(57)【要約】【課題】透水し易い地盤であっても透水し難い地盤であっても、地盤の透水性を正確に測定できるようにする。【解決手段】高さ方向に略等断面積となる挿入部材７を、気密水槽２に挿脱できるように構成している。したがって、このような挿入部材７を該気密水槽内に挿入した状態では、水（水位測定用水）Ｗ２の断面積（水平断面積）が小さくなり、試験孔Ｈの水（試験孔用水）Ｗ１の水位変化に対する水位測定用水Ｗ２の水位変化が敏感になる。したがって、地盤Ｇが固くて試験孔用水Ｗ１の浸透度合いが小さい場合には、前記挿入部材７を前記気密水槽内に挿入しておけば水位変化を感度良く測定することが可能となる。また、地盤Ｇが緩くて試験孔用水Ｗ１の浸透度合いが大きい場合には、前記挿入部材７を前記気密水槽２から取り外しておけば、適正な感度で水位変化を測定することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に試験孔を掘削すると共に該試験孔に試験孔用水を貯留して地盤の透水性を測定する透水試験装置において、
水位測定用水を気密状態で貯留可能な気密水槽と、
該気密水槽内であって前記水位測定用水の水面よりも下に一端開口が開口されると共に、前記試験孔に他端開口が配置されてなる注水管と、
前記試験孔用水の水位が下がった場合には前記注水管を介して前記気密水槽から前記試験孔に水を補給して前記試験孔用水の水位を略一定に保持する定水位保持手段と、
前記水位測定用水の水位を測定する水位センサーと、
前記気密水槽の上部に開閉可能に配置された蓋部材と、
該蓋部材を開けた状態で前記気密水槽に挿脱可能となるように構成されると共に、該気密水槽に挿入された状態では高さ方向に略等断面積となるように配置される挿入部材と、
を備えたことを特徴とする透水試験装置。
【請求項２】
前記挿入部材は棒状であり、
前記蓋部材は、該挿入部材を前記気密水槽に挿入しない場合に使用されて該気密水槽を気密状態に保持する第１蓋部材と、該挿入部材を前記気密水槽に挿入する場合に使用されて該気密水槽を気密状態に保持する第２蓋部材と、からなり、
前記棒状の挿入部材と前記第２蓋部材とは一体となるように係合されている、
ことを特徴とする請求項１に記載の透水試験装置。
【請求項３】
地盤に試験孔を掘削すると共に該試験孔に試験孔用水を貯留して地盤の透水性を測定する透水試験装置において、
水位測定用水を気密状態で貯留可能な気密水槽と、
該気密水槽内であって前記水位測定用水の水面よりも上に一端開口が開口されると共に、前記試験孔中の試験孔用水に対峙するように他端開口が配置されてなる定水位保持管と、
前記気密水槽内であって前記水位測定用水の水面よりも下に一端開口が開口されると共に、前記試験孔用水に水没されるように他端開口が配置されてなる注水管と、
前記水位測定用水の水位を測定する水位センサーと、
を備え、
前記定水位保持管の他端開口は、該定位水位保持管の側面に穿設された、
ことを特徴とする透水試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の透水性を測定する透水試験装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネルやダムやビル等の建設現場においては、透水試験装置を使ってその地盤の透水性を測定することが行われている（例えば、特許文献１，２，３参照）。
【０００３】
図５は、従来の透水試験装置の構造及び透水試験方法の一例を示す模式図であって、符号Ｈは、地盤Ｇに掘削された試験孔を示し、該試験孔Ｈには水（本明細書においては“試験孔用水”とする）Ｗ１が貯留されている。また、符号１００は、該試験孔Ｈの近傍に配置された気密水槽を示し、該気密水槽１００にも水（本明細書においては“水位測定用水”とする）Ｗ２が気密状態で貯留されている。さらに、この気密水槽１００と試験孔Ｈとは連通管１０１により連通されていて、試験孔用水Ｗ１が周辺地盤に徐々に浸透してその水位が下がった場合に該連通管１０１を介して気密水槽１００から試験孔Ｈに水が供給され、該試験孔用水Ｗ１の水位は一定に保持されるようになっている。その結果、水位測定用水Ｗ２の水位は、試験孔用水Ｗ１の地盤Ｇへの浸透量に応じて下がることとなり、水位センサー（例えば、超音波距離計）１０２で水位測定用水Ｗ２の水位を測定することで、地盤の透水性を測定できるように構成されている。なお、図示のものでは、気密水槽１００に大気連通管１０３を挿通すると共に、その大気連通管１０３の下端を試験孔用水Ｗ１の水面高さと一致させることにより、該試験孔用水Ｗ１の水位を一定に保持するように構成されている。また、本発明と直接関係は無いが、符号１０４は、試験孔内に配置される有孔塩化ビニル管などの案内管を示し、符号１０５は、該案内管１０４の固定のために地盤との間に詰められる案内管固定砕石を示す。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−０２１０５９号公報
【特許文献２】特開２００２−３６５２０１号公報
【特許文献３】特許第３０７２５７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述のような透水試験装置の場合、透水し易い地盤では水位測定用水Ｗ２の水位変化が顕著となる反面、透水しにくい地盤では水位測定用水Ｗ２の水位変化が穏やかとなり、透水し易い地盤か否かで測定精度が異なってしまうという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の問題を解消することのできる透水試験装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る発明は、図１に例示するものであって、地盤（Ｇ）に試験孔（Ｈ）を掘削すると共に該試験孔（Ｈ）に試験孔用水（Ｗ１）を貯留して地盤（Ｇ）の透水性を測定する透水試験装置（１）において、
水位測定用水（Ｗ２）を気密状態で貯留可能な気密水槽（２）と、
該気密水槽内であって前記水位測定用水（Ｗ２）の水面（Ｗ２０）よりも下に一端開口（４ａ）が開口されると共に、前記試験孔（Ｈ）に他端開口（４ｂ）が配置されてなる注水管（４）と、
前記試験孔用水（Ｗ１）の水位が下がった場合には前記注水管（４）を介して前記気密水槽（２）から前記試験孔（Ｈ）に水を補給して前記試験孔用水（Ｗ１）の水位を略一定に保持する定水位保持手段（３）と、
前記水位測定用水（Ｗ２）の水位を測定する水位センサー（５）と、
前記気密水槽（２）の上部に開閉可能に配置された蓋部材（６）と、
該蓋部材（６）を開けた状態で前記気密水槽（２）に挿脱可能となるように構成されると共に、該気密水槽（２）に挿入された状態では高さ方向に略等断面積となるように配置される挿入部材（７）と、を備えたことを特徴とする。
【０００８】
請求項２に係る発明は、請求項１に係る発明において、前記挿入部材（７）は棒状であり、
前記蓋部材（６）は、該挿入部材（７）を前記気密水槽（２）に挿入しない場合に使用されて該気密水槽（２）を気密状態に保持する第１蓋部材（図２(a) の符号６Ａ参照）と、該挿入部材（７）を前記気密水槽（２）に挿入する場合に使用されて該気密水槽（２）を気密状態に保持する第２蓋部材（図２(b) の符号６Ｂ参照）と、からなり、
前記棒状の挿入部材（７）と前記第２蓋部材（６Ｂ）とは一体となるように係合されていることを特徴とする。
【０００９】
請求項３に係る発明は、図１に例示するものであって、地盤（Ｇ）に試験孔（Ｈ）を掘削すると共に該試験孔（Ｈ）に試験孔用水（Ｗ１）を貯留して地盤（Ｇ）の透水性を測定する透水試験装置（１）において、
水位測定用水（Ｗ２）を気密状態で貯留可能な気密水槽（２）と、
該気密水槽内であって前記水位測定用水（Ｗ２）の水面（Ｗ２０）よりも上に一端開口（３ａ）が開口されると共に、前記試験孔中の試験孔用水（Ｗ１）に対峙するように他端開口が配置されてなる定水位保持管（３）と、
前記気密水槽内であって前記水位測定用水（Ｗ２）の水面（Ｗ２０）よりも下に一端開口（４ａ）が開口されると共に、前記試験孔用水（Ｗ１）に水没されるように他端開口（４ｂ）が配置されてなる注水管（４）と、
前記水位測定用水（Ｗ２）の水位を測定する水位センサー（５）と、
を備え、
前記定水位保持管の他端開口は、図４(b)
(c) に符号３ｃで示すように、該定位水位保持管（３）の側面に穿設されたことを特徴とする。
【００１０】
なお、括弧内の番号などは、図面における対応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に係る発明によれば、地盤が固くて試験孔用水の浸透度合いが小さい場合には、前記挿入部材を前記気密水槽内に挿入しておけば水位変化を感度良く測定することが可能となる。また、地盤が緩くて試験孔用水の浸透度合いが大きい場合には、前記挿入部材を前記気密水槽から取り外しておけば、適正な感度で水位変化を測定することができる。さらに、上述の挿入部材は、水位測定用水を捨てないで挿入したり取り外したりすることができるので、現場での作業を簡素化することができる。
【００１２】
請求項２に係る発明によれば、第２蓋部材自体で挿入部材の位置決めを行うことができるので便利である。また、挿入部材及び第２蓋部材を前記気密水槽からワンタッチの操作で装着または取り外すことができ、現場での作業を簡素化できる。
【００１３】
請求項３に係る発明によれば、試験孔用水の水位が下がったにもかかわらず表面張力で前記他端開口が閉塞されているという事態を低減でき、水位変化測定を正確に行える。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は、本発明に係る透水試験装置の全体構成及び使用状態を示す部分断面図である。
【図２】図２(a)(b) は、本発明に係る透水試験装置の外観を示す斜視図である。
【図３】図３は、挿入部材の構成の一例を示す分解斜視図である。
【図４】図４(a) 〜(c)は、定水位保持管の他端開口の配置位置等を示す模式図である。
【図５】図５は、従来の透水試験装置の構造及び透水試験方法の一例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下、図１乃至図４に沿って、本発明の実施の形態について説明する。ここで、図１は、本発明に係る透水試験装置の全体構成及び使用状態を示す部分断面図であり、図２(a) (b) は、本発明に係る透水試験装置の外観を示す斜視図であり、図３は、挿入部材の構成の一例を示す分解斜視図であり、図４(a) 〜(c)
は、定水位保持管の他端開口の配置位置等を示す模式図である。
【００１６】
本発明に係る透水試験装置は、地盤の透水性を測定するために使用されるものであって、図１に符号１で例示するように、地盤Ｇに試験孔Ｈを掘削すると共に該試験孔Ｈに試験孔用水Ｗ１を貯留した状態で使用される。
【００１７】
本発明に係る透水試験装置１は、
・  水位測定用の水（水位測定用水）Ｗ２を気密状態で貯留可能な気密水槽２と、
・  該気密水槽内であって前記水位測定用水Ｗ２の水面Ｗ２０よりも下に一端開口４ａが開口されると共に、前記試験孔Ｈに他端開口４ｂが配置されてなる注水管４と、
・  前記試験孔用水Ｗ１の水位が下がった場合には前記注水管４を介して前記気密水槽２から前記試験孔Ｈに水を補給して前記試験孔用水Ｗ１の水位を略一定に保持する定水位保持手段３と、
・  前記水位測定用水Ｗ２の水位を測定する水位センサー５と、
を備えている。
【００１８】
なお、図示の定水位保持手段３は、前記気密水槽内であって前記水位測定用水Ｗ２の水面Ｗ２０よりも上に一端開口３ａが開口されると共に、前記試験孔中の試験孔用水Ｗ１に対峙するように他端開口３ｂが配置されてなる定水位保持管であるが、これに限るものでは無く、図５に示したような大気連通管１０３を使用しても良いし、その他の形式の管を使用しても良い。ここで、定水位保持手段を上述の定水位保持管や大気連通管１０３にした場合には、前記注水管４の他端開口４ｂは前記試験孔用水Ｗ１に水没させておく必要がある。
【００１９】
図１に示す装置の場合、前記定水位保持管３の他端開口３ｂが前記試験孔用水Ｗ１により閉塞されている間は前記気密水槽２の気密状態は保たれて前記水位測定用水Ｗ２の水位は変化せずに一定のまま保持されるが、地盤Ｇへの浸透により前記試験孔用水Ｗ１の水位が下がると前記他端開口３ｂから前記気密水槽２に空気が入り込むこととなる。これにより、前記注水管４から前記試験孔Ｈには前記注水管４を介して水が補給され、前記水位測定用水Ｗ２の水位が下がると共に前記試験孔用水Ｗ１の水位が上がり、前記定水位保持管３の他端開口３ｂは再び試験孔用水Ｗ１により閉塞される。その結果、前記気密水槽２は再び気密状態となり、前記注水管４からの排水が止まり、水位測定用水Ｗ２の水位変化は停止する。その後も、前記試験孔用水Ｗ１の地盤Ｇへの浸透が継続されるので、上述のような現象が繰り返されることとなり、前記水位測定用水Ｗ２の水位変化は上述の水位センサー５により測定される。
【００２０】
ところで、上述の気密水槽２の上部（正確には、水位測定用水Ｗ２の水面Ｗ２０よりも上の部分）には開閉可能な蓋部材（図１の符号６、及び図２の符号６Ａ，６Ｂ参照）が配置されており、該蓋部材６を開けた状態では挿入部材７が挿脱可能となるように構成されている。この挿入部材７は、前記気密水槽２に挿入された状態では、高さ方向に略等断面積となるように配置される。このような挿入部材７を該気密水槽内に挿入した状態では、水位測定用水Ｗ２の断面積（水平断面積）が小さくなり、試験孔用水Ｗ１の水位変化に対する水位測定用水Ｗ２の水位変化が敏感になる。したがって、地盤Ｇが固くて試験孔用水Ｗ１の浸透度合いが小さい場合には、前記挿入部材７を前記気密水槽内に挿入しておけば水位変化を感度良く測定することが可能となる。また、地盤Ｇが緩くて試験孔用水Ｗ１の浸透度合いが大きい場合には、前記挿入部材７を前記気密水槽２から取り外しておけば、適正な感度で水位変化を測定することができる。さらに、上述の挿入部材７は、水位測定用水Ｗ２を捨てないで挿入したり取り外したりすることができるので、現場での作業を簡素化することができる。またさらに、上述の蓋部材６は、前記水位測定用水Ｗ２の水面Ｗ２０よりも上の部分に配置されているので、該蓋部材６を開けても水位測定用水Ｗ２がこぼれることは無く、水を補給する手間を省くことができる。なお、この蓋部材６は公知の方法（例えば、ネジ）により簡単に着脱できるようにしておくと良く、また、公知のシール部材を配置することにより気密水槽２の気密性を保持できるようにすると良い。
【００２１】
ところで、図２(b)
に示す挿入部材７は丸棒の形状をしているが、もちろんこれに限られるものではない。例えば、丸棒以外の他の形状の棒として良く（例えば、角棒や、他の断面形状の棒）、棒状以外の他の形状（例えば、図３に符号１７で示す円筒状や、角筒状など）として良い。なお、挿入部材を図３に符号１７で示すような円筒状とした場合には、気密水槽２の上側部分（符号２０で示す部分）の全体を蓋部材としておいて、該全体を着脱可能に構成しておくと良い。また、これらの挿入部材は１つだけでなく、複数挿入できるようにしても良い。
【００２２】
なお、挿入部材を図２(b) に詳示するような棒状にする場合は、蓋部材は、少なくとも２つの蓋部材を取り替え可能に構成しておいて、
・  一方の蓋部材（第１蓋部材）６Ａは、前記挿入部材７を前記気密水槽２に挿入しない場合に使用されて該気密水槽２を気密状態に保持するものとし（図２(a) 参照）、
・  他方の蓋部材（第２部材）６Ｂは、前記挿入部材７を前記気密水槽２に挿入する場合に使用されて該気密水槽２を気密状態に保持するもの（同図(b) 参照）
にしておくと良い。また、この場合、前記挿入部材７と前記第２蓋部材６Ｂとが一体となるように係合しておくと良い。このように、前記挿入部材７と前記第２蓋部材６Ｂとを一体に構成した場合には、該第２蓋部材自体で挿入部材７の位置決めを行うことができるので便利である。また、挿入部材７及び第２蓋部材６Ｂを前記気密水槽２からワンタッチの操作で装着または取り外すことができ、現場での作業を簡素化できる。
【００２３】
一方、本発明に係る透水試験装置を、
・  水位測定用水Ｗ２を気密状態で貯留可能な気密水槽２と、
・  上述の定水位保持管（つまり、前記気密水槽内であって前記水位測定用水の水面Ｗ２０よりも上に一端開口３ａが開口されると共に、前記試験孔中の試験孔用水Ｗ１に対峙するように他端開口３ｂが配置されてなる定水位保持管）３と、
・  上述の注水管（つまり、前記気密水槽内であって前記水位測定用水の水面Ｗ２０よりも下に一端開口４ａが開口されると共に、前記試験孔用水Ｗ１に水没されるように他端開口４ｂが配置されてなる注水管）４と、
・  前記水位測定用水Ｗ２の水位を測定する水位センサー５と、
により構成し、前記定水位保持管３の他端開口は、図４(b) (c) に符号３ｃで詳示するように、該定位水位保持管３の側面に穿設しておくと良い。
【００２４】
ここで、図４(b)
(c) の効果について説明する。上述の定水位保持管３の他端開口を、図４(a) に符号３ｂで詳示するように定水位保持管３の下端面に形成した構造のものでは、試験孔用水Ｗ１の水面Ｗ１０が定水位保持管３の下端面よりも下がった場合でも、表面張力により該試験孔用水Ｗ１と他端開口３ｂとの接触が維持されてしまい、該開口３ｂから気密水槽２への空気の流入が阻止され、水位変化測定を正確に行えない場合がある。これに対し、定水位保持管３の他端開口を、図４(b)
に符号３ｃで詳示するように側面に設けた場合には、表面張力による影響は少なくなり、水位変化測定を正確に行える。この他端開口３ｃは、１つ設けても、複数設けても良い。
【００２５】
なお、図２に示す気密水槽２は円筒状（正確には、両方の開口が閉塞された底付きの円筒状）をしているが、もちろんこれに限られるものではなく、円筒以外の筒状としても良い。例えば、四角筒とした場合には、多数の透水試験装置を積み重ねた状態で測定現場まで車で運搬でき、都合が良い。
【００２６】
また、図１に示す水位センサー５はフロート５ａを有するタイプのものであるが、もちろんこれに限られるものではなく、他の形式（例えば、超音波式）のものであっても良い。
【符号の説明】
【００２７】
１            透水試験装置
２            気密水槽
３            定水位保持手段（定水位保持管）
３ａ          定水位保持管の一端開口
３ｂ          定水位保持管の他端開口
３ｃ          定水位保持管の他端開口
４            注水管
４ａ          注水管の一端開口
４ｂ          注水管の他端開口
５            水位センサー
６            蓋部材
６Ａ          第１蓋部材
６Ｂ          第２蓋部材
７            挿入部材
Ｇ            地盤
Ｈ            試験孔
Ｗ１            試験孔用水
Ｗ２            水位測定用水
Ｗ２０          水位測定用水の水面
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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