(57)【要約】【課題】大深度の長さに好適な地層の採取装置及び採取方法を提供すること。【解決手段】地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取装置１０であって、底面と一部の側面を開放した採取箱２０と、該採取箱２０の開放された側面を閉鎖可能な蓋箱３０と、其々の箱体２０、３０に配設して遠隔からの操作が可能な二本のロッド４１、４２と、よりなり、前記蓋箱３０は開放された採取箱２０の側面を閉鎖するように採取箱２０に外嵌し、各箱体２０、３０の少なくとも一方の底部に備えるガイド手段３２をもって各箱体２０、３０は軸方向に摺動可能なように構成しており、また各箱体２０、３０の上部を面方向に離間させつつ軸方向にスライドすることによって係合を解除し分離可能としたことを特徴とするものである。【選択図】　　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取装置であって、
底面と一部の側面を開放した採取箱と、
該採取箱の開放された側面を閉鎖可能な蓋箱と、
其々の箱体に配設して遠隔からの操作が可能な二本のロッドと、よりなり、
前記蓋箱は開放された採取箱の側面を閉鎖するように採取箱に外嵌し、
各箱体の少なくとも一方の底部に備えるガイド手段をもって各箱体は軸方向に摺動可能なように構成しており、
また各箱体の上部を面方向に離間させつつ軸方向にスライドすることによって係合を解除し分離可能としたことを特徴とする、
地層の採取装置。
【請求項２】
請求項１に記載の地層の採取装置において、採取箱の断面形状がコ字形状を呈することを特徴とする、地層の採取装置。
【請求項３】
請求項１に記載の地層の採取装置において、採取箱および蓋箱の少なくとも一方の底部内側面に回動式の落下防止手段を設け、前記落下防止手段は地中への貫入時には土砂の流入に従って内側面に向けて傾倒して底面を開放し、また採取装置の引上げ時には採取装置の底面を閉塞するように回動して土砂が脱落しないように機能することを特徴とする、地層の採取装置。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３の何れかに記載する地層の採取装置において、採取箱および蓋箱の上部に口開を防止する口開防止手段を備え、各箱体が離間しないように構成したことを特徴とする、地層の採取装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４の何れかに記載する地層の採取装置において、採取箱の内側に別途内箱を設けて、該内箱を取り外し可能なように構成したことを特徴とする、地層の採取装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５の何れかに記載の地層の採取装置において、ロッドは複数を継合してなることを特徴とする、地層の採取装置。
【請求項７】
地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取方法において、
請求項１乃至請求項６の何れかに記載する地層の採取装置を使用して、
地盤内に採取装置の外形より大きい形の孔を削孔し、
該孔底部へ採取装置を設置し、ロッドを用いて採取箱を先行して地中内に貫入し、
次いで蓋箱を前記採取箱に係合させながら他方のロッドで地中に貫入して、前記採取箱と前記蓋箱とで包囲した土砂を周囲の土砂から絶縁し、
両箱体を同時に引抜いて、絶縁した土砂を採取箱および蓋箱で包囲しながら採取することを特徴とする、
地層の採取方法。
【請求項８】
地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取方法において、
請求項３乃至請求項６の何れかに記載の地層の採取装置を使用して、
地盤内に採取装置の外形より大きい形の孔を削孔し、
該孔底部へ採取装置の底部を設置し、ロッドを用いて採取箱を先行して地中内に貫入し、
次いで蓋箱を前記採取箱に係合させながら他方のロッドで地中に貫入して、前記採取箱と前記蓋箱とで包囲した土砂を周囲の土砂から絶縁した後、
両箱体を同時に引抜いて、落下防止手段で土砂の脱落を防止しながら絶縁した土砂を採取箱および蓋箱で包囲して採取することを特徴とする、
地層の採取方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、地層の傾きや地滑り面の採取などの地質調査、或いは堆積物の調査に適用可能な、土砂の採取装置及び採取方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
活断層の地震危険度を判定したり、断層の活動履歴を解明するためには、地震状況を調査することが必須である。
従来この種の調査を行う方法として、コ字形の本体と蓋とよりなる採取装置を用いて、これを地盤に打ち込んだ後、引抜いて、土砂を採取するという方法が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
前記した従来の地層の採取装置及び採取方法にあっては、次のような問題点がある。
＜イ＞従来の採取装置は、装置の全長を超えた深さの採取が不可能である。
＜ロ＞採取装置の全長を長くするには限度があり、大深度の調査には不向きである。
＜ハ＞地盤から引抜いた採取装置の地層状況の確認を行うのに、付属する蓋を採取装置の全長に亘ってスライドさせて地層を開放する必要があり、分離作業が面倒である。
【０００４】
【発明の目的】
本発明は上記したような従来の問題を解決するためになされたもので、採取装置の全長を超えた深さの採取が可能である地層の採取装置及び採取方法を提供することを目的とする。
また、大深度に適した地層の採取装置および採取方法を提供することを目的とする。
さらに、土砂の確認を行うための蓋の分離作業性を改善した地層の採取装置および採取方法を提供することを目的とする。
本発明は、これらの目的の少なくとも一つを達成するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記のような目的を達成するために、本発明の地層の採取装置は、地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する土砂の採取装置であって、底面と一部の側面を開放した採取箱と、該採取箱の開放された側面を閉鎖可能な蓋箱と、其々の箱体に配設して遠隔からの操作が可能な二本のロッドと、よりなり、前記蓋箱は開放された採取箱の側面を閉鎖するように採取箱に外嵌し、各箱体の少なくとも一方の底部に備えるガイド手段をもって各箱体は軸方向に摺動可能なように構成しており、また各箱体の上部を面方向に離間させつつ軸方向にスライドすることによって係合を解除し分離可能としたことを特徴とするものである。
ここで、箱体とは採取箱および蓋箱の両方を総称して言う。
【０００６】
また、本発明の地層の採取装置は、前記の地層の採取装置において、採取箱の断面形状がコ字形状を呈することを特徴としたものである。
【０００７】
また、本発明の地層の採取装置は、前記の地層の採取装置において、採取箱および蓋箱の少なくとも一方の底部内側面に回動式の落下防止手段を設け、前記落下防止手段は地中への貫入時には土砂の流入に従って内側面に向けて傾倒して底面を開放し、また採取装置の引上げ時には採取装置の底面を閉塞するように回動して土砂が脱落しないように機能することを特徴としたものである。
【０００８】
また、本発明の地層の採取装置は、前記の地層の採取装置において、採取箱および蓋箱の上部に口開を防止する口開防止手段を備え、各箱体が離間しないように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
また、本発明の地層の採取装置は、前記の地層の採取装置において、採取箱の内側に別途内箱を設けて、該内箱を取り外し可能なように構成したことを特徴とするものである。
【００１０】
また、本発明の地層の採取装置は、前記の地層の採取装置において、ロッドは複数を継合してなることを特徴としたものである。
【００１１】
また、本発明の地層の採取方法は、地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取方法において、前記の何れかに記載する地層の採取装置を使用して、地盤内に採取装置の外形より大きい形の孔を削孔し、該孔底部へ採取装置を設置し、ロッドを用いて採取箱を先行して地中内に貫入し、次いで蓋箱を前記採取箱に係合させながら他方のロッドで地中に貫入して、前記採取箱と前記蓋箱とで包囲した土砂を周囲の土砂から絶縁し、両箱体を同時に引抜いて、絶縁した土砂を採取箱および蓋箱で包囲しながら採取することを特徴としたものである。
【００１２】
また、本発明の地層の採取方法は、地中に貫入してある一定長さの土砂を採取する地層の採取方法において、前記の何れかに記載の地層の採取装置を使用して、地盤内に採取装置の外形より大きい形の孔を削孔し、該孔底部へ採取装置の底部を設置し、ロッドを用いて採取箱を先行して地中内に貫入し、次いで蓋箱を前記採取箱に係合させながら他方のロッドで地中に貫入して、前記採取箱と前記蓋箱とで包囲した土砂を周囲の土砂から絶縁した後、両箱体を同時に引抜いて、落下防止手段で土砂の脱落を防止しながら絶縁した土砂を採取箱および蓋箱で包囲して採取することを特徴としたものである。
【００１３】
【発明の実施の形態１】
以下図面を参照しながら本発明の実施の形態について説明する。
なお、説明中で使う「天・底」は図１に基づく。
【００１４】
＜イ＞採取装置
図１に採取装置１０の一例を示す。
採取装置１０は、地中に貫入して一定長さの土砂を採取するものであって、底面と一部の側面を開放した採取箱２０と、採取箱２０の開放された側面を採取箱２０の外側から覆って開放部側面を閉鎖可能に形成した蓋箱３０と、採取箱２０と蓋箱３０に各一本づつ配設するロッド４１、４２とよりなり、ロッド４１、４２は、たとえば各箱体２０、３０の一端面に配置した天板２１、３１を介して各箱体２０、３０に配設する。
採取装置１０内には採取した土砂の脱落防止用として、たとえば回動式の落下防止手段５０を採取箱２０底部の背板に配置する。
軸方向に略同等の長さを有する採取箱２０と蓋箱３０とは、各箱体２０、３０の少なくとも一方の底部に備えるガイド手段３２をもって係合しており、軸方向に摺動可能なように構成している。
以下、各部材について詳述する。
【００１５】
＜ロ＞採取箱
採取箱２０は対向する二枚の側板と背板とよりなり、たとえば断面コ字形に形成してなる。
採取箱２０は、後述する蓋板３０と協働して地中より地層を切り抜くための抜き型となるから、その断面形状はコ字形状に限定されるものではない。
【００１６】
採取箱２０は一方の端面に天板２１を備えて、ロッド４２の固定台として用いたり、また箱体２０、３０内部に流入した土砂の流出防止用として用いることができる。天板２１は、後述する蓋箱３０の天板３１と合わせて、両箱体２０、３０の天面を閉塞する。
また、天板２１は採取箱２０の断面より外方に突設して配置することで、箱体２０、３０の摺動の際に蓋箱３０に備えるガイド手段３２へ当接させてスライド距離を制限、および外れ止めとすることができる。
【００１７】
＜ハ＞蓋箱
蓋箱３０は採取箱２０の開放された側面を閉鎖可能に構成するもので、対向する二枚の側板と背板とより、たとえば略断面コ字形に形成する。
【００１８】
蓋箱３０の底部には、たとえば蓋箱３０の側面の一部を延長し、この延長部を直角に内側に折曲する二つの小片を対峙させたガイド手段３２を設ける。
ガイド手段３２は、この上記形態に限定されるものではなく、箱体２０、３０の軸方向の摺動を可能とし、かつ各箱体２０、３０の係合を解放するのに必要な面方向への離間を許容するものであれば、特に限定されず、対峙する延長部間に橋絡する形態としてもよい。
【００１９】
蓋箱３０は一方の端面に天板３１を備えて、ロッド４１の固定台として用いたり、また蓋箱３０内に流入した土砂の流出防止用として用いることができる。
なお、ガイド手段３２は蓋箱３０側面の最底端に配置せずに、少し上方へ位置させて配置するのが好ましい。そして、ガイド手段３２の延長部および／または側板を底端から折曲部にかけて斜め形に形成し、貫入時の土圧抵抗を小さくしてもよい。
【００２０】
＜ニ＞ロッド
ロッド４１、４２は、採取箱２０の天板２１および蓋箱３０の天板３１にそれぞれ垂直に配設しており、各箱体２０、３０を離れた位置から回転やスライドなどの操作を行うことができる。
そのため、ロッド４１、４２の長さは地表などの操作位置から所要の採取土砂までの距離と略同等以上の長さを少なくとも有する。
ロッド４１、４２は必ずしも一本物で形成する場合に限定されず、短く分割する棒体を接続して構成してもよい。ロッド４１、４２を分割させて構成する場合、接続端部を凹凸形状に形成し、嵌合した凹凸部に側方からピン等を貫通させる形態を用いることができる。この形態を採用する場合、継合する両方の棒体の接続部に目印を付けることで、ロッド４１、４２先端に配する箱体２０、３０面の方位性を地表の操作場所から確認することができる。なお、ピンの挿入位置を目印として利用してもよい。
ロッド４１、４２を分割することにより運搬性に優れ、また深度の異なる別の試験にも転用ができ経済的である。
なお、ロッド４１、４２は各箱体２０、３０に脱着可能に構成してもよい。
【００２１】
＜ホ＞落下防止手段
落下防止手段５０は、箱内２０、３０内に採りこんだ土砂の脱落を防止するものであって、回動自在な機構からなる。
落下防止手段５０は、採取装置１０底面から土砂が流入する際には内側面に傾倒して土砂を容易に取り込み、また採取装置１０の引上げ時には採取装置１０の底面を閉塞するように回動して土砂を脱落しない構成とする、約９０度の範囲で回転を行う機構を有する。
落下防止手段５０は、たとえば平板によって形成できる。
落下防止手段５０の大きさは、採取した土砂を脱落しないものであれば採取装置１０の底面全体を閉塞していなくてもよいが、少なくとも半分程度を塞ぐ形態とするのが好ましい。
【００２２】
落下防止手段５０は、回動して側面に当接する面の先端部に突起５１を配置して、側面への当接時に落下防止手段５０先端と側面との間に一定の間隙をつくる。この間隙は、採取装置１０を地中より引抜く際に採取した土砂から下向きの力を受けて、落下防止手段５０に回動力を付与する部分となる。
また、突起５１は落下防止手段５０を採取箱５１に固定する枢軸側に設けてもよい。
突起５１は土砂流入の妨げとならない高さとし、たとえば落下防止手段５０が背板に当接する際、落下防止手段５０が背板に平行若しくは落下防止手段５０の先端側が背板に近づく高さに設定するのが好ましい。
なお、底板５０は必ずしも回動式の構造とする必要はなく、内側に向けて突設するだけの突起体としてもよい。
【００２３】
【作用】
以下、図面を参照しながら本発明の地層の採取方法について説明する。
＜イ＞採取装置の挿入
地中に、たとえばケーシングを使用して土砂サンプルを採取する手前の深度まで削孔を行う。
ケーシングの内径は採取装置１０を挿通可能なものを使用する。
既述した箱体２０、３０を吊り上げ、該孔底へ配置させる。このとき、箱体２０、３０は係合させて、採取箱２０の開放部側面を蓋箱３０で閉塞した形態で行う。
【００２４】
＜ロ＞採取装置の貫入
箱体２０、３０の底面を孔底に到達させた後、ロッド４１、４２を利用して孔奥の箱体２０、３０を所要の方向に回転し、まず採取箱２０を先行して地中内に少しづつ圧入してゆく。
採取箱２０を所定の深度まで貫入したら、ロッド４２による押し込みを停止する。採取箱２０はガイド手段３２をもって蓋箱３０に係合されながら、誘導されつつ地中内に貫入する。
【００２５】
採取箱２０を地中内に貫入してゆくと、採取箱２０内には土砂が流入し、落下防止手段５０は天方向へ向けて回動して背板に当接する（図２）。
【００２６】
つぎに蓋箱３０側のロッド４１を順次孔内に送り込む。
蓋箱３０は先行して貫入した採取箱２０にガイド手段３２をもって係合されながら、徐々に採取箱２０の開放側面を閉塞してゆき、周囲の土砂から土砂を切り取る。
【００２７】
＜ハ＞採取装置の抜取り
蓋箱３０を採取箱２０と同一深度まで貫入したら、採取箱２０と蓋箱３０の相対的摺動を拘束した状態で、二本のロッド４１、４２を介して同時に真上に向けて少しだけ吊り上げ、箱体２０、３０の天端をケーシング孔内へ露出させる。
このとき、落下防止手段５０は回転して底面を閉塞する方向に回動する（図３）。これは、両箱２０、３０を持ち上げることによって底部に生じる空隙へ、採取した土砂が落ちるのと同時に土砂が落下防止手段５０の先端部に設けた間隙へ載置して落下防止手段５０を回動させるためである。
なお、箱体２０、３０をケーシング孔内に露出させる際、ケーシング端面へ箱体２０、３０の天板２１、３１などが引っ掛からないように、天板２１、３１に垂直、つまりロッド４１、４２と並行に山型形状の板体（図示せず）を配置することでこの引っ掛かりを回避でき、スムーズに箱体２０、３０の引抜きを行うことができる。
【００２８】
かくして、土砂の脱落は落下防止手段５０によって確実に防止されつつ、ケーシング孔を通じて地盤内から抜き取ることができる。このとき、二本のロッド４１、４２の距離が開いて両箱体２０、３０が面方向に離間しないように、たとえば二本のロッド４１、４２をひとつに纏める、環状若しくはコイル状を呈する口開防止手段を両ロッド４１、４２に嵌挿させるのが好ましい。このほか、各天板２１、３１に孔を穿設し、該孔にコ字形の棒体を掛止させて、口開を防止させてもよい。
【００２９】
＜ニ＞土砂の観察
地上に抜き出した両箱体２０、３０を、図４に示すように採取箱２０を下側にして横置する。このとき、土砂の端部には例えばＬ字形の板体を配置して、土砂が崩れるのを防止するとよい。
つぎに、蓋箱３０を面方向に離間するように少し持ち上げて、係合した状態を保持しつつ、底部へ向けて軸方向に摺動させる。
そして、蓋箱３０を採取箱２０の係合から解放する。
このとき、土砂を開放するには、蓋箱３０の摺動方向へのスライド量は少なくてよく、分離作業に優れるものである。また、蓋箱３０は土砂に接触させた状態で摺動させるものではないため、土砂サンプルの表面は綺麗な状態で保持することができる。
なお、前工程において二本のロッド４１、４２が開かないように口開防止手段を嵌挿させているのであれば、これは予め取り除く。
【００３０】
蓋箱３０を取り外すと、採取箱２０内に土砂の地層が露出する。採取した土砂は、その場でサンプルとして検証しても、またロッド４２を取り外して持ち運び、他の場所で検証してもよい。
こうして、断層の有無や地層の傾きを調査する。
【００３１】
上記のようにして箱体２０、３０の長さ範囲の土砂サンプルを採取することができるが、さらにこのサンプル土砂に連続するより深い深度の土砂が必要である場合、最初に抜き取った土砂空間に再び箱体２０、３０を配置し、そこからさらに下方へ向けて上記作業を繰り返すことによって土砂を採取できる。
このとき、両箱体２０、３０の方位性は、ロッド４１、４２につけた目印で容易に確認することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態２】
上記の採取装置１０は、採取箱２０を採取した土砂の保存用のケースとして用いる形態であるが、実施の形態２は図５に示すように採取箱２０の内側面に略同形状の内箱２２を内在させ、実施の形態１と同様の方法で採取した土砂を内箱２２ごと採取箱２０から取り出して使用できる形態である。
内箱２２の端部は、採取箱２０の側板に沿って折り返して形成することで、採取箱２０との密着性を高めて土圧から受ける抵抗を小さくすると共に、剛性も高くすることが出来る。さらに、内箱２２の内側面上部に棒体を架け渡して設置することにより剛性が高まり、さらには採取箱２０から離脱する際の把持手段として利用できる。
また、採取箱２０と内箱２２とはボルト等で一体化したり、さらには別途重合して折曲した板（図示せず）を準備し、これで内箱２２と採取箱２０との底部を一体にして挟合させることによって、貫入時に地盤から受ける抵抗を小さくしてもよい。
この形態は採取装置１０の転用に適する、経済的な形態である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の地層の採取装置及び採取方法は以上説明したようになるから次のような効果を得ることができる。
＜イ＞地中に削孔した孔底に地層の採取装置を貫入して土砂の採取を行うため、装置の全長を超えた深さの土砂の採取が可能である。
＜ロ＞地表から貫入して採取する場合と比べて採取装置の長さが短くて済む。そのため、採取装置の小型軽量化が図れ、取扱性がよい。
＜ハ＞蓋箱を面方向に離間させ、軸方向に少し移動させるだけでガイド手段との係合を解放できるので、採取装置の分離作業性に優れるものである。さらに、内箱を設けると採取装置を繰り返し使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の地層の採取装置の斜視説明図。
【図２】採取装置の底面から土砂が流入する機構を表す説明図。
【図３】採取装置の底面から土砂が脱落するのを防止する機構を表す説明図。
【図４】地層サンプルの観察図。
【図５】実施の形態２を説明する断面図。
【符号の説明】
１０・・採取装置
２０・・採取箱
３０・・蓋箱
３２・・ガイド手段
４１・・ロッド
４２・・ロッド
５０・・落下防止手段
【図１】
2004137820.tif 000003
【図２】
2004137820.tif 000004
【図３】
2004137820.tif 000005
【図４】
2004137820.tif 000006
【図５】
2004137820.tif 000007