶液
のトルク変化を示す図である。
【００１２】容器に湯を満たす。湯の水温としては３０
℃〜９０℃の範囲であれば問題ないことが実験で確かめ
られており、溶解の促進、気泡の除去という点からすれ
ば、湯の水温は４０℃程度が最適である。
℃〜９０℃の範囲であれば問題ないことが実験で確かめ
られており、溶解の促進、気泡の除去という点からすれ
ば、湯の水温は４０℃程度が最適である。
【００１３】容器に満たした湯を攪拌しながらキトサン
を入れる。キトサンの量は、濃度と粘着力との関係を示
したグラフより算出する。濃度が必要以上に大きくなる
と透明度は失われ、気泡が抜けにくくなるため充分に注
意する。濃度は後述するように２％〜５％の範囲内にあ
る。
を入れる。キトサンの量は、濃度と粘着力との関係を示
したグラフより算出する。濃度が必要以上に大きくなる
と透明度は失われ、気泡が抜けにくくなるため充分に注
意する。濃度は後述するように２％〜５％の範囲内にあ
る。
【００１４】さらに攪拌しながら溶媒としての例えば乳
酸を加える。乳酸の量は、重量比でキトサン１に対して
乳酸１の割合である。この他、乳酸の代わりの溶媒とし
ては、無機酸では燐酸、塩酸、硫酸、重合りん酸、ま
た、有機酸ではコハク酸、クエン酸、酢酸、などが使用
できる。これらの乳酸の代わりとしての溶媒の使用量
は、重量比でキトサン１に対してこれらも各々１であ
る。
酸を加える。乳酸の量は、重量比でキトサン１に対して
乳酸１の割合である。この他、乳酸の代わりの溶媒とし
ては、無機酸では燐酸、塩酸、硫酸、重合りん酸、ま
た、有機酸ではコハク酸、クエン酸、酢酸、などが使用
できる。これらの乳酸の代わりとしての溶媒の使用量
は、重量比でキトサン１に対してこれらも各々１であ
る。
【００１５】湯にキトサンと乳酸が加えられた水溶液の
濃度は２％〜５％の範囲内にある。例えば、水溶液が 3
00kgでその濃度が２％の場合、水（湯） 294kgに対して
キトサン３kg、乳酸３kgである。水溶液が 300kgでその
濃度が３％の場合、水（湯）291kgに対してキトサン 4.
5kg、乳酸 4.5kgである。水溶液が 300kgでその濃度が
４％の場合、水（湯） 288kgに対してキトサン６kg、乳
酸６kgである。水溶液が 300kgでその濃度が５％の場
合、水（湯） 285kgに対してキトサン 7.5kg、乳酸 7.5
kgである。
濃度は２％〜５％の範囲内にある。例えば、水溶液が 3
00kgでその濃度が２％の場合、水（湯） 294kgに対して
キトサン３kg、乳酸３kgである。水溶液が 300kgでその
濃度が３％の場合、水（湯）291kgに対してキトサン 4.
5kg、乳酸 4.5kgである。水溶液が 300kgでその濃度が
４％の場合、水（湯） 288kgに対してキトサン６kg、乳
酸６kgである。水溶液が 300kgでその濃度が５％の場
合、水（湯） 285kgに対してキトサン 7.5kg、乳酸 7.5
kgである。
【００１６】そして、溶媒としての乳酸を加えた後、１
０分後に攪拌する。このようにして軟弱土の代用として
の模擬土が製造される。模擬土はキトサンと溶媒例えば
乳酸とが混合された透明な水溶液からなり、又その水溶
液の濃度は２％〜５％の範囲内にある。水溶液の濃度が
５％を超えると透明度が失われ、水溶液の濃度が２％未
満の場合には粘着力が不足し、模擬土としては使用でき
ない。
０分後に攪拌する。このようにして軟弱土の代用として
の模擬土が製造される。模擬土はキトサンと溶媒例えば
乳酸とが混合された透明な水溶液からなり、又その水溶
液の濃度は２％〜５％の範囲内にある。水溶液の濃度が
５％を超えると透明度が失われ、水溶液の濃度が２％未
満の場合には粘着力が不足し、模擬土としては使用でき
ない。
【００１７】製造直後の模擬土の水溶液中には気泡が混
在しているので、時間をかけて気泡が抜けるのを待つ。
即ち、上記の工程で製造されたキトサンと乳酸との混合
水溶液からなる模擬土は例えばそのまま１日程度放置
し、気泡が抜けるのを待つ。その後、実験槽に移して水
溶液からなる模擬土から更に気泡が抜けるのを再び待つ
（3.5 ％水溶液で１〜２日程度）。
在しているので、時間をかけて気泡が抜けるのを待つ。
即ち、上記の工程で製造されたキトサンと乳酸との混合
水溶液からなる模擬土は例えばそのまま１日程度放置
し、気泡が抜けるのを待つ。その後、実験槽に移して水
溶液からなる模擬土から更に気泡が抜けるのを再び待つ
（3.5 ％水溶液で１〜２日程度）。
【００１８】以上のようにして製造されたキトサンと溶
媒例えば乳酸との水溶液（以下「キトサン水溶液」とい
う）はその濃度が２％〜５％の範囲内にある場合には、
ベーン剪断試験の結果より、乱された軟弱粘土に極めて
近い剪断特性を有することが明らかとなり、軟弱土の代
用として使用できることがわかった。
媒例えば乳酸との水溶液（以下「キトサン水溶液」とい
う）はその濃度が２％〜５％の範囲内にある場合には、
ベーン剪断試験の結果より、乱された軟弱粘土に極めて
近い剪断特性を有することが明らかとなり、軟弱土の代
用として使用できることがわかった。
【００１９】図１に示したグラフは、ベーン試験機より
計測された実際の軟弱土のトルク変化である。図２に示
したグラフは、キトサン水溶液について同じ試験を行っ
た結果である。濃度別にそれぞれのトルク変化を示して
いる。グラフを見てわかるように、実際の軟弱土の特性
に極めて近い相似関係にある（絶対値は異なる）。従っ
て、相似則を利用して調整することにより、キトサン水
溶液を軟弱土の代用として使用できることを見いだし
た。
計測された実際の軟弱土のトルク変化である。図２に示
したグラフは、キトサン水溶液について同じ試験を行っ
た結果である。濃度別にそれぞれのトルク変化を示して
いる。グラフを見てわかるように、実際の軟弱土の特性
に極めて近い相似関係にある（絶対値は異なる）。従っ
て、相似則を利用して調整することにより、キトサン水
溶液を軟弱土の代用として使用できることを見いだし
た。
【００２０】前述のようにして製造された軟弱土の代用
としての透明な模擬土を、図示するような実験槽に移
し、実験槽の上部から下向きに昇降自在に支持された模
型の攪拌機により、実験槽内の軟弱土の代用としての透
明な模擬土に外力を加え、透明な模擬土の内部の動きを
外部から随時立体的に可視観察し、相似則を利用して実
際の軟弱土の内部の動きを推定するものである。
としての透明な模擬土を、図示するような実験槽に移
し、実験槽の上部から下向きに昇降自在に支持された模
型の攪拌機により、実験槽内の軟弱土の代用としての透
明な模擬土に外力を加え、透明な模擬土の内部の動きを
外部から随時立体的に可視観察し、相似則を利用して実
際の軟弱土の内部の動きを推定するものである。
【００２１】〔実施の形態−２〕次に、前述のようにし
て製造された軟弱土の代用としての透明な模擬土を用い
た軟弱土内部の地盤試験方法に使用される装置につい
て、図面に基づいて以下説明する。ここで、図３は模擬
地盤試験装置の一部省略した概略斜視図、図４は模擬地
盤試験装置の上部側の正面図、図５（Ａ）は実験槽の正
面図、同図（Ｂ）は実験槽の側面図、同図（Ｃ）は実験
槽の平面図、図６は模型攪拌機の先端側の部分拡大正面
図である。
て製造された軟弱土の代用としての透明な模擬土を用い
た軟弱土内部の地盤試験方法に使用される装置につい
て、図面に基づいて以下説明する。ここで、図３は模擬
地盤試験装置の一部省略した概略斜視図、図４は模擬地
盤試験装置の上部側の正面図、図５（Ａ）は実験槽の正
面図、同図（Ｂ）は実験槽の側面図、同図（Ｃ）は実験
槽の平面図、図６は模型攪拌機の先端側の部分拡大正面
図である。
【００２２】図において、軟弱土の代用としての透明な
模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験に使用される模擬
地盤試験装置１は、軟弱土の代用としての透明な模擬土
を入れた実験槽２、該実験槽２の上部に下向きに昇降自
在に支持された模型攪拌機３、該模型攪拌機３を昇降自
在に支持する支持機構４などから構成されている。
模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験に使用される模擬
地盤試験装置１は、軟弱土の代用としての透明な模擬土
を入れた実験槽２、該実験槽２の上部に下向きに昇降自
在に支持された模型攪拌機３、該模型攪拌機３を昇降自
在に支持する支持機構４などから構成されている。
【００２３】実験槽２は、上面が開放され、四側面及び
底面が閉塞されていて、その内部に軟弱土の代用として
の透明な模擬土を入れる構造になっている。実験槽２は
フレーム２ａでその枠組が構成され、各フレーム２ａで
その枠組が構成された四側面は例えば透明ガラスや透明
プラスチックなどの透明板２ｂで形成されていて、実験
槽２の内部を外部からその透明板２ｂを通して可視観察
できるようになっている。
底面が閉塞されていて、その内部に軟弱土の代用として
の透明な模擬土を入れる構造になっている。実験槽２は
フレーム２ａでその枠組が構成され、各フレーム２ａで
その枠組が構成された四側面は例えば透明ガラスや透明
プラスチックなどの透明板２ｂで形成されていて、実験
槽２の内部を外部からその透明板２ｂを通して可視観察
できるようになっている。
【００２４】実験槽２の下部側面には排出口２ｃが形成
されていて、試験が終了した後に内部の模擬土をこの排
出口２ｃから排出できるようになっている。また、実験
槽２にはこれを補強する斜材２ｄが両側面の下部にそれ
ぞれ取り付けられている。
されていて、試験が終了した後に内部の模擬土をこの排
出口２ｃから排出できるようになっている。また、実験
槽２にはこれを補強する斜材２ｄが両側面の下部にそれ
ぞれ取り付けられている。
【００２５】模型攪拌機３は実験槽２に入れられた模擬
土を攪拌する模型の装置で、実際の装置と相似形になっ
ていて、その寸法が小さくて異なって全体的に相似則の
比率で小さく造られている。即ち、寸法的にはは小さい
が形状等は実際の装置と同じ形状に造られている。実験
槽２の上部に垂直に設けられた支持機構４に下向きに昇
降自在に支持されている。この実施の形態では、模型攪
拌機３には２基の回転軸３ａ，３ａが下向きに少し離し
て平行に設けられている。
土を攪拌する模型の装置で、実際の装置と相似形になっ
ていて、その寸法が小さくて異なって全体的に相似則の
比率で小さく造られている。即ち、寸法的にはは小さい
が形状等は実際の装置と同じ形状に造られている。実験
槽２の上部に垂直に設けられた支持機構４に下向きに昇
降自在に支持されている。この実施の形態では、模型攪
拌機３には２基の回転軸３ａ，３ａが下向きに少し離し
て平行に設けられている。
【００２６】各回転軸３ａの下向きの先端側つまり下端
側の側周面には上下に複数の攪拌翼３ｂが側方に突出し
て設けられている。同一位置の攪拌翼３ｂは左右に突出
し、その上側又は下側の攪拌翼３ｂは９０度角度ずれて
いてつまり直交する方向に突出して形成されている。
側の側周面には上下に複数の攪拌翼３ｂが側方に突出し
て設けられている。同一位置の攪拌翼３ｂは左右に突出
し、その上側又は下側の攪拌翼３ｂは９０度角度ずれて
いてつまり直交する方向に突出して形成されている。
【００２７】各回転軸３ａは内部が中空の筒状になって
いて、各回転軸３ａの下向きの先端つまり下端には先端
翼３ｃが形成され、その先端翼３ｃの一部には後述のセ
メントミルクの代用の溶液としての模擬セメントミルク
を吐出する下部吐出孔３ｄが形成されている。また、最
上部の攪拌翼３ｂと同じ位置の側面にも上部吐出孔３ｅ
が形成されている。
いて、各回転軸３ａの下向きの先端つまり下端には先端
翼３ｃが形成され、その先端翼３ｃの一部には後述のセ
メントミルクの代用の溶液としての模擬セメントミルク
を吐出する下部吐出孔３ｄが形成されている。また、最
上部の攪拌翼３ｂと同じ位置の側面にも上部吐出孔３ｅ
が形成されている。
【００２８】また、下向きの各回転軸３ａの攪拌翼３ｂ
より上側の側周面には複数の排土翼３ｆが上下方向にそ
れぞれ形成されている。更に、２基の平行な回転軸３ａ
はその先端側つまり下端側が上下の水平連結杆３ｇによ
り回転自在に連結されていて、２基の回転軸３ａの先端
側の間隔が一定に保持されている。
より上側の側周面には複数の排土翼３ｆが上下方向にそ
れぞれ形成されている。更に、２基の平行な回転軸３ａ
はその先端側つまり下端側が上下の水平連結杆３ｇによ
り回転自在に連結されていて、２基の回転軸３ａの先端
側の間隔が一定に保持されている。
【００２９】２基の回転軸３ａの上端側は分配機３ｈに
連動連結されている。分配機３ｈの上方には減速機３ｉ
を介して攪拌用モーター３ｊが設けられており、攪拌用
モーター３ｊからの回転駆動力は減速機３ｉを介して分
配機３ｇで分配されて２基の回転軸３ａを回転駆動させ
るようになっている。これら分配機３ｈ、減速機３ｉ及
び攪拌用モーター３ｊは後述の支持機構４の昇降盤４ｂ
に取り付けられている。
連動連結されている。分配機３ｈの上方には減速機３ｉ
を介して攪拌用モーター３ｊが設けられており、攪拌用
モーター３ｊからの回転駆動力は減速機３ｉを介して分
配機３ｇで分配されて２基の回転軸３ａを回転駆動させ
るようになっている。これら分配機３ｈ、減速機３ｉ及
び攪拌用モーター３ｊは後述の支持機構４の昇降盤４ｂ
に取り付けられている。
【００３０】支持機構４は下向きに設けられた模型攪拌
機３を昇降自在に支持するものであり、支持機構４の支
持フレーム４ａが実験槽２の上方に垂直に設置されてい
る。支持フレーム４ａは縦長の長方形の骨組を有してお
り、その支持フレーム４ａの正面側の側面には該側面に
沿って昇降する昇降盤４ｂが取り付けられている。
機３を昇降自在に支持するものであり、支持機構４の支
持フレーム４ａが実験槽２の上方に垂直に設置されてい
る。支持フレーム４ａは縦長の長方形の骨組を有してお
り、その支持フレーム４ａの正面側の側面には該側面に
沿って昇降する昇降盤４ｂが取り付けられている。
【００３１】昇降盤４ｂは上部が前方に向けて水平に突
出する水平板とその水平板の下方に位置する垂直板とか
ら形成されている。そして、昇降盤４ｂの水平板上に前
記攪拌用モーター３ｊが設置され、水平板の下方の垂直
板の側面に前記分配機３ｇ及び減速機３ｉが取り付けら
れている。また、昇降盤４ｂの垂直板の片側には側方に
水平に張り出した側方水平板が取り付けられていて、こ
の側方水平板上には後述のタンク６ｂが設置されてい
る。
出する水平板とその水平板の下方に位置する垂直板とか
ら形成されている。そして、昇降盤４ｂの水平板上に前
記攪拌用モーター３ｊが設置され、水平板の下方の垂直
板の側面に前記分配機３ｇ及び減速機３ｉが取り付けら
れている。また、昇降盤４ｂの垂直板の片側には側方に
水平に張り出した側方水平板が取り付けられていて、こ
の側方水平板上には後述のタンク６ｂが設置されてい
る。
【００３２】昇降盤４ｂの垂直板の裏面側の左右両側に
は図示しない縦溝がそれぞれ形成されており、また、支
持フレーム４ａの正面側の側面の左右両側にはこの左右
の縦溝に係合するガイド４ｃが上下方向に突出して形成
されていて、昇降盤４ｂはこのガイド４ｃに案内されて
昇降する構造になっている。
は図示しない縦溝がそれぞれ形成されており、また、支
持フレーム４ａの正面側の側面の左右両側にはこの左右
の縦溝に係合するガイド４ｃが上下方向に突出して形成
されていて、昇降盤４ｂはこのガイド４ｃに案内されて
昇降する構造になっている。
【００３３】支持フレーム４ａの内側の中央には上下方
向に螺子棒４ｄがその軸芯周りに回転自在に取り付けら
れている。螺子棒４ｄの側周面には螺旋状の螺子が切っ
てある。この螺子棒４ｄは昇降盤４ｂの垂直板の図示し
ない後部に形成された螺子孔を螺合貫通していて、螺子
棒４ｄの回転によって昇降盤４ｂは螺子運動により昇降
する構造になっている。
向に螺子棒４ｄがその軸芯周りに回転自在に取り付けら
れている。螺子棒４ｄの側周面には螺旋状の螺子が切っ
てある。この螺子棒４ｄは昇降盤４ｂの垂直板の図示し
ない後部に形成された螺子孔を螺合貫通していて、螺子
棒４ｄの回転によって昇降盤４ｂは螺子運動により昇降
する構造になっている。
【００３４】昇降用モーター４ｅは螺子棒４ｄを駆動回
転させるものであり、螺子棒４ｄはプーリー４ｆ，４ｆ
とこのプーリー４ｆ，４ｆ間に張設されたタイミングベ
ルト４ｇを介して昇降用モーター４ｅに連動連結されて
いる。螺子棒４ｄの上端及び昇降用モーター４ｅの回転
軸にはそれぞれプーリー４ｆが取り付けられている。昇
降用モーター４ｅは支持フレーム４ａの上部の側面に取
り付けられている。
転させるものであり、螺子棒４ｄはプーリー４ｆ，４ｆ
とこのプーリー４ｆ，４ｆ間に張設されたタイミングベ
ルト４ｇを介して昇降用モーター４ｅに連動連結されて
いる。螺子棒４ｄの上端及び昇降用モーター４ｅの回転
軸にはそれぞれプーリー４ｆが取り付けられている。昇
降用モーター４ｅは支持フレーム４ａの上部の側面に取
り付けられている。
【００３５】また、昇降する昇降盤４ｂと釣り合うカウ
ンターウエイト４ｈが設けられており、昇降盤４ｂとカ
ウンターウエイト４ｈとは索条４ｉによって連結されて
いる。即ち、昇降盤４ｂに一端が連結された索条４ｉは
上方に延び支持フレーム４ａの上端中央に設けられたロ
ーラー４ｊで反転して下方に延びた他端にカウンターウ
エイト４ｈが連結されている。
ンターウエイト４ｈが設けられており、昇降盤４ｂとカ
ウンターウエイト４ｈとは索条４ｉによって連結されて
いる。即ち、昇降盤４ｂに一端が連結された索条４ｉは
上方に延び支持フレーム４ａの上端中央に設けられたロ
ーラー４ｊで反転して下方に延びた他端にカウンターウ
エイト４ｈが連結されている。
【００３６】２基の各回転軸３ａの上部には、各回転軸
３ａの回転トルクを検出するトルク検出器５がそれぞれ
取り付けられている。トルク検出器５は図示しないコン
ピュータなどに接続されていて、このトルク検出器５で
計測された値はコンピュータに記憶されたり、ディスプ
レーに表示されたり、プリンターで打ち出すことができ
る。
３ａの回転トルクを検出するトルク検出器５がそれぞれ
取り付けられている。トルク検出器５は図示しないコン
ピュータなどに接続されていて、このトルク検出器５で
計測された値はコンピュータに記憶されたり、ディスプ
レーに表示されたり、プリンターで打ち出すことができ
る。
【００３７】トルク検出器５の少し下側の回転軸３ａの
外周側面には後述のセメントミルクの代用の溶液を各回
転軸３ａの中空内部に供給する回転運動対応型のコネク
ター６が上下に合計で４個取り付けられている。即ち、
各回転軸３ａはコネクター６を貫通して回転自在に取り
付けられている。
外周側面には後述のセメントミルクの代用の溶液を各回
転軸３ａの中空内部に供給する回転運動対応型のコネク
ター６が上下に合計で４個取り付けられている。即ち、
各回転軸３ａはコネクター６を貫通して回転自在に取り
付けられている。
【００３８】各回転軸３ａの上下に取り付けられた各コ
ネクター６には、後述のセメントミルクの代用の溶液を
供給する各輸送通路６ａの一端がそれぞれ接続されてい
る。又各輸送通路６ａの他端はセメントミルクの代用の
溶液としての模擬セメントミルクを蓄えたタンク６ｂに
それぞれ接続されている。タンク６ｂは前述の支持機構
４の昇降盤４ｂに取り付けられている。
ネクター６には、後述のセメントミルクの代用の溶液を
供給する各輸送通路６ａの一端がそれぞれ接続されてい
る。又各輸送通路６ａの他端はセメントミルクの代用の
溶液としての模擬セメントミルクを蓄えたタンク６ｂに
それぞれ接続されている。タンク６ｂは前述の支持機構
４の昇降盤４ｂに取り付けられている。
【００３９】エアーコンプレッサー６ｃは、タンク６ｂ
内の溶液をエアー圧を利用して輸送通路６ａ及びコネク
ター６を通じて中空の各回転軸３ａに送り込み、各回転
軸３ａの先端の下部吐出孔３ｄから模擬土中に吐出させ
る駆動源である。エアーコンプレッサー６ｃは模擬地盤
試験装置１から離れた箇所に設置されている。このエア
ーコンプレッサー６ｃとタンク６ｂとの間にはエアーを
圧送するエアーホース６ｄが接続されている。
内の溶液をエアー圧を利用して輸送通路６ａ及びコネク
ター６を通じて中空の各回転軸３ａに送り込み、各回転
軸３ａの先端の下部吐出孔３ｄから模擬土中に吐出させ
る駆動源である。エアーコンプレッサー６ｃは模擬地盤
試験装置１から離れた箇所に設置されている。このエア
ーコンプレッサー６ｃとタンク６ｂとの間にはエアーを
圧送するエアーホース６ｄが接続されている。
【００４０】エアーホース６ｄの途中には流量調整バル
ブ６ｅが取り付けられていて、エアー圧を調整して各回
転軸３ａから模擬土中に吐出されるセメントミルクの代
用の溶液としての模擬セメントミルクの量を調整できる
ようになっている。また、エアーホース６ｄは途中で分
岐して図示しない圧力計に接続されていて、エアー圧を
計測できるようになっている。
ブ６ｅが取り付けられていて、エアー圧を調整して各回
転軸３ａから模擬土中に吐出されるセメントミルクの代
用の溶液としての模擬セメントミルクの量を調整できる
ようになっている。また、エアーホース６ｄは途中で分
岐して図示しない圧力計に接続されていて、エアー圧を
計測できるようになっている。
【００４１】次に、上記発明の実施の形態の構成による
模擬地盤試験装置１に基づく試験方法について以下説明
する。実験槽２に前記実施の形態−１の軟弱土の代用と
しての水溶液からなる透明な模擬土（濃度 3.5％：キト
サン5.25kg、乳酸5.25kg、湯（40℃）289.5kg ）を例え
ば 300kg程入れ、１〜２日程そのまま放置して、水溶液
からなる透明な模擬土から気泡が抜けるのを待つ。
模擬地盤試験装置１に基づく試験方法について以下説明
する。実験槽２に前記実施の形態−１の軟弱土の代用と
しての水溶液からなる透明な模擬土（濃度 3.5％：キト
サン5.25kg、乳酸5.25kg、湯（40℃）289.5kg ）を例え
ば 300kg程入れ、１〜２日程そのまま放置して、水溶液
からなる透明な模擬土から気泡が抜けるのを待つ。
【００４２】気泡が抜けた水溶液からなる透明な模擬土
に、実験槽２の上部に設けられた模型攪拌機３を用いて
外力を加える。即ち、模擬地盤試験装置１の攪拌用モー
ター３ｊ、昇降用モーター４ｅ、エアーコンプレッサー
６ｃなどを作動させる。
に、実験槽２の上部に設けられた模型攪拌機３を用いて
外力を加える。即ち、模擬地盤試験装置１の攪拌用モー
ター３ｊ、昇降用モーター４ｅ、エアーコンプレッサー
６ｃなどを作動させる。
【００４３】模型攪拌機３の攪拌用モーター３ｊを作動
させると、攪拌用モーター３ｊの回転駆動力は減速機３
ｉを介して分配機３ｈに伝達され、分配機３ｈで２分さ
れて２基の回転軸３ａを回転駆動させる。
させると、攪拌用モーター３ｊの回転駆動力は減速機３
ｉを介して分配機３ｈに伝達され、分配機３ｈで２分さ
れて２基の回転軸３ａを回転駆動させる。
【００４４】また、昇降用モーター４ｅを作動させる
と、昇降用モーター４ｅの回転駆動力はプーリー４ｆ、
タイミングベルト４ｇ、プーリー４ｆを介して螺子棒４
ｄに伝わり、螺子棒４ｄを一方向回りに回転させる。螺
子棒４ｄが一方向回りに回転すると、この螺子棒４ｄが
螺合貫通している昇降盤４ｂは螺子運動により、一定の
速度で降下する。この降下する昇降盤４ｂには模型攪拌
機３が下向きに取り付けられており、模型攪拌機３の回
転する２基の回転軸３ａの先端側は軟弱土の代用として
の水溶液からなる透明な模擬土の内部に一定の速度で没
入する。
と、昇降用モーター４ｅの回転駆動力はプーリー４ｆ、
タイミングベルト４ｇ、プーリー４ｆを介して螺子棒４
ｄに伝わり、螺子棒４ｄを一方向回りに回転させる。螺
子棒４ｄが一方向回りに回転すると、この螺子棒４ｄが
螺合貫通している昇降盤４ｂは螺子運動により、一定の
速度で降下する。この降下する昇降盤４ｂには模型攪拌
機３が下向きに取り付けられており、模型攪拌機３の回
転する２基の回転軸３ａの先端側は軟弱土の代用として
の水溶液からなる透明な模擬土の内部に一定の速度で没
入する。
【００４５】透明な模擬土の内部に一定の速度で没入す
る２基の回転軸３ａの先端側の側面には、複数の攪拌翼
３ｂが設けられていて、この複数の攪拌翼３ｂは透明な
模擬土の内部を攪拌する。
る２基の回転軸３ａの先端側の側面には、複数の攪拌翼
３ｂが設けられていて、この複数の攪拌翼３ｂは透明な
模擬土の内部を攪拌する。
【００４６】模型攪拌機３が透明な模擬土の内部に没入
すると、エアーコンプレッサー６ｃを作動させる。エア
ーコンプレッサー６ｃが作動すると、圧縮されたエアー
がエアーホース６ｄを圧送されてタンク６ｂ内に送ら
れ、タンク６ｂ内の圧力を高める。
すると、エアーコンプレッサー６ｃを作動させる。エア
ーコンプレッサー６ｃが作動すると、圧縮されたエアー
がエアーホース６ｄを圧送されてタンク６ｂ内に送ら
れ、タンク６ｂ内の圧力を高める。
【００４７】タンク６ｂ内の圧力が高まると、タンク６
ｂ内に溜められているセメントミルクの代用としての溶
液からなる模擬セメントミルクは、その圧力によって輸
送通路６ａを圧送されてコネクター６を経て各回転軸３
ａの中空内部に流入し、下部吐出孔３ｄ及び上部吐出孔
３ｅから攪拌されている透明な模擬土の内部に吐出され
る。
ｂ内に溜められているセメントミルクの代用としての溶
液からなる模擬セメントミルクは、その圧力によって輸
送通路６ａを圧送されてコネクター６を経て各回転軸３
ａの中空内部に流入し、下部吐出孔３ｄ及び上部吐出孔
３ｅから攪拌されている透明な模擬土の内部に吐出され
る。
【００４８】その様子は実験槽２の四側面の透明板２ｂ
を通じて外部から可視観察することができ、また、必要
に応じて攪拌されている模擬土の内部の状態がビデオテ
レビに録画される。
を通じて外部から可視観察することができ、また、必要
に応じて攪拌されている模擬土の内部の状態がビデオテ
レビに録画される。
【００４９】この場合において、透明な模擬土の内部に
吐出される模擬セメントミルクは着色されており、攪拌
されている透明な模擬土の内部に吐出される模擬セメン
トミルクの状態を動きを透明な模擬土との対比で的確に
可視観察することできる。
吐出される模擬セメントミルクは着色されており、攪拌
されている透明な模擬土の内部に吐出される模擬セメン
トミルクの状態を動きを透明な模擬土との対比で的確に
可視観察することできる。
【００５０】着色されている模擬セメントミルクには２
種類あり、一つは透明な模擬土中で色がすぐに消えるも
のと、他の一つは色が消えないものである。試験の用途
に応じて使い分けられる。
種類あり、一つは透明な模擬土中で色がすぐに消えるも
のと、他の一つは色が消えないものである。試験の用途
に応じて使い分けられる。
【００５１】例えば、透明な模擬土に吐出後に色が直ぐ
に消える模擬セメントミルクを使用する場合は、模擬セ
メントミルクを吐出しながら攪拌する模型攪拌機３の性
能を知る試験に使用される。色が直ぐに消えるので、模
擬土を代えることなく試験を続けることができる利点が
ある。
に消える模擬セメントミルクを使用する場合は、模擬セ
メントミルクを吐出しながら攪拌する模型攪拌機３の性
能を知る試験に使用される。色が直ぐに消えるので、模
擬土を代えることなく試験を続けることができる利点が
ある。
【００５２】即ち、模擬セメントミルクを吐出しながら
攪拌するときの模型攪拌機３の先端側の攪拌翼３ｂや先
端翼３ｃの性能、つまり吐出された模擬セメントミルク
は攪拌中においてどのような軌跡をたどりながら、模擬
土中に吐出されて行くのかを可視することができる。
攪拌するときの模型攪拌機３の先端側の攪拌翼３ｂや先
端翼３ｃの性能、つまり吐出された模擬セメントミルク
は攪拌中においてどのような軌跡をたどりながら、模擬
土中に吐出されて行くのかを可視することができる。
【００５３】模型攪拌機３の攪拌翼３ｂや先端翼３ｃの
働き、つまり、攪拌中にこれらの翼３ｂ，３ｃがどのよ
うに働いて、吐出される模擬セメントミルクを模擬土中
に拡散させるのかを可視することができる。
働き、つまり、攪拌中にこれらの翼３ｂ，３ｃがどのよ
うに働いて、吐出される模擬セメントミルクを模擬土中
に拡散させるのかを可視することができる。
【００５４】また、色が消えない模擬セメントミルクを
使用する場合は、模擬土中に吐出された模擬セメントミ
ルクが模擬土中でどのような形状になるのかを可視観察
するとができる。つまり土中にパイルを造る場合にパイ
ルの形状がどのような形になるのかを知る試験に利用で
きる。
使用する場合は、模擬土中に吐出された模擬セメントミ
ルクが模擬土中でどのような形状になるのかを可視観察
するとができる。つまり土中にパイルを造る場合にパイ
ルの形状がどのような形になるのかを知る試験に利用で
きる。
【００５５】これは、軟弱地盤の補強方法として、柱状
のパイル（杭）を軟弱地盤中に打ち込んで支持地盤を強
化する方法と、軟弱地盤中にセメントミルクを注入して
硬化させて土中にパイルを造って強化する方法がある
が、この後者の試験に利用される。
のパイル（杭）を軟弱地盤中に打ち込んで支持地盤を強
化する方法と、軟弱地盤中にセメントミルクを注入して
硬化させて土中にパイルを造って強化する方法がある
が、この後者の試験に利用される。
【００５６】上記の模擬セメントミルクは、粉末のアル
ギン酸ナトリウムに水溶液からなる着色剤を加えて造ら
れる。粉末のアルギン酸ナトリウム１に対して、後述の
水溶液からなる着色剤を１％〜５％加えて模擬セメント
ミルクは造られる。水溶液からなる着色剤の加える量を
調整することによって、模擬セメントミルクの粘度は調
整される。
ギン酸ナトリウムに水溶液からなる着色剤を加えて造ら
れる。粉末のアルギン酸ナトリウム１に対して、後述の
水溶液からなる着色剤を１％〜５％加えて模擬セメント
ミルクは造られる。水溶液からなる着色剤の加える量を
調整することによって、模擬セメントミルクの粘度は調
整される。
【００５７】模擬セメントミルクの色が消える場合の着
色剤は、粉末のフェノールフタレインに水酸化ナトリウ
ムの水溶液を１：１の割合で加えたものから造られる。
色は赤色をしていて、模擬土中で直ぐに消える。
色剤は、粉末のフェノールフタレインに水酸化ナトリウ
ムの水溶液を１：１の割合で加えたものから造られる。
色は赤色をしていて、模擬土中で直ぐに消える。
【００５８】模擬セメントミルクの色が消えない場合の
着色剤は、粉末のメチルオレンジに水を１：１の割合で
加えたものから造られる。色は赤色をしている。
着色剤は、粉末のメチルオレンジに水を１：１の割合で
加えたものから造られる。色は赤色をしている。
【００５９】ところで、模擬セメントミルク、模擬土及
び模型攪拌機３を使った模型試験結果は、実際のセメン
トミルク、軟弱土及び攪拌機の実機試験結果とは異なる
ため、相似則の関係を利用して補正されて実際の現場で
利用されることなる。
び模型攪拌機３を使った模型試験結果は、実際のセメン
トミルク、軟弱土及び攪拌機の実機試験結果とは異なる
ため、相似則の関係を利用して補正されて実際の現場で
利用されることなる。
【００６０】模型試験と実機試験との相違で必要な情報
としては、攪拌機の掘進速度Ｖ（つまり土中への降下速
度）と、土中における攪拌機の回転トルクＴであり、こ
れらの掘進速度Ｖ及び回転トルクＴは、相似則を利用し
て導かれる。
としては、攪拌機の掘進速度Ｖ（つまり土中への降下速
度）と、土中における攪拌機の回転トルクＴであり、こ
れらの掘進速度Ｖ及び回転トルクＴは、相似則を利用し
て導かれる。
【００６１】模型攪拌機３の掘進速度Ｖ1 は相似則を利
用して次式で求められる。 π＝Ｆi ／Ｆc ＝（ρ0 Ｖ0 2）／ｃ0 ＝（ρ1 Ｖ1 2）／ｃ1 ─── ここで、Ｆi は慣性力、Ｆc は粘着力、ρ0 は実際の軟
弱土の密度 Ｖ0 は実機の攪拌機の掘進速度、ｃ0 は実機の軟弱土の
粘着応力 ρ1 は軟弱土の代用の模擬土の密度、ｃ1 は模擬土の粘
着応力 式において、実際の軟弱土の密度ρ0 、粘着応力ｃ0
及び実機の攪拌機の掘進速度Ｖ0 はわかっているので、
それぞれの値を式に代入する。一方、模型試験におけ
る模擬土の密度ρ1 及び粘着応力ｃ1 は、試験により求
めることができる。従って、模型試験における模型攪拌
機３の掘進速度Ｖ1 が求まる。
用して次式で求められる。 π＝Ｆi ／Ｆc ＝（ρ0 Ｖ0 2）／ｃ0 ＝（ρ1 Ｖ1 2）／ｃ1 ─── ここで、Ｆi は慣性力、Ｆc は粘着力、ρ0 は実際の軟
弱土の密度 Ｖ0 は実機の攪拌機の掘進速度、ｃ0 は実機の軟弱土の
粘着応力 ρ1 は軟弱土の代用の模擬土の密度、ｃ1 は模擬土の粘
着応力 式において、実際の軟弱土の密度ρ0 、粘着応力ｃ0
及び実機の攪拌機の掘進速度Ｖ0 はわかっているので、
それぞれの値を式に代入する。一方、模型試験におけ
る模擬土の密度ρ1 及び粘着応力ｃ1 は、試験により求
めることができる。従って、模型試験における模型攪拌
機３の掘進速度Ｖ1 が求まる。
【００６２】模型攪拌機３の回転トルクＴ1 は相似則を
利用して次式で求められる。 Ｔ1 ／Ｔ0 ＝（Ｌ1 ／Ｌ0 ）3 ─────────────── ここで、Ｔ0 は実機の攪拌機の回転トルク、Ｌ0 は実機
の攪拌機の寸法 Ｌ1 は模型攪拌機３の寸法 式において、実機の攪拌機の回転トルクＴ0 、実機の
攪拌機の寸法Ｌ0 及び模型攪拌機３の寸法Ｌ1 はわかっ
ているので、それぞれの値を式に代入すると、模型試
験における模型攪拌機３の回転トルクＴ1 が求まる。
利用して次式で求められる。 Ｔ1 ／Ｔ0 ＝（Ｌ1 ／Ｌ0 ）3 ─────────────── ここで、Ｔ0 は実機の攪拌機の回転トルク、Ｌ0 は実機
の攪拌機の寸法 Ｌ1 は模型攪拌機３の寸法 式において、実機の攪拌機の回転トルクＴ0 、実機の
攪拌機の寸法Ｌ0 及び模型攪拌機３の寸法Ｌ1 はわかっ
ているので、それぞれの値を式に代入すると、模型試
験における模型攪拌機３の回転トルクＴ1 が求まる。
【００６３】前記式から求められた模型試験におけ
る模型攪拌機３の掘進速度Ｖ1 及び回転トルクＴ1 の値
を使って、模擬地盤試験装置１で試験を行うことによ
り、実機の攪拌機を使って、掘進速度Ｖ0 及び回転トル
クＴ0 で軟弱地盤に外力を加えたとき（軟弱土の内部を
攪拌させたとき）の土中におけるセメントミルクの拡散
状態や、攪拌機の攪拌翼や先端翼の働きによって攪拌さ
れる軟弱土の動きを推定することが可能となる。
る模型攪拌機３の掘進速度Ｖ1 及び回転トルクＴ1 の値
を使って、模擬地盤試験装置１で試験を行うことによ
り、実機の攪拌機を使って、掘進速度Ｖ0 及び回転トル
クＴ0 で軟弱地盤に外力を加えたとき（軟弱土の内部を
攪拌させたとき）の土中におけるセメントミルクの拡散
状態や、攪拌機の攪拌翼や先端翼の働きによって攪拌さ
れる軟弱土の動きを推定することが可能となる。
【００６４】また、逆に模擬地盤試験装置１を使って土
中における理想的な攪拌機の攪拌翼や先端翼の働き又は
セメントミルクの拡散状態を造り出し、そのときの模型
攪拌機３の掘進速度Ｖ1 及び回転トルクＴ1 の値を求め
ておき、これらの値から逆に、前記式を使って実機
の攪拌機の掘進速度Ｖ0 及び回転トルクＴ0 の値を求
め、実際の現場でそれらの値を使って施工することもで
きる。
中における理想的な攪拌機の攪拌翼や先端翼の働き又は
セメントミルクの拡散状態を造り出し、そのときの模型
攪拌機３の掘進速度Ｖ1 及び回転トルクＴ1 の値を求め
ておき、これらの値から逆に、前記式を使って実機
の攪拌機の掘進速度Ｖ0 及び回転トルクＴ0 の値を求
め、実際の現場でそれらの値を使って施工することもで
きる。
【００６５】なお、この発明は上記発明の実施の形態に
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
限定されるものではなく、この発明の精神を逸脱しない
範囲で種々の改変をなし得ることは勿論である。
【００６６】
【発明の効果】以上の記載より明らかなように、請求項
１〜５の発明に係る軟弱土の代用としての透明な模擬土
によれば、軟弱土の代用として透明な模擬土を得ること
ができ、この透明な模擬土を用いることによって、これ
まで外部から立体的に可視することができなかったもの
を、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代用とし
ての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立体的に
可視観察することが可能となる。
１〜５の発明に係る軟弱土の代用としての透明な模擬土
によれば、軟弱土の代用として透明な模擬土を得ること
ができ、この透明な模擬土を用いることによって、これ
まで外部から立体的に可視することができなかったもの
を、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代用とし
ての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立体的に
可視観察することが可能となる。
【００６７】請求項６の発明に係る軟弱土の代用として
の透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方法によ
れば、この透明な模擬土を用いることによって、これま
で外部から立体的に可視することができなかったもの
を、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代用とし
ての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立体的に
可視観察することができ、透明な模擬土と軟弱土との相
似則から軟弱土の内部の状態を推定することが可能とな
る。
の透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方法によ
れば、この透明な模擬土を用いることによって、これま
で外部から立体的に可視することができなかったもの
を、攪拌機により外力を加えたときの軟弱土の代用とし
ての透明な模擬土の内部の状態を外部から随時立体的に
可視観察することができ、透明な模擬土と軟弱土との相
似則から軟弱土の内部の状態を推定することが可能とな
る。
【００６８】しかも、模擬セメントミルクが模擬土中に
吐出される状態を随時立体的に可視観察でき、軟弱地盤
中にセメントミルクを注入して硬化したセメントミルク
で柱状のパイルを土中に造る場合に、セメントミルクが
土中でどのような形状に形成されて行くのかを推定する
ことができ、これを通じて効果的なセメントミルクの注
入施工方法を会得することができる。
吐出される状態を随時立体的に可視観察でき、軟弱地盤
中にセメントミルクを注入して硬化したセメントミルク
で柱状のパイルを土中に造る場合に、セメントミルクが
土中でどのような形状に形成されて行くのかを推定する
ことができ、これを通じて効果的なセメントミルクの注
入施工方法を会得することができる。
【００６９】更に、軟弱地盤中で攪拌機の攪拌翼や先端
翼の形状がどのように機能しているかをこの可視観察を
通じて推定することができ、より性能の優れた攪拌機の
攪拌翼や先端翼の形状を発明する場合に利用でき、また
発明した攪拌機の攪拌翼や先端翼の形状の推定性能試験
も行うことができる。
翼の形状がどのように機能しているかをこの可視観察を
通じて推定することができ、より性能の優れた攪拌機の
攪拌翼や先端翼の形状を発明する場合に利用でき、また
発明した攪拌機の攪拌翼や先端翼の形状の推定性能試験
も行うことができる。
【００７０】また、請求項７の構成の場合には、透明な
模擬土を代えることなく、続けて試験を行うことができ
る。
模擬土を代えることなく、続けて試験を行うことができ
る。
【００７１】また、請求項８の構成の場合には、セメン
トミルクが土中でどのような形状に形成されて行くのか
を推定する場合に利用することができる。
トミルクが土中でどのような形状に形成されて行くのか
を推定する場合に利用することができる。
【図１】ベーン試験機より計測された実際の軟弱土のト
ルク変化を示す図である。
ルク変化を示す図である。
【図２】ベーン試験機より計測されたキトサン水溶液の
トルク変化を示す図である。
トルク変化を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態を示す模擬地盤試験装置
の一部省略した概略斜視図である。
の一部省略した概略斜視図である。
【図４】この発明の実施の形態を示す模擬地盤試験装置
の上部側の正面図である。
の上部側の正面図である。
【図５】（Ａ）はこの発明の実施の形態を示す実験槽の
正面図である。（Ｂ）はこの発明の実施の形態を示す実
験槽の側面図である。（Ｃ）はこの発明の実施の形態を
示す実験槽の平面図である。
正面図である。（Ｂ）はこの発明の実施の形態を示す実
験槽の側面図である。（Ｃ）はこの発明の実施の形態を
示す実験槽の平面図である。
【図６】この発明の実施の形態を示す模型攪拌機の先端
側の部分拡大正面図である。
側の部分拡大正面図である。
１ 模擬地盤試験装置 ２ 実験槽 ２ａ フレーム ２ｂ 透明板 ２ｃ 排出口 ２ｄ 斜材 ３ 模型攪拌機 ３ａ 回転軸 ３ｂ 攪拌翼 ３ｃ 先端翼 ３ｄ 下部吐出孔 ３ｅ 上部吐出孔 ３ｆ 排土翼 ３ｇ 水平連結杆 ３ｈ 分配機 ３ｉ 減速機 ３ｊ 攪拌用モーター ４ 支持機構 ４ａ 支持フレーム ４ｂ 昇降盤 ４ｃ ガイド ４ｄ 螺子棒 ４ｅ 昇降用モーター ４ｆ プーリー ４ｇ タイミングベルト ４ｈ カウンターウエイト ４ｉ 索条 ４ｊ ローラー ５ トルク検出器 ６ コネクター ６ａ 輸送通路 ６ｂ タンク ６ｃ エアーコンプレッサー ６ｄ エアーホース ６ｅ 流量調整バルブ
Claims (8)
- 【請求項１】 所定水温の湯に、重量比で１：１の割合
でキトサンと溶媒とを混入攪拌して得られる２％〜５％
の濃度の透明な水溶液からなることを特徴とする軟弱土
の代用としての透明な模擬土。 - 【請求項２】 溶媒は乳酸からなり、湯の水温は４０℃
である請求項１記載の軟弱土の代用としての透明な模擬
土。 - 【請求項３】 湯は、水温が３０℃〜９０℃の範囲内に
ある請求項１記載の軟弱土の代用としての透明な模擬
土。 - 【請求項４】 溶媒は、コハク酸、クエン酸又は酢酸な
どの有機酸からなる請求項１記載の軟弱土の代用として
の透明な模擬土。 - 【請求項５】 溶媒は、燐酸、塩酸、硫酸又は重合りん
酸などの無機酸からなる請求項１記載の軟弱土の代用と
しての透明な模擬土。 - 【請求項６】 請求項１の軟弱土の代用としての透明な
模擬土を側面が透明な実験槽に入れ、実験槽の上方から
下向きに、実際の攪拌機と相似する模型攪拌機を相似則
で換算される所定トルクで駆動させながら相似則で換算
される所定速度で降下させて模擬土中に没入させ、模擬
土中に没入した模型攪拌機の先端側からセメントミルク
の代用としての着色された模擬セメントミルクを吐出さ
せ、模擬土の内部の動きを外部から随時立体的に可視観
察するようにしたことを特徴とする軟弱土の代用として
の透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方法。 - 【請求項７】 着色された模擬セメントミルクは模擬土
中で色が消える請求項６記載の軟弱土の代用としての透
明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方法。 - 【請求項８】 着色された模擬セメントミルクは模擬土
中で色が消えない請求項６記載の軟弱土の代用としての
透明な模擬土を用いた軟弱土内部の地盤試験方法。
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|---|---|---|---|
| JP13958796A JP3504435B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用いた軟弱土内部の地盤試験方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| JPH09304377A true JPH09304377A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3504435B2 JP3504435B2 (ja) | 2004-03-08 |
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| JP13958796A Expired - Fee Related JP3504435B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | 軟弱土の代用としての透明な模擬土及びこれを用いた軟弱土内部の地盤試験方法 |
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| JP (1) | JP3504435B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103969099A (zh) * | 2014-04-30 | 2014-08-06 | 河海大学 | 一种人工合成透明土材料的制配方法 |
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| CN109540887A (zh) * | 2018-11-06 | 2019-03-29 | 重庆大学 | 一种基于pmma颗粒材料的结构-土相互作用可视化试验方法 |
| CN112796750A (zh) * | 2020-12-30 | 2021-05-14 | 贵州大学 | 相似模拟实验中煤岩层的自动开挖装置 |
-
1996
- 1996-05-08 JP JP13958796A patent/JP3504435B2/ja not_active Expired - Fee Related
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