(57)【要約】【課題】  水圧や塩分の存在など、水中と同様な環境条件の下で各種骨材が配合された混合物からなる試料に対する打設条件及び養生条件などをシミュレーションすることができる供試体の水中養生シミュレーションシステム及びその方法を提供する。【解決手段】  本発明は、貯水可能なコンテナと、上記コンテナの内側下端に配置され、試料を収納する１つ以上の圧力モールドと、上記コンテナを覆う蓋と、上記コンテナと上記蓋を気密に締結するための締結手段と、上記コンテナ内部の適正水圧を調節するためのレギュレータと、上記コンテナの外部から上記圧力モールドに試料を注入するための注入装置を含む。かかる構成により、本発明によれば、実際の現場での環境と同一の条件がそのまま反映された供試体を得ることができ、各種の力学条件などの特性を正確に把握することができる。【選択図】図１
2005181280.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
貯水可能なコンテナと、
上記コンテナの内側下端に配置され、試料を収納する１つ以上の圧力モールドと、
上記コンテナを覆うための蓋と、
上記コンテナと上記蓋とを気密に締結するための締結手段と、
上記コンテナ内部の水圧を調節するためのレギュレータと、
上記コンテナの外部から上記圧力モールドに試料を注入するための試料注入装置
を含むことを特徴とする供試体の水中養生シミュレーションシステム。
【請求項２】
上記圧力モールドは、その側面に１つ以上の孔を有することを特徴とする請求項１に記載の供試体の水中養生シミュレーションシステム。
【請求項３】
上記圧力モールドの内壁を取り囲むようにフィルムが挿入されることを特徴とする請求項２に記載の供試体の水中養生シミュレーションシステム。
【請求項４】
上記コンテナは、
上記コンテナの内側下方に設けられ、上面に上記圧力モールドが配置される回転平板と、
マグネットを収納し、上記回転平板の側面に取り付けられる内側マグネット収納部材と、
上記内側マグネット収納部材に収納された内側マグネットと磁力により結合するように、上記コンテナの外側面に取り付けられる外側マグネット
を含むことを特徴とする請求項１に記載の供試体の水中養生シミュレーションシステム。
【請求項５】
上記試料注入装置は、
上記蓋の一部を貫通するように設けられており、その一端部は開放され、他端部は閉鎖されている中空のシリンダと、
上記シリンダと平行な方向に延び、その一端部は試料ホースに連結され、他端部からは試料が排出される試料注入管と、
外側面にはシリンダマグネットが取り付けられ、上記シリンダの外側面を取り囲むように設置され、上記試料注入管を固定させる試料注入管固定部材と、
一端部にマグネットが内蔵され、上記シリンダの内部に挿入されるロッド
を含むことを特徴とする請求項１に記載の供試体の水中養生シミュレーションシステム。
【請求項６】
貯水可能なコンテナの内側下端に、１つ以上の圧力モールドを配置するステップと、
上記コンテナに水を注入するステップと、
上記コンテナの上部を蓋で覆い、締結手段によって上記コンテナの内部を密閉させるステップと、
エアコンプレッサーによって上記コンテナの内部に圧力を加え、レギュレーターで上記コンテナ内部の水圧を調節するステップと、
上記コンテナの外部から試料注入装置を通して上記圧力モールドに試料を注入するステップ
を有することを特徴とする供試体の水中養生シミュレーション方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、河川または海洋などの水中で使用される、建設用材料である各種骨材の配合された混合物からなる試料を、水深に応じて水中で打設する状況をシミュレーションするシステム及びその方法に関するもので、より詳しくは、水圧や塩分の存在など水中と同様な環境条件の下で、各種骨材の配合された混合物からなる試料に対する打設条件及び養生条件などのシミュレーションが可能な供試体の水中養生シミュレーションシステム及びその方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、陸上で行なわれている各種地盤工事や構造物の設置工事などは、河川または海底においても同様に適用されている。ところが、河川または海底の環境は、一般的な陸上環境とは異なって、一定水深に応じた水圧または塩分の存在など、色んな変数が存在する。このため、大気養生条件下での骨材混合物の強度と、海底養生条件下での骨材混合物の強度とが同一になることは有り得ない。従って、河川または海底に地盤工事などを行なうためには、その環境条件を考慮して、あらかじめ骨材混合物の打設条件や養生条件などに関するデータを取得しておく必要がある。
【０００３】
従来、河川または海底に基盤工事などを行なうとき、供試体を作製し、該供試体の幾つかの力学条件をシミュレーションする方法として、円筒状の圧力モールドに試料を充填し、該圧力モールドを所定の容器に入れた後、水を投入し一定の水圧を加えた状態で、試料の打設条件及び養生条件をシミュレーションする方法があった。
【０００４】
ところが、従来の方法は、大気圧状態で円筒状の圧力モールドにあらかじめ試料を充填してから一定の水圧を加えるようになっているが、このような方法では、試料の投入以前の河川または海底の水圧条件をシミュレーションすることが出来ない。つまり、従来の方法により製作した供試体の力学特性は河川または海底の水圧条件の影響を考慮に入れておらず、実際の現場の条件を考慮した力学条件に適合していないとの問題があった。また、円筒状の圧力モールドに加えられる水圧は、試料が充填された圧力モールドの上下方から加えられるだけで、側方からは全然加えられないとの点においても、試料に対する打設条件及び養生条件についてのデータを信頼できないという問題があった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、河川または海底の環境条件と同一な状態で試料を投入することで、試料に対する打設条件と養生条件などを、実際の現場と同様に、正確にシミュレーションすることができる供試体の水中養生シミュレーションシステム及びその方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、本発明は、貯水可能なコンテナ；上記コンテナの内側下端に配置され、試料を収納する１つ以上の圧力モールドと、上記コンテナを覆うための蓋と、上記コンテナと上記蓋とを気密に締結するための締結手段と、上記コンテナ内部の水圧を調節するためのレギュレータと、上記コンテナの外部から上記圧力モールドに試料を注入するための試料注入装置を含んで構成される。
【０００７】
また、本発明は、貯水可能なコンテナの内側下端に１つ以上の圧力モールドを配置するステップと、上記コンテナに水を注入するステップと、上記コンテナの上部を蓋で覆い、締結手段によって上記コンテナの内部を密閉させるステップと、レギュレーターで上記コンテナ内部の水圧を調節するステップと、上記コンテナの外部から上記圧力モールドに供試体用の試料を注入するステップを含んで構成される。
【発明の効果】
【０００８】
本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステム及びその方法を利用すれば、実際の現場での環境と同様な条件がそのまま反映された供試体を獲得することができ、各種力学条件などの特性を正確に把握することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、添付図面を参照しながら本発明による一実施例の構成を説明する。
【００１０】
図１は本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムの外観斜視図で、図２は本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムの側面図である。
【００１１】
図１及び図２によれば、貯水可能なコンテナ１０の内側下部に３６０°回転可能な回転平板１１が設けられている。回転平板１１の側面には内側マグネットを収納するための内側マグネット収納部材１２Ａが取り付けられており、内側マグネットに相応して磁力により結合される外側マグネット１２Ｂがコンテナ１０の外側面に取り付けられている。回転平板１１の上面には円筒状の圧力モールド２０が多数配置されている。また、回転平板１１はその上面に、圧力モールド２０を配設したとき、これを倒れないように支持するための円筒形突起１１Ａを備えている。圧力モールド２０には、供試体の試料が充填される。
【００１２】
図３には、圧力モールド２０の外観がより詳しく示されている。該圧力モールド２０の側面には多数の孔２１が穿孔されている。上記多数の孔２１は、圧力モールド２０内に充填された試料に、上下方からは勿論、側方からも同一の水圧が加えられるようにするためのものである。また、圧力モールド２０の内壁全体を取り囲むようにフィルム２２が圧力モールド２０の内部に挿入される。このフィルム２２は、圧力モールド２０の内壁と試料との間に介在されることで、圧力モールド２０に試料が充填されたとき、圧力モールド２０の外側面に形成された孔２１から試料が漏洩する恐れを遮断するためのものである。
【００１３】
再び図１及び図２を参照すれば、コンテナ１０を覆う蓋３０があり、上記蓋３０と上記コンテナ１０とは締結手段４０によって気密に結合される。本実施例においては、コンテナ１０の外側を取り囲むボルト／ナット型の締結手段４０を使用しているが、これに限定されるものではない。蓋３０の上面にはレギュレータ５０が取り付けられていて、コンテナ１０内部の水圧を適正に調節する。また、蓋３０の上面には試料注入装置６０が取り付けられている。図４には、試料注入装置６０に対するより詳細な図面が示されている。
【００１４】
試料注入装置６０は、シリンダ６１、試料注入管６２、試料ホース６３、試料注入管固定部材６４、ロッド６６などで構成される。シリンダ６１は中空の状態となっており、その一端部はロッド６６が挿入され得るように開放されており、他端部は閉鎖されている。また、上記シリンダ６１の一端部は蓋３０を貫通している。試料注入管固定部材６４は、シリンダ６１の外側面を環状に取り囲むように設けられ、その一端部は水平に延長している。上記水平に延長した部分によって、試料注入管６２がシリンダ６１と平行をなすように固定されている。また、試料注入管固定部材６４の外側面にはシリンダマグネット６５Ａが取り付けられている。
【００１５】
試料注入管６２は、一端部がフレキシブルな試料ホース６３に連結される一方、他端部を通して圧力モールド２０内に試料を排出するようになっている。ロッド６６の下部にはロッドマグネット６５Ｂが内蔵されている。ロッド６６が上記開放されたシリンダ６１の内部に貫挿されることによって、ロッドマグネット６５Ｂとシリンダマグネット６５Ａが、磁力によって結合される。これによって、ロッド６６の上下又は水平回転方向への移動に応じて試料注入管固定部材６４と、これに固定された試料注入管６２が、ロッド６６の移動方向と同一の方向に移動することになる。即ち、ロッドマグネット６５Ｂが磁力によってシリンダマグネット６５Ａと結合しているため、ロッド６６が下方に移動すれば試料注入管固定部材６４も下方に移動し、これによって、試料注入管固定部材６４によって固定されている試料注入管６２も下方に移動する。ロッド６６が上方に移動する場合も同様に適用され、また、ロッド６６が左右に回転する場合も同様に適用される。
【００１６】
以下、本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムの動作について説明する。
【００１７】
先ず、実験者は各種骨材が所望の比率で配合された混合物からなる試料を用意する。ここで、本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムには、圧力モールド２０を多数配置することができるため、配合率を異にした多数個の試料を用意することもできる。
【００１８】
実験者は、回転平板１１に所定の圧力モールド２０を配置する。そして、コンテナ１０内に水を注入する。ここで水は、シミュレーションしようとする地域の河川水であるか、塩分などを含む海水でもよく、色んな変数を考慮した混合水を使用することもできる。つまり、コンテナ内の環境条件を実際の現場の条件と同様にセットすることができる。次いで、蓋３０によってコンテナ１０の上部を覆い、締結手段４０によってコンテナ１０内部を密閉させる。以後、エアコンプレッサーを利用してコンテナ１０の内部に圧力を加え、レギュレータ５０でその圧力の調節を行なう。ここで調節しようとする圧力は、実験者が所望する、例えば、海底数十ｍでの水圧に該当することもできる。圧力の調節が終了した後、実験者は予め用意した供試体の試料をコンテナ１０の外部から試料注入装置６０を介してコンテナ１０の内部に配置された圧力モールド２０内に注入する。実験者は、ロッド６６を下方に移動させ、試料注入管６２を圧力モールド２０内に向けた後、試料の充填を行なう。以後、充填の程度に応じて、徐々にロッド６６を上方に移動させる。即ち、ロッド６６を上下動させることで、試料注入管６２の高さ調節が可能である。圧力モールド２０内への試料の充填が完了すれば、レギュレータ５０により調節されたコンテナ１０内部の水圧が、圧力モールド２０の上・下方及び側方から同一な圧力で加えられる。
【００１９】
一方、多数の圧力モールド２０を使用する場合は、１つの圧力モールド２０への充填が終わって、他の圧力モールド２０へ試料を充填しようとするとき、充填を要する次の圧力モールド２０が位置する回転角度だけ、コンテナ１０の外面に取り付けられている外側マグネット１２Ｂを左側又は右側へと回転させればよい。この場合、内側マグネットが外側マグネット１２Ｂと磁力によって結合されているため、回転平板１１も同一方向に回転することになる。これにより、他の圧力モールドの上部に試料注入管が位置され、試料の充填が可能な状態となる。
【００２０】
全ての充填が完了した後、所定の時間が経過すれば、実験者は、実際の現場条件がそのまま反映された供試体を得ることができ、該供試体から密度、強度などの各種力学的な特性に関するデータを得ることができる。
【００２１】
以上、本発明を具体的な実施例に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、当業者の通常の知識の範囲内でその変形や改良が可能であるのは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムの外観斜視図である。
【図２】本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムの側面図である。
【図３】本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムに用いられる圧力モールドの斜視図である。
【図４】本発明による供試体の水中養生シミュレーションシステムに用いられる供試体試料注入装置の外観斜視図である。
【符号の説明】
【００２３】
１０  コンテナ
１１  回転平板
１２Ａ  内側マグネット収納部材
１２Ｂ  外側マグネット
２０  圧力モールド
２１  孔
２２  フィルム
３０  蓋
４０  締結手段
５０  レギュレータ
６０  試料注入装置
６１  シリンダ
６２  試料注入管
６３  試料ホース
６４  試料注入管固定部材
６５Ａ  シリンダマグネット
６５Ｂ  ロッドマグネット
６６  ロッド
１００  供試体の水中養生シミュレーションシステム
【図１】
2005181280.tif 000003
【図２】
2005181280.tif 000004
【図３】
2005181280.tif 000005
【図４】
2005181280.tif 000006