(57)【要約】【課題】  凍結した地盤試料（凍土柱）外周の切削作業（コアリング）なしで迅速に凍土を引揚げる地盤試料のサンプリング方法及びサンプリング装置を提供すること。【解決手段】地盤試料を採取する土中に凍結管を挿入する凍結管挿入工程と、該凍結管挿入工程で挿入した前記凍結管を冷却し、この凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結工程と、前記凍結管を凍結した地盤試料と一緒に土中から引き抜き、地盤試料を採取する地盤試料採取工程とで構成され、前記地盤試料採取工程は、前記凍結した地盤試料の周囲をコアリングせずに行う。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤試料を採取する土中に凍結管を挿入する凍結管挿入工程と、該凍結管挿入工程で挿入した前記凍結管を冷却し、この凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結工程と、前記凍結管を凍結した地盤試料と一緒に土中から引き抜き、地盤試料を採取する地盤試料採取工程とで構成され、前記地盤試料採取工程は、前記凍結した地盤試料の周囲をコアリングせずに行う地盤試料のサンプリング方法。
【請求項２】
前記地盤試料凍結工程では、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように制御し、地盤試料を略逆錘台状に凍結させることを特徴とする請求項１に記載の地盤試料のサンプリング方法。
【請求項３】
前記地盤試料凍結工程では、凍結管の内部に配置され、その周壁に上部から下部にかけて複数個の冷媒噴射孔を備える冷媒流路に上部から冷媒を流し、前記冷媒噴射孔から冷媒が噴射され、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるよう冷却することを特徴とする請求項２に記載の地盤試料のサンプリング方法。
【請求項４】
前記地盤試料凍結工程では、パイプ状の凍結管本体と、該凍結管本体の周側面に、冷媒がらせん状に流れるように設けられた冷媒流路と、該冷媒流路の外側側面に設けられた被覆管からなる凍結管を用い、前記らせん状の冷媒流路の上部から冷媒を流し、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように冷却することを特徴とする請求項２に記載の地盤試料のサンプリング方法。
【請求項５】
前記地盤試料凍結工程では、多重管の凍結管を用い、凍結管の内側の管と外側の管の間を冷媒流路とし、該冷媒流路の上部から冷媒を流し、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように冷却することを特徴とする請求項２に記載の地盤試料のサンプリング方法。
【請求項６】
前記地盤試料凍結工程では、上部から下部に向かって順次小径となる凍結管を用い、該凍結管を冷却することにより地盤試料を、略逆錘台状に凍結させることを特徴とする請求項１に記載の地盤試料のサンプリング方法。
【請求項７】
パイプ状のロッドと、該ロッドの下端部にその上端部が接続され、かつ、冷媒流路を備える凍結管と、該凍結管の冷媒流路に冷媒を供給し、この凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結手段とで構成される地盤試料のサンプリング装置。
【請求項８】
前記凍結管には、地盤を掘削する掘削手段を更に備えることを特徴とする請求項７に記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項９】
前記地盤試料凍結手段は、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように制御し、地盤試料を略逆錘台状に凍結させることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１０】
前記地盤試料凍結手段は、凍結管の内部に配置され、その周壁に上部から下部にかけて複数個の冷媒噴射孔を備える冷媒流路に上部から冷媒を流し、前記冷媒噴射孔から冷媒が噴射され、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように冷却することを特徴とする請求項９に記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１１】
前記地盤試料凍結手段は、パイプ状の凍結管本体と、該凍結管本体の外周にらせん状に冷媒が流れるように設けられた冷媒流路と、該冷媒流路の外側に設けられた被覆管からなる凍結管を用い、前記らせん状の冷媒流路の上部から冷媒を流し、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように冷却することを特徴とする請求項９に記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１２】
前記地盤試料凍結手段は、多重管の凍結管を用い、凍結管の内側の管と外側の管の間を冷媒流路とし、該冷媒流路の上部から冷媒を流し、前記凍結管の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように冷却することを特徴とする請求項９に記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１３】
前記地盤試料凍結手段は、上部から下部に向かって順次小径となる凍結管を用い、該凍結管を冷却することにより地盤試料を略逆錘台状に凍結させることを特徴とする請求項７又は請求項８のいずれかに記載の地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１４】
土中に設置される円筒又は円柱状の凍結管と、該凍結管の上端部に設けられ、前記凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる冷熱源とで構成される地盤試料のサンプリング装置。
【請求項１５】
前記凍結管には、地盤を掘削する掘削手段を更に備えることを特徴とする請求項１４に記載の地盤試料のサンプリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は原地盤における砂地盤などの地盤物性情報を得る為の試料採取するための地盤試料のサンプリング方法及びサンプリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
地盤凍結サンプリングは、地盤を凍結させることで、サンプリング時や運搬時に地盤が乱されないように、間隙水を凍結させて、土粒子相互を固結させるためのもので、これまでに以下のような技術開発が進められてきた。代表的な事例を以下に示す。
【０００３】
特許文献１は、凍結サンプリング深度上面まで大径のボーリングをし、  その孔低中心から小径のボーリングを行い、その中に凍結管を挿入し、その上部には大径ボーリング孔の上部まで断熱管を接続し、この中に注入管を挿入して、上部から冷媒を注入し、下端から吐出させて凍結管内を熱交換しながら上昇し、地盤を凍結させる。大径のコアチューブで凍土を円柱状に切削して凍結管と共に引揚げるもので、サンプリング深度以浅は凍結させないので、これまでの工法より経済的である。
【０００４】
特許文献２、３は、ボーリング孔内に凍結外管を挿入し、その中に凍結区間より上部は断熱処理した凍結内管を挿入してサンプリング区間を凍結させ、凍結孔に近接して地上から凍土上面までボーリング孔を設け、凍土をコアリングしてコアを採取するもので、凍土柱から必要な数のコアのみ採取するので経済的である。
【０００５】
特許文献４は、凍結孔用と複数のサンプリング用ガイド管を断熱処理した鋼管の中にセットすることで、熱損失が少なく、個別にボーリングした場合の穴曲がりなどの余裕離間は不要になるので、より径の小さい凍土から良質な試料を採取することが出来るのが特徴である。
【０００６】
特許文献５は、凍結孔のボーリングによる地盤の乱れを無くすため、ボーリングをしないで、潤滑剤を塗布した螺旋状羽付きの凍結管を回転させながら先端の刃先で地盤を切削し、螺旋羽で切削土を上方に排除しながら地中に貫入設置する。凍結管内の注入管の頭部から低温流体を供給し、先端から吐出させて凍結管内を上昇しながら  凍土を造成する。その凍土を円柱状に外周を切削してから凍結管と一緒に引揚げ、地上で試料をコア抜きできるので、凍土量に対して数多くの供試体が得られる。
【０００７】
特許文献６は、凍結管の中心に低温流体注入管と内壁面に沿って削孔用の循環水圧送管と掘屑排出用管を内装した凍結管の底蓋部から水ジェットで削孔し、上部に掘屑を排出しながら凍結管を地盤に圧入する。注入管頭部から低温流体を注入し、下端部から吐出させて熱交換しながら凍結管内を上昇し、凍土柱を造成する。その凍土を円柱状に外周を切削してから凍結管と一緒に凍土を引揚げるので凍結管挿入による周辺地盤の乱れは少なく，造成凍土量に対する試験に使用できる凍土量の比が高くなるので経済的になる。
【０００８】
しかしながら、これらの文献に記載されたサンプリング方法又はサンプリング装置では、凍結管は細径で、かつ自己掘削型で、貫入による地盤の乱れ領域は小さくなり、凍土の径も小さくすることが出来、経済的になったが、注入管の先端から低温流体を吐出させ、凍結管内を熱交換しながら上昇し、凍土を造成するので、造成凍土柱の下部の方が太くなり、凍土外周面と地盤との引揚抵抗力が大きくなり、凍土柱を引抜くことが困難であった。
【０００９】
また、そのまま凍土柱を引き抜くことが困難であるため、凍土柱の周囲を切削して円柱状にして（コアリングして）から引揚げてることになるが、切削用循環低温流体の供給や大型削孔機によるコアリング工費などがかかるという欠点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開昭６０−１００７３７号公報
【特許文献２】特開昭６１−２５１７４２号公報
【特許文献３】特開昭６１−２５１７４３号公報
【特許文献４】特開昭６２−１４００４３号公報
【特許文献５】特開平０３−２８６０９３号公報
【特許文献６】特開平０７−１２７３６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は以上のような従来の欠点に鑑み、凍結した地盤試料（凍土柱）外周の切削作業（コアリング）なしで迅速に凍土を引揚げる地盤試料のサンプリング方法及びサンプリング装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するために、本発明の地盤試料のサンプリング方法は、地盤試料を採取する土中に凍結管を挿入する凍結管挿入工程と、該凍結管挿入工程で挿入した前記凍結管を冷却し、この凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結工程と、前記凍結管を凍結した地盤試料と一緒に土中から引き抜き、地盤試料を採取する地盤試料採取工程とで構成され、前記地盤試料採取工程は、前記凍結した地盤試料の周囲をコアリングせずに行う。
【００１３】
また、本発明の地盤試料のサンプリング装置は、  パイプ状のロッドと、該ロッドの下端部にその上端部が接続され、かつ、冷媒流路を備える凍結管と、該凍結管の冷媒流路に冷媒を供給し、この凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結手段とで構成される。
【００１４】
さらに、本発明の地盤試料のサンプリング装置は、土中に設置される円筒又は円柱状の凍結管と、該凍結管の上端部に設けられ、前記凍結管の周囲の地盤試料を該凍結管を中心軸として略逆錘台状に凍結させる冷熱源とで構成される。
【発明の効果】
【００１５】
以上の説明から明らかなように、本発明にあっては次に列挙する効果が得られる。
（１）請求項１、請求項７及び請求項１４に記載された各発明においては、凍結管周囲の地盤試料を略逆錐台状や略円柱型に凍結させるので、凍結した地盤試料の引揚抵抗力が大きくなることを防止でき、容易に地盤試料を引き抜くことができる。
そのため、工期の短縮と工費の節減、凍土コアリング用の大型設備と高度な技術が不要になり、容易に地盤試料のサンプリングを行うことができる。
（２）また、凍結した地盤試料の周囲をコアリングせずに地盤試料を引き抜くことができる。
すなわち、地盤凍結は、凍結管からの凍土厚が厚くなると等比級数的に工期と工費が増大する。このようにして造成した凍土を採取するために、従来工法では引抜くことができなかったので、高価な外周部凍土をコアリングして捨てて、その中の凍土柱部分のみを採取していたが、逆錐台状凍土塊を造成することで、造成した全ての凍土をコアリングせずに採取できるようになる。
したがって、造成した凍土塊すべてを採取できるので、造成凍土量に対して、凍結サンプリングの目的に使用できる凍土量の比率が飛躍的に向上させることができる。
（３）請求項２乃至請求項６及び請求項９乃至請求項１３に記載された各発明も、前記（１）〜（２）と同様な効果が得られる。
（４）請求項８及び請求項１５に記載された発明も、前記（１）〜（２）と同様な効果が得られると共に、事前に調査用の孔を削孔しなくても、凍結管を土中に配置することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
図１乃至図７は本発明の第１の実施形態を示す説明図である。
図８乃至図１１は本発明の第２の実施形態を示す説明図である。
図１２乃至図１５は本発明の第３の実施形態を示す説明図である。
図１６乃至図１９は本発明の第４の実施形態を示す説明図である。
図２０乃至図２２は本発明の第５の実施形態を示す説明図である。
【図１】第１実施形態の地盤試料のサンプリング方法の工程図。
【図２】第１実施形態の地盤試料のサンプリング装置の正面図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】凍結管の説明図。
【図５】凍結管挿入工程の説明図。
【図６】地盤試料凍結工程（地盤試料凍結手段）の説明図。
【図７】地盤試料採取工程の説明図。
【図８】第２実施形態の地盤試料のサンプリング方法の工程図。
【図９】第２実施形態の地盤試料のサンプリング装置の正面図。
【図１０】凍結管の説明図
【図１１】地盤試料凍結手段の説明図。
【図１２】第３実施形態の地盤試料のサンプリング方法の工程図。
【図１３】第３実施形態の地盤試料のサンプリング装置の正面図。
【図１４】凍結管の説明図
【図１５】地盤試料凍結手段の説明図。
【図１６】第４実施形態の地盤試料のサンプリング方法の工程図。
【図１７】第４実施形態の地盤試料のサンプリング装置の正面図。
【図１８】凍結管の説明図
【図１９】地盤試料凍結手段の説明図。
【図２０】第５実施形態の地盤試料のサンプリング方法の工程図。
【図２１】第５実施形態の地盤試料のサンプリング装置の正面図。
【図２２】地盤試料凍結手段の説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、図面に示す本発明を実施するための形態により、本発明を詳細に説明する。
【００１８】
図１乃至図７に示す本発明を実施するための第１の形態において、１は地盤の液状化強度や動的変形係数などを求めるための特性値を求める地盤試料のサンプリング方法である。
【００１９】
この地盤試料のサンプリング方法１は、図１に示すように、地盤試料２を採取する土中に凍結管３を挿入する凍結管挿入工程４と、該凍結管挿入工程４で挿入した凍結管３を冷却し、凍結管３の周囲の地盤試料２を上端から下端へ至るにしたがって小径となる略逆錘台状に凍結させる地盤試料凍結工程５と、前記凍結管３を凍結した地盤試料２と一緒に土中から引き抜き、地盤試料２を採取する地盤試料採取工程６とで構成されている。
【００２０】
また、この地盤試料のサンプリング方法１に用いられる地盤試料のサンプリング装置７は、本実施形態においては図２乃至図４に示すように、パイプ状のロッド８と、該ロッド８の下端部にその上端部が接続され、かつ、冷媒流路９を備える凍結管３と、凍結管３の冷媒流路９に冷媒１０を供給し、凍結管３の周囲の地盤試料２を略逆錐台状に凍結させる地盤試料凍結手段１１とで構成されている。
【００２１】
前記凍結管挿入工程４では、図５に示すように地盤試料２を採取しようとする地盤の土中に凍結管３を挿入する工程である。この工程では、予め下穴を掘削しておき、凍結管３を土中に挿入する方法もあるが、本実施形態においては、凍結管３に掘削手段１２を備え、穴を開けながら凍結管３を挿入（貫入）する工程である。例えば、図示していない回転圧入機により、ロッド８の先端に装着した凍結管３を所定の土中に静かに回転切削しながら設置する。
【００２２】
本実施形態における掘削手段１２としては、凍結管３の下端部に設けられた切削刃１４と、回転により地盤を掘削し、掘削した土砂を上部に排出する螺旋羽根１３で構成している。
【００２３】
なお、本実施形態においては、凍結管３は上下同径で底部が閉塞した円筒状で、この凍結管３の周囲に螺旋羽根１４が設けられている。この螺旋羽根１３は本実施形態では連続したものであるが、回転抵抗を少なくするため断続した螺旋羽根１３としても良い。
凍結管３を土中に位置させた後に凍結管３を冷却し、凍結管３の周囲の地盤試料２を略逆錐台状に凍結させる地盤試料凍結工程５を行う。地盤試料２を略逆錐台状に凍結させる地盤試料凍結手段１１は、本実施形態では、凍結管３の表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように制御することにより地盤試料２を略逆錐台状に凍結させる。
【００２４】
具体的には、凍結管３内の冷媒流路９の上下端部側面には冷媒温度計Ｔ１、Ｔ２が装着され、冷媒供給の制御は上下の温度差を指標とする。凍結管３の上端には造成凍土目標径の合板からなる低熱伝導円盤１５を装着し、その外周には地盤凍結の検知を過冷却による誤認検知を無くすため、温度計ではなく比抵抗計Ｒを装着する。
【００２５】
凍結管３の内部に配置された冷媒流路９の周壁には複数個の冷媒噴射孔１６を形成し、この冷媒吐出孔１６から冷媒１０を横方向に吐出する。本実施形態では、周方向に所定間隔を隔てて４箇所冷媒吐出孔１６を形成し、上部から下部にかけて複数個設けられており、下方は２２．５ｃｍピッチ  中間は９ｃｍピッチ  上方は７．５ｃｍピッチで冷媒噴射孔１６を設けている。
【００２６】
冷媒１０（液体窒素）は、冷媒流路９に接続された断熱処理した注入接続管（図示せず）から注入され、この制御は、制御装置Ｃにより、冷媒温度計の上下温度を設定値になるように（凍結管３の下部よりも上部が低くなるように）冷媒１０の注入を制御し、比抵抗計Ｒから凍土が所定の径に達したことが検知されたら液体窒素の注入を停止する。
【００２７】
本実施形態では、凍結管３内の冷媒流路９の外側の上部温度計Ｔ１と下部温度計Ｔ２の温度差の目標値はマイナス６０〜マイナス７０℃となるように制御装置Ｃにより制御されている。例えば上部温度計Ｔ１の温度がマイナス１１０℃〜マイナス１２０℃、下部温度計Ｔ２の温度がマイナス５０℃〜マイナス６０℃程度になるように制御している。このような温度に制御するために、冷媒１０（液体窒素）の注入量は電磁バルブの開閉により制御されており、電磁バルブの開閉は３０秒毎に行われる。前述のような温度になるように制御した場合、冷媒１０の注入開始約５分後には地盤試料２の凍結が開始し、約３０分で地盤試料凍結工程５は終了する。本実施形態の地盤試料凍結工程５で得られる凍結した地盤試料２は、長さ約 １．０ｍ、直径は下端部で約φ４．５ｃｍ、上端部で約φ１１ｃｍ程度の逆錘台状となる。
【００２８】
また、冷媒吐出孔１６から吐出された冷媒１０（液体窒素）は、気化して凍結管３と冷媒流路９の間から上部（ロッド８）側へ排出される。
地盤試料凍結工程５ではこのような地盤試料凍結手段１１を用いて、凍結管３の周囲の地盤試料２を略逆錐台状に凍結させる。
【００２９】
凍結管３の周囲の地盤試料２が略逆錐台状に凍結したら、この地盤試料２を凍結管３と一緒に土中から引き抜き、地盤試料２を採取する地盤試料採取工程６を行う。この地盤試料採取工程６を行う際に、凍結した地盤試料２のコアリングはせずに地盤試料２を引き抜く。
【００３０】
具体的には、ロッド８にジャッキ（図示せず）を用いて引揚力を作用させ、凍結した地盤試料２が動いたら、ウィンチ（図示せず）でゆっくり巻き上げ、凍結した地盤試料２をラッピングし、低温養生する。
なお、冷媒流路９の冷媒吐出孔１６の深度方向の位置、円周方向の口数や口径、凍結管上下の温度差指標値などは、凍土柱の錐台勾配を引揚抵抗に関わる地盤の密度等から適宜変更することができる。
【００３１】
［発明を実施するための異なる形態］
次に、図８乃至図２２に示す本発明を実施するための異なる形態につき説明する。なお、これらの本発明を実施するための異なる形態の説明に当って、前記本発明を実施するための第１の形態と同一構成部分には同一符号を付して重複する説明を省略する。
【００３２】
図８乃至図１１に示す本発明を実施するための第２の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、パイプ状の凍結管本体１７と、該凍結管本体１７の外周に螺旋状に冷媒が流れるように設けられた冷媒流路９Ａと、該冷媒流路９Ａの外側に設けられた被覆管１８と、凍結管３Ａの下端部に設けられた掘削手段１２Ａとしてのシューからなる凍結管３Ａを用い、前記螺旋状の冷媒流路９Ａの上部から冷媒１０を流し、凍結管３Ａの表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように制御する地盤試料凍結手段１１Ａを用いて地盤試料凍結工程５Ａを行う地盤試料のサンプリング方法１Ａ及び地盤試料のサンプリング装置７Ａにした点で、このような構成にしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００３３】
具体的には、凍結管の内壁に削孔用のジェット口１９を下端に有する送水パイプ２０と熱交換後の冷媒の排気パイプを内装した凍結管の外側に１ないし複数条の冷媒細管（冷媒流路９Ａ）を螺旋状に巻きつけ、上端部から注入パイプ２１を介して冷媒１０を注入し、熱交換後、下端部から排気パイプ２２を介して気化した冷媒１０を排気し、注入温度と排出温度の差を制御して注入しながら逆錐台状凍土塊を造成する。
【００３４】
なお、冷媒流路９Ａの螺旋状パイプからなる表面が平滑でなく、凍結管の貫入抵抗が大きいので、熱伝道率の良い薄肉銅筒で形成された被覆管１８被覆して凍結管表面を平滑にし、被覆管１８と略面一となるようにシュー（掘削手段１２Ａ）の径を大きくした結果、貫入抵抗は小さくなったが、熱伝達効率が低下した。
【００３５】
そこで本実施形態では、熱膨張率がほぼ同じで熱伝導率が小さい例えばＳＵＳ３０４製の凍結管本体１７と熱伝導率が大きい銅製の被覆管１８を使用し、凍結管本体１７の先端には内向きのシュー１２Ａを付け、外周には冷媒流路９Ａ用に螺旋細管に相当する山形ねじ加工とし、ねじ山先端に圧着するように焼きばめの原理を応用して銅製の被覆管１８を被せている。
【００３６】
図１２乃至図１５に示す本発明を実施するための第３の形態において、前記本発明を実施するための第２の形態と主に異なる点は、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、多重管（本実施形態では二重管）の凍結管３Ｂを用い、凍結管３Ｂの内側の管と外側の管の間を冷媒流路９Ｂとし、該冷媒流路９Ｂの上部から冷媒１０を流し、前記凍結管３Ｂの表面温度を下部から上部に向かって順次低温となるように制御する地盤試料凍結手段１１Ｂを用いて地盤試料凍結工程５Ｂを行う地盤試料のサンプリング方法１Ｂ及び地盤試料のサンプリング装置７Ｂにした点で、このような構成にしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。すなわち、凍結管３Ｂを多重管とし、注入温度と排出温度の差を制御しながら冷媒流路９Ｂの上部から冷媒１０を流すことにより、凍結管３Ｂの下部よりも上部が低温にすることができ、略逆錐台状又は略円柱型に凍結させることができる。
【００３７】
本実施形態では二重管の凍結管３Ｂとし、凍結管３Ｂの外側のパイプ３ａと内側のパイプ３ｂとの空隙を冷媒流路９Ｂとして、この部位に冷媒１０を注入し、周辺地盤と熱交換しながら流下して下端部から内側パイプの内側を上昇して排気される。
【００３８】
本実施形態のように二重管ではなく、凍結管３Ｂを三重管等として、最外側パイプと中パイプの空隙を冷媒流路９Ｂとして、この部位に冷媒１０を注入し、熱交換しながら流下して下端部から中パイプと中心部の内パイプの空隙を上昇して排気してもよい。
【００３９】
図１６乃至図１９に示す本発明を実施するための第４の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、上部から下部に向かって順次小径となる凍結管３Ｃを用い、該凍結管３Ｃを冷却することにより地盤試料を略逆錐台状に凍結させる地盤試料凍結手段１１Ｃを用いて地盤試料凍結工程５Ｃを行う地盤試料のサンプリング方法１Ｃ及び地盤試料のサンプリング装置７Ｃにした点で、このような構成にしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４０】
なお、本実施形態の地盤試料凍結手段１１Ｃとしては、凍結管３Ｃの内部を冷媒流路９Ｃとし、この冷媒流路９Ｃに冷媒１０（液体窒素）を充填し、常に凍結管３Ｃ内の温度を一定に保持する。このように冷却することで、地盤試料の厚さをほぼ一定に造成することができ、凍結管３Ｃの外周面と同様の勾配を有する地盤試料をサンプリングすることができる。
【００４１】
図２０乃至図２２に示す本発明を実施するための第５の形態において、前記本発明を実施するための第１の形態と主に異なる点は、土中に設置される円筒又は円柱状の凍結管３Ｄと、該凍結管３Ｄの上端部に設けられた冷熱源２３を用いて冷却することにより、凍結管３Ｄの周囲の地盤試料を略逆錐台状又は略円柱型に凍結させる地盤試料凍結手段１１Ｄを用いて地盤試料凍結工程５Ｄを行う地盤試料のサンプリング方法１Ｄ及び地盤試料のサンプリング装置７Ｄにした点で、このような構成にしても前記本発明を実施するための第１の形態と同様な作用効果が得られる。
【００４２】
凍結管３Ｄの上端部に冷熱源２３を設けて凍結管３Ｄを冷却することにより、凍結管３Ｄの下部よりも上部の方が低温となり、地盤試料を略逆錐台状又は略円柱型に凍結させることができる。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明は地盤物性情報を得る為の試料採取を行う産業で利用される。
【符号の説明】
【００４４】
１、１Ａ、１Ｂ、１Ｃ、１Ｄ：地盤試料のサンプリング方法、
２：地盤試料、                    ３、３Ａ、３Ｂ、３Ｃ、３Ｄ：凍結管、
４：凍結管挿入工程、              
５、５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ：地盤試料凍結工程、
６：地盤試料採取工程、                
７、７Ａ、７Ｂ、７Ｃ、７Ｄ：地盤試料のサンプリング装置、
８：ロッド、                      ９、９Ａ、９Ｂ、９Ｃ、：冷媒流路、
１０：冷媒、      
１１、１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄ：地盤試料凍結手段、
１２、１２Ａ：掘削手段、          １３：螺旋羽根、
１４：切削刃、                    １５：低熱伝導円盤、
１６：冷媒噴射孔、                １７：凍結管本体、
１８：被覆管、                    １９：ジェット口、
２０：送水パイプ、                ２１：注入パイプ、
２２：排気パイプ、                ２３：冷熱源。
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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