JPS5829454B2 - 圧密試験用負荷装置 - Google Patents

圧密試験用負荷装置

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JPS5829454B2
JPS5829454B2 JP3235480A JP3235480A JPS5829454B2 JP S5829454 B2 JPS5829454 B2 JP S5829454B2 JP 3235480 A JP3235480 A JP 3235480A JP 3235480 A JP3235480 A JP 3235480A JP S5829454 B2 JPS5829454 B2 JP S5829454B2
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KYOEISHA KK
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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N3/00—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress
    • G01N3/08—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces
    • G01N3/10—Investigating strength properties of solid materials by application of mechanical stress by applying steady tensile or compressive forces generated by pneumatic or hydraulic pressure

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Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、土の圧密試験などに用いる圧密試験用負荷装
置に関する。
土の圧密試験は土質工学上において、構造物の沈下、地
盤沈下、地すべりなどをもたらす現象を実験的に試験す
る方法として非常に重要であって日本工業規格(JIS
)の土の圧密試験方法゛ぐ定められた方法により圧密試
験機を用いて試験されている。
従来一般に普及されている圧密試験機は、懸垂式レバー
載荷機構により分銅荷重な圧密容器内の供試体の上に負
荷するもので、この方式はともすると分銅の載荷に際し
て衝撃荷重を供試体に印加し易い、圧密に伴ってレバー
が傾斜してゆくから圧密荷重に誤差が生じる、大荷重と
小荷重とを同じ精度で供試体に負荷することが困難であ
る、大荷重の負荷には重い分銅を操作しなげればならず
又多連の試験機では分銅の載荷、除荷に時間と手数がか
かる、装置は懸垂式である為揺動が発生し易く試験精度
に影響する、多数ある1ツバ−の支点を常に摩擦抵抗の
少ない最良の状態に保っておかなければならない、など
の欠点がある。
これらの欠点を改良するものとして、空気圧力を圧力源
としてエアシリンダーを用いて圧密荷重を与える空気式
圧密試験機があるが、空気式におL・ても尚、通常の1
0 kg/crA圧力コンプレッサーを用いて大荷重の
載荷を与えるにはエアシリンダーの断面積を犬にしなけ
ればならず、載荷装置が大型化する、多連の試験機では
消費空気量が多く、大容量のコンプレッサーが必要とな
る、空圧の性質上圧力が不安定で長時間一定荷重の負荷
が困難である(JISによる試験法では各段階の荷重に
ついて載荷時間は24時間と規定されている)などの欠
点が存する。
本発明は上記従来圧密試験用負荷装置の欠点をすべて解
消するべくなされたもので、通常の10kg/cyst
圧力コンプレッサーによる空気圧力を圧力源として、こ
れを精密に各段階の試験載荷圧力に調圧した上、電油置
換装置により夫々油圧力に置換し、この油圧力を圧密載
荷装置のピストンに加えるようにすることにより、JI
S規定の各圧力段階で供試体に精密かつ安定した規定荷
重を負荷でき、更に増圧装置を組込むことによりコンプ
レッサーの圧力を増大せずに一般規定荷重以上の高圧圧
密荷重の負荷を可能とし、しかもこれらの負荷は多連の
圧密載荷装置に任意かつワンタッチで切替しうるように
したコンパクトな圧密試験用負荷装置を提供することを
目的としたものである。
以下本発明の一実施例を図面を参照して説明する。
第1図は本発明装置の構成の概要を示すブロック図で、
図に示す如く本装置は、圧力空気を発生させるコンプレ
ッサー、発生された圧力空気を清冷、除湿、除塵する空
気浄化装置、及び圧力空気を所定圧力に調圧し安定化し
て蓄圧する一次調圧機及び−次整流槽、−次整流槽の空
気圧力をJIS規定の各段階の圧密荷重(普通、0.0
5.0.1.0.2.0.4.0.8、■、6.3.2
.6,4.12.8kg/ciの9段階)に対応する空
気圧力に調圧し蓄圧する二次調圧機及び二次整流槽、並
び二次整流槽の圧力空気を次の圧力源装置へ供給する為
の空気圧供給口で構成される制御装置、及び空気供給口
に接続され、該空気圧力を油圧力に置換する全油置換装
置、置換された油圧力を各圧密載荷装置に供給する油圧
供給口、上記二次整流槽の空気圧力を用いてJIS規定
の普通の圧密荷重以上の高圧圧密荷重に対応する油圧力
に置換増圧する増圧装置、全油置換装置並びに増圧装置
に油を補給する給油装置で構成される圧力源装置により
全体が構成される。
上記増圧装置は高圧用全油置換装置及び増圧機でなり、
又給油装置は油タンク及びスクリューポンプでなり、以
上の装置類は空圧及び油圧回路で結ばれ、回路の必要個
所には適宜操作弁が設けられている。
圧力源装置の油圧供給口は圧密載荷装置に接続され前記
0.05〜12.8ky/caの規定荷重及び増圧機に
より増圧された高圧荷重が任意に圧密載荷装置に負荷さ
れる。
尚第1図中の一線は空圧回路、−線は規定圧油圧回路、
−線は高圧油圧回路、〜=線は給油回路を示すものであ
る。
第2図は上記JIS規定による9段階及びこれを超える
25,6及び51.2 kg/crrLの高圧圧密荷重
を負荷する本発明装置の全体構成及び回路図を示し、通
常上の圧密試験は同一供試体3個について同一圧密試験
を行ってその平均値をとるものであって、この図示例で
は圧力源装置は3連通列のものを示したが、全油置換装
置、切換弁を追加して多連並列することも可能である。
図中1はコンプレッサーで、この容量は一般に用いられ
る最大圧力10 kg/crA、常用圧力8kg/cr
Aのものである。
2は空気浄化装置で、冷凍式のエアドライヤー21、ド
レイン付フィルター22、ミクロフィルター23、圧力
計24 で構成され、コンプレッサー1により圧縮され
た圧力空気を冷却、除湿、除塵する。
浄化された圧力空気は制御装置3に導かれ、−次調圧機
3、で6kg/c4に調圧されて、−次整流槽3□に蓄
圧される。
33は一次整流槽のモニター圧力計である。
−次整流槽32に蓄圧された圧力空気は並列9回路によ
り取出され、夫々、9個の二次調圧機34A、34B。
34C、34D 、 34E 、 34F 、 34G
、 3.H。
34■ でJIS規定の9段階の圧密荷重に対応する空
気圧力、即ち0.05.0.1.0.2.0.4.0.
8、■、6.3.21.6.4.12.8 kg/ct
rlに調圧されて二次整流槽35A 、 35B 、3
5C、35D 。
35E 、 35F 、 35G 、35H,35■
に分割蓄圧される。
36A 、36B 、36C,36D 、36E 。3
6F 、 36G 、 36H、3,Iは各二次整流槽
35A・・・・−・35Iに連結されるモニター圧力計
で、その内36A、36B、36Cは0.05.0.1
.0、2 kg/crrtの低圧領域をモニターする為
微圧計が用いられる。
37A、3□B、3□C、3,D 、3□E。3□F、
3□G、3□H,37Iは同じく二次整流槽35A・・
・・・・3dに連結され、二次調圧機34A・・・・・
・34■により二次整流槽35A・・・・・・35■の
圧力を規定圧力に精密に設定する際その圧力の検出及び
確認を行う為のモニターゲージで、3□A。
37B、3□Cは油、3□D、3□E 、37Fは水銀
によるマノメーターが用いられ、高圧領域の3□G、3
□H,3□■はベロ一式換圧装置38G。
38H238■が油と水銀によるマノメーター回路に直
列に介装されてマノメーターの管長の短縮が画られてい
る。
39A、39B 、3.C,3,D 。39E 、39
F 、39G 、39H,39I は各二次整流槽35
A・・・・・・35Iに連通する空気圧供給口でワンタ
ッチカップラーの一方が取付けられている。
3+oA 、 3toB 、 3toC,3+oD 、
3toE 。
3、。
F、31oG、3、。H23□。■は各空気圧供給口3
9A・・・・・・39■に夫々対応して導通されている
マスターゲージ取付口で、やはりワンタッチカツプラー
の一方が取付けられ、ワンタッチカップラーの他方が取
付けられているマスターゲージな任意のマスターゲージ
取付口に接続して所定圧力の精度の検出を行うことがで
きる。
41’、4、//、 41///は圧力源装置4内に設
けられた全油置換装置で、内部に油が封入されて空圧部
と油圧部に上下二層されている。
この上部空圧部には空圧回路42′、42// 、 4
□″′が接続され、空圧回路421,4□′、4□″の
他端は三方コックでなる空圧切換弁43/ 、 43/
/ 、 43///の一接続口に夫々接続され、この空
圧切替弁43z 43// 、 431tlの他の二接
読口は先端にワンタッチカップラーが取付けられた空圧
回路44,45に接続されている。
゛従って制御装置3の空気圧供給口3.A・・・・・・
3.Iの任意2個所と空圧回路44.45とをワンタッ
チカップラーで接続し、空圧切替弁43/、 43tt
、 43′ttを空圧回路44又は45の何れか一方へ
切替えることにより、規定圧密荷重9段階の内の2段階
を任意に選び出し、更にその内の1段階の空気圧力を全
油置換装置41’、41//、 4、///内の油面に
任意に作用させ該空気圧力を油圧力に置換することがで
きる。
46/ 、 46tt 、 46tttは前記全油置換
装置41′。4、tt 、 4 、tttの下部油圧部
に接続され、中間に油圧切替弁47’、4□′、4□″
′が介装されて油圧供給口4、/、 481/、 48
1//へ接続される油圧回路で、油圧供給口48’ 、
4 B’ 、 48///にはワンタッチカップラーの
一方が夫々取付けられている。
5、は高圧用全油置換装置で、前記全油置換装置4./
、 4.//、 4□″′と同様内部に油が封入されて
空圧部と油圧部に上下二層をなし、上部の空圧部は12
.8 kg/crAの圧力に設定されている制御装置3
の二次整流槽35■と空圧回路5□で接続され、その油
面に12.8 kg/crriの圧力が付加される。
53は25.6 kg/cm増圧機で、この入力側は高
圧用全油置換装置5□下部の油圧部と油圧回路54で接
続され、高圧用全油置換装置5、の油圧力12.8kg
/crIlを出力側において2倍の25.6 kg /
crAに増圧する。
この出力側は25.6 kg/crA高圧弁55が介装
された2 5.6 kg/crt’を高圧油圧回路56
により三方コックでなる高圧油圧切替弁5□′、5□
′、5□′〃の一接続口に並列に接続されている。
58は51.2に91cnt増圧機で、入力側は上記2
5.6 kglcrA増圧機53の出力側に回路59で
接続され25.6 kg/crtiの油圧力が入力され
、出力側において2倍の51、2 kg/crAに増圧
し、その出力側は51.2kg/cnl高圧弁5、。
が介装された5 1.2 kg/cyst高圧油圧回路
5.1により上記高圧油圧切替弁5□/、5□〃。
5□///の他の一接続口に並列に接続される。
又この高圧油圧切替弁57′、5□′、5□″の別の一
接続口は前記油圧切替弁4□′、4□′、4□″に高圧
油圧回路5□2’j 512”t 5□2″により夫々
接続され、25.6kg/cr7を増圧機53及び51
.2 kglcrA増圧機58の出力は高圧油圧切替弁
5□/、57//、5□l〃及び油圧切替弁4□/、4
□//、47//lを切替操作することにより油圧供給
口48/ 、 48// 、 481//に何れか任意
に供給することができる。
6、は油タンクで、内部は油が一部封入されて全油2層
をなし、上部には空気浄化装置2の出口が接続された空
圧回路6□及び一端が大気に開放された空気吐出回路6
3が接続され、これらの回路62及び63には夫々空気
弁64及びエアブリーザ−弁65が介装されている。
又油圧タンク6、の下部は給油弁66が介装された給油
回路67によりスクリュ−ポンプ680入口に接続され
、又この回路6.の給油弁66とスクリューポンプ68
0間と前記高圧用全油置換装置5、の下部とは高圧用全
油置換装置5.の給油弁69が介装された給油回路6、
oにより接続されている。
一方スクリユーポンプ68の出口は給油回路611によ
り前記全油置換装置4./、 41//、 41///
の下部に、夫々中間に給油弁61□′、6.2′、6.
2″′ が介装されて並列接続されている。
又上記スクリューポンプ68の出口は給油弁6.3が介
装された給油回路614により25.6 kglcrA
増圧機53の出力側及び51.2kg/crA増圧機5
80入力側回路59に接続されると共に、給油弁615
が介装された給油回路616により51.2 kg/c
m増圧機58の出力側に接続されている。
71/、 7.//、 7□lllは圧密載荷装置、7
□z72tt。
7□″′ はその負荷油圧回路で、この先端に取付けら
れたワンタッチカップラーを前記制御装置4の油圧供給
口4./、 48//、 4.///に取付げられた一
方のワンタッチカップラーに接続することにより、圧密
作動部73/、 73p 、 73tn内の供試体に7
41゜74// 、 74///に圧密荷重を負荷する
ことができる。
尚本発明装置は前記したように空気圧力を油圧力を置換
して圧密載荷装置に負荷するものであるから、載荷に際
して殆んど空気の消費を伴わず、従って空気圧力源は本
実施例の如きコンプレッサーに限らずエアボンベでも差
支えないものである。
上記構成になる本発明装置の操作について次に説明スる
と、コンプレッサー1で発生された圧力空気は空気浄化
装置2の冷凍式のエアドライヤー21、ドレイン付フィ
ルター22、ミクロフィルター23 で清冷、気乾、除
湿、除塵された後、制御装置3に導かれ、−次調圧機3
、を操作することにより6 kg/ crAに調圧され
、−次整流槽3□に蓄圧される。
この圧力の検出及び確認はモニター圧力計33で行われ
る。
−次整流槽32に蓄圧された圧力空気は並列9回路で取
出され、夫々、9個の二次調圧機34A・・・・−・3
4Iを操作することによりJIS規定の9段階の圧密荷
重に対応する空気圧力、即ち0.05.0.1.0.2
.0.4.0.8.1.6.3.2.6.4.12.8
kg At;tに調圧されて二次整流槽35A・・・
・・・3.■に分割蓄圧される。
この圧力の調整はモニター圧力計36A・−・・・・3
aIで設定され、その圧力の微調整はモニターゲージ3
□A・・・・・・7□■ を監視して行われる。
尚マスターゲージ取付[」3、。
A・・・・・・31o■の任意の口にマスターゲージを
接続することによってこれら規定圧力の精度の検出を行
うことができる。
以上の如くして制御装置3の空気圧供給口3.A・・・
・・・39Iには夫々精密な規定空気圧力が負荷される
。
一方供試体?、′、 74tt 、 74′uをセット
した圧密試験装置71/、 7.// 、 7.///
の負荷油圧回路72′。
7゜′、1□″′先端のワンタッチカップラーを制御装
置4の油圧供給口48/ 、 48tt 、 48tr
yのワンタッチカップラーの一方に接続し、次に圧力源
装置4の全油置換装置4. t 、 41// 、 4
1tt/に給油を行なう。
この給油はエアブリーザ弁65及び給油弁66を開にし
、その他の弁すべてを閉にしてスクリューポンプ68を
油吸入方向に操作してポンプ内に油を入れ、然る後給油
弁66を閉、6,2′を開にし、スクリューポンプ68
を油吐出方向に操作し油を適宜全油置換装置41′に供
給する。
次いで給油弁6.2Iを閉にし、順次全油置換装置4□
/1,4、///について同様の給油操作を行う。
次に空圧回路44及び4.のワンタッチカップラーを制
御装置300.05kg/c77f及び0.1 ky
/cat空気圧供給ロ39A、39Bのワンタッチカッ
プラーの一方に夫々接続し、給油弁612 > 6.2
//、 612”を閉にし、空圧切替弁43/、 43
// 、 43//lを空圧回路44側に、油圧切替弁
4□/、 47// 、 47///を油圧供給口側に
切替えれば0.05 kg/cmに設定された空気圧は
油圧に置換されて圧密作動部73/、7.//。
73/ll に油圧力を及ぼしこれを上昇させる。
圧密作動部7./ 、 73/l 、 73/IIが上
昇し、加圧板75′。
7、// 、 75///がヨーク76/、 76//
、 76///に丁度当接するまでは加圧板?51.7
.n、 −”ltnは供試体741゜74//、 74
///に負荷荷重を与えず、この状態において圧密作動
部73/ 、 73tt 、 73tttの重量は、全
油置換装置’1’> 41” 、 41///内の油面
と圧密載荷装置71’、 7□′、1□″′との高低差
による油頭圧で自動的に補償、即ちOバランスされ、爾
後は加圧板7、/・、 75//、 7./l/はヨー
ク76/ 、 76// 、 76///で上昇が制止
されるから供試体74/ 、 7411 、7.//I
に0、05 kg/crtfの設定圧力が負荷される。
一定時間の負荷を行って供試体7./ 、 74//
、 7./I/の変形量の測定が終ったら空圧切替弁4
3/ 、 43// 、 43/I/を空圧回路45側
に切替えて次段のO,l kg/criの負荷を行う。
このようにして空圧回路44.4.のワンタッチカップ
ラーを空気圧供給口39C・・・・・・3、I に遂次
接続し替えてゆくと共に、空圧切替弁43′、43′、
43″′を44方向と、4.方向に交互に切替えること
により、0.05から12.8 kg/crrtまでの
圧密試験が簡便に行われる。
12.8kg/1yrt以上の圧密試験については、ま
ず油タンク61の空気弁64、給油弁66及び高圧用全
油置換装置5、の給油弁69を開にし、その他の弁すべ
てを閉にすればコンプレッサ1の空気圧は油タンクに作
用し、油は高圧用全油置換装置51に供給される。
又この油は油圧回路54 を介して25、6 kglc
ra増圧機53の入力側にも供給される。
この時制御装置3012.8 kg/c4調圧機34■
を操作して12.8kg/ca二次整流槽35■の圧力
をOにすればこの供給を容易に行うことができる。
次にエアブリーザ−弁65、給油弁66を開にし、他の
弁すべてを閉にしてスクリューポンゾロ8を油吸入方法
に操作してポンプ内に油を入れ、然る後増圧機の給油弁
613,615を開にし、他のすべての弁を閉にしてス
クリューポンプ68 を油吐出方向に操作すれば油は2
5.6 kg/crA増圧機53の出力側及び51.2
kg/crri増圧機の人、出力側に供給され、高圧
用全油置換装置51及び増圧機53゜58への油供給が
行われる。
この状態において25、6 kg /cwt高圧弁55
を開にし、油圧回路が56−5.2’ 、 5□l、
51□wt 46/ 、 46tt 、 46try
と通じるように高圧油圧切替弁57’、5□〃、5□I
f/及び油圧切替弁47z 47//、 4□″を夫々
切替え、他の弁をすべて閉にすれば25.6 kg/c
rrt増圧機53の出力は油圧供給口48′、48′、
48″′から圧密載荷装置71z 71// 、 71
///に並列に負荷され、又51、2 kg/crA高
圧弁5□。
を開にし、油圧回路が511 512’、5□2//、
5,2/// 46/、 46“、46″′と通じ
るように高圧油圧切替弁5□j 57” 、 57//
/及び油圧切替弁4□′、4□′、4□″′を夫々切替
え、他の弁をすべて閉にすれば、51.2kg/cm増
圧機58の出力は上記同様圧密載荷装置7t’、7./
/。
71″′ に並列に負荷される。
この時制御装置3012、8 kg/cn’を整流槽3
5■の空気圧が12.8kg/caに正しく設定されて
いれば、この空気圧は高圧用全油置換装置5□で油圧に
置換され、25.6に9/cfL増圧機53で2倍に、
更に51.2 kglcrA増圧機58で2倍に増圧さ
れ、自動的に両高圧の圧密荷重が得られる。
本発明装置は以上の構成と作用をもつもので以下の如き
諸効果を奏するものである。
即ち、イ 全油置換式で負荷は油圧力で行われるから供
試体に衝撃荷重を与えず、小荷重から大荷重まで同一精
度で、しかも長時間安定した負荷が与えられる。
口 装置には機械部分がなく、各部分は空圧、油圧回路
の接続だけでなされるので全体装置のコンパクトにまと
められ、かつ装置の接続部にフンタッチカップラーを用
いれば多数の圧密載荷装置に任意にしかも瞬間的に負荷
しうる。
・・ 全油置換式で空気消費量が少いから、通常のコン
プレッサーを圧力空気源として全油置換装置、切替弁、
圧密載荷装置を追加するだけで何連式にもすることが可
能である。
二 圧密作動部のOバランスは全油置換装置の油頭圧で
自動的に行われる。
ホ 増圧機回路をもつものはコンプレッサーなどの圧力
空気源の容量や圧密載荷装置を大型化することなく規定
圧力以上の高圧圧密荷重が得られ、規定圧力との切替え
は切替弁を操作して任意即座に行うことができる。
へ 圧密載荷装置は油圧回路で接続されるから、油圧回
路を延長して別の部屋で試験をすることもできるし、又
取外して別の場所に格納することもできる。
尚、本装置は制御部に自動切替装置を付設し、ダイヤル
式センサー、XYレコーダー、プリンターを使用し自動
自記化することも容易である。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明の一実施例を示し、第1図は構成の概要を
示すブロック図、第2図はJIS規定による9段階及び
これを超える25.6及び51.2に9/cwtの高圧
圧密荷重を負荷する本装置の全体構成及び回路図である
。 34A・・・・・・34I・・・・・・二次調圧機、3
5A・・・・・・35■・・・・・・二次整流槽、4.
/ 、 41tt 、 4 、ltt・・・・・・全油
置換装置、51・・・・・・高圧用全油置換装置、53
−25.6 kglcrti増圧機、5B ・・・・・
・5 L2kglcA増圧機、7□/、7、//、7□
///・・・・・・圧密載荷装置。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 圧密載荷装置より高所に配し、内部が全油二層をな
    す電油置換装置の油頭圧で圧密載荷装置の圧密作動部の
    重量を補償する如くなし、この油面に、所定圧力に調圧
    し整流槽に蓄圧し、安定化した圧力空気を作用させて油
    圧力に置換し、この油圧力を圧密載荷装置に負荷するべ
    く構成したことを特徴とする圧密試験用負荷装置。 2 圧密載荷装置より高所に配し、内部が全油二層をな
    す電油置換装置の油頭圧で圧密載荷装置の圧密作動部の
    重量を補償する如くなし、この油面に、所定圧力に調圧
    し、整流槽に蓄圧し、安定化した圧力空気を作用させて
    油圧力に置換し、この油圧力を圧密載荷装置に負荷する
    べく構成すると共に、また上記整流槽、又は所定圧力に
    調圧した別個の整流槽の圧力空気を、上記と別個に設け
    た高圧用全油置換装置により油圧力に置換し、この油圧
    力を増圧機に入力し、増圧した油圧力を前記油圧力と切
    替自在に圧密載荷装置に負荷するべく構成したことを特
    徴とする圧密試験用負荷装置。
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JPS6094966U (ja) * 1983-11-30 1985-06-28 日本電気ホームエレクトロニクス株式会社 プリンタの印字調整装置
JPS6253166U (ja) * 1985-09-24 1987-04-02
CN107449657A (zh) * 2017-09-01 2017-12-08 贵州永红航空机械有限责任公司 一种负压压力交变试验方法和装置

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