(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面方向に複数並べられて地盤ブロックを形成し、該地盤ブロックが複数段重ねられて模擬地盤構造体を構成することとなる模擬地盤ユニットであって、
荷重を支える受圧板と、この受圧板を支える支圧板とが備えられ、
前記受圧板と前記支圧板との間に弾性体が設けられていることを特徴とする模擬地盤ユニット。
【請求項２】
前記受圧板の下面中央にはシャフトが設けられ、該シャフトに前記弾性体は貫通され、前記シャフトの下端部が、前記支圧板に設けられた挿通孔に挿通されることにより、前記弾性体は着脱可能であることを特徴とする請求項１に記載の模擬地盤ユニット。
【請求項３】
前記弾性体は、皿バネであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の模擬地盤ユニット。
【請求項４】
前記受圧板と、前記弾性体との間にひずみゲージが介装されていることを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れかに記載の模擬地盤ユニット。
【請求項５】
前記受圧板は、平面視円形をなすことを特徴とする請求項１ないし請求項４の何れかに記載の模擬地盤ユニット。
【請求項６】
前記支圧板は、平面視正方形をなすことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れかに記載の模擬地盤ユニット。
【請求項７】
前記支圧板の下面の４隅には、球座が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の模擬地盤ユニット。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７の何れかに記載の模擬地盤ユニットが平面方向に複数並べられて地盤ブロックが構成され、
該地盤ブロックが厚さ方向に平面視千鳥状に複数段重ねられていることを特徴とする模擬地盤構造体。
【請求項９】
請求項５に記載の模擬地盤ユニットが平面方向に複数並べられて地盤ブロックが構成され、
該地盤ブロックが厚さ方向に平面視千鳥状に複数段重ねられ、
前記支圧板を貫通した前記シャフトの下端部は、隣接する前記受圧板間の間隙に挿通されていることを特徴とする模擬地盤構造体。
【請求項１０】
前記最上段に位置する地盤ブロックを構成する模擬地盤ユニットに、ひずみゲージが設けられていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の模擬地盤構造体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、鉄道軌道用の模擬地盤を形成する模擬地盤ユニットおよび模擬地盤構造体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、鉄道軌道用の地盤は、土砂や石を突き固めて形成されることが一般的である。
そして、このような地盤においては、車両の走行試験等により荷重を作用させると、図９に示すように、地盤１内部において球状の荷重分散を生じて支持力を発揮し、その結果、図１０に示すように、地盤表面では載荷面２を中心としてたわみ変形を生じる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、このような地盤を用いて走行試験等を繰り返し行う場合、試験条件を一定にするために、前記地盤の挙動を極力一定に保持しなければならない。
このためには、図９に示すような載荷時の荷重分散が常に生じるような地盤状況に保持する必要があり、これを実施するために、従来では、試験後に、地盤を掘り起こし突き固めるといった作業を繰り返し行って、地質調整を行っているが、その作業が煩雑であるという問題点を有している。
また、試験の種類によっては、前述した地盤の変形量を変化させる必要が生じるが、この場合にも、要求される変形量を確保するために、前述した地質調整作業を必要とし、この点においても、改善が要望されている。
【０００４】
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、常に一定した地盤挙動を確保し、かつ、地質調整を簡便に行い得る模擬地盤ユニットおよび模擬地盤構造体を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に記載の模擬地盤ユニットは、前述した目的を達成するために、平面方向に複数並べられて地盤ブロックを形成し、該地盤ブロックが複数段重ねられて模擬地盤構造体を構成することとなる模擬地盤ユニットであって、荷重を支える受圧板と、この受圧板を支える支圧板とが備えられ、前記受圧板と前記支圧板との間に弾性体が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項２に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１に記載の前記受圧板の下面中央にはシャフトが設けられ、該シャフトに前記弾性体は貫通され、前記シャフトの下端部が、前記支圧板に設けられた挿通孔に挿通されることにより、前記弾性体は着脱可能であることを特徴とする。
本発明の請求項３に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１または請求項２に記載の前記弾性体は、皿バネであることを特徴とする。
本発明の請求項４に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１ないし請求項３の何れかに記載の前記受圧板と、前記弾性体との間にひずみゲージが介装されていることを特徴とする。
本発明の請求項５に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１ないし請求項４の何れかに記載の前記受圧板は、平面視円形をなすことを特徴とする。
本発明の請求項６に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１ないし請求項５の何れかに記載の前記支圧板は、平面視正方形をなすことを特徴とする。
本発明の請求項７に記載の模擬地盤ユニットは、請求項６に記載の前記支圧板の下面の４隅には、球座が設けられていることを特徴とする。
本発明の請求項８に記載の模擬地盤ユニットは、請求項１ないし請求項７の何れかに記載の模擬地盤ユニットが平面方向に複数並べられて地盤ブロックが構成され、該地盤ブロックが厚さ方向に平面視千鳥状に複数段重ねられていることを特徴とする。
また、本発明の請求項９に記載の模擬地盤構造体は、請求項５に記載の模擬地盤ユニットが平面方向に複数並べられて地盤ブロックが構成され、該地盤ブロックが厚さ方向に平面視千鳥状に複数段重ねられ、前記支圧板を貫通した前記シャフトの下端部は、隣接する前記受圧板間の間隙に挿通されていることを特徴とする。
さらに、本発明の請求項１０に記載の模擬地盤構造体は、請求項８または請求項９に記載の前記最上段に位置する地盤ブロックを構成する模擬地盤ユニットに、ひずみゲージが設けられていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施形態を図１ないし図８に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の要部を構成する模擬地盤ユニットについて説明する。
【０００７】
図３において符号１０で示す模擬地盤ユニットは、図１および図２に示すように、平面方向に複数並べられて地盤ブロック１１を形成し、該地盤ブロック１１が複数段重ねられて模擬地盤構造体１２を構成することとなる模擬地盤ユニットであって、図３に示すように、受圧板１３と支圧板１４との間に弾性体１５が設けられた基本構成となっている。
【０００８】
ついで、これらの詳細について説明すれば、前記受圧板１３は、最上段に位置させられる模擬地盤ユニット１０にあっては平面視で正方形状に形成され、下方に位置させられる模擬地盤ユニット１０にあっては円形に形成されており、その中央下面には、前記受圧板１３と支圧板１４との位置決めをなすシャフト１６が一体に設けられ、このシャフト１６は、前記支圧板１４に形成されている貫通孔１４ａに摺動可能に貫通されている。
【０００９】
また、前記支圧板１４は、本実施形態においては正方形状に形成されており、その下面の４隅には、丸頭ボルトが固着されることによって球座１７が形成されている。
これらの球座１７は、下方に位置させられる模擬地盤ユニット１０の受圧板１３上に当接させられるようになっている。
この状態を図２（ａ）に示す。
【００１０】
前記弾性体１５は、本実施形態においては、中心部に貫通孔が形成された皿ばねが用いられており、図２（ｂ）に示すように、この複数の皿ばねを交互に反転させた姿勢で積層するとともに、その中心に前記シャフト１６を挿通することによって受圧板１３と支圧板１４との間に装着されている。
【００１１】
このように構成された模擬地盤ユニット１０は、図１および図２に示すように、平面方向に複数並べられて地盤ブロック１１が構成され、かつ、該地盤ブロック１１が厚さ方向に平面視千鳥状に複数段重ねられることにより模擬地盤構造体１２を構成するようになっている。
ここで、上方に位置させられた地盤ブロック１１を構成する模擬地盤ユニット１０の支圧板１４に設けられた４個の球座１７は、前述したように、下方に位置させられた４つの模擬地盤ユニット１０のそれぞれの受圧板１３上に当接させられ、かつ、上方に位置させられた模擬地盤ユニット１０のシャフト１６が、下方に位置する複数の模擬地盤ユニット１０の受圧板１３間に形成される間隙に、挿通されている。
【００１２】
そして、このようにして構成された模擬地盤構造体１２の最上部の模擬地盤ユニット１０の受圧板１３に荷重を作用させると、この荷重は、図５（ａ）に矢印で示すように下層に行くに従い徐々に分散される。
ここで、この荷重の分散状況を各層毎に見てみると、図６ないし図８に示すようになる。
図６は、最上段の模擬地盤ユニット１０が１個の場合、図７は同じく４個の場合、さらに、図８は同じく９個の場合を示し、それぞれ最上段に位置する模擬地盤ユニット１０のそれぞれに、荷重Ｐを均一に作用させた場合の荷重分散形態である。
【００１３】
これらの図からも明らかなように、本実施形態に係わる模擬地盤構造体１２にあっては、図９に示す実地盤１と同様に、球状の荷重分散が得られる。
この結果、図５（ｂ）に示すように、模擬地盤構造体１２の模擬地盤ユニット１０の沈下形状によって得られる模擬地盤表面の変形形状が、図１０に示す実地盤の表面の変形形状と同等となる。
【００１４】
そして、本実施形態においては、弾性体１５の弾性特性が一定であることから、荷重を除去した後における模擬地盤構造体１２の物理特性が常時一定に保持されることから、繰り返し試験においても、均一な地盤特性が確保され、繰り返し試験が円滑に行われる。
さらに、地盤特性を変更するに当たっては、特性（ばね常数）の異なる弾性体１５に変更することにより、所望の地盤特性に容易に変更することができる。
このような弾性体１５の取り替え作業も、シャフト１６を支圧板１４から引き抜くことにより容易に行うことができる。
【００１５】
さらに、図４に示すように、たとえば最上層に配置される模擬地盤ユニット１０のシャフト部分にひずみゲージ１８を設置しておくことにより、試験時の荷重の大きさや荷重分布等のデータの採取を行うこともできる。
【００１６】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、実地盤と同様の球状の荷重分散を得ることができるとともに、模擬地盤構造体の模擬地盤ユニットの沈下形状によって得られる模擬地盤表面の変形形状も実地盤の表面の変形形状に近づけることができる。
そして、弾性体の弾性特性が一定であることから、荷重を除去した後における模擬地盤構造体の物理特性を常時一定に保持し、繰り返し試験においても、均一な地盤特性を確保することができ、一定した試験条件を容易に確保することができる。
また、地盤特性を変更するに当たっては、特性（ばね常数）の異なる弾性体に変更することにより、簡便な作業によって容易に変更することができる。
さらに、たとえば最上層に配置される模擬地盤ユニットにひずみゲージを設置しておくことにより、試験時の荷重の大きさや荷重分布等のデータの採取を行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す縦断面図である。
【図２】本発明の一実施形態の要部を示すもので、（ａ）は平面図、（ｂ）は縦断面図である。
【図３】本発明の一実施形態を示すもので、模擬地盤ユニットの縦断面図である。
【図４】本発明の一実施形態を示すもので、模擬地盤ユニットの縦断面図である。
【図５】本発明の一実施形態を示すもので、（ａ）は荷重の分散状況を説明するための縦断面図、（ｂ）は模擬地盤構造体の表面の変形状態を示す概略図である。
【図６】本発明の一実施形態を示すもので、荷重の分散状況を説明するための各地盤ブロック毎の載荷状態を示す平面図である。
【図７】本発明の一実施形態を示すもので、荷重の分散状況を説明するための各地盤ブロック毎の載荷状態を示す平面図である。
【図８】本発明の一実施形態を示すもので、荷重の分散状況を説明するための各地盤ブロック毎の載荷状態を示す平面図である。
【図９】実地盤における荷重分散状況を示す概略図である。
【図１０】実地盤における地盤表面の変形状態を示す概略図である。
【符号の説明】
１  地盤
２  地盤表面
１０  模擬地盤ユニット
１１  地盤ブロック
１２  模擬地盤構造体
１３  受圧板
１４  支圧板
１４ａ  貫通孔
１５  弾性体
１６  シャフト
１７  球座
１８  ひずみゲージ
【図１】
0003607127.tif 000002
【図２】
0003607127.tif 000003
【図３】
0003607127.tif 000004
【図４】
0003607127.tif 000005
【図５】
0003607127.tif 000006
【図６】
0003607127.tif 000007
【図７】
0003607127.tif 000008
【図８】
0003607127.tif 000009
【図９】
0003607127.tif 000010
【図１０】
0003607127.tif 000011