(57)【要約】【課題】  不飽和地盤において、空気の混入を防ぎ、長期間正確に間隙水圧を計測することができる間隙水圧計を提供する。【解決手段】  上部にのみ間隙水の流入口（開口１２）を有する容器１０と、前記流入口（開口１２）を閉塞する透水フィルター３０と、前記容器１０の内部に受感部２１を有し間隙水圧を計測する圧力センサー２０とからなる間隙水圧計である。容器１０が上部にのみ間隙水の流入口１２を有するので、容器１０内の水が重力方向に浸透して排水されず、容器１０内への空気の混入を防ぐことができる。したがって、長期間にわたり正確に間隙水圧を計測することができる。また、間隙水の流入口１２が透水フィルター３０により閉塞されているので、透水フィルター３０を透過して容器１０の内部に浸透した間隙水の水圧のみを計測することができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部にのみ間隙水の流入口を有する容器と、前記流入口を閉塞する透水フィルターと、前記容器の内部に受感部を有し間隙水圧を計測する圧力センサーとからなることを特徴とする間隙水圧計。
【請求項２】
前記容器内に水を供給する給水管を備えることを特徴とする請求項１に記載の間隙水圧計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、間隙水圧計に関する。
【背景技術】
【０００２】
粘性土や礫材等の地盤材料を積み上げて堤体を形成するロックフィルダムでは、堤体の安定性や漏水量の管理のために、コア地盤の間隙水圧を測定することが不可欠である。
【０００３】
従来、間隙水圧を計測する方法としては、計測箇所に間隙水が浸透する容器を埋設し、この容器から観測室まで間隙水を誘導する導管を設け、観測室で水圧を計測する方法がある。しかし、この方法では、導管内においてキャビテーションが生じたりするなどの原因により、必ずしも水圧を正確に計測できていない。
【０００４】
また、間隙水圧計として、例えば特許文献１に記載のものがある。この間隙水圧計は、下部に円錐状の金具が取り付けられるとともに、この金具の上部に円筒形の容器が設けられたものである。容器の側面には透水フィルターで閉塞された貫通孔が設けられ、容器内の空隙部の上部に圧力センサーが設けられている。容器内には、透水フィルターを介して貫通孔から土中の間隙水が流入可能となっており、空隙部が間隙水で満たされることにより、圧力センサーで間隙水圧を測定することができる。この間隙水圧計では、地盤中に圧力センサーを埋設するため、水圧の変化に対する応答性がよく、その挙動を正確に捉えることが可能である。
【特許文献１】特開平１１−６７７７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ロックフィルダムのコア地盤には、粘性土や、粘性土に最大粒径１００ｍｍの礫材を混合した材料が採用されており、コア地盤の飽和度は必ずしも１００％ではない。このような不飽和地盤においては、上述のような構造の間隙水圧計では、空隙部の水が重力方向に排水されるとともに空隙部に空気が混入する恐れがある。空隙部に空気が混入すると、空隙部に残存する空気が膨張または収縮することにより、以後の測定において間隙水圧を正しく測定できないという問題があった。
【０００６】
本発明の課題は、不飽和地盤において、空気の混入を防ぎ、長期間正確に間隙水圧を計測することができる間隙水圧計を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以上の課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、間隙水圧計であって、上部にのみ間隙水の流入口（開口１２）を有する容器１０と、前記流入口（開口１２）を閉塞する透水フィルター３０と、前記容器１０の内部に受感部２１を有し間隙水圧を計測する圧力センサー２０とからなることを特徴とする。
【０００８】
請求項１に記載の発明によれば、容器１０が上部にのみ間隙水の流入口（開口１２）を有するので、容器１０内の水が重力方向に浸透して排水されず、容器１０内への空気の混入を防ぐことができる。したがって、長期間にわたり正確に間隙水圧を計測することができる。
【０００９】
また、間隙水の流入口（開口１２）が透水フィルター３０により閉塞されているので、透水フィルター３０を透過して容器１０の内部に浸透した間隙水の水圧のみを計測することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の間隙水圧計であって、前記容器１０内に水を供給する給水管４０を備えることを特徴とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、前記容器１０内に水を供給する給水管４０を備えるので、万が一、容器１０内が渇水した場合にも、給水管４０から水を容器１０内に供給することで、容器１０内に混入した空気を除去することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、容器が上部にのみ間隙水の流入口を有するので、容器内の水が重力方向に浸透して排水されず、容器内への空気の混入を防ぐことができる。したがって、長期間にわたり正確に間隙水圧を計測することができる。
【００１３】
また、間隙水の流入口が透水フィルターにより閉塞されているので、透水フィルターを透過して容器の内部に浸透した間隙水の水圧のみを計測することができる。
【００１４】
また、容器内に水を供給する給水管を設けることで、万が一、容器内が渇水した場合にも、給水管から水を容器内に供給することで、容器内に混入した空気を除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１（ａ）は本発明の間隙水圧計を示す鉛直断面図である。間隙水圧計は、容器１０と、圧力センサー２０と、透水フィルター３０とから構成されている。
【００１６】
容器１０には、内部に空隙部１１が設けられている。また、容器１０の側壁には、貫通孔１３が設けられている。この貫通孔１３は、貫通孔１３の内径と同じ外径の圧力センサー２０により閉塞されている。圧力センサー２０には、容器１０の内側に圧力を検知する受感部２１が設けられるとともに、容器１０の外側でケーブル２２に接続されている。
【００１７】
圧力センサー２０としては、長期間の使用で内部の電気部品が劣化しないように外部から水密に封されたものが好ましく、飽和地盤や水中での計測用のものを用いることが好ましい。また、内部の電気部品には、あらかじめエポキシ樹脂等でコーティングを施しておくことが好ましい。
【００１８】
ケーブル２２は、任意の位置に設置された観測室まで配線され、圧力センサー２０に電力を供給する電源コードと、圧力センサー２０の信号を観測室まで伝達する信号ケーブル２２とからなる。なお、信号ケーブルをデータロガーに接続し、ケーブル延長による感度補正を行うことで、ケーブル長によらず正確に間隙水圧を計測することができ、観測室の設備を任意の位置に設けることができる。
【００１９】
ケーブル２２は後述するように、間隙水圧計とともに埋設されるため、水密性や耐久性に優れたケーブル２２を用いることが好ましい。さらに、ケーブル２２の外周に侵食保護チューブによる被覆を施すことが好ましい。
【００２０】
また、容器１０の上部には、空隙部１１と外部とを連通させる開口１２が設けられている。開口１２は、透水フィルター３０により閉塞されている。透水フィルター３０としては、例えば、ポーラスストン、セラミックフィルター、鋼製メッシュなどを用いることができる。容器１０の空隙部１１は、透水フィルター３０を透過した間隙水により満たされる。
【００２１】
なお、容器１０は、圧力センサー２０の受感部２１と、フィルターとの間に間隙水で満たされる空隙部１１を設けるために必要なものであり、例えば図１（ｂ）に示すように、圧力センサー２０の上部に空隙部１１を設けるような形状をしていてもよい。図１（ｂ）において、容器１０は筒状であり、下部開口１２が圧力センサー２０により閉塞されているとともに、上部開口１２が透水フィルター３０により閉塞されている。
【００２２】
以下、間隙水圧計をロックフィルダムのコア地盤に設置する方法について説明する。まず、間隙水圧計を水で飽和させる。透水フィルター３０にポーラスストン等を用いた場合には、透水フィルター３０をあらかじめ超音波水槽に入れ、完全に空気を取り除き、水で飽和させておく。
【００２３】
次に、水で完全に飽和した間隙水圧計にキャリブレーションを実施した後に、透水フィルター３０が上部に位置するように配置する。その後、間隙水圧計の周囲に地盤材料を敷設し、ロックフィルダムのコア地盤を造成する。
【００２４】
このとき、ケーブル２２は、地盤の変形にも追従できるように、蛇行させて配線させることが好ましい。また、地盤の過大な変形によりケーブル２２が断線しないように、ケーブル２２に作用する引張力を負担する鋼製ワイヤーをケーブル２２に沿って配置することが好ましい。
【００２５】
以後、コア地盤の造成が完了するまで、及び、造成後の任意の期間、間隙水圧の計測を行うことができる。間隙水圧は、理論上、−９８.１ｋＰａ以上であれば計測することができるが、市販の水圧計であれば、それ以上の値の水圧計測が可能である。市販の水圧計では、ひずみゲージが採用されているが、半導体ゲージを採用することで、感度を５０倍に上げることができ、間隙水圧の僅かな変化を感知することができる。また、間隙水圧の増分のみを計測することで、さらに高い精度で間隙水圧を計測することができる
【００２６】
このように埋設された間隙水圧計では、水で飽和した容器１０の上部にのみ開口１２が設けられているので、容器１０内の水が重力方向に浸透して排水されることがなく、不飽和地盤においても容器１０内に空気が混入することがない。
【００２７】
間隙水圧計を長期間設置するにあたり、容器１０内が渇水する可能性もある。しかし、ロックフィルダムのコア地盤の間隙水圧を計測する場合には、ロックフィルダムのコア地盤が不飽和地盤であるといっても粘性地盤であり、日常施工管理において飽和度はさほど低下しない。また、コア地盤を盛り立てていくに従って、コア地盤は圧密されていき、間隙水圧計の周囲の地盤も飽和度が上昇するものと考えられる。
【００２８】
なお、万が一、容器１０内が渇水した場合にそなえて、例えば図２に示すように、容器１０の側壁に、空隙部１１から外部に連通する給水孔１４を設けるとともに、給水孔１４に給水管４０を接続してもよい。給水管４０には、例えば硬質ポリエチレンチューブ等を用いることができる。
【００２９】
間隙水圧の計測時には、給水管４０は閉塞しておく。圧力センサー２０が水圧を感知しなくなった場合には、間隙水圧計の周囲の地盤に水理的破壊を生じさせないように、給水管４０の給水管４０に接続された側と反対側の端部から、低圧かつ低速で容器１０内に注水する。容器１０内が渇水して空気が混入した場合でも、注水することで容器１０内から空気を除去することができる。
【００３０】
なお、以上の実施の形態においては、ロックフィルダムのコア地盤に間隙水圧計を設置したが、本発明はこれに限定されるものではなく、鉄道盛土や道路盛土のような帯状構造物の直下地盤における間隙水圧の計測に用いてもよいし、室内模型実験や遠心模型実験においても使用することができる。
【００３１】
また、容器１０等の形状や圧力センサー２０の種類等も任意であり、その他、具体的な細部構造等についても適宜に変更可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】（ａ）、（ｂ）ともに本発明の間隙水圧計の構成を示す鉛直断面図である。
【図２】本発明の間隙水圧計の構成を示す鉛直断面図である。
【符号の説明】
【００３３】
１０   容器
１２   開口
２０   圧力センサー
３０   透水フィルター
４０   給水管
【図１】
2006003205.tif 000003
【図２】
2006003205.tif 000004