JPH055397A - シールド掘削機の外力測定装置 - Google Patents
シールド掘削機の外力測定装置Info
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- JPH055397A JPH055397A JP15469891A JP15469891A JPH055397A JP H055397 A JPH055397 A JP H055397A JP 15469891 A JP15469891 A JP 15469891A JP 15469891 A JP15469891 A JP 15469891A JP H055397 A JPH055397 A JP H055397A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 掘削機本体に作用する外力を正確に測定す
る。また測定部の耐久性を向上する。さらに法線方向合
力と軸方向合力と周方向合力とを特別なセンサを必要と
せずに併せ検出する。 【構成】 掘削機本体(スキンプレート)2上に作用す
る法線方向合力(土圧,水圧),軸方向合力(摩擦力や
剪断力),周方向合力(ローリング反力)等の外力を各
外力測定部3の受圧板3aにより受け,これを荷重検出
部3bの歪みゲージ3e,3fに伝えて,測定する。そ
の際,歪みゲージ3e,3fを,凹部用側板3c及び底
板3dと,受圧板3aと,受圧板3aと凹部用側板3c
との間に介装したシール材3gとより取り囲んで,水
圧,土圧から保護する。
る。また測定部の耐久性を向上する。さらに法線方向合
力と軸方向合力と周方向合力とを特別なセンサを必要と
せずに併せ検出する。 【構成】 掘削機本体(スキンプレート)2上に作用す
る法線方向合力(土圧,水圧),軸方向合力(摩擦力や
剪断力),周方向合力(ローリング反力)等の外力を各
外力測定部3の受圧板3aにより受け,これを荷重検出
部3bの歪みゲージ3e,3fに伝えて,測定する。そ
の際,歪みゲージ3e,3fを,凹部用側板3c及び底
板3dと,受圧板3aと,受圧板3aと凹部用側板3c
との間に介装したシール材3gとより取り囲んで,水
圧,土圧から保護する。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は,シールド掘削機の外力
測定装置に関するものである。
測定装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来のシールド掘削機の外力測定装置を
図6により説明すると,1がシールド掘削機,2が掘削
機本体(スキンプレート),4が同掘削機本体2の前部
に配設したカツタヘツド,5が同カツタヘツド4を掘削
機本体2の前部に回転可能に支持するカツタシヤフト,
6がこれらのカツタシヤフト5及びカツタヘツド4を駆
動するためのカツタ駆動モータ,7が上記カツタヘツド
4により掘削した土砂を収納するためのカツタチヤン
バ,9が同カツタチヤンバ7内の土砂を後方へ排出する
ための排土装置,10がシールド掘削機1の後方に設置
したセグメント,11がテールシール,12が上記セグ
メント10に当接する推進ジヤツキ,17aが上記掘削
機本体2に取付けた壁面土圧計,17bが同掘削機本体
2に取付けた間隙水圧計である。
図6により説明すると,1がシールド掘削機,2が掘削
機本体(スキンプレート),4が同掘削機本体2の前部
に配設したカツタヘツド,5が同カツタヘツド4を掘削
機本体2の前部に回転可能に支持するカツタシヤフト,
6がこれらのカツタシヤフト5及びカツタヘツド4を駆
動するためのカツタ駆動モータ,7が上記カツタヘツド
4により掘削した土砂を収納するためのカツタチヤン
バ,9が同カツタチヤンバ7内の土砂を後方へ排出する
ための排土装置,10がシールド掘削機1の後方に設置
したセグメント,11がテールシール,12が上記セグ
メント10に当接する推進ジヤツキ,17aが上記掘削
機本体2に取付けた壁面土圧計,17bが同掘削機本体
2に取付けた間隙水圧計である。
【0003】上記図6に示すシールド掘削機の外力測定
装置では,掘削機本体(スキンプレート)2の受圧面に
作用する土圧,水圧等の外力を壁面土圧計17aや間隙
水圧計17bにより測定する。
装置では,掘削機本体(スキンプレート)2の受圧面に
作用する土圧,水圧等の外力を壁面土圧計17aや間隙
水圧計17bにより測定する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前記図6に示すシール
ド掘削機の外力測定装置には,次の問題があった。 (1)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bが掘削機本
体(スキンプレート)2の限られた部分だけにしか取付
けておらず,局部的なデータしか得られなくて,測定値
を作用外力の代表値として利用しにくい。 (2)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bの受圧面が
掘削機本体(スキンプレート)2の外面に一致しておら
ず,これら測定機器17a,17bの出力値が掘削機本
体2からの突出量或いは凹み量の程度により大きく左右
されて,正確な測定値が得られない。 (3)シールド掘削機1の推進に伴って掘削機本体(ス
キンプレート)2に摩擦力や剪断力が作用するが,壁面
土圧計17aや間隙水圧計17bは,摩擦力や剪断力の
影響を受け易くて,ダイヤフラム等により構成された受
圧部に損傷が生じ易い。 (4)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bは,耐久性
が低くて,この点からもダイヤフラム等により構成され
た受圧部に損傷が生じ易い。 (5)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bには,摩擦
力や剪断力を検出する機能がなくて,摩擦力や剪断力を
検出できないという問題があった。
ド掘削機の外力測定装置には,次の問題があった。 (1)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bが掘削機本
体(スキンプレート)2の限られた部分だけにしか取付
けておらず,局部的なデータしか得られなくて,測定値
を作用外力の代表値として利用しにくい。 (2)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bの受圧面が
掘削機本体(スキンプレート)2の外面に一致しておら
ず,これら測定機器17a,17bの出力値が掘削機本
体2からの突出量或いは凹み量の程度により大きく左右
されて,正確な測定値が得られない。 (3)シールド掘削機1の推進に伴って掘削機本体(ス
キンプレート)2に摩擦力や剪断力が作用するが,壁面
土圧計17aや間隙水圧計17bは,摩擦力や剪断力の
影響を受け易くて,ダイヤフラム等により構成された受
圧部に損傷が生じ易い。 (4)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bは,耐久性
が低くて,この点からもダイヤフラム等により構成され
た受圧部に損傷が生じ易い。 (5)壁面土圧計17aや間隙水圧計17bには,摩擦
力や剪断力を検出する機能がなくて,摩擦力や剪断力を
検出できないという問題があった。
【0005】本発明は前記の問題点に鑑み提案するもの
であり, その目的とする処は, 掘削機本体に作用する外
力を正確に測定できる。また測定部の耐久性を向上でき
る。さらに法線方向合力と軸方向合力と周方向合力とを
特別なセンサを必要とせずに併せ検出できるシールド掘
削機の外力測定装置を提供しようとする点にある。
であり, その目的とする処は, 掘削機本体に作用する外
力を正確に測定できる。また測定部の耐久性を向上でき
る。さらに法線方向合力と軸方向合力と周方向合力とを
特別なセンサを必要とせずに併せ検出できるシールド掘
削機の外力測定装置を提供しようとする点にある。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに,本発明は,掘削機本体に作用する外力を掘削機本
体の複数個所で同時に測定するシールド掘削機の外力測
定装置において,前記掘削機本体の複数個所に設けた凹
部と,これら凹部の底板上に取付けた荷重検出部と,同
荷重検出部の外端部に取付けて外面が上記掘削機本体の
外面に連続した受圧板と,上記荷重検出部に取付けた歪
みゲージと,上記受圧板と上記凹部との間に介装したシ
ール材とにより構成している。
めに,本発明は,掘削機本体に作用する外力を掘削機本
体の複数個所で同時に測定するシールド掘削機の外力測
定装置において,前記掘削機本体の複数個所に設けた凹
部と,これら凹部の底板上に取付けた荷重検出部と,同
荷重検出部の外端部に取付けて外面が上記掘削機本体の
外面に連続した受圧板と,上記荷重検出部に取付けた歪
みゲージと,上記受圧板と上記凹部との間に介装したシ
ール材とにより構成している。
【0007】
【作用】本発明のシールド掘削機の外力測定装置は前記
のように構成されており,掘削機本体(スキンプレー
ト)上に作用する法線方向合力(土圧,水圧),軸方向
合力(摩擦力や剪断力),周方向合力(ローリング反
力)等の外力を各外力測定部の受圧板により受け,これ
を荷重検出部の歪みゲージに伝えて,測定する。その
際,歪みゲージを,凹部用側板及び底板と,受圧板と,
受圧板と凹部用側板との間に介装したシール材とより取
り囲んで,水圧,土圧から保護する。
のように構成されており,掘削機本体(スキンプレー
ト)上に作用する法線方向合力(土圧,水圧),軸方向
合力(摩擦力や剪断力),周方向合力(ローリング反
力)等の外力を各外力測定部の受圧板により受け,これ
を荷重検出部の歪みゲージに伝えて,測定する。その
際,歪みゲージを,凹部用側板及び底板と,受圧板と,
受圧板と凹部用側板との間に介装したシール材とより取
り囲んで,水圧,土圧から保護する。
【0008】
【実施例】次に本発明のシールド掘削機の外力測定装置
を図1乃至図4に示す一実施例により説明すると,図
2,3,4の1がシールド掘削機,図1,2,3の2が
掘削機本体(スキンプレート)である。また3が外力測
定部で,この外力測定部3は,図1に示すように上記掘
削機本体2に固定した側板3bと同側板3bに固定した
底板3dとにより構成した凹部と,同凹部の底板3d上
に固定した荷重検出部3bと,同荷重検出部3bの外端
部に固定して外面が上記掘削機本体2の外面に連続した
受圧板3aと,上記荷重検出部3bに取付けてブリツジ
を構成した歪みゲージ3e,3fと,上記受圧板3aと
上記凹部の側板3dとの間に介装したシール材3gとに
より構成されている。
を図1乃至図4に示す一実施例により説明すると,図
2,3,4の1がシールド掘削機,図1,2,3の2が
掘削機本体(スキンプレート)である。また3が外力測
定部で,この外力測定部3は,図1に示すように上記掘
削機本体2に固定した側板3bと同側板3bに固定した
底板3dとにより構成した凹部と,同凹部の底板3d上
に固定した荷重検出部3bと,同荷重検出部3bの外端
部に固定して外面が上記掘削機本体2の外面に連続した
受圧板3aと,上記荷重検出部3bに取付けてブリツジ
を構成した歪みゲージ3e,3fと,上記受圧板3aと
上記凹部の側板3dとの間に介装したシール材3gとに
より構成されている。
【0009】上記荷重検出部3bは,適当な剛性を有す
る中空の棒状材等により構成されている。また上記歪み
ゲージ3e,3fは,測定する外力の種類に応じて荷重
検出部3bに取付けられている。この歪みゲージ3e,
3fは,受圧板3aと側板3bと底板3dとにより取り
囲まれたケーブ3h内に位置し,しかも受圧板3aと側
板3dとの間にシール材(剪断力等を伝達しない可撓性
シール材)3gが介装されている。そのため,歪みゲー
ジ3e,3fは,土砂,水等から保護される。上記ケー
ブ3h内には,グリース等を封入してもよい。
る中空の棒状材等により構成されている。また上記歪み
ゲージ3e,3fは,測定する外力の種類に応じて荷重
検出部3bに取付けられている。この歪みゲージ3e,
3fは,受圧板3aと側板3bと底板3dとにより取り
囲まれたケーブ3h内に位置し,しかも受圧板3aと側
板3dとの間にシール材(剪断力等を伝達しない可撓性
シール材)3gが介装されている。そのため,歪みゲー
ジ3e,3fは,土砂,水等から保護される。上記ケー
ブ3h内には,グリース等を封入してもよい。
【0010】上記外力測定部3は,図3に示すように掘
削機本体2の周方向の複数個所に設置しても,図4に示
すように掘削機本体2の周方向及び前後方向の複数個所
に設置してもよい。このように外力測定部3は,掘削機
本体2の複数個所に設置される。しかも外力測定部3の
受圧板3aは,従来の壁面土圧計17aや間隙水圧計1
7bに比べると,測定面積が広く,そのため,掘削機本
体1に作用する外力(法線方向合力,軸方向合力,周方
向合力)が正確に測定可能である。
削機本体2の周方向の複数個所に設置しても,図4に示
すように掘削機本体2の周方向及び前後方向の複数個所
に設置してもよい。このように外力測定部3は,掘削機
本体2の複数個所に設置される。しかも外力測定部3の
受圧板3aは,従来の壁面土圧計17aや間隙水圧計1
7bに比べると,測定面積が広く,そのため,掘削機本
体1に作用する外力(法線方向合力,軸方向合力,周方
向合力)が正確に測定可能である。
【0011】上記各外力測定部3は,例えば径の小さい
シールド掘削機の場合,掘削機本体1を周方向に4分割
して,分割したそれぞれの部分を外力測定部3にすれ
ば,掘削機本体1に作用する外力が一層正確に測定可能
になる。次に前記図1乃至図4に示すシールド掘削機の
外力測定装置の作用を具体的に説明する。掘削機本体
(スキンプレート)1に作用する外力は,図5に示すよ
うに大別して,法線方向合力(土圧,水圧,地盤反力
等)Qと,軸方向合力(摩擦力,剪断力等)Fと,周方
向合力(ローリング反力等)Rとに分類される。
シールド掘削機の場合,掘削機本体1を周方向に4分割
して,分割したそれぞれの部分を外力測定部3にすれ
ば,掘削機本体1に作用する外力が一層正確に測定可能
になる。次に前記図1乃至図4に示すシールド掘削機の
外力測定装置の作用を具体的に説明する。掘削機本体
(スキンプレート)1に作用する外力は,図5に示すよ
うに大別して,法線方向合力(土圧,水圧,地盤反力
等)Qと,軸方向合力(摩擦力,剪断力等)Fと,周方
向合力(ローリング反力等)Rとに分類される。
【0012】図5は,これら合力のうち,法線方向合力
Qと軸方向合力Fとが作用した場合を示している。法線
方向合力Qと軸方向合力Fとが受圧板3aに作用する
と,荷重検出部3bの歪みゲージ(測定断面)3e,3
fに,次の軸力N及び曲げモーメントMが発生する。 歪みゲージ3e: N=Q, M=Q・e+F・L1 歪みゲージ3f: N=Q, M=Q・e+F・L2 但しe: 法線方向合力Qの偏心量,L1 及びL2 : 受圧
板外面から第1,第2計測断面部までの距離である。
Qと軸方向合力Fとが作用した場合を示している。法線
方向合力Qと軸方向合力Fとが受圧板3aに作用する
と,荷重検出部3bの歪みゲージ(測定断面)3e,3
fに,次の軸力N及び曲げモーメントMが発生する。 歪みゲージ3e: N=Q, M=Q・e+F・L1 歪みゲージ3f: N=Q, M=Q・e+F・L2 但しe: 法線方向合力Qの偏心量,L1 及びL2 : 受圧
板外面から第1,第2計測断面部までの距離である。
【0013】以上の軸歪みを1断面以上で,曲げ歪みを
2断面以上で,それぞれ測定して,法線方向合力Q及び
その偏心量e,軸方向合力Fを決定する。
2断面以上で,それぞれ測定して,法線方向合力Q及び
その偏心量e,軸方向合力Fを決定する。
【0014】
【発明の効果】本発明のシールド掘削機の外力測定装置
は前記のように掘削機本体(スキンプレート)上に作用
する法線方向合力(土圧,水圧),軸方向合力(摩擦力
や剪断力),周方向合力(ローリング反力)等の外力を
各外力測定部の受圧板により受け,これを荷重検出部の
歪みゲージに伝えて,測定する。その際,外力測定部が
掘削機本体の複数個所に設けられている。しかもこれら
外力測定部の受圧板は,従来の壁面土圧計や間隙水圧計
に比べると,測定面積が広く,そのため,掘削機本体に
作用する外力を正確に測定できる。
は前記のように掘削機本体(スキンプレート)上に作用
する法線方向合力(土圧,水圧),軸方向合力(摩擦力
や剪断力),周方向合力(ローリング反力)等の外力を
各外力測定部の受圧板により受け,これを荷重検出部の
歪みゲージに伝えて,測定する。その際,外力測定部が
掘削機本体の複数個所に設けられている。しかもこれら
外力測定部の受圧板は,従来の壁面土圧計や間隙水圧計
に比べると,測定面積が広く,そのため,掘削機本体に
作用する外力を正確に測定できる。
【0015】また歪みゲージを,凹部用側板及び底板
と,受圧板と,受圧板と凹部用側板との間に介装したシ
ール材とにより取り囲んで,水圧や土圧から保護してお
り,測定部の耐久性を向上できる。また掘削機本体に作
用する外力を歪みゲージで検出するようにしており,法
線方向合力と軸方向合力と周方向合力とを特別なセンサ
を必要とせずに併せ検出できる効果がある。
と,受圧板と,受圧板と凹部用側板との間に介装したシ
ール材とにより取り囲んで,水圧や土圧から保護してお
り,測定部の耐久性を向上できる。また掘削機本体に作
用する外力を歪みゲージで検出するようにしており,法
線方向合力と軸方向合力と周方向合力とを特別なセンサ
を必要とせずに併せ検出できる効果がある。
【図1】本発明に係わるシールド掘削機の外力測定装置
の一実施例を図2のA部について拡大した縦断側面図で
ある。
の一実施例を図2のA部について拡大した縦断側面図で
ある。
【図2】同外力測定装置の概略を示す縦断側面図であ
る。
る。
【図3】同外力測定装置の概略を示す縦断正面図であ
る。
る。
【図4】同外力測定装置の他の設置例を示す説明図であ
る。
る。
【図5】同外力測定装置の作用説明図である。
【図6】従来のシールド掘削機の外力測定装置を示す縦
断側面図である。
断側面図である。
1 シールド掘削機 2 掘削機本体(スキンプレート) 3 外力測定部 3a 受圧板 3b 荷重検出部 3c 凹部用側板 3d 凹部用底板 3e 歪みゲージ 3f 〃 3g シール材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 渡辺 洋也 兵庫県神戸市兵庫区和田崎町一丁目1番1 号 三菱重工業株式会社神戸造船所内 (72)発明者 本間 俊一 兵庫県高砂市荒井町新浜二丁目8番25号 高菱エンジニアリング株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項1】 掘削機本体に作用する外力を掘削機本体
の複数個所で同時に測定するシールド掘削機の外力測定
装置において,前記掘削機本体の複数個所に設けた凹部
と,これら凹部の底板上に取付けた荷重検出部と,同荷
重検出部の外端部に取付けて外面が上記掘削機本体の外
面に連続した受圧板と,上記荷重検出部に取付けた歪み
ゲージと,上記受圧板と上記凹部との間に介装したシー
ル材とにより構成したことを特徴とするシールド掘削機
の外力測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15469891A JP2923086B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | シールド掘削機の外力測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15469891A JP2923086B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | シールド掘削機の外力測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH055397A true JPH055397A (ja) | 1993-01-14 |
| JP2923086B2 JP2923086B2 (ja) | 1999-07-26 |
Family
ID=15589994
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15469891A Expired - Fee Related JP2923086B2 (ja) | 1991-06-26 | 1991-06-26 | シールド掘削機の外力測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2923086B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7685886B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Convexo concave amplifying device and convexo concave detecting method by use thereof, deformation sensing device and convexo concave detecting method by use thereof, and convexo concave position exhibiting device and convexo concave position exhibiting method |
| JP2016130406A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社安藤・間 | せん断力計、並びにこれを用いた土圧シールド工法に使用するチャンバー内掘削土の性状測定評価方法、シールド掘進機、及び土砂の塑性流動性試験装置 |
| JP2017096049A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社安藤・間 | 各種の掘削工法に用いるチャンバー内の掘削土砂の性状評価判定方法、及びカッターヘッド前方の切羽の土質評価判定方法 |
| JP2017101436A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社安藤・間 | 土水圧力・せん断力測定センサ |
| JP2020169481A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | Jimテクノロジー株式会社 | トンネル掘削機 |
| JP2021095740A (ja) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘進機及びトンネル掘進方法 |
| JP2023085026A (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-20 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘削機 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP7712503B1 (ja) * | 2025-02-04 | 2025-07-23 | Iwaka Coop技術士合同会社 | 土圧の管理システム |
-
1991
- 1991-06-26 JP JP15469891A patent/JP2923086B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7685886B2 (en) | 2003-12-26 | 2010-03-30 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Convexo concave amplifying device and convexo concave detecting method by use thereof, deformation sensing device and convexo concave detecting method by use thereof, and convexo concave position exhibiting device and convexo concave position exhibiting method |
| JP2016130406A (ja) * | 2015-01-13 | 2016-07-21 | 株式会社安藤・間 | せん断力計、並びにこれを用いた土圧シールド工法に使用するチャンバー内掘削土の性状測定評価方法、シールド掘進機、及び土砂の塑性流動性試験装置 |
| JP2017096049A (ja) * | 2015-11-27 | 2017-06-01 | 株式会社安藤・間 | 各種の掘削工法に用いるチャンバー内の掘削土砂の性状評価判定方法、及びカッターヘッド前方の切羽の土質評価判定方法 |
| JP2017101436A (ja) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 株式会社安藤・間 | 土水圧力・せん断力測定センサ |
| JP2020169481A (ja) * | 2019-04-03 | 2020-10-15 | Jimテクノロジー株式会社 | トンネル掘削機 |
| JP2021095740A (ja) * | 2019-12-17 | 2021-06-24 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘進機及びトンネル掘進方法 |
| JP2023085026A (ja) * | 2021-12-08 | 2023-06-20 | 鹿島建設株式会社 | トンネル掘削機 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2923086B2 (ja) | 1999-07-26 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990406 |
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