(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロックゾーンの盛立面からロック材を採取して試験孔を設け、該試験孔を利用して現場密度試験を実施するとともに、採取した前記ロック材を利用して粒度試験を実施するロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法であって、
前記粒度試験は、前記ロック材全量をふるい分けにより大径ロック材と小径ロック材に分類したうえで各々で実施し、
前記小径ロック材の粒度試験は、連続的に搬送される搬送面上に撒き出された小径ロック材の全量を３Ｄラインレーザーカメラにて撮像することにより三次元表面形状データを取得した後、該三次元表面形状データに基づいて前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。
【請求項２】
請求項１に記載のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法において、
あらかじめ盛立前のロック材から得た試料を用いてふるい分けによる粒度試験を実施し、目開きの異なる複数のふるい各々の加積通過率（湿潤重量比）と、各ふるいに対応する最適閾値を設定しておくとともに、
前記三次元表面形状データから前記小径ロック材の、全体積に対する前記搬送面から前記最適閾値各々に相当する高さまでの体積の比を、加積通過率（画像体積比）として算定した後、
該加積通過率（画像体積比）を前記最適閾値が設定されたふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てることにより、小径ロック材群の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。
【請求項３】
請求項１に記載のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法において、
前記三次元表面形状データから前記小径ロック材をなす石粒子各々について、外接直方体を抽出し、該外接直方体の直交する３軸各々の長さと体積を算定し、
前記３軸各々の長さのうちの中間長さを前記石粒子の粒径に見立てるとともに、前記体積を前記石粒子の重量に見立てて、前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とするロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロックフィルダムは、中央に粘土層の遮水壁をなすコアゾーンを配置し、そのまわりにフィルターゾーンをはさんで、外側にロック材よりなるロックゾーンを配置した三層構造となっており、ロックゾーンにてロック材を振動ローラ等で転圧締固めて盛り立てることで、安定したダムを築造する。そして、建設工事中のロックゾーンの品質管理方法としては、例えば一定の盛立量ごとで現場密度試験および粒度試験を行うことが知られている。
【０００３】
上記の現場密度試験および粒度試験では、試験孔が孔径２ｍ前後で孔深が１ｍ前後と大きいことから掘削作業に時間と手間を要する。また、試験孔から採取されるロック材が最大粒径１ｍ程度の粗粒材料よりなるため、合成比重を求めるべく人力によるふるい分けによる粒度試験を行う際には多大な労力を要し、品質管理を行うための作業が煩雑となっていた。
【０００４】
このような中、例えば特許文献１には、ふるい分けによる粒度試験を実施することなく、所定の場所にて採取された地盤材料の粒径加積曲線を作成する地盤材料の粒度計測システムが開示されている。具体的には、地盤材料から採取した試料を、所定粒径Ｄ以下の小径粒状体と所定粒径Ｄ以上の大径粒状体に分類し、大径粒状体の粒径加積曲線および小径粒状体の粒径加積曲線をそれぞれ推定したうえで、これらを合成して、地盤材料から採取した試料の粒径加積曲線を推定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−３６５３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の方法は、大径粒状体の粒径加積曲線を、大径粒状体の画像から抽出した輪郭を利用して推定するが、大径粒状体の輪郭を二次元画像から抽出するだけでなく、輪郭内部の面積から大径粒状体を球体もしくは楕円体とみなして大径粒状体全体の体積、および大径粒状体各々の粒径を推定している。このため、粒径加積曲線の推定結果が十分な精度を有しているとは言えない。
【０００７】
また、小径粒状体の粒径加積曲線を推定するには、大径粒状体の体積と試料全体の体積から試料に対する小径粒状体の総体積割合を推定しておくとともに、あらかじめ地盤材料の標本を複数準備し、各々の小径粒状体における粒径加積曲線を求めておく。そして、試料に対する小径粒状体の総体積割合に応じて、複数標本の小径粒状体の粒径加積曲線のうち、所定粒径Ｄの通過質量百分率が、試料の大径粒状体における粒径加積曲線から算定した所定粒径Ｄの通過質量百分率と同一となるものを選択し、これを試料の小径粒状体における粒径加積曲線と推定する。
【０００８】
このとき、複数標本各々の粒径加積曲線を、所定粒径Ｄに対する粒径比の所定指数関数Ｐで近似して指数関数Ｐの指数ｎを得るとともに、当該指数ｎとあらかじめ推定した小径粒状体の総体積割合との関係式Ｒを算定しておく必要がある。このため、その推定方法が煩雑であるとともに、推定方法に試料体の小径粒状体自体を分析する工程が含まれておらず、推定結果の信頼性に劣る。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンに対して、簡略な方法で精度よく現場密度試験および粒度試験を実施し品質管理を行うことの可能な、ロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、ロックゾーンの盛立面からロック材を採取して試験孔を設け、該試験孔を利用して現場密度試験を実施するとともに、採取した前記ロック材を利用して粒度試験を実施するロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法であって、前記粒度試験は、前記ロック材全量をふるい分けして大径ロック材と小径ロック材に分類したうえで各々で実施し、前記小径ロック材の粒度試験は、連続的に搬送される搬送面上に撒き出された小径ロック材の全量を３Ｄラインレーザーカメラにて撮像することにより三次元表面形状データを取得した後、該三次元表面形状データに基づいて前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。
【００１１】
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、小径ロック材を搬送面に撒き出すのみの簡略な現場作業で、三次元表面形状データの画像解析により粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することができる。これにより、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの現場密度試験の省力化を図ることが可能になるとともに、試験に要する作業時間を大幅に短縮化できる。
【００１２】
また、搬送面に撒き出される小径ロック材全量について、三次元表面形状データが取得され、該三次元表面形状データの画像解析にて小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）が推定されるため、小径ロック材とは別途粒度試験を行う大径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）と合成することにより、ロック材全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を精度よく迅速に求めることが可能となる。
【００１３】
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、あらかじめ盛立前のロック材から得た試料を用いてふるい分けによる粒度試験を実施し、目開きの異なる複数のふるい各々の加積通過率（湿潤重量比）と、各ふるいに対応する最適閾値を設定しておくとともに、前記三次元表面形状データから前記小径ロック材の、全体積に対する前記搬送面から前記最適閾値各々に相当する高さまでの体積の比を、加積通過率（画像体積比）として算定した後、該加積通過率（画像体積比）を前記最適閾値が設定されたふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てることにより、小径ロック材群の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。
【００１４】
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、ふるい分けによる粒度試験にて得た加積通過率（湿潤重量比）を最適閾値の設定に反映させているため、最適閾値を使用した三次元表面形状データの画像解析による粒度分布曲線（画像体積比）から推定した小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）に、ふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の精度を確保することが可能となる。
【００１５】
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、前記三次元表面形状データから前記小径ロック材をなす石粒子各々について、外接直方体を抽出し、該外接直方体の直交する３軸各々の長さと体積を算定し、前記３軸各々の長さのうちの中間長さを前記石粒子の粒径に見立てるとともに、前記体積を前記石粒子の重量に見立てて、前記小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することを特徴とする。
【００１６】
上述する本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法によれば、小径ロック材の粒径を算定する方法に、「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に定められている、石粒子に対して直交する３軸を設定し、３軸のうちの中間長さを石粒子の粒径とする方法が反映されている。これにより、人力による作業手間を省略しつつ、人力にてふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の試験結果を得ることが可能となる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、ロックゾーンの品質管理を実施するにあたり、盛立面より採取したロック材のうち小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を、３Ｄラインレーザーカメラより取得した三次元表面形状データを画像解析することで推定できるため、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理を、簡略な方法で精度よく実施することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明のフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法の流れを示す図である。
【図２】本発明の品質管理方法の手順を示す図である（その１）。
【図３】本発明の品質管理方法の手順を示す図である（その２）。
【図４】本発明の品質管理方法にて作製された粒度分布曲線（湿潤重量比）を示す図である（３００ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００とした場合）。
【図５】本発明の品質管理方法にて作製された粒度分布曲線（湿潤重量比）を示す図である（７５ｍｍのふるいを通過したものを小径ロック材１００とした場合）。
【図６】本発明の三次元画像処理設備の概略を示す図である。
【図７】本発明の三次元画像処理設備（ベルトフィーダーを用いない場合）の概略を示す図である。
【図８】本発明の三次元画像処理設備に備えた３Ｄラインレーザーカメラおよび撮像されるプロファイルデータＰを示す図である。
【図９】本発明の三次元画像処理設備の暗室および振動抑制機構を示す図である。
【図１０】本発明における粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する方法で使用する最適閾値を示す図である。
【図１１】（ａ）は本発明におけるキャリブレーションにて使用する小径ロック材試料群を示す図であり、（ｂ）は本発明におけるキャリブレーションにて使用する小径ロック材試料群の断面形状を示す図である。
【図１２】本発明の石粒子に接する外接直方体を示す図である。
【図１３】（ａ）は本発明の石粒子の撒き出し状態、（ｂ）は石粒子を水平方向にスライスした状態を示す図である。
【図１４】本発明の三次元画像処理設備の他の事例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、建設工事中のロックフィルダムにおけるロックゾーンの現場試験の中でも、現場密度試験と粒度試験を併せて実施する際に用いる方法であり、現場密度試験の試験結果として、乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂまで把握してもよいし、これと併せてとロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を把握することにより終了するものであってもよい。
【００２０】
また、品質管理は、定期的に実施してもよいし一定の盛立量毎に実施してもよいが、本実施の形態では、一定の盛立量毎に乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂまで把握する場合を事例とし、以下に図１〜図９を参照してその方法を詳述する。
【００２１】
ロックフィルダムは、事前の試験施工に基づき決定した規定の締固め度を実現するための施工仕様により、材料粒度、含水比、締固めエネルギーを管理しつつ、ロックゾーンの盛立を実施しており、一定の盛立量に到達した時点で、図１のフローに示す手順により水置換法による現場密度試験を実施し、締固め後の盛立面Ｆの品質管理を行う。
【００２２】
まず、図２（ａ）で示すように、盛立面Ｆの不陸を取り除き平坦に整地したのち、現場密度試験を実施するための試験孔３００を、バックホウにて掘削して孔壁を人力で整形する（ｓｔｅｐ１）。この後、図２（ｂ）で示すように、孔壁に密着するようにシート３１０を敷設したうえで（ｓｔｅｐ２）、図３（ａ）で示すように、シート内に水３２０を注入し、水３２０の量から試験孔３００の体積Ｖを算定する（ｓｔｅｐ３）。
【００２３】
一方、試験孔３００を構築するべく盛立面から採取されたロック材Ｒは、図３（ｂ）で示すように、ふるい分けにより小径ロック材１００と大径ロック材２００に分類する（ｓｔｅｐ４）。本実施の形態では、ふるい分けにふるい目が３００ｍｍのスクリーンを使用し、３００ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００、通過せずにスクリーンに残置したものを大径ロック材２００と分類する。もしくは、７５ｍｍのふるいを通過したものを小径ロック材１００、通過せずにスクリーンに残置したものを大径ロック材２００と分類する。
【００２４】
分類された小径ロック材１００および大径ロック材２００を、それぞれを搬送台車等に積みこみ、トラックスケールやクレーンスケール等にてその重量Ｍ１およびＭ２を測定する（ｓｔｅｐ５および６）。その後、これら重量Ｍ１およびＭ２の合計値と試験孔３００の体積Ｖから湿潤密度ρｔを把握する（ｓｔｅｐ７）。
【００２５】
さらに、大径ロック材２００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を測定するとともに（ｓｔｅｐ８）、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定し（ｓｔｅｐ９）し、これらを合成することにより、図４もしくは図５で示すような試験孔３００を構築するべく盛立面から採取されたロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。
【００２６】
最後に、各粒径の含水比を求め、湿潤重量から乾燥重量を算出し、ロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（絶乾重量比）を推定するとともに（ｓｔｅｐ１０）、合成比重および合成含水比を算出し、乾燥密度ρｄおよび間隙比ｅｂを把握し、盛立面Ｆの品質管理を終了する（ｓｔｅｐ１１）。
【００２７】
上述するロックゾーンの品質管理方法において、ｓｔｅｐ８およびｓｔｅｐ９にて粒度分布曲線（湿潤重量比）を把握するにあたり、大径ロック材２００は「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に基づいてふるい分けによる粒度試験を実施する。
【００２８】
具体的には、ふるい目が３００ｍｍのスクリーンを通過せずにスクリーンに残置した大径ロック材２００は、所望の目開き寸法を備える試験器具を用いてふるい分けを行い、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。また、ふるい目が７５ｍｍのふるいを通過せずにふるいに残置した大径ロック材２００は、ふるい目が７５ｍｍ、１２５ｍｍのふるいと目開き寸法が３００ｍｍの試験器具を用いてふるい分けを行い、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。なお、３００ｍｍを超える大径ロック材２００は、必ずしもそれ以上の測定を実施しなくてもよい（ｓｔｅｐ８）。
【００２９】
一方、小径ロック材１００は三次元画像表面形状データを利用した画像解析により粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する（ｓｔｅｐ９）。三次元画像表面形状データを利用した画像解析は、以下に示す三次元画像処理設備１を用いて実施する。なお、三次元画像処理設備１の詳細は特願２０１６−７８１５号を参照されたい。
【００３０】
<三次元画像処理設備>
三次元画像表面形状データを利用した画像解析にて粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定するための三次元画像処理設備１は、図６で示すように、ベルトコンベヤ装置５およびコンベヤベルト４の搬送面に撒き出される小径ロック材１００の三次元表面形状データを取得するための３Ｄラインレーザーカメラ６を備えている。
【００３１】
ベルトコンベヤ装置５は、バラ荷を搬送する際に一般に使用される搬送装置であり、本実施の形態では、ベルトフィーダ３のフィーダー速度およびコンベヤベルト４のベルト速度をそれぞれ調整可能な調整機構を備えている。これにより、フィーダー速度がコンベヤベルト４のベルト速度より遅くなるよう調整し、ホッパ２からベルトフィーダ３を介して撒き出される小径ロック材１００を、コンベヤベルト４の搬送面上で重なり合うことなく平面上に分散させる。なお、必ずしもベルトフィーダ３を用いる必要はなく、図７で示すように、ダンプトラックや人力によりコンベヤベルト４に直接撒き出してもよい。
【００３２】
また、３Ｄラインレーザーカメラ６は、図８で示すように、レーザー線状光Ｌを照射可能なレーザー投光部６１とカメラレンズ６２を備えた、光切断法に対応したカメラを採用している。そして、ベルトコンベヤ装置５の搬送部におけるコンベヤベルト４の搬送面上に設定された撮像対象領域に、レーザー線状光Ｌをコンベヤベルト４の移動方向と直交するように照射し、撮像対象領域を移動する小径ロック材１００を、この移動に同期してカメラレンズ６２にて撮像する。
【００３３】
こうして、小径ロック材１００をコンベヤベルト４の幅方向に切断した際の断面形状の外形を示すプロファイルデータＰを多数取得することにより、小径ロック材１００の三次元表面形状データを得ることができ、また、プロファイルデータＰを画像処理することにより、小径ロック材１００の二次元断面形状を得ることができる。
【００３４】
なお、３Ｄラインレーザーカメラ６の撮像対象領域は、図９（ａ）で示すように、ベルトコンベヤ装置５とは独立して設置した暗室７の内方に位置しており、３Ｄラインレーザーカメラ６は、暗室７に設置されている。そして、暗室７はベルトコンベヤ装置５と接触しないよう構築されて、ベルトコンベヤ装置５の振動が３Ｄラインレーザーカメラ６に伝達することを防止している。
【００３５】
また、図９（ｂ）で示すように、３Ｄラインレーザーカメラ６の撮像対象領域を含む一定の範囲には、振動抑制機構１０を設置している。これにより、コンベヤベルト４の搬送面上で上下動しない状態の小径ロック材１００を３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像でき、精度の良い三次元表面形状データを取得することが可能となる。
【００３６】
上記のプロファイルデータＰ、およびプロファイルデータＰからなる三次元表面形状データは、図６で示す端末装置１１に送信され画像処理される。なお、端末装置１１は、演算処理装置及び記憶装置等のハードウェアと該ハードウェア上で動作するソフトウェアとで構成される情報処理装置、情報処理装置に種々のデータを入力する通信装置やキーボード等の入力装置、情報処理装置で行われた演算処理結果をリアルタイムで出力するディスプレイ及び記憶装置等からなる出力装置を備えている。
【００３７】
<小径ロック材の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する方法>
上記の三次元画像処理設備１を利用した粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法について、以下に説明する（ｓｔｅｐ９）。
【００３８】
図６で示すように、トラックスケール等にて重量Ｍ１を測定した小径ロック材１００をホッパ２に投入し、ベルトフィーダ３を介してコンベヤベルト４に撒き出す。そして、図８で示すように、撮像対象領域を通過した全量の小径ロック材１００を３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像し、これにより得られたプロファイルデータＰから三次元表面形状データを取得し、端末装置１１に送信する。
【００３９】
そして、三次元表面形状データから端末装置１１にて、小径ロック材１００の全体積を計測する。ここで、小径ロック材１００の全体積とは、小径ロック材１００のコンベヤベルト４の移動方向の長さ範囲における、コンベアベルト４の搬送面よりなる下端面と、プロファイルデータＰよりなる上端面とで囲まれた領域の全体積である。
【００４０】
上記の手順にて取得した小径ロック材１００の三次元表面形状データおよび体積を利用して、３００ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００として分類する場合は第１の実施の形態で示す方法により、また、７５ｍｍのスクリーンを通過したものを小径ロック材１００として分類する場合は第２の実施の形態で示す方法により、粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定する。
【００４１】
〈第１の実施の形態〉
ふるい目が３００ｍｍのスクリーンを通過した小径ロック材１００は、以下に記載する三次元画像表面形状データを利用した画像解析により、粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定する。第１の実施の形態における粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法の詳細は、特願２０１６−７８１５号を参照されたい。
【００４２】
なお、小径ロック材１００を「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）」に従い、ふるい分けによる粒度試験を人力にて実施する場合には、ふるい目が２．０ｍｍ、４．７５ｍｍ、９．５ｍｍ、１９ｍｍ、２６．５ｍｍ、３７．５ｍｍ、５３ｍｍ、７５ｍｍ、１２５ｍｍの９種類のふるいを用いることが定められている。
【００４３】
そこで、本実施の形態では小径ロック材１００を、１０段階（０〜２．０ｍｍ、２．０ｍｍ〜４．７５ｍｍ、４．７５ｍｍ〜９．５ｍｍ、９．５ｍｍ〜１９ｍｍ、１９ｍｍ〜２６．５ｍｍ、２６．５ｍｍ〜３７．５ｍｍ、３７．５ｍｍ〜５３ｍｍ、５３ｍｍ〜７５ｍｍ、７５ｍｍ〜１２５ｍｍ、１２５ｍｍ〜３００ｍｍ）に分級する場合を事例とする。
【００４４】
まず、図１０の小径ロック材１００における三次元表面形状データの断面図で示すような、コンベヤベルト４の搬送面から９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々に相当する高さまでの体積を端末装置１１にて計測し、全体積に対する比をそれぞれ加積通過率（画像体積比）として算定する。ここで、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）は、後述するキャリブレーションにて、骨材のふるい分けによる粒度試験（「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）」）に用いる目開きの異なる複数のふるい各々に対応する数値となるよう、あらかじめ設定しておく。
【００４５】
つまり、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々で算定した加積通過率（画像体積比）がそれぞれ、上記のふるい分けによる粒度試験にて小径ロック材１００をふるい分けした際に、２．０ｍｍふるい、４．７５ｍｍふるい、９．５ｍｍふるい、１９ｍｍふるい、２６．５ｍｍふるい、３７．５ｍｍふるい、５３ｍｍふるい、７５ｍｍふるい及び１２５ｍｍふるいの加積通過率（湿潤重量比）と同一もしくは近似する数値となるよう、９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）を設定する。なお、先にも述べたように、小径ロック材１００は３００ｍｍ以下となるように調整されていることから、Ｌ１０は３００ｍｍを示す。
【００４６】
これにより、ふるいによる粒度試験を行う場合に採用する上記のふるい各々のふるい目を横軸に対数目盛りで、また、上記のふるいに対応させた９つの最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々で得た加積通過率（画像体積比）を各ふるいの加積通過率（湿潤重量比）に見立てて縦軸に算術目盛りでとったグラフ上に描かれる粒度分布曲線（画像体積比）を、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）と推定する。
【００４７】
上述するように、三次元表面形状データを取得する作業が終了した時点で、端末装置１１にてベルトコンベヤ装置５の搬送部を通過した小径ロック材１００全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を瞬時に手間を要することなく推定することが可能となる。
【００４８】
なお、小径ロック材１００全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定するにあたっては、前述したように、あらかじめ、骨材のふるい分けによる粒度試験に用いる目開きの異なる複数のふるい各々に対応する最適閾値を設定するためのキャリブレーションを実施する。以下に、キャリブレーションの手順を説明する。
【００４９】
<キャリブレーション：第１の工程>
まず、盛立前のテストピットから採取した小径ロック材１００の全量、もしくはサンプリングした一部を、三次元画像処理設備１のホッパ２からベルトフィーダ３を介してコンベヤベルト４に撒き出す。そして、図１１（ａ）で示すように、３Ｄラインレーザーカメラの撮像対象領域を通過した上記の小径ロック材１００を小径ロック材試料群１１０とし、この小径ロック材試料群１１０の三次元表面形状データを取得する。
【００５０】
なお、小径ロック材試料群１１０は、土の粒度試験を実施するにあたり、試験１回あたりに必要な試料の目安としてＪＩＳＡ１２０１に規定されている最小分取量を満たしていればよい。
【００５１】
<キャリブレーション：第２の工程>
次に、第１の工程で取得した三次元表面形状データから端末装置１１にて、小径ロック材試料群１１０の全体積を計測するとともに、コンベヤベルト４の搬送面から規定高さまでの小径ロック材試料群１１０の体積を計測する。この後、図１１（ｂ）に破線で示すように、規定高さを０．５ｍｍごとに設定し、搬送面から各規定高さまでの体積を計測して、全体積に対する規定高さごとの体積の比を加積通過率（画像体積比）として算出する。
【００５２】
<キャリブレーション：第３の工程>
第１および第２の工程を実施する一方で、小径ロック材試料群１１０に対して「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」および「土の粒度試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）」に従ってふるい分けによる粒度試験を実施し、粒度分布曲線（湿潤重量比）を作成する。
【００５３】
<キャリブレーション：第４の工程>
第３の工程で用いた目開きの異なる複数のふるいごとで、加積通過率（湿潤重量比）と、第２の工程で算定した０．５ｍｍごとに高さを変えた規定高さ各々の加積通過率（画像体積比）とを比較する。そして、各ふるいの加積通過率（湿潤重量比）と加積通過率（画像体積比）が同一、もしくは近似するときの加積通過率（画像体積比）の規定高さを選定し、選定した規定高さ（Ｘ１〜Ｘ９）各々を複数のふるいごとに対応した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）として設定する。
【００５４】
例えば、９．５ｍｍふるいの加積通過率（湿潤重量比）と、コンベヤベルト４の搬送面からの規定高さを８．５ｍｍとしたときの加積通過率（画像体積比）が同一もしくは近似していた場合には、９．５ｍｍふるいに対応する最適閾値Ｌ３を８．５ｍｍとして設定する。この作業を９種全てのふるいに対して実施し、各々のふるいに対応する最適閾値を設定する。
【００５５】
なお、ふるい各々に対応する最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）は、上記の手順にて設定してもよいが、より最適閾値の精度を向上させるべく、上記の第１の工程から第４の工程を実施する作業を複数回繰り返して小径ロック材１００からサンプリングする小径ロック材試料群１１０の数量を増やし、複数の小径ロック材試料群１１０から最適閾値を設定してもよい。
【００５６】
具体的には、盛立前の小径ロック材１００から新たな小径ロック材試料群１１０をｎ個だけ収集し、上記の第１の工程から第４の工程を実施する作業をｎ個の小径ロック材試料群１１０各々に対して実施し、小径ロック材試料群１１０ごとに算定した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）からヒストグラムを作成する。そして、ふるいごとに作成した最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）各々のヒストグラムから、最頻値および中央値の両者を算定したうえで、中央値に近い最頻値を採用する。
【００５７】
こうして、コンベヤベルト４の搬送面から０．５ｍｍごとに設定した複数の規定高さのうち最頻値として選定されたＸ１ｍｍ、Ｘ２ｍｍ・・Ｘ９ｍｍをそれぞれ、２．０ｍｍふるい、４．７５ｍｍふるい・・１２５ｍｍふるい各々の最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）にそれぞれ採用し、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。なお、上記のキャリブレーションは、盛立開始前に実施しておけばよい。
【００５８】
これにより、小径ロック材１００をコンベヤベルト４の搬送面に撒き出すのみの簡略な現場作業で、三次元表面形状データの画像解析から小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定することができる。これにより、ロックゾーンの粒度試験の省力化を図ることが可能になるとともに、粒度試験に要する作業時間を大幅に短縮化できる。
【００５９】
また、コンベヤベルト４の搬送面に供給される小径ロック材１００全量について、三次元表面形状データが取得され、三次元表面形状データの画像解析にて小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）が推定されるため、ふるい分けによる粒度試験にて得た大径ロック材２００の粒度分布曲線（湿潤重量比）と合成することにより、ロック材Ｒ全体の粒度分布曲線（湿潤重量比）を精度よく迅速に求めることが可能となる。
【００６０】
さらに、ふるい分けによる粒度試験にて得た加積通過率（湿潤重量比）を最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）の設定に反映させているため、最適閾値（Ｌ１〜Ｌ９）を使用した三次元表面形状データの画像処理による粒度分布曲線（画像体積比）から推定した小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）に、ふるい分けによる粒度試験を実施した場合と同程度の精度を確保することが可能となる。
【００６１】
〈第２の実施の形態〉
ふるい目が７５ｍｍのふるいを通過した小径ロック材１００は、以下に記載する三次元画像表面形状データを利用した画像解析により、粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。ここで、ロック材Ｒうち７５ｍｍのふるいを通過したものを小径ロック材１００とすると、「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）の適用範囲と同一の範囲に対して粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法を適用することができる。
【００６２】
なお、第２の実施の形態では、小径ロック材１００を、８段階（０〜２．０ｍｍ、２．０ｍｍ〜４．７５ｍｍ、４．７５ｍｍ〜９．５ｍｍ、９．５ｍｍ〜１９ｍｍ、１９ｍｍ〜２６．５ｍｍ、２６．５ｍｍ〜３７．５ｍｍ、３７．５ｍｍ〜５３ｍｍ、５３ｍｍ〜７５ｍｍ）に分級する場合を事例とし、以下に、小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）の推定方法を詳述する。
【００６３】
前述した三次元画像処理設備１にて取得した三次元表面形状データから端末装置１１にて画像処理を行い、小径ロック材１００の石粒子１０１ごとで、図１２で示すような外接直方体１０２を抽出するとともに、直交する３軸各々の長さを求め、この３軸のうち中間の長さを中径ｂとし、これを石粒子１０１の粒径とする。
【００６４】
具体的には、まず、石粒子１０１においてコンベアベルト４の搬送面と平行もしくは直交する方向であって、最大の外径となる軸を検出し、その長さを長径ａと設定する。次に、長径ａを有する軸に直交する方向であって外径が最大となる軸を検出し、その長さを中径ｂと設定する。最後に、長径ａを有する軸と中径ｂを有する軸のそれぞれに直交し、かつ、最大の外径となる軸を検出し、その長さを短径ｃとする。これにより、石粒子１０１ごとで外接直方体１０２が決定されるとともに、石粒子１０１の中径ｂが算出される。
【００６５】
ここで、石粒子１０１から長径ａ、中径ｂおよび短径ｃの寸法を抽出し、このときの最大粒径を中径ｂとする方法は、「石分を含む地盤材料の粒度試験方法（ＪＧＳ０１３２−２００９）」に定められている。つまり、上記方法により中径ｂを石粒子１０１の粒径とすることは即ち、人力によるふるいを使用した粒度試験と同じ作業を行うこととなる。したがって、７５ｍｍのふるいを通過した石粒子１０１よりなる小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を第２の実施の形態によって推定すると、「土の粒度試験方法」（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）に基づいてふるい分けを行った場合と同程度の結果が得られるものと想定できる。
【００６６】
ところで、端末装置１１に送信された３Ｄラインレーザーカメラ６にて撮像した小径ロック材１００のプロファイルデータＰは、図９（ａ）で示すような光切断された像となるが、隣り合う石粒子１０１が図１３（ａ）で示すように近接している場合や重複している場合には、石粒子１０１を個々に判別することが難しい。そこで、三次元表面形状データを画像解析して、図１３（ａ）（ｂ）で示すように、コンベヤベルト４の搬送面と平行となるようにスライスした石粒子１０１のスライス画像を高さ方向に複数取得し、スライス画像各々を二値化処理した後に必要に応じてラブラシアン等のエッジ抽出処理法やセグメンテーション処理法を行う。
【００６７】
これにより、石粒子１０１各々について高さ方向の輪郭を把握することができ、隣り合う石粒子１０１が近接している場合にも、石粒子１０１を一つ一つに分割することができる。例えば、図１３（ｂ）で示す石粒子１０１では、石粒子１０１のスライス画像のうち最も長さを有するスライス画像が抽出され、これが長径ａとして検出されている。長径ａをなす軸は、コンベヤベルト４の搬送面と平行であり、また、中径ｂは長径ａと直交しつつ、コンベヤベルト４の搬送面と平行であり、短径ｃは長径ａ及び中径ｂと直交するとともにコンベヤベルト４の搬送面に直交している。
【００６８】
なお、石粒子１０１を一つの粒子とした後、粒子の重心（三次元）を求めた上で重心を中心として３６０度回転させて、断面２次モーメントを求めることにより、長径ａ、中径ｂ及び短径ｃを求めてもよい。
【００６９】
上記の方法にて、３次元表面形状データから石粒子１０１各々の中径ｂを算出する工程と併せて、石粒子１０１各々で決定した外接直方体１０２の体積を算定する。この作業を、小径ロック材１００の全ての石粒子１０１に対して実施して、各粒径ごとで小径ロック材１００の全体積に対する体積比を求める。これら各粒径ごとの体積比を各粒径ごとの重量比に見立てることにより、３次元表面形状データに基づいて小径ロック材１００の粒度分布曲線（湿潤重量比）を推定する。
【００７０】
なお、粒径ごとで比重が異なる場合には、その都度補正を行っても構わない。また、コンベアベルト４の搬送面と平行な軸は、必ずしもコンベヤベルト４の搬送方向と同方向でなくてもよい。例えば、図１２及び図１３（ｂ）では、長径ａをなす軸がコンベヤベルト４の搬送方向に対してα°だけ水平方向に傾斜している。
【００７１】
さらに、第２の実施の形態では小径ロック材１００の全体積に、小径ロック材１００のコンベヤベルト４の移動方向の長さ範囲における、コンベアベルト４の搬送面よりなる下端面と、プロファイルデータＰよりなる上端面とで囲まれた領域の全体積を採用したが、必ずしもこれに限定するものではない。例えば、石粒子１０１各々に設定した外接直方体１０２の体積をすべて足し合わせて、小径ロック材１００の全体積としてもよい。
【００７２】
加えて、端末装置１１には、これらの解析を行うイメージプロセッシングアルゴリズムを記憶装置に内蔵しており、端末装置１１の演算処理装置にてこれらの作業を瞬時に行うことが出来る。また、石粒子１０１の粒径を、円相当径（等体積球相当径、等表面積球相当径）やフェレ径等をの粒度パラメータとすることも可能である。
【００７３】
本発明のロックフィルダムにおけるロックゾーンの品質管理方法は、上記第１の実施の形態および第２の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、種々の変更が可能であることはいうまでもない。
【００７４】
例えば、本実施の形態では三次元画像処理設備１において、小径ロック材を搬送する搬送装置としてベルトコンベヤ装置５を採用したが、必ずしもこれに限定するものではない。図１４で示すように、複数のローラー１２１が並列配置された搬送台１２と、搬送台１２のローラー１２１上に載置される板状の搬送板１３と、暗室７内の撮像対象領域を一定の速度で通過するよう、搬送板１３をローラー１２１上で移動させるための移動装置（図示せず）を備えた搬送装置を用いてもよい。こうすると、三次元次元画像処理設備１のコンパクト化を図ることができるとともに、設備費を大幅に削減することが可能となる。
【００７５】
なお、本実施の形態では、ローラー１２１が一定速度で自転するよう搬送台１２に駆動源を備え、ローラー１２１の自転により搬送板１３を移動させているが、必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、搬送板１３を手動にて移動させる、または別途準備した牽引装置等により搬送板１３を牽引する等、いずれの手段にて搬送板１３を移動させてもよく、この場合には、ローラー１２１に速度計測が可能なエンコーダーを備えたローラーを採用するとよい。こうすると、撮像対象領域を通過する搬送板１３の速度を正確に把握できるため、３Ｄラインレーザーカメラ６にて精度よく小径ロック材１００の三次元表面形状データを取得することが可能となる。
【００７６】
また、ロック材Ｒの種類や分級する粒径および分級の数量等は、第１の実施の形態および第２の実施の形態に限定されるものではなく、いずれのロック材Ｒを用いてもよく、またいずれの粒径に分級するものであってもよい。
【００７７】
さらに、本実施の形態では、小径ロック材１００の最大粒径が３００ｍｍ程度もしくは７５ｍｍ程度となる場合を事例に挙げたが、必ずしもこれに限定するものではなく、例えば、最大粒径が１２５ｍｍ程度となるようにに小径ロック材１００を調整してもよい。
【００７８】
また、本実施の形態では、図４および図５で示すように、小径ロック材１００のうち、粒径が２ｍｍ以下のものについても測定を行っているが、必ずしも測定しなくてもよい。また、小径ロック材１００から２ｍｍ以下の材料をふるい分けし、２ｍｍ以下の材料を「土の粒度試験方法（ＪＩＳ  Ａ  １２０４：２００９）」に従って分級してもよい。
【符号の説明】
【００７９】
１        三次元画像処理設備
２        ホッパ
３        ベルトフィーダ
４        コンベヤベルト
５        ベルトコンベヤ装置
６        ３Ｄラインレーザーカメラ
６１      レーザー投光部
６２      カメラレンズ
７        暗室
７１      フレーム
７２      暗幕
８        サイドフレーム
９        インパクトバー
１０      振動抑制装置
１１      端末装置
１２      搬送台
１２１    ローラー
１３      搬送板
１００    小径ロック材
１０１    石粒子
１０２    外接直方体
１１０    小径ロック材試料群
２００    大径ロック材
３００    試験孔
３１０    シート
３２０    水
Ｒ        ロック材
Ｌ        レーザー線状光
【図１】
0006696290.tif 000002
【図２】
0006696290.tif 000003
【図３】
0006696290.tif 000004
【図４】
0006696290.tif 000005
【図５】
0006696290.tif 000006
【図６】
0006696290.tif 000007
【図７】
0006696290.tif 000008
【図８】
0006696290.tif 000009
【図９】
0006696290.tif 000010
【図１０】
0006696290.tif 000011
【図１１】
0006696290.tif 000012
【図１２】
0006696290.tif 000013
【図１３】
0006696290.tif 000014
【図１４】
0006696290.tif 000015