JPS581737B2 - コンクリ−ト土圧計 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、土木建築構造物のコンクリート而に作用する
外部応力をコンクリート内部で直接応力として検出する
こさのできる装置に関するものである。

コンクリートは外部応力により生じるひずみ量が極めて
小さく、従ってひずみに依存する応力を直接検出するこ
とは榛めで難しいという性質がある。

十圧計の一種として、中空平板状の庄カセル内に脱気水
を封入し、その水の川力をトランスデューサで検出して
十圧を求める所謂トータルセル型圧力計があるが、かか
る土圧計は軟弱地盤の水平上圧等を求める場合に使用さ
れているものの、そのままでは上記のようなコンクリー
ト内部での応力検出を行なうことは不可能である。

何故ならば、ひずみ量が極めて小さいトに、コンクリー
ト固化時に収縮して受圧而とコンクリートとの間に空隙
ができ、庄力伝播が阻害されるからである。

このため、従来、コンクリート構造物の内部に発生した
外部応力を検出する方法としては、固化したコンクリー
ト面または秩筋にひずみゲージを貼設し、それらに発生
したひずみを検出して算出する方法あるいは円形のダイ
ヤフラム面にひずみゲージまたは差動トランスを取付け
、ダイヤフラムの応力によるひずみ量を検出してその応
力を算出する方法かある。

しかし、前者においてはコンクリート材および鉄筋の正
しい弾性係数を知っておく必要があるが、コンクリート
材はその品質、打設方法、打設場所等により真の弾性係
数を求めるこ吉は極めて難かしいという問題点がある。

また後者の場合には、応力感知部であるダイヤフラム面
とコンクリート面とが均一に接触するように設置するこ
とが難かしく、設置の仕方によって検出値が異なるとい
う不都合がある。

つまり、コンクリート構造物に作用する外部応力が各コ
ンクリート構造物内でどのような分布となるかというこ
とが構造物を解析するうえで重要であるが、いずれにせ
よ従来の方法、装置では外部応力をコンクリート内部で
直接応力として求めることは困難だったのである。

本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を解消し、コン
クリート打設時に、単に土圧計を埋設するのみでコンク
リート固化後、外部応力を直接応力として感度良くかつ
正確に検出することができるような埋込み型のコンクリ
ート土圧計を提供することにある。

即ち本発明は、中空平板状の圧力セルに、バルブを有す
る液体流通管および圧力トランスデューサを備えた連絡
管がそれぞれ接続され、該圧力セルの中空部に脱気液体
が充填された構造の十圧計において、充填される液体は
水銀であり、前記圧力セルは、その周囲が打設固化した
コンクリートで被覆されていて、前記水銀を加圧して圧
力セルを膨張させ、該圧カセルの受圧面がコンクリート
被覆体の内面に密着した状態で充填水銀を封止してなる
コンクリート土圧計である。

以下図面に基づき本発明について詳述する。

第１図は本発明に係るコンクリート土圧計の一実施例の
一部破１所斜視図、第２図はその断面を示す説明図であ
る。

円形リング１の上下に該円形リング１の外径と同径の受
圧板２ ａ 、 ２ ｂが固着されて、全体中空平板状
の圧力セル３を構成する。

圧力セル３の側壁にはバルブ４を有する液体流通管５お
よひ圧力トランスデューサ６を備えた連絡管７がそれぞ
れ圧力セル３の中空部８と連通ずる如く取付けられてい
る。

ここで、バルブ４は中空部内の液圧を外部から自由に加
圧調整できるものであり、また圧力トランスデューサ６
は例えば圧電素子や半導体トランスデューサ、ひずみゲ
ージのように圧力を電気信号に変換可能なものである。

圧力セル３、液体流通管５および連絡管７等は防錆防食
の観点からステンレス鋼で作られていることが好ましい
。

圧力セル３の中空部８には液体流通管５から水銀が注入
され、脱気状態で封入される。

圧力セル３の中空部８に充填する液体を従来の水に代え
て水銀とした理由は、水銀の体積圧縮率が極めて小さい
からである。

前記のように、コンクリートの外部応力によるひずみ量
は極めて小さく、ひずみに依存する応力を直接検出する
には圧力伝達媒体である液体自身、体積圧縮率か小さく
ないと誤差の原因となる。

この点、水銀の体積圧縮率（Ｋ二３．８６Ｘ１０−６）
は水の体積Ｌ「縮率（Ｋ＝２６〜４６×１０−６）より
約臀。

小さく、コンクリート土圧計としては最適である。

また、圧力セル３の側壁にはそれぞれ先端部に土圧計固
定甲リング９を有ずる連結棒１０を複数個固着してある
。

このようにした圧力セル３の周囲はコンクリートで覆わ
れる。

つまり、バルブ４、圧力トランスデューザ６、固定用リ
ング９が外方に突出する如く、それらと圧力セル３との
間に円環状の型枠をセットし、コンクリートを打設して
固化させる。

この実施例ではコンクリートの厚みを片面約２．５ｃｍ
程度となるようにしてある。

コンクリートは同化する際収縮し、これによって圧力セ
ル３の受王而とコンクリート被覆体１１の内面との間に
は多少の隙間ができることは避けられない。

そのためコンクリートにひずみ（１／１０００〜４／１
０００ｍｍ程度）が生じても受圧板は変形し，ないみい
った事態となり、そのままでは感度が悪いものとなって
しまう。

そこで、バルブ４により内部の脱気水銀の圧力を憎犬さ
せ（例えば約５〜１０ ｋｇ／ｃｍ ）、圧カセル３を
膨脹させて、受圧面がコンクリートと密着させるのであ
る。

このようにして得られたコンクリート土圧計の使用法は
次の如くである６、第３図に示すように、コンクリート
打設前にコンクリート十圧計１２をその固定用リング９
を利用して応力測定予定箇所に固定し、圧力トランスデ
ューサ６からの信号ケーブル１３をコンクリート構造物
の外部まで導ひく。

その状態でコンクリート１４を打設する。この場合、信
号ケーブル１３が途中で切断されないように十分注意す
る。

以後応力の測定を行う。コンクリート同志の接触は良好
であるから、コンクリートに加わる外部応力による微小
なひずみは正確に圧力セル３の受圧板２ａ ，２ｂに伝
達され、水銀を介して圧力トランスデューサ６に伝播し
、そこで電気信号に変換されて信号ケーブル１３により
外部に取出され測定されることになる。

なお上記実施例では、予め脱気水銀を封入した圧力セル
３の周囲にコンクリートの被覆体１１を形成しているか
、それとは逆にコンクリートの被覆体１１を形成した後
、脱気水銀を封入するようにしてもよい。

しかし、通常コンクリートの被覆体１１を形成する際に
は圧力セル３に圧力が加わるから、その際の過度の変形
を防ぐため、予め脱気水銀を封入しておく方か好ましい
。

また、圧力セル３の形状は円板状に限られるものではな
いが、円板状の方か製作が容易である。

本発明は上記のように構成したコンクリート十圧計であ
るから、コンクリート構造物に作用する外部応力を直接
検出できるため、該構造物の解析が容易、迅速に行える
ものであり、十圧計受圧面とコンクリートとの間に接触
隙間がなく圧力伝達媒体として水銀を用いているから設
置方法の如何によらず常に感度良く正確に内部応力の計
測か可能であり、更に、本装置の設置可能な空間さえあ
れば任意のコンクリート構造物内部に埋設できる等、数
々のすぐれた効果を奏しうるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る装置の一実施例の一部破断剥祝図
、第２図はその断而を示す説明図、第３図は使用状態の
説明図である。 ３・・・・・・圧力セル、４・・・・・・バルブ、５・
・・・・・液体流通管、６・・・・・・圧力トランスデ
ューサ、７・・・・・・連絡管、８・・・・・・中空部
、１１・・・・・・コンクリート被覆体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 中空平板状の庄カセルに、バルブを有する液体流通
   管および圧力トランスデューサを備えた連絡管がそれぞ
   れ接続され、該圧力セルの中空部に脱気液体が充填され
   た構造の上圧計において、充填される液体は水銀であり
   、前記圧力セルは、その周囲が打設固化したコンクリー
   トで被覆されていて、前記水銀を加王して圧力セルを膨
   張させ、該川カセルの受庄而がコンクリート被覆体の内
   面に密着した状態で充填水銀を封止してなるコンクリー
   卜Ｌ圧計。 ２ 圧力セルがステンレス鋼で形成され、中空円板状
   をなしている特許請求の範囲第１項記載の装置。 ３ 圧力セルの側壁からコンクリート覆体の外方へ複数
   の圧力セル固定部材が突出し、該固定部材によってコン
   クリート構造物形成前にコンクリート土圧計を応力計測
   予定箇所に固定可能とした特許請求の範囲第１項または
   第２項記載の装置。