JPH10282087A - 土砂の不飽和水分の測定方法および測定装置 - Google Patents
土砂の不飽和水分の測定方法および測定装置Info
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- JPH10282087A JPH10282087A JP8647997A JP8647997A JPH10282087A JP H10282087 A JPH10282087 A JP H10282087A JP 8647997 A JP8647997 A JP 8647997A JP 8647997 A JP8647997 A JP 8647997A JP H10282087 A JPH10282087 A JP H10282087A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 水位の平衡状態の検出を容易にし、高精度の
測定を可能にする。 【解決手段】 ｐｆ値を測定する際には、砂柱カラム２
に注水して、その水位が上端にまで到達するようにして
おく。そして、電磁制御弁７を解放して、砂柱カラム２
内の水を排出して、土砂サンプル３の下方に、負圧領域
を形成し、このときの土砂サンプル３の重量変化を重量
測定手段６で測定することを基本的な内容としている。
砂柱カラム２中には、比抵抗Ｒの変化により水位レベル
を測定するセンサー８が設置されている。センサー８の
出力は、測定制御演算器９に入力されている。測定制御
演算器９には、重量測定手段６の出力信号も入力され、
電磁制御弁７にその開閉を指示する信号を送出する。
測定を可能にする。 【解決手段】 ｐｆ値を測定する際には、砂柱カラム２
に注水して、その水位が上端にまで到達するようにして
おく。そして、電磁制御弁７を解放して、砂柱カラム２
内の水を排出して、土砂サンプル３の下方に、負圧領域
を形成し、このときの土砂サンプル３の重量変化を重量
測定手段６で測定することを基本的な内容としている。
砂柱カラム２中には、比抵抗Ｒの変化により水位レベル
を測定するセンサー８が設置されている。センサー８の
出力は、測定制御演算器９に入力されている。測定制御
演算器９には、重量測定手段６の出力信号も入力され、
電磁制御弁７にその開閉を指示する信号を送出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、土砂の不飽和水分
の測定方法および測定装置に関するものであり、特に、
この種の測定方法ないしは装置の測定能率を改善する技
術に関するものである。
の測定方法および測定装置に関するものであり、特に、
この種の測定方法ないしは装置の測定能率を改善する技
術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】含水比が土中水の絶対量を示す物理量で
あるのに対して、ｐｆ値は、土中水の質的特性を示す指
標である。土中水は、土粒子と強く結合した状態にある
水分子から、荷電した土粒子や溶解イオンの影響を受け
て配向した水分子など、通常の水とは、異なった特性を
持つ水分子の集合体であると考えられている。
あるのに対して、ｐｆ値は、土中水の質的特性を示す指
標である。土中水は、土粒子と強く結合した状態にある
水分子から、荷電した土粒子や溶解イオンの影響を受け
て配向した水分子など、通常の水とは、異なった特性を
持つ水分子の集合体であると考えられている。
【０００３】また、不飽和状態では、土中水は、表面張
力の影響を受けて、通常、大気圧よりも低い圧力状態に
あるが、土粒子の近傍では、固体表面のエネルギーの影
響を受けて、逆に高い圧力状態になるなど、極めて複雑
な状態におかれている。
力の影響を受けて、通常、大気圧よりも低い圧力状態に
あるが、土粒子の近傍では、固体表面のエネルギーの影
響を受けて、逆に高い圧力状態になるなど、極めて複雑
な状態におかれている。
【０００４】ところが、水が平衡状態にある場合、系全
体の自由エネルギーは、最小の状態にあって、土中水の
化学的ポテンシャルは、一定であるという法則が適用さ
れる。このような条件の下で、水分子は、様々なポテン
シャル成分によって、種々の圧力状態と存在状態とにあ
ると考えられる。
体の自由エネルギーは、最小の状態にあって、土中水の
化学的ポテンシャルは、一定であるという法則が適用さ
れる。このような条件の下で、水分子は、様々なポテン
シャル成分によって、種々の圧力状態と存在状態とにあ
ると考えられる。
【０００５】このような複雑な状態にある土中水をマク
ロに把握するためには、化学的ポテンシャルは、極めて
好都合な物理量であり、この化学的ポテンシャルの実用
上の尺度をｐｆ値で表わしている。
ロに把握するためには、化学的ポテンシャルは、極めて
好都合な物理量であり、この化学的ポテンシャルの実用
上の尺度をｐｆ値で表わしている。
【０００６】このｐｆ値の一般式は、 ｐｆ＝ｌｏｇ（−Δμ） である。ここで、Δμは、圧力水頭（ｃｍＨ2Ｏ）とす
る。
る。
【０００７】このような定義に基づくｐｆ値は、浸透流
解析、例えば、地下水のかん養，流動量の算定および盛
土の安定解析などにおいて、重力水と呼ばれる範囲の水
分特性を把握し、地盤の不飽和状態における透水係数に
対する低減率を決定する際の手法として実際に用いられ
ている。
解析、例えば、地下水のかん養，流動量の算定および盛
土の安定解析などにおいて、重力水と呼ばれる範囲の水
分特性を把握し、地盤の不飽和状態における透水係数に
対する低減率を決定する際の手法として実際に用いられ
ている。
【０００８】ところで、サンプル土砂に対するｐｆ値を
求める方法としては、従来、ｐｆ１．５ないしは２程度
までの範囲で有効であるされている土柱法が知られてい
る。図４には、この土柱法の測定状態を示している。
求める方法としては、従来、ｐｆ１．５ないしは２程度
までの範囲で有効であるされている土柱法が知られてい
る。図４には、この土柱法の測定状態を示している。
【０００９】同図に示した測定方法では、上端の一部が
開口した円筒状容器１内に、珪砂などの砂を充填して、
ｐｆ試験用砂柱カラム２を形成し、この砂柱カラム２の
上端の開口面に、底面が直接接触する状態で被測定用土
砂サンプル３を載置する。
開口した円筒状容器１内に、珪砂などの砂を充填して、
ｐｆ試験用砂柱カラム２を形成し、この砂柱カラム２の
上端の開口面に、底面が直接接触する状態で被測定用土
砂サンプル３を載置する。
【００１０】土砂サンプル３は、その重量の測定が可能
な状態で載置されている。容器１には、砂柱カラム２の
水位を検知するマノメータ４が付設されるとともに、そ
の下部には、砂柱カラム２の水位を調整する制御弁５が
設けられている。
な状態で載置されている。容器１には、砂柱カラム２の
水位を検知するマノメータ４が付設されるとともに、そ
の下部には、砂柱カラム２の水位を調整する制御弁５が
設けられている。
【００１１】土砂サンプル３のｐｆ値を測定する際に
は、まず、砂柱カラム２に注水して、その水位が上端に
まで到達するようにし、土砂サンプル３を飽和状態にし
ておく。
は、まず、砂柱カラム２に注水して、その水位が上端に
まで到達するようにし、土砂サンプル３を飽和状態にし
ておく。
【００１２】そして、制御弁５を開放して、砂柱カラム
２内の水を排出して、土砂サンプル３の下方に、負圧領
域を形成し、このときの土砂サンプル３の重量変化を測
定することを基本的な内容としている。
２内の水を排出して、土砂サンプル３の下方に、負圧領
域を形成し、このときの土砂サンプル３の重量変化を測
定することを基本的な内容としている。
【００１３】この場合、ｐｆ１の値は、対数の底を１０
とすると、１０ｃｍの高さの負圧領域を形成した状態に
相当し、この時の土砂サンプル３の重量変化から、ｐｆ
１に対する含水比が求められる。
とすると、１０ｃｍの高さの負圧領域を形成した状態に
相当し、この時の土砂サンプル３の重量変化から、ｐｆ
１に対する含水比が求められる。
【００１４】図５には、以上の操作により各ｐｆ値に対
応する含水比を求めた土砂サンプル３の水分曲線のヒス
テリシスと、ｐｆ値と含水比との関係が示されている。
ところが、このような土柱法により不飽和水分を測定す
る際には、以下に説明する技術的な課題があった。
応する含水比を求めた土砂サンプル３の水分曲線のヒス
テリシスと、ｐｆ値と含水比との関係が示されている。
ところが、このような土柱法により不飽和水分を測定す
る際には、以下に説明する技術的な課題があった。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上述した土
柱法では、各ｐｆ値に相当する負圧領域を形成する際に
は、制御弁５を開弁して、砂柱カラム２の水位を下げ、
その状態をマノメータ４で確認し、マノメータ４の値が
所定値になったところで、土砂サンプル３の重量を測定
することになるが、水位が平衡状態になるまでに時間が
かかるとともに、平衡状態になっているのか否かの確認
が難しく、ｐｆ値の設定および含水比の正確な測定が困
難であった。
柱法では、各ｐｆ値に相当する負圧領域を形成する際に
は、制御弁５を開弁して、砂柱カラム２の水位を下げ、
その状態をマノメータ４で確認し、マノメータ４の値が
所定値になったところで、土砂サンプル３の重量を測定
することになるが、水位が平衡状態になるまでに時間が
かかるとともに、平衡状態になっているのか否かの確認
が難しく、ｐｆ値の設定および含水比の正確な測定が困
難であった。
【００１６】この場合、特に、ｐｆ値が大きくなると、
より一層平衡状態に到達するまでに長時間を要すること
もあって、大きなｐｆ値での測定の信頼性に欠け、ｐｆ
値が１．５程度以下の狭い範囲に適用が制限されてい
た。
より一層平衡状態に到達するまでに長時間を要すること
もあって、大きなｐｆ値での測定の信頼性に欠け、ｐｆ
値が１．５程度以下の狭い範囲に適用が制限されてい
た。
【００１７】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、水
位の平衡状態が簡単にわかり、高精度の測定が可能にな
る土砂の不飽和水分の測定装置および測定方法を提供す
ることにある。
てなされたものであって、その目的とするところは、水
位の平衡状態が簡単にわかり、高精度の測定が可能にな
る土砂の不飽和水分の測定装置および測定方法を提供す
ることにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、 ｐｆ試験用砂柱カラムの上端面に被測
定用土砂サンプルを接触させ、前記砂柱カラムに注水す
ることにより、前記土砂サンプルを飽和状態にした後
に、前記砂柱カラムに含まれている水分を排水すること
で、前記土砂サンプルにｐｆ値に対応した不飽和状態を
創出させ、各不飽和状態に応じた前記土砂サンプルの重
量を測定する土砂の不飽和水分の測定方法において、前
記砂柱カラム中に電気的特性の変化により水位レベルの
連続測定が可能なセンサーを設置し、前記土砂サンプル
の経時的な重量変化と、前記センサーの経時的な変化と
を測定するようにした。また、本発明は、ｐｆ試験用砂
柱カラムと、この砂柱カラムの上端面に接触するように
載置される被測定用土砂サンプルと、前記土砂サンプル
の重量を測定する重量測定手段と、前記砂柱カラムに注
水することにより、前記土砂サンプルを飽和状態にした
後に、前記砂柱カラムに含まれている水分を排水するこ
とで、前記土砂サンプルに所定の不飽和状態を創出さ
せ、各不飽和状態に応じた前記土砂サンプルの重量を前
記重量測定手段で測定する土砂の不飽和水分の測定装置
において、前記砂柱カラム中に設置され、電気的特性の
変化により前記砂柱カラムの水位レベルを連続測定する
センサーと、前記重量測定手段の経時的な重量変化およ
び、前記センサーの経時的な変化とから設定されたｐｆ
値に対する含水比を求める測定制御演算器とで構成し
た。このような構成の不飽和水分の測定方法または測定
装置によれば、砂柱カラムの水位レベルをセンサーによ
り経時的に測定するので、ｐｆ値を正確に設定できると
ともに、連続的に測定したセンサーの水位レベル値から
平衡状態を正確に特定することができる。前記センサー
は、前記砂柱カラムの深度方向に沿って埋設された複数
の電極を備え、前記電極の比抵抗の相違から前記水位レ
ベルを検出することができる。この構成を採用すると、
センサーの出力信号を電気的に演算処理することができ
る。
め、本発明は、 ｐｆ試験用砂柱カラムの上端面に被測
定用土砂サンプルを接触させ、前記砂柱カラムに注水す
ることにより、前記土砂サンプルを飽和状態にした後
に、前記砂柱カラムに含まれている水分を排水すること
で、前記土砂サンプルにｐｆ値に対応した不飽和状態を
創出させ、各不飽和状態に応じた前記土砂サンプルの重
量を測定する土砂の不飽和水分の測定方法において、前
記砂柱カラム中に電気的特性の変化により水位レベルの
連続測定が可能なセンサーを設置し、前記土砂サンプル
の経時的な重量変化と、前記センサーの経時的な変化と
を測定するようにした。また、本発明は、ｐｆ試験用砂
柱カラムと、この砂柱カラムの上端面に接触するように
載置される被測定用土砂サンプルと、前記土砂サンプル
の重量を測定する重量測定手段と、前記砂柱カラムに注
水することにより、前記土砂サンプルを飽和状態にした
後に、前記砂柱カラムに含まれている水分を排水するこ
とで、前記土砂サンプルに所定の不飽和状態を創出さ
せ、各不飽和状態に応じた前記土砂サンプルの重量を前
記重量測定手段で測定する土砂の不飽和水分の測定装置
において、前記砂柱カラム中に設置され、電気的特性の
変化により前記砂柱カラムの水位レベルを連続測定する
センサーと、前記重量測定手段の経時的な重量変化およ
び、前記センサーの経時的な変化とから設定されたｐｆ
値に対する含水比を求める測定制御演算器とで構成し
た。このような構成の不飽和水分の測定方法または測定
装置によれば、砂柱カラムの水位レベルをセンサーによ
り経時的に測定するので、ｐｆ値を正確に設定できると
ともに、連続的に測定したセンサーの水位レベル値から
平衡状態を正確に特定することができる。前記センサー
は、前記砂柱カラムの深度方向に沿って埋設された複数
の電極を備え、前記電極の比抵抗の相違から前記水位レ
ベルを検出することができる。この構成を採用すると、
センサーの出力信号を電気的に演算処理することができ
る。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施の形
態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１か
ら図３は、本発明にかかる土砂の不飽和水分の測定方法
および測定装置の一実施例を示している。なお、以下の
説明においては、前述した従来例と同一若しくは相当す
る部分に同一符号を付して説明する。
態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１か
ら図３は、本発明にかかる土砂の不飽和水分の測定方法
および測定装置の一実施例を示している。なお、以下の
説明においては、前述した従来例と同一若しくは相当す
る部分に同一符号を付して説明する。
【００２０】同図に示す測定装置は、上端の一部が開口
した円筒状容器１内に、珪砂などの砂を充填して、ｐｆ
試験用砂柱カラム２を形成し、この砂柱カラム２の上端
の開口面に、底面が直接接触する状態で被測定用土砂サ
ンプル３を載置する。
した円筒状容器１内に、珪砂などの砂を充填して、ｐｆ
試験用砂柱カラム２を形成し、この砂柱カラム２の上端
の開口面に、底面が直接接触する状態で被測定用土砂サ
ンプル３を載置する。
【００２１】土砂サンプル３は、その重量の測定が可能
な状態で載置されている。容器１には、砂柱カラム２の
水位を検知するマノメータ４が付設されるとともに、そ
の下部には、砂柱カラム２の水位を調整する電磁制御弁
７が設けられている。
な状態で載置されている。容器１には、砂柱カラム２の
水位を検知するマノメータ４が付設されるとともに、そ
の下部には、砂柱カラム２の水位を調整する電磁制御弁
７が設けられている。
【００２２】土砂サンプル３のｐｆ値を測定する際に
は、まず、砂柱カラム２に注水して、その水位が上端に
まで到達するようにしておく。そして、電磁制御弁７を
解放して、砂柱カラム２内の水を排出して、土砂サンプ
ル３の下方に、負圧領域を形成し、このときの土砂サン
プル３の重量変化を重量測定手段６で測定することを基
本的な内容としており、このような測定装置および測定
方法としての基本的な構成は、従来例と同じである。
は、まず、砂柱カラム２に注水して、その水位が上端に
まで到達するようにしておく。そして、電磁制御弁７を
解放して、砂柱カラム２内の水を排出して、土砂サンプ
ル３の下方に、負圧領域を形成し、このときの土砂サン
プル３の重量変化を重量測定手段６で測定することを基
本的な内容としており、このような測定装置および測定
方法としての基本的な構成は、従来例と同じである。
【００２３】このような基本構成に加えて、本実施例の
場合には、砂柱カラム２中に電気的特性、具体的には、
比抵抗Ｒの変化により水位レベルを測定するセンサー８
が設置されている。
場合には、砂柱カラム２中に電気的特性、具体的には、
比抵抗Ｒの変化により水位レベルを測定するセンサー８
が設置されている。
【００２４】このセンサー８は、砂柱カラム２中に所定
の間隔、例えば、数ｍｍ程度の間隔を置いて、鉛直方向
に配置された複数の電極８1〜８nと、各電極８1〜８nに
一定の直流電流を供給する定電流電源８ａと、各電極８
1〜８n間の端子電圧を測定する電圧計８ｂとから構成さ
れている。
の間隔、例えば、数ｍｍ程度の間隔を置いて、鉛直方向
に配置された複数の電極８1〜８nと、各電極８1〜８nに
一定の直流電流を供給する定電流電源８ａと、各電極８
1〜８n間の端子電圧を測定する電圧計８ｂとから構成さ
れている。
【００２５】電極８1〜８nは、一対の金属棒ないしは金
属板を対向設置したものであり、この電極８1〜８n間に
定電流電源８ａから一定電流を流しておくと、電極電極
８1〜８n間に、水分を含まない砂柱カラム２が存在して
いる場合と、水分を含んだ砂柱カラム２が存在している
場合とで、比抵抗Ｒの大きさが異なり、この状態を検出
することにより砂柱カラム２中の水位レベルを検知する
ことができる。
属板を対向設置したものであり、この電極８1〜８n間に
定電流電源８ａから一定電流を流しておくと、電極電極
８1〜８n間に、水分を含まない砂柱カラム２が存在して
いる場合と、水分を含んだ砂柱カラム２が存在している
場合とで、比抵抗Ｒの大きさが異なり、この状態を検出
することにより砂柱カラム２中の水位レベルを検知する
ことができる。
【００２６】なお、砂柱カラム２の水位レベルを正確に
求めるためには、各電極８1〜８n間の間隔などは、高精
度に設置する必要がある。
求めるためには、各電極８1〜８n間の間隔などは、高精
度に設置する必要がある。
【００２７】この場合、端子電圧を測定する電圧計８ｂ
は、各電極８1〜８nにそれぞれ直列接続してもよいが、
本実施例の場合には、１個の電圧計８ｂをスイッチボッ
クス９により順次切替えるようにしている。
は、各電極８1〜８nにそれぞれ直列接続してもよいが、
本実施例の場合には、１個の電圧計８ｂをスイッチボッ
クス９により順次切替えるようにしている。
【００２８】電圧計８ｂの出力は、図示省略のＡ／Ｄ変
換器を介して、測定制御演算器９に入力されている。測
定制御演算器９は、具体的には、パーソナルコンピュー
タで構成され、このコンピュータには、表示器やプリン
タなどが接続されている。
換器を介して、測定制御演算器９に入力されている。測
定制御演算器９は、具体的には、パーソナルコンピュー
タで構成され、このコンピュータには、表示器やプリン
タなどが接続されている。
【００２９】測定制御演算器９には、重量測定手段６の
出力信号もＡ／Ｄ変換器を介して入力され、電磁制御弁
７にその開閉を指示する信号を送出する。
出力信号もＡ／Ｄ変換器を介して入力され、電磁制御弁
７にその開閉を指示する信号を送出する。
【００３０】図２には、測定制御演算器９でｐｆ値に対
する土砂サンプル３の含水比を測定する際に行われる具
体的な手順の一例が示されている。同図に示した手順で
は、手順がスタートすると、まず、ステップｓ１で初期
設定が行われる。
する土砂サンプル３の含水比を測定する際に行われる具
体的な手順の一例が示されている。同図に示した手順で
は、手順がスタートすると、まず、ステップｓ１で初期
設定が行われる。
【００３１】この初期設定は、例えば、センサー８の各
電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnの取込み時間間隔Δｔの
設定、測定するｐｆ値、例えば、０．５，１，１．５，
２，２．５の設定などである。
電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnの取込み時間間隔Δｔの
設定、測定するｐｆ値、例えば、０．５，１，１．５，
２，２．５の設定などである。
【００３２】初期設定が終了すると、ステップｓ２で、
初期値の測定が行われる。この初期値の測定では、重量
測定手段６の測定値が飽和重量Ｗ0として取込まれ、セ
ンサー８の各電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnが、それぞ
れ同じ値になっていることを確認する。
初期値の測定が行われる。この初期値の測定では、重量
測定手段６の測定値が飽和重量Ｗ0として取込まれ、セ
ンサー８の各電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnが、それぞ
れ同じ値になっていることを確認する。
【００３３】続くステップｓ３では、設定された各ｐｆ
値に対して、土砂サンプル３の下方に形成する負圧領域
の容積が、砂柱カラム２の断面積に基づいて演算され、
この容積の大きさに基づいて、電磁制御弁７の開閉期間
が演算され、この演算値に基づいて制御信号が電磁制御
弁７に送出される。
値に対して、土砂サンプル３の下方に形成する負圧領域
の容積が、砂柱カラム２の断面積に基づいて演算され、
この容積の大きさに基づいて、電磁制御弁７の開閉期間
が演算され、この演算値に基づいて制御信号が電磁制御
弁７に送出される。
【００３４】電磁制御弁７に信号が送出されると、時間
間隔Δｔ毎に各電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnの取込み
と、重量測定手段６からの重量値ｗｉとが取込れる。取
込まれた比抵抗Ｒ1〜Ｒnと重量値ｗｉとは、順次メモリ
に格納される。
間隔Δｔ毎に各電極８1〜８nの比抵抗Ｒ1〜Ｒnの取込み
と、重量測定手段６からの重量値ｗｉとが取込れる。取
込まれた比抵抗Ｒ1〜Ｒnと重量値ｗｉとは、順次メモリ
に格納される。
【００３５】続くステップｓ４では、Δｔ時間前の比抵
抗Ｒ1〜Ｒnがそれぞれ比較され、前回の値から変化して
いないか判断される。ステップｓ４で、比抵抗Ｒ1〜Ｒn
がΔｔ時間一定であると判断されると、ステップｓ５
で、さらに比抵抗Ｒ1〜Ｒnがｔ時間一定であるか否かが
判断される。
抗Ｒ1〜Ｒnがそれぞれ比較され、前回の値から変化して
いないか判断される。ステップｓ４で、比抵抗Ｒ1〜Ｒn
がΔｔ時間一定であると判断されると、ステップｓ５
で、さらに比抵抗Ｒ1〜Ｒnがｔ時間一定であるか否かが
判断される。
【００３６】すなわち、土柱法による不飽和水分の測定
方法では、図３に時間と比抵抗の変化を示すように、土
砂サンプル３の下方に負圧領域を形成する際に、電磁制
御弁７により砂柱カラム２中の水を排出しても、負圧領
域が平衡状態に到達するまでにタイムラグがあるので、
本実施例の場合には、負圧領域が平衡状態に到達したこ
とをステップｓ４，５により確認していることになる。
方法では、図３に時間と比抵抗の変化を示すように、土
砂サンプル３の下方に負圧領域を形成する際に、電磁制
御弁７により砂柱カラム２中の水を排出しても、負圧領
域が平衡状態に到達するまでにタイムラグがあるので、
本実施例の場合には、負圧領域が平衡状態に到達したこ
とをステップｓ４，５により確認していることになる。
【００３７】ステップｓ５で比抵抗Ｒ1〜Ｒnがｔ時間一
定であると判断されると、平衡状態に到達したことにな
るので、続くステップｓ６で、土砂サンブル３の含水比
が求められる。この場合、砂柱カラム２中の水位レベル
は、比抵抗が異なっている部分の値とされ、土砂サンプ
ル３の容積値などから含水比を演算する。
定であると判断されると、平衡状態に到達したことにな
るので、続くステップｓ６で、土砂サンブル３の含水比
が求められる。この場合、砂柱カラム２中の水位レベル
は、比抵抗が異なっている部分の値とされ、土砂サンプ
ル３の容積値などから含水比を演算する。
【００３８】含水比の演算が終了すると、続くステップ
ｓ７で設定された全てのｐｆ値に対する含水比が求めら
れたか否かが判断され、測定が続行される場合には、ス
テップｓ３に戻るとともに、全ての測定が終了したと判
断された場合には、手順が終了する。
ｓ７で設定された全てのｐｆ値に対する含水比が求めら
れたか否かが判断され、測定が続行される場合には、ス
テップｓ３に戻るとともに、全ての測定が終了したと判
断された場合には、手順が終了する。
【００３９】さて、以上のように構成された土砂の不飽
和水分の測定方法および測定装置によれば、砂柱カラム
２の水位レベルをセンサー８により経時的に測定するの
で、ｐｆ値を正確に設定できるとともに、連続的に測定
したセンサー８の水位レベル値から平衡状態を正確に特
定することができ、高精度の測定が大きいｐｆ値に対し
ても可能になる。
和水分の測定方法および測定装置によれば、砂柱カラム
２の水位レベルをセンサー８により経時的に測定するの
で、ｐｆ値を正確に設定できるとともに、連続的に測定
したセンサー８の水位レベル値から平衡状態を正確に特
定することができ、高精度の測定が大きいｐｆ値に対し
ても可能になる。
【００４０】なお、上記実施例では、センサー８に一対
の電極８1〜８nを使用する場合を例示したが、本発明の
実施は、これに限定されることはなく、例えば、２本の
金属棒を砂柱カラム２中に埋設し、金属棒間の比抵抗の
変化を経時的に測定して、砂柱カラム２の水位レベルを
連続測定してもよい。
の電極８1〜８nを使用する場合を例示したが、本発明の
実施は、これに限定されることはなく、例えば、２本の
金属棒を砂柱カラム２中に埋設し、金属棒間の比抵抗の
変化を経時的に測定して、砂柱カラム２の水位レベルを
連続測定してもよい。
【００４１】また、測定制御演算器９の測定手順も上記
実施例に限ることはなく、例えば、電磁制御弁７から一
定量の水を常時排除しながら、砂柱カラム２の水位レベ
ルと重量測定手段６の重量値とをそれぞれ経時的に連続
計測し、これらの計測値からｐｆ値に対応した含水比を
演算するようにしてもよい。
実施例に限ることはなく、例えば、電磁制御弁７から一
定量の水を常時排除しながら、砂柱カラム２の水位レベ
ルと重量測定手段６の重量値とをそれぞれ経時的に連続
計測し、これらの計測値からｐｆ値に対応した含水比を
演算するようにしてもよい。
【００４２】さらに、電極８1〜８nの設定位置を測定対
象とするｐｆ値に対応させておいて、水位レベルの平衡
状態が、電極の位置になった時の重量測定値から含水比
を演算するような手順であってもよい。
象とするｐｆ値に対応させておいて、水位レベルの平衡
状態が、電極の位置になった時の重量測定値から含水比
を演算するような手順であってもよい。
【００４３】
【発明の効果】以上実施例で詳細に説明したように、本
発明にかかる土砂の不飽和水分の測定方法および測定装
置によれば、水位の平衡状態が簡単にわかり、高精度の
測定が可能になる。
発明にかかる土砂の不飽和水分の測定方法および測定装
置によれば、水位の平衡状態が簡単にわかり、高精度の
測定が可能になる。
【図１】本発明にかかる不飽和水分量の測定方法および
測定装置の全体構成図である。
測定装置の全体構成図である。
【図２】図１の測定制御演算器で実行される手順の一例
を示すフローチャート図である。
を示すフローチャート図である。
【図３】土柱法で負圧領域が平行に到達するまでの時間
的な経過の説明図である。
的な経過の説明図である。
【図４】従来の不飽和水分量の測定装置の全体構成図で
ある。
ある。
【図５】不飽和水分の測定で求められるｐｆ値と含水比
との関係を示すグラフである。
との関係を示すグラフである。
１ 容器 ２ 砂柱カラム ３ 土砂サンプル ４ マノメータ ６ 重量測定手段 ７ 電磁制御弁 ８ センサー ８1〜８n 電極 ８ａ 定電流電源 ８ｂ 電圧計 ９ 測定制御演算器
Claims (3)
- 【請求項１】 ｐｆ試験用砂柱カラムの上端面に被測定
用土砂サンプルを接触させ、前記砂柱カラムに注水する
ことにより、前記土砂サンプルを飽和状態にした後に、
前記砂柱カラムに含まれている水分を排水することで、
前記土砂サンプルにｐｆ値に対応した不飽和状態を創出
させ、各不飽和状態に応じた前記土砂サンプルの重量を
測定する土砂の不飽和水分の測定方法において、 前記砂柱カラム中に電気的特性の変化により水位レベル
の連続測定が可能なセンサーを設置し、前記土砂サンプ
ルの経時的な重量変化と、前記センサーの経時的な変化
とを測定することを特徴とする土砂の不飽和水分の測定
方法。 - 【請求項２】 前記センサーは、前記砂柱カラムの深度
方向に沿って埋設された複数の電極を備え、前記電極の
比抵抗の相違から前記水位レベルを検出することを特徴
とする請求項１記載の土砂の不飽和水分の測定方法。 - 【請求項３】 ｐｆ試験用砂柱カラムと、この砂柱カラ
ムの上端面に接触するように載置される被測定用土砂サ
ンプルと、前記土砂サンプルの重量を測定する重量測定
手段と、前記砂柱カラムに注水することにより、前記土
砂サンプルを飽和状態にした後に、前記砂柱カラムに含
まれている水分を排水することで、前記土砂サンプルに
所定の不飽和状態を創出させ、各不飽和状態に応じた前
記土砂サンプルの重量を前記重量測定手段で測定する土
砂の不飽和水分の測定装置において、 前記砂柱カラム中に設置され、電気的特性の変化により
前記砂柱カラムの水位レベルを連続測定するセンサー
と、前記重量測定手段の経時的な重量変化および、前記
センサーの経時的な変化とから設定されたｐｆ値に対す
る含水比を求める測定制御演算器とを備えたことを特徴
とする土砂の不飽和水分の測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8647997A JPH10282087A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 土砂の不飽和水分の測定方法および測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8647997A JPH10282087A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 土砂の不飽和水分の測定方法および測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10282087A true JPH10282087A (ja) | 1998-10-23 |
Family
ID=13888117
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8647997A Pending JPH10282087A (ja) | 1997-04-04 | 1997-04-04 | 土砂の不飽和水分の測定方法および測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10282087A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100774954B1 (ko) | 2007-01-31 | 2007-11-08 | (주)효광건설 | 연약지반 개량공사의 고품질 시공을 위한 이.에스.엘 자동측정장치 |
| CN101603907B (zh) | 2009-05-15 | 2011-01-26 | 沈阳天成自动化工程有限公司 | 一种砂石含水率自动测试仪及测量方法 |
| CN103674755A (zh) * | 2013-11-28 | 2014-03-26 | 南京林业大学 | 一种物体重量测量系统及其测量方法 |
| CN104165817A (zh) * | 2014-08-27 | 2014-11-26 | 长春工程学院 | 径流泥沙含量实时测量装置及测量方法 |
| CN109459333A (zh) * | 2018-06-08 | 2019-03-12 | 中国科学院南京土壤研究所 | 便携式土壤含水量及容重测量装置和土壤含水量及容重测量方法 |
| CN111238565A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-06-05 | 重庆交通大学 | 一种测试非饱和土工程特性联系的装置及试验方法 |
| CN114965580A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 非饱和膨润土的电法测试装置及系统 |
-
1997
- 1997-04-04 JP JP8647997A patent/JPH10282087A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| CN111238565A (zh) * | 2019-12-06 | 2020-06-05 | 重庆交通大学 | 一种测试非饱和土工程特性联系的装置及试验方法 |
| CN111238565B (zh) * | 2019-12-06 | 2022-05-10 | 重庆交通大学 | 一种测试非饱和土工程特性联系的试验方法 |
| CN114965580A (zh) * | 2022-04-25 | 2022-08-30 | 中国科学院武汉岩土力学研究所 | 非饱和膨润土的电法测试装置及系统 |
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