JPH0122572B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は円柱状試験体成形装置に関するもので
ある。

従来の土質試験用機器によつて比較的含水比の
大きい硬質土から円柱状の試験体を採取するには
次のような問題があつた。

＜イ＞ 通常の湿式ボーリング作業によつては硬
質土自体の吸水膨張等により崩壊したり材質変
化をおこしてしまい円柱状の試験体の採取がで
きない。

＜ロ＞ 乾式ボーリングでは切削粉とコアビツト
壁面との摩擦が大きいため強力なコアビツト回
転力を必要とする。

＜ハ＞ 大きな力でコアビツトを回転する結果、
試験体には発熱やねじり破断が生じ材質変化を
来たしてしまう。

＜ニ＞ 試験体採取時に多量の粉塵を発生し作業
環境が悪く、ビツトの摩耗も大きくなつて不経
済である。

＜ホ＞ 大深度での採取時にはコアビツトの偏心
によつて試験体が破壊しやすい。

＜ヘ＞ このため現場では試験体そのものを採取
せず大きめの土塊を掘削採取して試験室へ搬入
し各種の切削工具を用いて人力で試験体を削り
出す方法も存在するが、きわめて非能率的であ
るとともに時間経過にともなつて試験体が乾燥
したり吸湿して材質変化を来たし強度試験など
の結果に影響を与える。

＜ト＞ 特に最近は測定方法や測定値の分析に高
度な技術が導入されコンピユータによる処理が
行なわれるようになつたが、その根本である試
験体の形状が正確でなかつたり水分が減少した
りしていてはその後の処理がいかに精密、迅速
であつても無意味である。

＜チ＞ 特に異種の層（例えば固結シルト層と砂
利層）が混材しているような土塊から試料を削
り出すような場合には長時間の作業中に乾燥す
ることからクラツクが入りやすく、試験値に大
きな誤差が含まれている可能性があつた。

本発明はこのような点を改善するためになされ
たもので、室内に搬入した土塊から迅速かつ正確
な寸法で円柱状試験体が得られ、試験測定値の精
度も向上させることのできる、円柱状試験体成形
装置を提供することを目的とする。

また本発明は現場から搬入した土塊を乾燥させ
たり発熱させたりすることなく、現地に存在した
状態にできるだけ近い条件のまま試験体を採取で
きる、円柱状試験体成形装置を提供することを目
的とする。

次に実施例について説明する。

＜イ＞ 全体の構成（第１図） ＜イ−１＞ 昇降部 台座１上に垂直に案内軸１１とスクリユウ
１２を立設し、案内軸１１にはコア採取筒用
の架台１３を嵌合する。

架台１３に設けた昇降用モータ１４を回転
することによりスクリユ１２との間で推進力
を生じ、架台１３は案内軸１１に沿つて昇降
する。

＜イ−２＞ コア採取筒部 架台１３の自由端側には垂直方向に回転軸
２１を位置させた減速機付きモータ２を塔載
し、回転軸２１の下端には後述する構造のコ
ア採取筒３を取り付ける。

＜イ−３＞ その他 コア採取筒３の直下には台座１上に試料用
土塊Ｓを固定するクランプ１５を設置してお
く。

また土塊Ｓからの円柱状試料を削り出す際
の粉塵を吸引する吸引パイプ１６の先端をコ
ア採取筒３に接近して設け、そのパイプ１６
の他端は台座１外に設けた吸引装置１７に接
続する。

以上の諸機器を塔載した台座１の上部を全部
あるいは一部透明のカバー１８で被覆し、内部
の温度、湿度の維持と作動時の軽音、粉塵等の
伝播、拡散を防止する。

＜ロ＞ コア採取筒（第２図） コア採取筒３は中心軸を垂直に取つた中空円
筒体であり、上端には天井面を設け、下底は解
放した形状を有し、天井面上に垂直に設けた中
空軸３６を介して回転軸２１に固定する。

そして筒側面３１には開口部として１条また
は複数条のらせんスリツト３２を開設しスリツ
ト３２の下縁は筒３下端に開放する。

らせんスリツト３２のらせんのねじり方向
は、スリツト３２の下方ほど筒３の回転方向の
前方にあるよう位置させる。

その結果、スリツト３２内に取り入れられた
土粒子等は筒３の回転にともなつて上方に押し
上げられる。

筒３には厚さがあるからスリツト３２には厚
さ分だけ刃面３３が形成されるがこの刃面３３
の外側縁は、筒３を回転させた時の回転方向と
反対側すなわち下流方向に向けて形成する。

そして下流側の刃面３３の下端には筒３の厚
さより多少大きいカツタ３４を固定する。

また上流側の刃面３３には筒３の厚さよりも
細い給気細管３５を刃面３３に沿わせて固定
し、パイプ３５下端はらせんスリツト３２の下
方で噴気口として開放し、上端は中空軸３６に
接続する。

＜ハ＞ 給気回路 回転軸２１にはスイベル２２を設け、このス
イベル２２へは台座１外に位置せしめたコンプ
レツサ２３からの加圧空気を給気パイプ２４を
通して供給する。

そして中空軸３６の内部通路は給気パイプ２
４とスイベル２２を介して接続させ、給気パイ
プ２４からの加圧空気がらせんスリツト３２に
沿つて設けた給気細管３５に供給され下端から
噴出するよう構成する。

＜ニ＞ 調湿器 コンプレツサ２３で加圧された空気は外気の
温度、湿度とほぼ等しいからそのままでは切削
部分への給気細管３５からの噴気は土塊Ｓに乾
燥亀裂や吸湿破壊を発生させやすい。

これは切削部分だけではなく土塊Ｓ全体とし
ても大気にさらすことにより材質変化を生じさ
せてしまう。

そこでコンプレツサ２３の直後に調湿器２５
を設置する。

そしてこの調湿器２５から前記の給気パイプ
２４を配管すると共に他に容器内調整パイプ２
６の一端を取り付け、このパイプ２６の他端を
台座１を貫通してカバー８内に開放しカバー８
内の雰囲気を一定条件に保ち得るよう構成す
る。

次に作動について説明する。

＜イ＞ 準備 土塊Ｓを台座１上に載置してクランプ１５で
固定する。

昇降用モータ１４の回転により架台１３を
徐々に下降させつつコア採取筒３を回転させ、
同時に給気パイプ２４から加圧流体を供給す
る。

＜ロ＞ コア採取筒の作動 カツタ３４により切削された切削粉は第５図
に示すように給気細管３５先端からの噴気によ
つて筒面３１と土の切削面との間隙Ｃ内を上昇
してゆく。

この間隙Ｃはカツタ３４の厚さが筒３の肉厚
よりも厚く形成してあるために発生したもので
ある。

切り粉は噴気の圧力と回転の遠心力によつて
らせんスリツト３２に沿つても上昇する。

気体により上昇させ得ない程度の大きさに切
削された土粒子もらせんスリツト３２内を転が
つて上昇していく過程で破砕される。

＜ハ＞ 試験体の材質変化の防止 らせんスリツト３２先端に与えられる圧縮空
気、およびカバー１８内の空間に与えられる圧
縮空気には調湿器によつて現場条件に近い湿度
と、場合によつては温度を与える。

本発明は上記したようになるから次のような効
果を期待できる。

＜イ＞ らせんスリツトは回転方向に対して上昇
する方向に形成してあるから切削粉が容易に上
昇し、切削動作の抵抗となることがなく、強い
力を円柱状試験体に与えずに土塊内から削り出
すことができる。

＜ロ＞ 切削粉とコア採取筒との間の摩擦が大幅
に減少するので試験体に発熱やねじり破断が生
じることがなく、正常な状態で迅速、高能率で
試験体を採取できる。

＜ハ＞ カバー内の空気の湿度は自由に調整でき
るので土塊に材質変化を生じさせることがな
く、削り出された試験体は現場での状態をその
まま維持している。

従つて試験測定値のバラツキを減少させ、精
度を一段と向上させることができる。

＜ニ＞ 更に粉塵吸引パイプを使用すれば切削粉
が土塊上面に堆積することを防止でき、カバー
１８によつて粉塵の飛散や騒音の拡散を防止で
きる。

他の実施例（第６図） コア採取筒４には開口部として独立した状態の
窓４１を複数個所に開設する。

窓４１は楕円形に形成し楕円の長軸を筒４中心
軸と平行ではなく、斜めであつてかつ筒４の回転
方向に対し長軸の上方が後退している方向に設定
する。

筒４の下端は開放しており下端縁には楕円を半
分にしたような半窓４２を凹設し、半窓４２の端
部のうち筒４の回転方向下流側には筒４の肉厚よ
り厚いカツタ４３を取り付ける。

筒４の天井部にも天窓４４を開設する。

各窓４１、および半窓４２には給気細管４５を
連結してその端を噴気孔として開口し、給気細管
４５の基端は筒４の天井部中心に固定した中空軸
４６に連結する点は前記実施例と同様である。

この給気細管４５は筒４の外側を通して配管し
ておく。

本実施例の筒４を回転させて土塊内に進入させ
ると切り粉は一たん半窓４２内に貯留された後、
筒４周囲の空隙内、および窓４１、天窓４４を通
つて外部に排出される。

排出が困難な粒径の土粒子でも半窓４２や窓４
１内で回転しているうちに破砕されて排出され
る。

本実施例は上記したようにコア採取筒には連続
したスリツトは存在せず各々が独立しているから
筒４の剛性は高い。

従つて直径や長さの大きい試験体を採取でき
る。

また加圧気体は筒４の下端からだけでなく中間
からも噴出できるので含水比の大きい土や、破壊
しやすい小石を含む硬質土での作業でも転周囲の
摩擦抵抗は増加せず能率は低下しない。

【図面の簡単な説明】

第１図：本発明の一実施例の説明図、第２図：
採取筒部分の説明図、第３Ａ，Ｂ，Ｃ図：第２図
の各位置の断面図、第４図：要部拡大図、第５
図：先端部分の作動説明図、第６図：他の実施例
の説明図、第７図Ａ，Ｂ，Ｃ図：第６図の各位置
の断面図、第８図：要部拡大図、第９図：先端部
分の作動説明図。 ３：コア採取筒、２１：回転軸、３２：らせん
スリツト、３５：給気細管、１６：粉塵吸引パイ
プ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 先端開放の筒体であつて、 その側面に開口部を適宜開設し、 筒体先端部には筒体の壁厚より大きい切削カツ
   タを設け、 同カツタで切削された切削粉を筒体と土塊の隙
   間及び同開口部を介して外部へ気体搬出せしめる
   ための気体噴気口を先端部に適宜装備した、コア
   採取筒、 この採取筒に回転と昇降を与える装置等を収納
   する容器、 前記気体の噴出圧力、流量、温度、湿度を制御
   する気体制御装置、 及び搬出された切削粉等を同容器外へ吸引せし
   めるための吸引装置、 から構成された円柱状試験体成形装置。