JPH10268061A

JPH10268061A - 地盤比抵抗測定センサ

Info

Publication number: JPH10268061A
Application number: JP9156597A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Fukue; 正治福江; Naomi Taya; 直美田屋; Motoi Matsumoto; 基松本; Shoji Tanaka; 正二田中
Original assignee: KOA KAIHATSU KK; MARUTO SEISAKUSHO KK
Current assignee: KOA KAIHATSU KK; MARUTO SEISAKUSHO KK
Priority date: 1997-03-26
Filing date: 1997-03-26
Publication date: 1998-10-09

Abstract

(57)【要約】【課題】センサ部材に対して多数の電極部材を配置し
て構成し、前記電極部材のうちの２つの間で地盤の比抵
抗の測定に用いる他に、任意の電気的な測定等に対応さ
せ得るようにする。【解決手段】センサ部材１には中心ロッド部材５を芯
部分に配置し、ヘッド部１０に加えられる押し込み力を
中心ロッド部材を介して先端コーン部材９に伝達できる
ようにし、前記中心ロッド部材を通したケーブル４０を
介して電極部材と測定装置とを接続する。また、測定部
３０には絶縁筒３１……を介して電極部材３５……を所
定の間隔で配置し、任意の数の電極部材を選択して地盤
の比抵抗を測定できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、地質調査に使用す
るセンサ部材に関し、特に、測定部に複数の電極を任意
の間隔で配置して、測定装置において選択した電極間で
地層の比抵抗を測定する地盤比抵抗測定センサに関す
る。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】地盤
の地質調査等を行う場合には、一般にボーリング装置を
用いて地盤の所定の深さの部分から土等を採取して、そ
のサンプルを用いて土の性質を知ることが行われてい
る。また、地盤の比抵抗を測定する場合には、前記ボー
リング孔に電極部材を挿入して、電気検層等を行うこと
が考えられている。例えば、特公平５−３１９５２号公
報等にはコーン式電気検層センサを用いる例が示されて
おり、前記センサを地盤に貫入させて、コーン貫入試験
と電気検層とを行い得る装置が開示されている。前記従
来例では、筒状軸部に複数の電極を配置したものが開示
されており、電極間に電流を流して地盤の比抵抗を測定
するようにしている。

【０００３】従来のコーン式電気検層センサにおいて
は、電極の数が２〜４個であり、電極の間隔も数cm〜２
０cmに設定されている。ところが、前記コーン式電気検
層センサでは、電極の間隔が狭い場合には把握可能な地
層が薄く、電極間隔が広い場合には厚い地層を検知する
ことができるものの、１つのセンサに設ける電極の数が
少ないこと等の理由で、地層を全体的に把握することが
困難であるという問題がある。そこで、一般のボーリン
グのように、地盤の深い位置まで電気検層により地盤の
状態を知る必要がある場合には、センサを何度も押し込
んで測定作業を繰り返して行うことになり、測定作業の
能率が良くない等の問題がある。

【０００４】本発明は、前述したような従来のセンサの
問題を解消しようとするもので、多数の電極を任意の間
隔で配置し、任意の電極を選択して、選択した電極の間
もしくは所定の間隔で地盤に打ち込んだセンサの間で比
抵抗を測定可能な装置を提供することを目的としてい
る。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、先端部をコー
ン部材を設け、複数の電極を設けた測定部を地盤に貫入
させて地盤の比抵抗を測定するために用いるセンサ部材
に関する。本発明においては、前記先端部のコーン部材
と他端部の固定部との間を接続する中心ロッド部材と、
前記中心ロッド部材の周囲に絶縁筒を介して任意の間隔
で配置する電極と、前記電極と測定装置とを接続するケ
ーブルと、を設けている。また、本発明においては、前
記先端部のコーン部材を中心ロッド部材に対して着脱可
能に設け、前記コーン部材に対してもケーブルを接続可
能に構成することができる。さらに、本発明において
は、前記センサ部材の測定部には、多数の電極部材を任
意の間隔で配置し、前記電極部材の各々に測定装置に接
続するケーブルを配置し、測定装置において選択した電
極部材の間で、地盤の比抵抗値を測定可能に構成するこ
とも可能である。

【０００６】前述したように構成したことにより、本発
明においては、センサ部材の測定部に多数の電極を配置
し、地盤中に挿入した状態で任意の電極を選択して、地
盤の比抵抗の測定を行うことが可能であり、１度のセン
サ部材の挿入により、任意の間隔で比抵抗の測定を行う
ことができる。また、本発明のセンサ部材には、センサ
本体の先端部にコーン部材を配置しているので、任意の
圧入手段を用いて地盤に挿入することが可能であり、前
記コーン部材をも電極として用いることができる。さら
に、本発明のセンサは電気探査や電気検層、多成分コー
ン貫入試験等に用いることが可能であり、地盤中に任意
の間隔でセンサ部材を挿入し、多数のセンサ部材の間で
の比抵抗値の測定や、各センサの任意の電極の間での測
定をも行うことができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】図示される例にしたがって、本発
明の地盤比抵抗測定センサを説明する。図１に示す例
は、本発明のセンサ部材１の全体の構成を示すもので、
先端部に先端コーン部材９を配置して地盤中に貫入させ
得るように構成し、本体の上部にはヘッド部１０を、下
部には測定部３０を配置している。また、前記センサ部
材１の中心部には剛性の大きなパイプ状の中心ロッド部
材５を設けて、前記中心ロッド部材５の下端部に取付け
た端部材８を介して、先端の突部の角度θを６０°に設
定した先端コーン部材９を設けており、前記先端コーン
部材９は端部材８に対して着脱可能に構成している。さ
らに、前記中心ロッド部材５の中心部に貫通する孔６に
は、測定部３０に配置する電極部材に接続するケーブル
４０を通しており、前記ケーブル４０は後述するよう
に、多数の電極部材に接続する電線を束ねた状態で構成
する。そして、引き出し部４１を介して図示を省略する
測定装置に接続されるもので、前記ケーブルの上部と引
き出し部の所定の区間には絶縁被覆４２を設けている。

【０００８】センサ部材１のヘッド部１０は図２に示さ
れるように構成されているもので、中心ロッド部材５の
上部には押圧ネジ部材１３をネジ固定し、その上部には
上部ロッド１１をネジ部材１１ａを介して取付けてい
る。前記上部ロッド１１は、ヘッド部を地盤中に挿入す
る際に、その挿入深さ等に対応させて、任意の長さに形
成可能に構成するもので、一定の長さのロッドを継ぎ足
して使用できるようにする。また、前記中心ロッド部材
５の上部にはゴムパッキング１５を配置し、ゴムパッキ
ングの下部に固定配置する下部ブロック１４ａと、押圧
ネジ部材１３により押圧される上部ブロック１４の間
で、ゴムパッキング１５を押圧することにより、ゴムパ
ッキング１５を用いて中心ロッド部材の孔６を閉じて、
ゴムパッキングの下部の孔６を水密状態に設定する。さ
らに、前記中心ロッド部材５の上部の外周部には、円筒
状の上部固定筒部材２０をネジ２０ａにより固定してい
る。

【０００９】前記ヘッド部１０の上部に配置する上部固
定筒部材２０と中筒部材２１とは金属で構成されてお
り、中心ロッド部材５に対して強固に接続して、センサ
部材の上から加えられる押し込みの際の圧力を、中心ロ
ッド部材５を介して先端コーン部材９に伝達させ得るよ
うにする。なお、前記ヘッド部１０に配置する上部ロッ
ド１１および上部固定筒部材２０は、中心ロッド部材５
との間では電気的に導通するが、前記上部固定筒部材２
０の下部には、筒状の中筒部材２１と下筒部材２２とを
配置しており、前記下筒部材２２を絶縁体で構成して、
ヘッド部を構成する金属部材と、下部の測定部の間を絶
縁している。また、前記下筒部材２２と絶縁筒３１との
間にはＯリング２３を配置して、測定部の部分での水密
性を維持させるようにする。

【００１０】前記センサ部材１の下部に配置する測定部
３０は、図３に示すように構成されるもので、中心ロッ
ド部材５の下端部にネジで固定される端部材８に対し
て、その上部には絶縁体で構成する複数個の任意の長さ
の円筒状の絶縁筒３１……と、前記絶縁筒の間に電極部
材３５……とを多数配置している。前記電極部材３５
は、図４に示すように構成しているもので、電極部材３
５の内面に設けた凹部３６に固定ネジ部材３８を用いて
端子部材３７を取付け、前記端子部材３７に対してケー
ブルの電線３９を接続している。また、前記端子部材３
７は中心ロッド部材５に設けた長孔または溝７を通して
いるが、前記端子部材と中心ロッド部材の電気的な導通
を生じないように離間させて設けているが、前記中心ロ
ッド部材と端子部材との間に絶縁部材を配置して、セン
サ部材を地盤中に押し込む際の衝撃等で端子部材が中心
ロッド部材の溝の内面に接したりすることを防止するこ
とも可能である。

【００１１】前記センサ部材の長さ方向に一定に、もし
くは任意の間隔で配置する電極部材は、図３に示される
ように、上下に配置する絶縁筒との間でＯリング３４、
３４ａを圧縮する状態で配置され、中心ロッド部材５の
周囲面に対して任意の間隔を保持する状態で支持され
る。また、前記測定部においては、電極部材と絶縁筒の
間と、上下端部の絶縁筒の間に各々Ｏリングを配置して
いるので、中心ロッド部材に対して水が入り込まないよ
うに保護する。

【００１２】前記センサ部材１においては、前記図２〜
４にそれぞれ示されたような部材を組み合わせて構成し
ているものであり、図１に示されるセンサ部材１を用い
て地盤の比抵抗を測定する際には、ヘッド部１０に対応
させて上部ロッド部材１１を介して油圧押し込み装置を
配置し、押圧する作用を付与しながら地盤中に挿入す
る。そして、前記ヘッド部１０を介して加えれる力は、
中心ロッド部材５を介して端部材８に伝達されるので、
測定部の周囲に配置される電極部材や絶縁筒には大きな
押圧力が加えられることはない。また、前記端部材８の
先端部に取り付けている先端コーン部材９は、土質等に
対応させてその先端部の角度θを任意の角度で構成する
ことが可能である。

【００１３】前述したように構成してなるセンサ部材に
おいて、例えば、４個の電極部材３５、３５ａ……を間
隔Ｌ１で配置して構成する場合には、Ｌ１〜３Ｌ１の範
囲で任意の２つの電極部材を選択し、電極間での地盤の
比抵抗の測定を行うことが可能である。例えば、電極部
材の配置間隔を２５cmに設定している場合には、地盤に
対して２５cm〜７５cmの間隔のように、任意の間隔で電
極部材間での通電を行い、地盤の比抵抗の測定作業を行
う。また、前記測定部に対する電極部材の配置間隔Ｌ１
は任意に設定が可能であるから、調査の対象とされる地
盤の状態に合わせて、センサ部材の測定部に配置する電
極部材の間隔を任意に設けることが可能である。

【００１４】本発明のセンサ部材は、図５に示すよう
に、測定部３０に対して多数個の電極部材を配置して構
成し、測定部の全体の長さＬを任意に設定することが可
能である。そして、前記電極部材Ｓ１、Ｓ２……の相互
の間隔をＬ１として設定し、各電極部材に接続する電線
をまとめたケーブル４０を測定装置４５に接続して、地
盤の比抵抗測定装置を構成する。また、前記測定装置４
５としては、従来より用いられている測定装置と同様な
もので構成することができ、測定装置において任意の２
つの電極部材を選択し、前記２つの電極部材の間で電流
／電圧を測定することにより、任意の電極部材の間隔に
対応する地盤の比抵抗値を容易に測定することが可能に
なる。つまり、本発明のセンサ部材を用いる場合には、
多数個の電極部材を測定部に配置し、電極部材の間隔を
任意に設定することにより、薄い層厚の地層から厚い層
厚の地層までを、目的に応じて把握し、全体的な地層分
布と比抵抗値の調査を行うことが可能である。

【００１５】本発明のセンサ部材を用いる場合に、例え
ば、２極法測定の場合には、測定装置における電極を選
択することにより、狭い電極間隔から、広い電極間隔ま
での複数の間隔で、連続測定を行うことができる。ま
た、ウエンナー法測定の場合には、狭い電極間隔に設定
して単独で測定する場合と、広い電極間隔に設定して単
独で行うことの他に、前記２つの方式を用いて連続的に
比抵抗の測定を行うことが可能である。なお、本発明の
センサ部材は、地盤の比抵抗を測定するために使用する
ものであるが、前記比抵抗値は、土粒子の間の水（間隙
水）の性質（電気伝導度）に強く依存するので、間隙水
が各種の汚染物質の混入で電気伝導度が変化している場
合にも、地盤の比抵抗値を測定することで、その汚染の
度合いをも知ることが可能になる場合もある。さらに、
本発明のセンサは、電気探査や電気検層、多成分コーン
貫入試験等の多数の目的に対応させて用いることがで
き、コーン貫入試験に用いる場合には、先端コーン部材
を試験に対応させた構造のもので付け替えることにより
対応が可能になる。

【００１６】

【発明の効果】前述したように構成したことにより、本
発明においては、センサ部材の測定部に多数の電極を配
置し、地盤中に挿入した状態で任意の電極を選択して、
地盤の比抵抗の測定を行うことが可能である。そして、
地盤中に１度センサ部材を挿入することにより、任意の
間隔で比抵抗の測定を行うことができ、効率良く測定作
業を行うことができる。また、本発明のセンサ部材にお
いては、センサ本体の先端部にコーン部材を配置してい
るので、任意の圧入手段を用いて地盤に挿入することが
可能であり、前記コーン部材を電極として用いることが
できる。さらに、本発明のセンサは、地質調査に用いる
他に、電気探査や電気検層、多成分コーン貫入試験等に
用いることが可能であり、多数の目的に対応させて用い
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のセンサ部材の構成を示す説明図であ
る。

【図２】センサ部材のヘッド部の構成を示す説明図で
ある。

【図３】センサ部材の測定部の構成を示す説明図であ
る。

【図４】電極部材に対応する断面図である。

【図５】本発明の別の実施例の説明図である。

【符号の説明】

１センサ部材、５中心ロッド部材、９
先端コーン部材、１０ヘッド部、２０上部固
定筒部材、３０測定部、３１絶縁筒、３５
電極部材、３７端子部材、４０ケーブ
ル、４５測定装置。

フロントページの続き (72)発明者田屋直美東京都墨田区江東橋５−３−13 興亜開発株式会社内 (72)発明者松本基東京都墨田区江東橋５−３−13 興亜開発株式会社内 (72)発明者田中正二東京都江東区白河２−15−４株式会社丸東製作所内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】先端部にコーン部材を設け、複数の電極
を設けた測定部を地盤に貫入させて地盤の比抵抗を測定
するために用いるセンサ部材において、前記先端部に配置するコーン部材と他端部の固定部との
間を接続する中心ロッド部材と、前記中心ロッド部材の周囲に絶縁筒を挟むようにして一
定の間隔で配置する電極部材と、前記電極部材と測定装置とを接続するケーブルと、を、設けたことを特徴とする地盤比抵抗測定センサ。
【請求項２】前記先端部のコーン部材を中心ロッド部
材に対して着脱可能に設け、前記コーン部材に対してもケーブルを接続可能に構成す
ることを特徴とする請求項１に記載の地盤比抵抗測定セ
ンサ。
【請求項３】前記センサ部材の測定部には、多数の電
極部材を任意の間隔で各々独立させて配置し、前記電極部材の各々に測定装置に接続するケーブルを配
置し、測定装置において選択した電極部材の間で、地盤の比抵
抗値を測定可能に構成することを特徴とする請求項１に
記載の地盤比抵抗測定センサ。