(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩石材料の色彩値または帯磁率と、岩石試料の成分とのそれぞれについて、岩石材料に適した閾値を設定する事前検討工程と、
前記閾値に基づいて採取した岩石が岩石材料に適しているか否かを評価する現場検討工程と、を備えており、
前記事前検討工程では、
色彩値、帯磁率または成分の測定値が異なる複数の岩石試料より複数の供試体を作成する作業と、
前記各供試体の密度、吸水率または圧縮強度を取得する作業と、
前記密度、前記吸水率または前記圧縮強度により前記各供試体の良否を評価する作業と、
評価された前記各供試体の前記各測定値により、岩石材料に適した岩石の色彩値または帯磁率の閾値である第一基準値と成分の閾値である第二基準値を設定する作業と、を行い、
前記現場検討工程では、
岩石の色彩値または帯磁率と、当該岩石の成分とを現場において測定する作業と、
前記色彩値または帯磁率の測定値と前記第一基準値とを比較するとともに、前記成分の測定値と前記第二基準値とを比較する作業と、を行うことを特徴とする、岩石材料の評価方法。
【請求項２】
前記岩石の成分として、カルシウムの含有率を測定することを特徴とする、請求項１に記載の岩石材料の評価方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、岩石材料の評価方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ダムの施工では、施工サイト近傍の採石場（原石山）から採取した岩石を削孔、発破等により小割して、コンクリートの骨材やダムのフィル材として使用する場合がある。
採石場等で採取された岩石を骨材やフィル材等の岩石材料として使用する場合には、ＪＩＳ等において定められた規格を満足している必要がある。
従来の岩石材料の評価方法としては、採取された岩石の岩質や風化変質の程度等を、目視観察、岩石用ハンマーによる打診および周辺地形や周辺地質に関する知識に基づいて、地質技術者が評価するのが一般的である。ところが、前記従来の岩石材料の評価方法は、技術者の経験に基づくため定量性に劣り、また、技術者により個人差が生じるおそれがある。
また、採取した岩石について、試験室において物理性質試験（JIS A 1110「粗骨材の密度及び吸水率試験方法」）を行い、岩石の密度や吸水率で評価を行う場合がある。ところが、この岩石材料の評価方法は、試験結果を得られるまでに時間を要するため、現場で即座に評価を行う必要がある場合には採用することができなかった。
現場にて即座に評価を行う岩石材料の評価方法として、特許文献１には、点載荷試験機を用いて岩石の圧縮強度と吸水率を測定し、これらの測定値の相関関係から岩石の評価を行う方法が開示されている。また、特許文献２には、加速度センサーを内蔵した小球形ハンマーにより岩石を打撃して、岩石の弾性係数等の物性値を測定する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００９−２０４５１３号公報
【特許文献２】特開２０１２−１７３０６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献1の岩石材料の評価方法は、点載荷試験を行う岩石（試料）を成型する必要があるため、簡易かつ迅速に評価を行うのが困難であった。
また、特許文献２に岩石材料の評価方法は、岩石の表面状態の影響を受けやすい。
このような観点から、本発明は、岩石が建設資材として良材か否かを、簡易かつ迅速に、なおかつ定量的に評価することができる岩石材料の評価方法を提案することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明の岩石材料の評価方法は、岩石の色彩値または帯磁率と、前記岩石の成分とを測定し、前記色彩値または帯磁率の測定値と前記成分の測定値との組み合わせにより、前記岩石を評価することを特徴としている。なお、岩石の色彩値、帯磁率および成分は、それぞれ携帯型の色彩計、帯磁率計および成分分析計により測定することができる。
かかる岩石材料の評価方法によれば、岩石の評価を現場において簡易かつ迅速、なおかつ定量的に行うことができる。そのため、技術者の経験や個人差による影響も少なく、信頼性の高い岩石材料の評価が可能となる。
【０００６】
前記岩石材料の評価方法は、岩石材料の色彩値または帯磁率と、岩石試料の成分とのそれぞれについて、岩石材料に適した閾値を設定する事前検討工程と、前記閾値に基づいて採取した岩石が岩石材料に適しているか否かを評価する現場検討工程とを備えており、前記事前検討工程では、色彩値、帯磁率または成分の測定値が異なる複数の岩石試料より複数の供試体を作成する作業と、前記各供試体の密度、吸水率または圧縮強度を取得する作業と、前記密度、前記吸水率または前記圧縮強度により前記各供試体の良否を評価する作業と、評価された前記各供試体の前記各測定値により、岩石材料に適した岩石の色彩値または帯磁率の閾値である第一基準値と成分の閾値である第二基準値を設定する作業とを行い、前記現場検討工程では、岩石の色彩値または帯磁率と、当該岩石の成分とを現場において測定する作業と、前記色彩値または帯磁率の測定値と前記第一基準値とを比較するとともに、前記成分の測定値と前記第二基準値とを比較する作業とを行う。
なお、前記岩石の成分として、カルシウムの含有率を測定するのが望ましい。
かかる岩石材料の評価方法によれば、岩種に応じた閾値を設定してから評価を行うため、より信頼性の高い評価結果を現場にて得ることができる。
【発明の効果】
【０００７】
本発明の岩石材料の評価方法によれば、岩石が建設資材として良材か否かを簡易かつ迅速に、なおかつ定量的に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本実施形態の岩石材料の評価方法を示すフローチャート図である。
【図２】第一の実施形態の品質評価に用いる区分図である。
【図３】第二の実施形態の品質評価に用いる区分図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第一の実施形態＞
本実施形態では、ロックフィルダムの施工に伴い、ダム外周部のロック材として使用する岩石材料を、ダムの施工サイト近傍の原石山から採取する場合について説明する。岩石材料は、原石山から採取した岩石を、所定の形状に小割して使用する。岩石材料には、風化変質程度が良質であることが確認された岩石を使用する。
本実施形態では、岩石材料の帯磁率および成分を測定し、この帯磁率の測定値および成分の測定値との組み合わせにより、岩石材料を評価し、良質であることが確認された岩石を採用する。本実施形態では、岩石が安山岩（火成岩）の場合について説明するが、岩石の種類は限定されるものではなく、例えば、花崗岩（火成岩）、堆積岩、変成岩等であってもよい。
本実施形態の岩石材料の評価方法は、図１に示すように、事前検討工程Ｓ１と、現場検討工程Ｓ２とを備えている。
【００１０】
事前検討工程Ｓ１では、岩石材料の帯磁率と岩石試料の成分とのそれぞれについて、岩石材料に適した閾値（すなわち、岩石材料の良否を判定するための基準値）を設定する。
事前検討工程Ｓ１は、供試体作成作業Ｓ１１、物性値取得作業Ｓ１２、供試体評価作業Ｓ１３および閾値設定作業Ｓ１４を備えている。本実施形態では、岩石の成分として、カルシウムの含有率を測定する。なお、岩石材料の評価に使用する成分はカルシウムに限定されるものではなく、例えば、ナトリウムやカリウムの測定値を使用してもよい。湿潤地帯の陸上における化学風化作用では、降水が地下に浸透し、流出することにより、アルカリ・アルカリ土類が選択的に溶脱する。また、熱水変質作用では、高温の溶液である熱水が岩石と反応し、その結果、構成鉱物に溶解、分解、再結晶が生じ別の鉱物に変化するとともに、新たな鉱物が沈殿する変化が生じ、岩石の化学組成、構成鉱物、組織が変化する。岩石と反応する熱水の化学組成やｐＨの違いによってアルカリ・アルカリ土類やケイ素が選択的に溶脱、あるいは付加する。このように風化作用あるいは熱水変質作用では、岩石材料中のケイ素、カルシウム、ナトリウム、マグネシウム、カリウム等の成分量（含有率）を測定すれば、岩石材料の風化変質の程度（材料の良否）を判定することができる。
【００１１】
供試体作成作業Ｓ１１では、岩石に対して帯磁率および成分を測定し、帯磁率または成分の測定値が異なる複数の岩石試料より複数の供試体を作成する。
岩石の帯磁率および成分の測定は、それぞれ携帯式の帯磁率計および成分分析計を使用する。帯磁率とは、物質に外部から磁場Ｈ（Ａ／ｍ）を加えて物質内部に誘導磁化Ｊ（Ａ／ｍ）が生じるときに、Ｊ／Ｈで定義される物理量である。一般的に、岩石の帯磁率は、主に磁鉄鉱と呼ばれる鉱物の量や粒径と相関している。例えば、花崗岩よりも磁鉄鉱が多く含まれている安山岩は、より高い帯磁率を示す。一方、変質作用を受けることで、磁鉄鉱が磁性を示さない赤鉄鉱などに置換されると、帯磁率は低下する。なお、火成岩のうち、有色鉱物が多く、磁鉄鉱が多い岩石（玄武岩、安山岩、班れい岩、閃緑岩等）は、帯磁率による評価が有効である。
成分分析計は、試料にＸ線を照射することで発生する二次Ｘ線（蛍光Ｘ線）を捉えて、複数元素の含有の有無と量を分析する装置である。
帯磁率および成分の測定値と、目視観察およびハンマー打診によって、風化変質程度の異なる岩石試料を偏りなく選定し、各岩石試料により供試体を作成する。
【００１２】
物性値取得作業Ｓ１２では、各供試体の物性値を取得する。
本実施形態では、各供試体の密度や吸水率等を取得する。なお、物性値取得作業において取得する供試体の物性値は、密度や吸水率に限定されるものではなく、例えば圧縮強度を取得してもよい。
続いて、物性値と測定値（帯磁率および成分）との相関関係を明らかにする。
【００１３】
供試体評価作業Ｓ１３では、物性値により各供試体の良否を評価する。すなわち、密度および吸水率が、ＪＩＳ等で定められた規格により岩質材料として良質であると認定される供試体を選定する。本実施形態では、乾燥密度２．５ｇ／ｃｍ３以上、かつ、吸水率３％以下を良材と認定した。なお、供試体の良否を判断する基準値は限定されるものではない。図２に、良材に認定された供試体と、廃棄材に認定された供試体のカルシウム含有率と帯磁率の関係をプロットした結果を示す。
閾値設定作業Ｓ１４では、評価された各供試体の帯磁率および成分の測定値により、岩石材料に適した岩石の帯磁率の閾値である第一基準値と、成分の閾値である第二基準値を設定する。本実施形態では、図２に示すように、第一基準値を２０×１０−３ＳＩとし、第二基準値を４％とする。なお、第一基準値および第二基準値は、適宜設定すればよい。
【００１４】
現場検討工程Ｓ２では、事前検討工程Ｓ１において設定した閾値に基づいて、原石山から採取した岩石が岩石材料に適しているか否かを評価する。
現場検討工程Ｓ２は、図１に示すように、測定作業Ｓ２１および比較作業Ｓ２２を備えている。
測定作業Ｓ２１では、岩石を採取し、当該岩石の帯磁率と岩石の成分とを測定する。岩石の帯磁率の測定は、携帯式の帯磁率計を使用して、現場において行う。また、岩石の成分の測定は、携帯式の成分分析計を使用して、現場において行う。
比較作業Ｓ２２では、帯磁率の測定値と第一基準値とを比較するとともに、成分の測定値と第二基準値とを比較する。比較作業において、第一基準値以上、かつ、第二基準値以上の岩石を良材と認定し、岩石材料として使用する。
【００１５】
本実施形態の岩石材料の評価方法によれば、携帯型の計測装置によって、岩石の評価を現場において簡易かつ迅速、なおかつ定量的に行うことができるため、技術者の経験や個人差による影響も少なく、信頼性の高い岩石材料の評価が可能となる。また、岩種に応じた閾値を設定してから評価を行うため、より信頼性の高い評価結果が得られる。
【００１６】
＜第二の実施形態＞
本実施形態では、コンクリートダムの施工に伴い、コンクリートの骨材として使用する岩石材料を、ダムの施工サイト近傍の原石山から採取する場合について説明する。岩石材料は、原石山から採取した岩石を、所定の形状に小割して使用する。岩石材料には、風化変質程度が良質であることが確認された岩石を使用する。
本実施形態では、岩石材料の色彩値および成分を測定し、この色彩値の測定値および成分の測定値との組み合わせにより、岩石材料を評価し、良質であることが確認された岩石を採用する。本実施形態では、岩石が花崗岩（火成岩）の場合について説明するが、岩石の種類は限定されるものではなく、例えば、安山岩（火成岩）、堆積岩、変成岩等であってもよい。
本実施形態の岩石材料の評価方法は、図１に示すように、事前検討工程Ｓ１と、現場検討工程Ｓ２とを備えている。
【００１７】
事前検討工程Ｓ１では、岩石材料の色彩値と岩石試料の成分とのそれぞれについて、岩石材料に適した閾値を設定する。
事前検討工程Ｓ１は、供試体作成作業Ｓ１１、物性値取得作業Ｓ１２、供試体評価作業Ｓ１３および閾値設定作業Ｓ１４を備えている。本実施形態では、岩石の成分として、カルシウムの含有率を測定する。なお、岩石材料の評価に使用する成分はカルシウムに限定されるものではなく、例えば、ナトリウムやカリウムの測定値を使用してもよい。
供試体作成作業Ｓ１１では、岩石に対して色彩値および成分を測定し、色彩値または成分の測定値が異なる複数の岩石試料より複数の供試体を作成する。
【００１８】
岩石の色彩値および成分の測定は、それぞれ携帯式の色彩計および成分分析計を使用して行う。色彩値による評価は、Ｌ＊ａ＊ｂ＊表色法（ＪＩＳ  Ｚ８７８１−４）に準拠して行う。Ｌ＊は、物質の明暗を表わすもので、１００が白、０が黒である。ａ＊は、物質の赤みを表わすもので、正が赤、負が緑である。ｂ＊は、物質の青みを表わすもので、正が黄、負が青である。岩石材料の色彩は、含まれる鉱物の構成や化学組成を反映しており、一般的に、変質程度に伴って色彩が変化することが知られている。例えば、花崗岩では、赤色と黄色が強くなると、風化の影響が著しいと判断される。なお、火成岩のうち、特に有色鉱物が少なく、白っぽい岩石（流紋岩や花崗岩等）は、色彩値による評価が有効である。
色彩値および成分の測定値と、目視観察およびハンマー打診によって、風化変質程度の異なる岩石試料を偏りなく選定し、各岩石試料により供試体を作成する。
【００１９】
物性値取得作業Ｓ１２では、各供試体の物性値を取得する。
本実施形態では、各供試体の密度や吸水率等を取得する。なお、物性値取得作業において取得する供試体の物性値は、密度や吸水率に限定されるものではなく、例えば圧縮強度を取得してもよい。
続いて、物性値と測定値（色彩値および成分）との相関関係を明らかにする。
供試体評価作業Ｓ１３では、物性値により各供試体の良否を評価する。すなわち、密度および吸水率が、ＪＩＳ等で定められた規格により岩質材料として良質な供試体を選定する。図３に、良材に認定された供試体と、廃棄材に認定された供試体のカルシウム含有率と色彩値の関係をプロットした結果を示す。
閾値設定作業Ｓ１４では、評価された各供試体の色彩値および成分の測定値により、岩石材料に適した岩石の色彩値の閾値である第一基準値と、成分の閾値である第二基準値を設定する。本実施形態では、図３に示すように、第一基準値（青み）を１４とし、第二基準値を０．５％とする。なお、第一基準値および第二基準値は、適宜設定すればよい。
【００２０】
現場検討工程Ｓ２では、事前検討工程Ｓ１において設定した閾値に基づいて、原石山から採取した岩石が岩石材料に適しているか否かを評価する。
現場検討工程Ｓ２は、図１に示すように、測定作業Ｓ２１および比較作業Ｓ２２を備えている。
測定作業Ｓ２１では、岩石を採取し、当該岩石の色彩値と岩石の成分とを測定する。岩石の色彩値の測定は、携帯式の色彩計を使用して、現場において行う。また、岩石の成分の測定は、携帯式の成分分析計を使用して、現場において行う。
比較作業Ｓ２２では、色彩値の測定値と第一基準値とを比較するとともに、成分の測定値と第二基準値とを比較する。比較作業において、第一基準値以上、かつ、第二基準値以上の岩石を良材と認定し、岩石材料として使用する。
【００２１】
本実施形態の岩石材料の評価方法によれば、携帯型の計測装置によって、岩石の評価を現場において簡易かつ迅速、なおかつ定量的に行うことができるため、技術者の経験や個人差による影響も少なく、信頼性の高い岩石材料の評価が可能となる。また、岩種に応じた閾値を設定してから評価を行うため、より信頼性の高い評価結果が得られる。
【００２２】
以上、本発明の実施形態について説明したが本発明は、前述の実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。
前記各実施形態では、色彩値または帯磁率の測定値と成分の測定値とによって、岩石材料の評価を行う場合について説明したが、色彩値、帯磁率および成分の３つの測定値を利用して岩石材料の評価を行ってもよい。
本実施形態の岩石材料の評価方法により選定された岩石材料が適用可能なダムの種類は、ロックフィルダムやコンクリートダムに限定されるものではない。
また、本実施形態の岩石材料の評価方法は、ダムに使用する岩石材料に限定されるものではなく、あらゆる構造物の岩石材料（骨材やフィル材等）に適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
Ｓ１    事前検討工程
Ｓ１１  供試体作成作業
Ｓ１２  物性値取得作業
Ｓ１３  供試体評価作業
Ｓ１４  閾値設定作業
Ｓ２    現場検討工程
Ｓ２１  測定作業
Ｓ２２  比較作業
【図１】
0006778011.tif 000002
【図２】
0006778011.tif 000003
【図３】
0006778011.tif 000004