JPH0438441A - 簡易岩盤せん断試験装置 - 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） 本発明は岩盤のせん断強度を求める試験装置の改良に関
する。

（従来の技術） ダム、トンネル等の土木工事に際して、当該箇所の岩盤
の強度を定量的に把握することは極めて重要である。

上記強度の内、せん断強度を求める手法には、サンプリ
ング法と原位置試験法とがある。

即ち、サンプリング法は当該箇所の岩盤からサンプルを
切出し、これを持ち返り、試験室にて試験機にかける方
法である。しかし、この方法では良形なサンプルを切出
す作業が難しく、持ち返る期間に含水量などが変化する
ので試験精度が落ちるとされている。

よって、当該箇所で直接的に試験（これをｒ原位置試験
」という）を実施することが望ましく、岩盤の一部を角
ブロック状に切出し、これを油圧ジヤツキ等で押してせ
ん断試験を行っている。

第６図は従来の原位置試験の実施図であり、原位置せん
断試験は２×２ｍ程度のトンネル１０１を掘り、トンネ
ルの床１０２に試験体１０３を切削形成し、トンネルの
天井１０４を起点とした立型ジヤツキ１０５で試験体１
０３を抑えつつ、トンネルの壁１０６を起点とした横型
ジヤツキ１０７で試験体１０３を押圧し、荷重計１０８
で作用荷重を計測する。

（発明が解決しようとする課題） 上記試験は一般に同一の岩盤分類の岩盤について少なく
とも４個以上について行うとされている。しかし、上記
従来の試験は試験１回当りの費用が嵩むので、サンプル
数を増加し難く、信頼性の高いせん断強度を算出するこ
とは難しい。

更に、近年、せん断強度が低い堆積岩や風化花崗岩等か
らなる低級な岩盤に構造物を支承させる例が増加してい
る。

そこで、本発明は試験装置を簡略化して、サンプル数の
増加を図ることを目的に為したものである。

（課題を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は試験体に跨設されるフレ
ームと、このフレームに下向きに取付けられた垂直方向
押圧手段と、フレームに略横向きに取付けられたせん断
方向押圧手段とから簡易岩盤せん断試験装置を構成する
。

（作用） 岩盤をあらかじめブロック状に切出し、整形して試験体
を作り、この試験体の両脇にアンカボルトを埋設し、こ
れらアンカボルトで試験装置のフレームを固定する。

次に、垂直方向押圧手段で試験体を下方へ抑えつつ、せ
ん断方向押圧手段で試験体を押し、せん断せしめる。

この時の作用荷重は各手段に付設されている荷重計で計
測する。

試験装置を運搬するには、フレーム自身や垂直方向押圧
手段やせん断方向押圧手段を分解して、人手で運搬する
。

（実施例） 本発明の実施例を添付図面に基づいて以下に説明する。

！１図は本発明に係る簡易岩盤せん断試験装置の正面図
、第２図は第１図のＩ＋矢視図、第３図は第１図のＩＩ
Ｉ矢視図である。

簡易岩盤せん断試験装置１　（以下「せん断装置１」と
略す）は、ベースプレート２ａ、２ａ　（第２図参照）
から起立した脚材２ｂ、２ｂの上端をトップビーム２ｃ
て連結して門型としたフレーム２に、油圧シリンダ１１
と荷重検知部１２と上部押圧部１３とからなる垂直方向
押圧手段１ｏを取付け、一方、部材２ｂ、２ｂの下部か
ら水平にタイビーム３，３，３．３　（第３図参照）を
延出し、このタイビーム３・・・に油圧シリンダ２１と
荷重検知部２２と横押圧部２３とからなるせん断方向押
圧手段２０を取付けてなる。

上記荷重検知部１２．２２は、油圧シリンダ１１．２１
の作用押付力を連続的に計測するものであって、例えば
強磁性体を内蔵し、この強磁性体が機械的にひずみ、こ
のひずみに応じて磁化特性が変化し、この変化を電流に
変換して外部へ出力するものである。

また、上部押圧部１３及び横押圧部２３は先端が夫々ロ
ーラ１３ａ、２３ａ構造になっていて、押圧力を分布荷
重に変換する。

なお、前記フレーム２は人手て運搬できるように、脚部
材２ｂとトップビーム２ｃはボルト、ナツトＢＮＩで分
解可能に結合され、また１脚部材２ｂとタイビーム３は
ボルト、ナツトＢＮ２て分解可能に結合され、更にタイ
ビーム３の他端はホルト、ナツトＢＮ３で分解可能に結
合さねている。

以上の構成からなるせん断装置の作用を次に述へる。

第４図（ａ）〜（Ｃ）は試験体切出し説明図であり、第
４図（ａ）に示すように、当該岩盤３１を掘削し、約２
０ｃｍｘ　２０ｃｍｘ　（高さ）１０ｃｍのブロック３
２を切出す。掘削は人恋な手ノミ堀りが望ましい。

次に、第４図（ｂ）に示すように、ブロック３２にコン
クリート型枠３７をかぶせ、コンクリートを流し込むな
どし、ブロック３２にコンクリート３３を所定厚さ付着
して、図示の試験体３４を形成する。なお、−側面は垂
線に対して１５°傾いた傾斜面３４ａとする。

更に、ブロック３２の両脇にアンカボルト３５・・・を
埋設する（第４図（Ｃ））。

次に、作用説明図である第５図に示す通り、本発明のせ
ん断装置１を持込み、それのフレーム２を試験体３４を
跨がせ、ベースプレート２ａ。

２ａ（第１図参照）をアンカボルト３５・・・にナツト
止めする。

次に、図示せぬ油圧ポンプユニットから第５図の油圧シ
リンダ１１に圧油を供給し、上部押圧部１３で試験体３
４を一定の垂直荷重で積荷した後、せん断方向押圧手段
２０で試験体３４の傾斜面３４ａを徐々に押圧し、せん
断破壊に至らしめる。

この間及び破壊時の垂直荷重Ｎ及びせん断荷重Ｔをペン
書き記録計３６で計測し、次の算式で語数値を求める。

せん断芯力　τ＝Ｔｃｏｓθ／Ａ 垂直応力　ａ＝　（Ｎ＋Ｔ　ｓｉｎθ）／Ａここで　Ａ
はせん断面の面積 θは　１５゜ １箇所の試験が終ると、ボルト、ナツトＢＮＩ、ＢＮ２
及びＢＮ３を緩めてフレーム２、タイビーム３、油圧シ
リンダ１１．２１を分離し、人手でこれらを運搬する。

そして、これらを次の試験体まで移動し、組み立てる。

以下、順次せん断試験を実施すれば良い。

本発明はアンカボルトを埋設することにも特徴がある。

アンカボルトの施工は容易であるから、第４図（ａ）に
示す掘削及び手ノミ掘りと並行して施工すればよく、ア
ンカボルトのモルタルの養生は第４図（ｂ）のコンクリ
ートの養生と並行して行えばよいから時間的ロスはなく
、また、試験体は小型のものを順次製作し、せん断装置
が後追いずれば良いから線試験時間は大幅に短縮される
。

尚、上記アンカボルト３５は、これに限らず、岩盤３１
に埋込んだアンカフレームやアシカバーなどのアンカ金
具に代えても良い。

（発明の効果） 以上に述べた通り本発明は岩盤のせん断試験を、フレー
ムをアンカボルトで固定し且つ分解組立自在で可搬式の
せん断装置で実施するようにしたので、従来のトンネル
掘削を必要とせず、露天状態でも試験可能にしたので、
試験作業が容易となり、サンプル数を倍加でき、もって
、岩盤のせん断強度を高い水準で算出できるようになっ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る簡易岩盤せん断試験装置の正面図
、 第２図は第１図のＩ！矢視図、 第３図は第１図のＩＩＩ矢視図、 第４図（ａ）〜（ｃ）は試験体切り出し説明図、 第５図は作用説明図、 第６図は従来の原位置試験の実施図である。 １・・・簡易岩盤せん断試験装置（せん断装置）２・・
・フレーム １０・・・垂直方向押圧手段 ２０・・・せん断方向押圧手段 ３１・・・岩盤　　　　　３２・・・ブロック３４・・
・試験体　　　　３５・・・アンカ金具第２図 ％−Ｊ　　　　　　　Ｎ ｏ　　　　。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　試験をする岩盤をあらかじめブロック状に切出して整
   形してなる試験体を、せん断破断する簡易岩盤せん断試
   験装置であって、この簡易岩盤せん断試験装置は、上記
   試験体に跨設されるフレームと、このフレームに下向き
   に取付けられた垂直方向押圧手段と、フレームに略横向
   きに取付けられたせん断方向押圧手段とからなり、前記
   フレームは岩盤に埋設したアンカ金具を介して岩盤に固
   定されるとともに、前記フレームは人手で運搬できるよ
   うに分解可能に構成されていることを特徴とした簡易岩
   盤せん断試験装置。