JPS63235863A - 水圧破砕による初期地圧計測方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、原位置における岩盤の地山初期応力を測定す
る方法に関する。更に詳細に説明すると本発明は岩盤中
に掘削したポーリング孔を利用して地山初期応力を簡易
に測定する水圧破砕による地圧計測方法（ｌｌｙｄｒｏ
ｒｒａｃｔｕｒｉｎｇ法）の改良に関する。

（従来の技術） 岩盤の力学的性質は他の材料と異なり、全体から素片を
抽出し試験することによって全体の性質とすることは通
常できない、よって調査の最終過程として構造物をつく
る原位置において実際に作用する荷重に類似した荷重を
かけて試験を行ないその性質を把握することは欠かせな
い。この原位置試験としては、一般に岩盤の変形特性の
把握と強度の決定が挙げられるが、地下に構造物をつく
る場合とか、大規模な掘削を行なう笠の場合には地山初
期応力の測定が加えられ、その簡易な試験法としてＩｌ
ｙｄｒｏｆｒａｃｔｕｒｉｎｇ法（以下水圧破砕法とい
う）がある。

水圧破砕法は、ポーリング孔周囲の岩盤を水圧により破
壊させ、その圧力から初期地圧を測定する方法である。

従来は、第２図に示すように、ポーリング孔１０５の円
筒形状をなす孔壁をそのまま利用し、遮水パッカー１０
４で密閉された試験箇所１０６に送水パイプ１０３を通
して水圧を加えて岩盤に亀裂を入れ、その亀裂１０７の
方向、圧力等から地圧を求めている（昭和６０年５月２
５日株式会社オーム社発行の土木における実用岩盤力学
第７３・〜１６頁）６　尚、図中符号１０１は水圧破砕
用ポンプ、１０２は水圧・流量計測機、１０８は水圧の
かかる方向である。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、従来の方法ではポーリング孔１０５の円
孔周壁面を利用して水圧を加えるため、ポーリング孔の
軸と初期地圧の一生応力軸が一致する場合には適合する
が、そうでないときは主応力の測定は概略値であること
は免れない。このため、かかる事態を回避するため方向
の異なる３本のポーリング孔を開けてそれぞれにおいて
水圧破砕を実施し、それらの３つの結果を総合すること
によって地下深層の初期地圧の主応力の方向、大きさ等
を計算で求めるようにしている。このため、正確に初期
地圧を求めるために多大な労力、費用を必要としている
。

本発明は、１本のポーリング孔を使用して正確な・初期
地圧測定を可能とする計測方法を提供することを目的と
する。

（問題点を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明の初期地圧計測方法
は、地下深部まで掘削したポーリング孔の所定箇所を球
形に整形し、その前後に止水処理を施してから前記球形
の試験部に水圧をかけて岩盤に亀裂を入れ、その圧力及
び亀裂の方向からその地点における岩盤の初期地圧を求
めるようにしている。

（作用） したがって、水圧はポーリング孔の試験箇所の球壁面に
対して垂直方向に働くため、あらゆる方向に水圧がかか
り、ポーリング孔の軸方向に関係無く、最大地圧応力と
中間地圧応力を含む面で岩盤に亀裂が入る。このため簡
単に熊手地圧応力の方向を知ることができる。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図に本発明の水圧破砕法による初期地圧計測方法を
原理図で示す。鎖国において、符号１は水圧破砕用ポン
プ、２は水圧・流量計測機、３は送水パイプ、４は遮水
パッカー、５はポーリング孔、６は水圧破砕試験箇所、
７は水圧破砕によりできた亀裂、８は水圧がかかる方向
である。

この初期地圧計測方法にあっては、計測に先立って、ま
ず掘削したポーリング孔５の計測したい箇所を選定し、
そこを球形に整形する。この試験箇所６の形成は、ポー
リング孔５内において径方向へ突出する半円形のボーリ
ングビットを備えろ特殊な工具例えばケーシングカッタ
ーあるいはケーシングリーマ−等を改良したもの等を使
って行なう。

その後、球形の測定箇所６の前後を止水処理する６止水
処理は従来の地圧計測方法と同様に遮水パッカー４を用
いて行う、この遣水パッカー４はポーリング孔５を塞ぎ
、球形の試験箇所６を実質的な密閉空間とするためのも
ので、通常ゴムリングなどを採用している。該バッカー
４のうち上方のものは送水パイプ３を貫通させ、下方の
ものは送水パイプ３の先端を塞ぐ形状とされている。尚
、送水パイプ３は上下の遮水パッカー４の間で密閉され
る球形試験箇所６内に開口する吐出口を途中に有する。

止水処理の後、前記バッカー４を貫通して測定箇所６内
に導入されている送水パイプ３を通して水圧破砕用の高
圧水を供給する。そして、球形の試験箇所６にのみ高圧
を働かせ岩盤に亀裂７を発生させる。水圧８は壁面に対
し垂直に働くので、球壁面に対してはあらゆる方向に作
用する。この水圧が岩盤の最小圧縮応力と引張強度に打
勝つなとき、岩盤は破壊し割れ目が発生する。このとき
の水圧をＰｃとする０次いで、高圧水の供給を停止する
と、亀裂７を通じて水が逃げるため割れ目が閉じるまで
水圧は減少する。この割れ目が閉じたときの水圧即ち発
生した割れ目の開口を維持するに必要な最小圧をＰｓと
する。これら水圧Ｐｃ及びＰｓか゛ら、公知の水圧破壊
法によって最小圧縮応力、最小圧縮主応力及び最大圧縮
応力等を読み取ることができる。一方亀裂７の有無及び
方向は図示していないがボアホールテレビジョン装置等
を用いて、あるいはインプレッションパッカー＜　１ｎ
ｐｒｅｓｓｉｏｎ　ｐａｃｋｅｒ　）と磁気装置の併用
にて観察し、これから上述の各応力の方向を知ることが
できる。

（発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明の初期地圧計測
方法は、ポーリング孔に球形の試験部を設け、該試験部
に水圧をかけて亀裂を入れるようにしたので、ポーリン
グの掘削方向に関係無く地圧計測が可能であり、しかも
１本のポーリング孔で最大地圧応力と中間応力面及び最
小地圧圧力の方向、バランス時の水圧より最小地圧応力
の値等の各種地圧力を求めることができる。

したがって、従来の方法より費用、計測時間及び労力の
面で格段に優れている。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の球形水圧破砕法による地圧計測方法を
説明する原理図、第２図は従来の地圧計測方法を説明す
る原理図である。 １・・・水圧破砕用ポンプ、２・・・水圧・流量計測機
、３・・・送水パイプ、４・・・遮水バッカー、５・・
・ポーリング孔、６・・・水圧破砕試験箇所、７・・・
水圧破砕によりできた亀裂、 ８・・・水圧のかかる方向。 特許出願人　　財団法人　電力中央研究所第１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 地下深部まで掘削したポーリング孔の所定箇所を球形に
   整形し、その前後に止水処理を施してから前記球形の試
   験部に水圧をかけて岩盤に亀裂を入れ、その水圧及び亀
   裂の方向からその地点における岩盤の初期地圧を求める
   ことを特徴とする水圧破砕による初期地圧計測方法。