JPS60203724A - 土を試験するための方法と装置 - 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】 〔発明の技術的背景〕 本発明は、おおむね、土を試験するための技術に関し、
特に土に埋め込まれた物体に乱れを加えてそのような負
荷に対する物体と土の反応を評価することを含む、土を
試験する技術に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

液化に対する土の抵抗、土の低下特性、低いレベルの剪
断変形における土の動的剪断弾性係数および剪断変形と
共に土の動的剪断弾性係数の変化・を少なくとも概算に
よシ決めることがしばしば重要である。液化は１周期的
負荷に起因する間隙水圧の増加によシ引き起こされる飽
和土の剛性と強さの全損失である。低下は、また周期的
負荷により引き起こされる間隙水圧の蓄積による剛性の
減少である。低下は、士の種類と状態に依シ液化に至る
こともあり、またはならないこともある。剪断弾性係数
は、基本的には土の剪断側さである。

一般に、土の剪断弾性係数は剪断変形の函数である。例
えば、大部分の土は、単調に増加する負荷の下で変形の
増加と共に剛さの減少を示す。

通例、これらの特性は、地震、海洋波または機械的振動
によシ引き起こされる動的負荷に対する用地または基礎
−構造系の反応を予報する分析のために必要である。こ
れらの特性は、用地からまたはその場での現場試験によ
り回収される試料に実１ｗＮ、室試験を実施することに
より決めるのが好都合であった。

上試料の実験室試験はｂ〈つかの問題で苦しんで−る。

特に、試料を回収し、それを実験室に輸送して試ｊ涙用
試料を用意する行為は、その元の状態からの試料を、得
られた結果を疑問視するほど乱すことがある。加えて、
試料の元の現場環境（応力状態）を４１生するのがしば
しば困禰である。

なぜなら、環境を明確にするのがしばしば困鼎でありか
つ費用がかかるからであり、また典型的な実験室試験装
置１１は環境灸件を再生する能力が制限されるからであ
る。皐境上の考慮すべき事柄が正確に分からないため、
実験室試験はこの付加的な理由のために誤まることがあ
る３、これらの乱れと県境条件を安全に引き起こすと、
ノｆｍ　Ｊ’ｎ）に費用のかかる１汁遺に７よる。

土の現場試験はまた、ｂ〈つかの問題で苦しんでいる。

一般に、液化抵抗は現場で貫入試験により試験される。

備部な閉じたプローブを制御された遅−速度で地中に貫
入して、静的な、非周期負荷を擬似し、しかも局部釣上
に猛烈な破壊を導くか、または円筒を激し込衝撃により
地中に打ち込んで、円筒に対し局部的な土に猛烈な訃よ
び即時の破壊を引き起こすのが好都合である。液化に対
する土の抵抗は、貫入に対するグローブまたは円筒の抵
抗と互込に関係づけられる。これらの試験はどれも、液
化の主要な既知の原因である地震または海洋波によジ一
般に引き起こされる負荷のタイプなｄ起しない。

一般に、地震と海洋波は、猛烈１．Ｃ即時の破壊に必要
な大きさの応力を生じない比較的低−振幅負荷を発生す
る。どちらかといえば、土はいくつかの周期の間比較的
低い振幅の応力で励起される。

各周期が土を増分的に低下させ、液化が込〈つかの周期
の後にしか達成されない。従って、貫入試験によシ引き
起こされた現象は、実際に関心のある現象と異なっ−Ｃ
お夕、貫入抵抗と液化抵抗の相互関係の妥当性が疑われ
ることになる、。

ノツｊ望の負荷が貫入試験で再生されないということは
、仙の間Ｗ、ｎになる。１例えば、経年、応力状）塵、
応力履歴などのようないくつかの共通のファクタが、１
τ人に対する物体の抵抗だけで７よく液化抵抗にも有意
に影響する。しかしながら、これらのファクタが、貫入
に対する抵抗に影響すると同じ程度に血止抵抗に影・π
！工することはありそうもない３゜このため、液化抵抗
と貫入抵抗の同の相互関係の妥当性がさらに疑われる。

このような不イ１１へ定さの、１−１１果として、液化
と貫入抵抗の間の広く用いらｇた相互関係は意識的に非
常に保守的であり、かつ主なイｊ・Ｖ造に対し費用のか
かる設計になう５る。。

さらに、相互関係は、液化の傾向がある独りのタイプの
すべ−Ｃの±に４゛１１用できない、、従って１．付量
な試験履歴の／よい土からなる用地に対する↓１入試、
ｌｌ力結果から液化抵抗を’ｉ’Ｆ　ｊ曲する鱗に一層
大きい不確屋ささえある１、その場での貫入試験の別の
欠陥は、この型式の試験により、用地と基イ１φの反応
の検討にしばしば必要な綱かに区別した分析を実施する
のに必要な型式の情報を容易には得られないことである
。

現場試験手順が、低下特性を得るために広範には用すら
れなかったが、−くつかの机場試験が動的剪断弾性係数
、および比収的小さめ範囲で、剪断変形と共に動的剪断
弾性係数の変化を決定するために用因られた。これらに
は、波伝播試験、共振フーチング試験およびダウンホー
ルプローブ試験が含まれる。込くっがのいろいろな波伝
播技術がある。これらの技術では、土の剪断弾性係数が
波速度または波長のような若干の波パラメータの測定か
ら評価される。これらの技術の各々は限界または欠陥を
有する。′地震クロスホール試験″として知ら肚る一つ
の技術は、センサを有する二つ以上のポーリング孔と、
地下励起源を必返し、正常の環境で試験するために比較
的費用がかかぁかつ沖合の環境で芙施するのがむずかし
くなる。

“地震ダウンホール試験”として知られる第二の技術は
、ただ一つのポーリング孔しか心安としないが、非’？
ｉ＜’に低い全振幅を含む測定に限定される。。

′“地震屈折″として知らｉＬる第三の技術は、中には
め込まＪした層が存在する用地に対する成層の限定が貧
弱にな９うる。、地表波発生を宮む第四の技術は、典壓
的に関心のある深さまで成層の限定を与えるためにかな
りの太ささり器具を必要とする。

１１Ｗ的剪断９１１ｉ性係数を１蛤るための共憑フーチ
ング試験では、地表に位置したフーチングを、その共邊
周波叔を決めるために振動さ硝る。この手順で、地表に
近い剪断弾性係数しか評価することができない。しかし
ながら、地表よυ下のｆｉｑ性も得ることが通常望まし
い、。

剪断弾性係数を測尼するためにいくつかのダウンホール
プローブがある。１一つのプローブがポーリング孔の壁
の剪断弾性係数を測定する。ポーリング孔壁に泊った拐
料が穿孔活動により非常に乱されることがあり、ｈ・つ
乱され／よい土を代表しない結果を与えうる。この技術
では、囲いポーリング孔で測定値をとるのに困如Ｍ　ｂ
″−経験されると思われる。１（ａｒ＋Ｎｎの米国特許
第３，６グ３．≠り♂号明１１１１書に開示された第二
のグローブは、同様な能力と潜在する問題を有する。さ
らに、このプローブをポーリング孔のベースより下に貫
入させることができるが、この装置は多分測定個所のす
ぐ近くで相当量の土を変位させるだろう。このように、
測定個所に最大の影響を有する土の領域が多分相当に乱
され、従って成る程度まで、乱されなり土を代表しな込
だろう。

〔発明の目的〕

この分野における技術状態は急速な前進を経験し、かつ
今や周知の多数の技術が重要な利益を有するが、本発明
の発明者は、単独の装置で実ＪＢされた場合に特に有利
な確実な特性を識別した。これらのｌ特性には、試験プ
ローブによる最小限度の土の乱れ、試験上の元の環境の
保存、土の破壊を引き起こす実際の活気現象中経験され
る負荷に匹敵できる負荷を用いる現場試験、および液化
抵抗、低下特性、剪断弾性係数、剪断変形と共に剪しｉ
弾性係数の非線形変化を与える１走力が含まれる。さら
に、そのような装置が、ｔＭ化と低下のような自熱現象
を容易に定量化できれば有、Ｉ’ｔｌになるだろう。

〔発明の概要〕

筒を、試験すべき土に差込む段階を含む。円筒の内部が
ねじりで励起され、その円筒軸線の周りの制限された円
弧運動を通じて回転することになムそのとき、内側円筒
の励起に対する土の抵抗の測定値が得られる。

本発明の他の好ましい実施例により、土試験プローブが
一対の同心の、端部を開放した円筒を含む。円筒の開放
端部をまず、試験すべき生試料に挿入するための手段を
設ける。手段が円筒の内部にトルクを加え、円筒の内部
が反応して、円筒１１−υ１線の周ｐの、試料内の、制
限された円弧運動を通じて回転する。その後、内側円筒
の励起に対する土の抵抗の測定値を得るための手段を設
ける。

本発明の他の好ましい実姉例により、土試験プローブは
、端部を開放した円筒状装面と、装置の開放端部をまず
、試験すべき生試料に挿入するための手段とを有する。

トルクを装置に加え、装置が反応して、その円筒状ｌｌ
ｌｌｌ１ｍの周りの、試料内の制限された円弧運動を通
じて回転する。その後、施与手段により加えられたトル
クに対する装置の反応を測定することにより、装置の回
転運動に対向して土により加えられたトルクの測定値を
得るための測定手段を設ける。

本発明のなお他の好ましい実施例により、土表面の下で
試験するための土試験グローブは、試験すべき生試料に
挿入可能な、端部を開放した回転可能な円筒を有する。

円心のシールドを、端部を開放した円筒の上部に密接さ
せて位置決め可能である。円筒をシールドに対して回転
させる手段を設ける。

本発明のさらに他の好ましｂ実施例により、土を試験す
るための装置が、試験すべき生試料にまず開放端を挿入
可能な、端部を開放したグローブを有する。グローブに
振動力を加えるための手段を設ける。測定手段により、
力に反応するプローブの運動に対する土の抵抗の測定値
が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例について図面により説明する。

図中同様な診１（α献字を同様な部品のために使用しで
ある。図面を参照すると、土貝試ｊ険装置１０は、１ｂ
Ｕ御、記録、分夕ｔ２よびｈ１算スタンド／−１反作用
フレーム／弘、１すυ性′ｇｉｔｒ、ｓ−よびグローブ
／ざとを有する。本発明をｉｌ、ｌｉｉ］住ａ　−ｍ　
Ｗにより実紬するように示しであるが、本発明な慣用の
ドリルストリング内にまたはポーリング孔のない用途の
ための石ｉ々の配直における再出性ワイヤラインにより
実施できることも理解しなければならない。１−１］性
管配置尻の図示の実姉例により、プローブ７ｇ内のイｊ
ｊ々のセンサとスタンド７．２の間のは気的連絡が得ら
れ、かつさらに、地表に位置した反作用フレーム／ｑを
用いてプローブ／ｇに丁方または上方への笈位を加える
ことができる。慣用のドリルストリングで使用される他
の慣用のポーリング托技術により変位力を加えることが
でき、またノブ［値ならば、可す、ｉ註ワイ１ライ′を
・ト１示の１す１１１自己１ｄの代１こ使用］−」−る
場合に、プローブの位置に変位力を加えることができる
ことを理解しなければならない。他の具体例によっても
、プローブ７ｇ内のｇｈのセンサとスタンド／ｇの間の
′ｒ区気菌連絡が得られる。

第２図に示したように、プローブ／ｇは、間隔を掘込た
一対の同心の円筒、２Ｏと、２２、地表圧縮ユニットＪ
１センサ区分ユ６、駆動系２ｇおよび器具室３２を有し
、すべてがポーリング孔または他の閉じ込められた空間
に挿入できるように４ｊ［ね配置で配列されて−る。器
具室３．２は、スタンド／２、センサ区分２乙および駆
動系コどの間の信号連絡をするための慣用の電子器具を
含んでも良い。、駆動系２ｇは、制御可能なトルク源ま
たはｆ！ｉ制御可能な角度俊位源であるのが好都合であ
り、その源は、内側円筒３に連結された駆動軸３ψに連
結されてｂる。

慣用のドリルストリングを用いる実施例では、プローブ
／ｇをドリルビットに連結するために連結系を用いるこ
とができる。この方法では、プローブを地中に貫入し、
かつそれを取り外すのに必髪な力がドリルストリングを
介して伝達される。この方法によると、ドリルのどんな
部分も取り外さずにプローブを使用することができる。

適当な連結系は米国ｊ待Ｎ’ｒ第３．７０　ｇ　０３７
世間１１１１１　書に示されてｂる。

第３図に示したように、センサ区分易は、一対の運動変
換器３６とねじクロードセルダθを有する。

−組のひずみ計により’！施できるねじクロードセルｙ
ｏは１、駆動軸３弘を介して内側円筒コＯに供給される
トルクを８１１定するために配置されている。ロードセ
ルｑｏは、ｂろいろな試験振幅のためにｙ、４　／、の
感度の一対のセンサを有しても良い１１．駆動系Ｕによ
り与えられる励起に対する円筒〃の回転反応は、運動変
換器３６により測定される。各変換器３６は一対のセン
サを有し、その一方が高い振幅と関連して使用される低
い感度のセンサであり、他方が低い振幅で使用される高
い感度のセンサであるのが有利である。相対的に静止し
た外側円筒ｎが経験する回転運動は、運動変換器３ｇに
より測定される。

変換器３６とロードセルダθおよび後述される他のセン
サからの一線侵が、回転する駆動層１１延長部停と静止
ケーシングψ乙の間で交差する。従って、電気的連絡の
連続性を確保するためにプラッシ轄が設けられている。

回転部品と非回転部品の間の円滑な回転を保証するため
に、軸受ＳＯが設けられて℃＼る。

地表圧縮ユニット、！慢ま、頂部を開放した環状室Ｓ２
を有し、この環状室は、符号３ｔｔで示した油のような
流体で満たすのが好都合である。環状室Ｓ２の外部は、
ケーシング侭の螺旋キーＳｇに泪って動くキー溝Ｓ６を
有する。従っ、て、装置ＩＯの中心軸線に治った室５．
２の運動には、装置１０の中心軸線の周りの室Ｓ４の回
転が伴なう。室Ｓ２内の圧力は、流体路ＡＯを介して液
圧流体を加えたりまたは引き出したりすることにより調
節できる。環状開口部ｔ−２は、流路ＡＯが通る延長部
件に設けられているので、室５．２から流路ルθの上方
延長部−の流体の連絡が常に可能である。

室Ｓコ内の流体圧力の増加に応じて、環状室３コが螺旋
キー、５′Ｓでそのキー溝Ｓｔを経て垂直軸心を中心と
して回転し、プローブ／７７の自由端の方−１下方に縫
うように通る。室５−の下面４りは粗くするのが有利で
ある。さらに、圧力変換器ＡＪが室５２と連通状態に含
まれていて、室５２内の圧力に関してフィードバックす
る。室５．２の中−・下方−・突出するケーシング４／
乙の注状部分Ａｌｌによυ室５．２が密封されており、
環状部分ｔＳは当接面に狽伏シール２０を有する。

円筒形シールド７２が内側円筒２０と地表圧縮ユニット
非の間を下方−５延びている。円筒形シールド７２カケ
ーシングＩｊＬＡに連結されているので１円筒形シール
ド７２は相対的に静止しており、かつその中で内側円ｆ
５５．２ｏが回転する同心面を形成する。シール７１Ａ
が下端にシールド７２と円筒２０の間に設けられていて
、土や水が円９４５２０とシールド７．２の間の摩擦の
ない領域に入るのを防止する。

外側円筒ユコもケーシングを乙に固定され、従って相対
的に静止している。外方に延びる複数の羽根７６が円筒
、２２の外面の周りに周方向に分配され、かつ装置１０
の長さに治って軸方向に延びていて円筒２二をさらに不
動にしている。外側円筒コニの自由端７ｇの外側が鋭く
されていて、地面貫入を援助しかつ二つの円筒ＳＯ，Ｗ
の間の試験上の乱れを最小にする。

内側円＠　２０が地表圧縮ユニット、１４を越えて上方
へ延びているので、内側円筒２０は、試験上と接触する
外側円筒の部分に比較して一層大きい全長を有する。特
に、流体空間１０を円筒２０の上方範囲に区画すること
ができる。空間ｒθの上方延長部は、プローブ／ｇを介
して出口ボート（図示省略）−上方一延びる管ざ／によ
υ連通している。内側円筒２０の上部と２には、円筒形
シールドに適合するよりに凹所が設けられている。従っ
て、内側円筒２０を円筒形シールド７２に対して駆動軸
３Ｉｔにより回転させることができる。内側円筒２０の
端部径は、内方に突き出ていて内方にテーパーになった
切断面ざ６を有していて、地面貫入を援助しか？また試
験上に対する乱れを最小にする。

内側円筒２０の内面タコは、テフロンのような低い摩擦
のまたは低いモジュラスのライニングヲ有スるのが有利
である。外面タグは、所望ならば、土と表面りｌの間の
摩擦密着を増大させるために粗くした面を有しても良い
。

内側および外側円筒辺とｎは、それらの長さに治って挿
入された全応力化ンサ７６と間隙水圧変換器りｔを有す
る。センサタロと変換器り♂は、円筒形寸法を保つよプ
に輪郭をつけられている。ワイヤがこれらの変換器から
ケーシング偏を通って上方へ延びて、最後に器具室３２
につながっている。円筒２０とｎ上のセンサタロと変換
器りｇは互いにほぼ並置状態に配置するのが有利である
。さらに、フィルタストーン１０２を外側円筒ｎの上端
に設けることができる。ストーン１０．２により、同心
円筒２コと内側円筒２０の間に捕えられた水を貫入中に
逃がすことができる。

図示の実施例を概して次の仕方で用いることができる。

プローブｌざをポーリング孔の底の真上に位置決めした
状態で、円筒２ｏと、２ユをポーリング孔の底の土に差
込むために下向きの力を慣用技術により反作用フレーム
／Ｕを介して加える。プローブ／Ｓの挿入は、内側およ
び外側円筒２ｏと−の間に捕えられた水がストーン１０
２を通ってゆっくり逃げることかできるように、かつ内
側円筒Ｊ内に捕えられた水を管ざ／を通じて追い出せる
ように十分に遅いのが望ましい。

地面圧縮ユニットユ弘の下面６ＩＩがポーリング孔の底
の上面に接触し始めるときに、初期の背圧が圧力変換器
６６によシ感知されて計算スタンド１２を通じて監視さ
れる。それから、地面圧縮ユニットユ弘と関連した圧力
センサを乙により指示されるようＫ、プローブ／ｇが試
料に完全に挿入されると、グローブｌざを反作用フレー
ム／弘によシわずかに持ち上げる。これにより、貫入に
より土に引き起こされる剪断応力と弾性変形が緩和され
る。それから、下面６１Ｉが地面圧縮ユニットコｔによ
り土の上面にねじシ運動で押圧されるので、どんなキャ
ップまたは突起または他の表面のでこぼこでも切シ取ら
れてすりかシ平滑にされる。これによって、下面６１Ｉ
を平たんな土上面に押圧することができる。地面圧ｍユ
ニット、２りによシ供給される圧力の程度は、室ｊ？へ
入る流体の量を制御することによシ調整することができ
る。ユニットｘｘは土の上面に所望される程度の圧力を
供給して、ポーリング孔から土を除去することによる圧
力の損失を補償する。

内側円筒ｍに内方に突き出たテーパー切取面ざ６がある
ため、挿入中、土が内側円筒Ｉの中心範囲に内方−・内
側面タコから離れて集中する。このことは、土と内面タ
コの間の摩擦がそれらの間の相互作用を最小にするため
にできるだけ低くなければならないので望ましいことで
ある。内部の土の自由度は、この上白に大きな閉じ込め
圧力が発達しないように防止する流体空間ざ０を設ける
ことにより援助される。

この時点で、種々の励起のうちの一つを内側円筒Ｘ）に
加えることができ、そして加えられたトルク、円筒２０
とｎの回転およびこのように摂動を起こされた土の反応
を種々のセンサ、？Ａ、３ｇ、　１１０．り６、りｒと
Ｂ１算スタンドｌユにより監視して記録することができ
る。シールド７−！があることによって、励起が試験上
の表面の下の若干の深さに導かれ、従ってこの表面の近
くの乱れの影響が最小になる。一般に、内側円筒２０の
三つの種類の制限された弧形の回転摂動を駆動系Ｕによ
シ与えるのが有利である。第一の種類の負荷である衝撃
負荷では、力の分布は、ピークに急速に増加してそれか
ら急速にゼロに落ちる大ざっばな三角形である。初期条
件負荷と呼ばれる第二の利類の負荷は、例えば駆動軸３
ＩＩに取シ付けられた一組のばね（図示省略）内に貯え
られていて好都合にはスタンド／ｊからの適当なトリガ
ー作用により解放されたエネルギーから供給される初期
回転摂動を含む。これらの初期摂動に起因する運動は、
エネルギーが土に消散される際にゆっくりと衰える。第
三の種類の負荷は、正弧波のようなおおむね振動する負
荷を含み、駆動軸３μが、制御されたトルク振幅で短か
い円弧運動を通じて一方向に回転され、逆転されて、反
対方向に同等の円弧運動を通じて回転される。これに代
る方法として、駆動軸３ｑを制御された振幅の角度変位
で回転させることができる。所望の角度変位を運動セン
サ、？乙により確かめ、かつ与えられた角度変位を達成
するのに必要なトルクをロードセル＜１０によシ測定し
てスタンド／コで記録する。

外側円筒ｎは試験中相対的に静止したままでいるけれど
も、外側円筒ｎは液化／低下試験のために重要である。

液化と低下の現象は、主として周期的負荷中止に間隙水
圧が結集することによシ引き起こされる。外側円筒−が
形成する不透水の境界がなければ、その領域内の間隙水
圧の増加に応じて内側円筒、２０近くの土の励起された
領域から比較的自由に流れ去るだろう。このよりな或い
は起こり５る有意な水の流れのため、間隙水圧は、液化
または苛酷な低下を引き起こすのに必要な値に決して近
づかない。外側円筒２．２はまた。はぼ一定の容積条件
を達成するのにも有用である。

次のよった典型的な試験操作の順序を利用することがで
きる。第≠ａ図を参照して、低い振幅試験を初期に実施
することができる。例えば１円筒２０が短かい円弧運動
を通じて回転するように低い振幅の衝撃トルクを円筒２
０に加えることができる。

その後、加えられたトルクおよび円筒２．２と土の反応
と同様に、第ｇｂ図に示された円筒、２０の反応が測定
されて計算スタンド／、２で記録される。次Ｋ、高い振
幅試験を、例えば液化抵抗を決定するために実施するこ
とができる。液化試験では、内側円筒、２０が、第４Ａ
、　ｃ図に示したよりに、高い振幅で正弦波または他の
振動によシ励起される。円筒、２０の反応と間隙水圧が
、円筒−の反応および全応力と同様に、第４６図および
第ｇｅ図に示したように記録される。これに代る方法と
して、正弦波負荷の代りに、高い振幅の衝撃負荷を用い
て土試料の非線形剪断応カー歪挙動を決定することがで
きる。

どちらかの高い振幅試験が完了した後、付加的な試験を
行なうことはおおむね望ましくない。なぜなら、土試料
が非常に乱されているからである。

しかしながら、他のタイプの高い振幅または低い振幅の
上記のどんな種類の励起でも上記の特別な例の代りに加
えることができる。

各試験の場合に、駆動系、２ｇによシ駆動軸３Ｉ１．に
加えられるトルクは、ねじりロードセルグ０と、運動セ
ンサ３ｔまたは３ｇによシ測定される円筒２０とｎの回
転により決めることができる。付加的な関連した情報を
、第≠ｅ図に示した間隙水圧変換器りｒと全応力センサ
タｔから得ることができる。

試験された土の特性は、試験の適当な分析的なモデルを
用いて推論することができる。しかしながら、特性は、
先の試験データ、または過去に観測した現場の性能との
相関関係を用いて推論することもできる。分析的モデル
を使うときには、−組の士の特性をモデルのために仮定
する。その試験は、関心のある実際の試験の測定された
励起履歴または測定された運動履歴の初期部分を適当な
モデルに加えることにより擬似される。反応がモデルの
ために計算され、そして関心のある試験のために記録さ
れた反応と比較される。現場試験で測定された反応が、
分析的モデルから計算された反応に許容公差内で匹敵す
れば、そのとき、モデルの仮定された特性がその場の土
の特性の合理的な表示であると結論することができる。

この分析的計算をその場で計算スタンド／、２で自動的
に計算することができ、そして使用者にはおおむね一致
の適当な指示を供給することができ、または計算を後で
遠く離れた場所で行なうことができる。許容公差内の一
致が得られなければ、適当な一組の新しい特性をモデル
のために仮定して、試験を再び擬似する。再び、分析か
らの結果と現場試験の間で比較する。この過程を、受は
入れできる比較がなしとげられるまで繰シ返す。

適当な分析的方法の会得は、当業者の手段内である。ま
た、先の試験データとの相関関係を用いて、分析モデル
を使用しないで関心のある特性を推論することができる
。適当な基本的分析技術の基礎と応用は、例えば、アメ
リカ土木工学学会会報１槻械工学部の雑誌／（Ｈ巻、Ｎ
ｌＩＥＭＩ、／りｌｒ２年λ月にＨｅ　ｎｋｅとＷｙ　
１１　ｅ　によるＩ＋固形媒体のねじり動的反応１′と
題した論説に述べられている。分析的方法に関する付加
的な関連した情報は、アメリカ土木工学学会の会報、地
質工学部の雑誌１０／巻、Ｎｃｔｃ’ｒｔ、ｌり７タ年
ｊ月にＭａｒｔｉｎ　その他による０周期的負荷の下で
の液化の原理１と題した論説に紹介され、またアメリカ
土木工学学会の会報、地質工学部の雑誌１０ＩＡ巻、Ｎ
ｎＧＴ／２、ｌり７ｇ年／コ月にＩｄｒｉｓｓその他に
よる“周期的負荷中の軟質粘土の非線形単動１１に紹介
されている。

ここに記載された方法と装置からのいくつかの変更が可
能である。図示した二つの円筒の実施例はいくつかの重
要な利益を有するけれども、二つの円筒を用いずに重要
な成巧を得ることができる。

そのような場合に、外側円筒を省いて単独の円筒を利用
しても良い。そのような配置は液化抵抗や土偶下特性を
決めるのにあまりＱ適ではないけれども、剪断弾性係数
および剪断変形と共に剪断弾性係数の変化を決めるのに
重要な応用を有する。

さらに、回転摂動の使用は有利であると思われているけ
れども、垂直に往復運動する摂動のような他の振動摂動
は確実な情況で有用である。

本発明を単独の好ましい実施例に関して述べたが、当業
者であればいくつかの修正と変更を認識するだろ５゜

【図面の簡単な説明】

第１図はポーリング孔の底に位置した本発明の一実ガ例
の正面図、第２図はほぼ第１図の線２−λに沿って切断
した拡大概略断面図、第３図はほぼ第１図の線３−３に
治って切断して犬きく拡大した断面図、第≠寥！五避図
は典型的な試験の励起と反応をそれぞれグラフ表示した
ものである。 １０・・・土質試験装置、／コ・・・計算スタンド、　
７１・・・反作用フレーム、／Ａ・・・剛性管、７ｇ・
・・プローブ、２０・・・内側円筒、ｎ・・・外側円筒
＋　、２ｔｊ−・・地表圧縮ユニット１．２．６・・・
センサ区分、２ｇ・・・駆動系、３ユ・・・器具室出願
人代理人　猪　股　清 −１′７ｊｒ−３ ｙ−１’７ｙｒｅ　４ａ ノ２舶Ｊ０ 非ｎχイｔエ ノ沙−・４Ｉ′ ノｌた４ｄ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ｌ、　一対の同心の、端部を開放した円筒を、試験すべ
   き土に挿入し、前記円筒の内部をその円筒軸線の周りの
   制限された円弧運動を通じて回転させることにより前記
   円筒の内部をねじりで励起し、そして内側円筒の励起に
   対する土の抵抗のＩＩＩ定値を得る段階からなる土の試
   験方法。 ２、内側円筒の回転に対する土の抵抗の測定値を得る段
   階が、前記内側円筒の運動を測定する段階を含む、特許
   請求の範囲第７項に記載の方法。 ３、前記内側円筒に加えられたｌ・ルクを測定する段階
   を含む、特許請求の範囲第２項に記載の方法・ ≠、前記内側円筒の上端部を士と接触しないように保護
   する段階を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ｊ、まず、前記内側円筒を低い振幅で励起し、その後前
   記円筒を高い振幅で励起する段階を含む、特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 次　前記内側円筒を十分に振動させて土を液化する段階
   を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ７、内側円筒と外側円筒の間で土の頂部に下向きの圧力
   を加える段階を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ｒ、土の頂部に圧力を加える前記段階が、前記圧力を前
   記上に加えながら、平滑にする力を土の頂部に加える段
   階を含む、特許請求の範囲第７項に記載の方法。 り、土を前記内側円筒の内面から隔置するように前記上
   を前記円筒の内部に集中させる段階を含む、特許請求の
   範囲第１項に記載の方法。 １０、前記外側円筒内の前記上の間隙水圧を測定する段
   階を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 Ｉｌ、前記外側円筒の内側に沿った試験上の全応力を測
   定する段階を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法
   。 ／２．衝撃トルクを前記内側円筒に加える段階を含む、
   特許請求の範囲第７項に記載の方法。 ／３．　前記内側円筒を初期条件から回転させる段階を
   含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ／４ｊ、振動トルクを前記内側円筒に加える段階を含む
   、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ／ｊ、前記円筒を土に差込む間試鹸土に誘起される弾性
   応力を緩和する段階を含む、特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ／／、一対の同心の、端部を開放した円筒と、前記円筒
   の開放した端部なまず、試験すべき土試料に挿入する手
   段と、円筒軸線の周りの、前記試料内の、制限された円
   弧運動を通じて前記内側円筒を回転させるために、トル
   クを前記円筒の内部に加えるための手段と、前記円筒の
   励起に対する土の抵抗の測定値を得るための測定手段と
   を備えた土試験プローブ。 ／７．前記測定手段は、前記ねじり励起に反応する前記
   内側円筒の運動を測定するための手段を含む、特許請求
   の範囲第１Ａ項に記載のプローブ。 ｌｔ、前記測定手段は、前記内側円筒に加えられたトル
   クを測定するための手段を含む、特許請求の範囲第１７
   項に記載のプローブ。 ｌり、前記内側円筒と外側円筒の間で土の頂部に下向き
   の力を加えるための手段を有する。特許請求の範囲第１
   ６項に記載のプローブ。 ２０、前記圧力施与手段により加えられた圧力を測定す
   るための手段を有する、特許請求の範囲第７９項に記載
   のプローブ。 ２／、前記圧力施与手段は、前記上の上面を剪断平滑化
   するための手段を有する、特許請求の範囲第７９項に記
   載のプローブ。 ｎ、前記内側円筒の上端部を取シ囲むシールドを有する
   、特許請求の範囲第１ｊｉ項に記載のプローブ。 ｎ、前記トルク施与手段が衝撃回転手段を有する。特許
   請求の範囲第１を項に記載のプローブ。 ２≠、前記トルク施与手段が、前記円筒を初期条件から
   回転させるための手段を有する。特許請求の範囲第１Ａ
   項に記載のプローブ。 ２！、前記トルク施与手段が振動回転手段を有する、特
   許請求の範囲第１ル項に記載のプローブ。 ２６、高い振幅または低い振幅の回転を選択的に与える
   ための手段を有する、特許請求の範囲第１Ａ項に記載の
   プローブ。 ２７、前記内側円筒の内面から土をそらせるように配置
   された、内側円筒の下端の内方突出案内を有する。特許
   請求の範囲第１Ａ項に記載のプローブ。 ２ｇ、前記内側円筒が、その頂部に流体空間を形成する
   ために前記外側円筒より長い軸方向長さを有する。特許
   請求の範囲第１６項に記載のプローブ。 λり、端部を開放した、はぼ円筒形の装置と、前記装置
   の開放端部なまず、試験すべき土試料に挿入するだめの
   手段と、円筒軸線の周シの、前記試料内の、制限された
   円弧運動を通じて前記装置を回転させるためにトルクを
   前記装置に加えるための手段と、前記のトルク施与手段
   によシ加えられるトルクに対する装置の反応を測定する
   ことにより、前記装置の回転運動に対向して土によシ加
   えられたトルクの測定値を得るための測定手段とを備え
   た土試験装置。 ３０、前記トルク施与手段が衝撃回転手段である。 特許請求の範囲第２９項に記載の装置。 ３ノ、前記トルク施与手段は、前記装置を初期条件から
   回転させるための手段を有する、特許請求の範囲第２９
   項に記載の装置。 ３２、前記トルク施与手段が、前記装置を振動さ　□せ
   る手段を有する、特許請求の範囲第２９項に記載の装置
   。 ３３、プローブに前記装置の中心に向かって入る土をそ
   らすために前記装置の自由端にある手段−を有する、特
   許請求の範囲第、２９項に記載の装置。 ３弘、前記装置の周りの土の頂部は下向きの力を加える
   ための手段を有する、特許請求の範囲第２９項に記載の
   装置。 ３１、試験すべき土試料に挿入可能な、端部を開放した
   回転可能な円筒と、前記の端部な開放した円筒の上部に
   密接さすて位置決め可能な静止したシールドと、前記内
   筒を前記シールドに対して回転させるための手段とを備
   えた、土表面の下の試験をするための土試験プローブ。 ３６、前記シールドが前記円筒の周シに同心に配置され
   ている、特許請求の範囲第３ｓ項に記載のプローブ。 ３７、試験すべき土試料にまず開放端部を挿入可能な、
   端部を開放したプローブと、振動力を前記グローブに加
   えるための手段と、前記振動力妊対するプローブの反応
   を測定することによシ、前記振動力に対向して土により
   加えられたトルクの測定値を得るための測定手段とを備
   えた土試験装置。 ３１ｒ、前記プローブが円筒形である、特許請求の範囲
   第、７７項に記載の装置。 ３り、前記施与手段が前記グローブに回転力を廂える、
   特許請求の範囲第３Ｉ！項に記載の装置。