(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
下端に貫入コーン（Ｃ）を有する土壌貫入用ロッド（Ｒ）の適宜中間位置にノッキングヘッド（Ｈ）を設け、該ノッキングヘッド（Ｈ）上の土壌貫入用ロッド（Ｒ）部分に第１重錘（１）および第２重錘（２）を滑動自在に遊嵌して、所定高さから上記ノッキングヘッド（Ｈ）上に自由落下させ、該ノッキングヘッド（Ｈ）を打撃することにより、上記貫入コーン（Ｃ）を地盤中に貫入せしめ、この貫入抵抗を測定することにより、地盤を探査する貫入試験器において、上記第１重錘（１）および第２重錘（２）のそれぞれ向かい合う側に、嵌合凹部（１ｂ′）および嵌合凸部（２ｂ）を形成し、これら嵌合凹部（１ｂ′）および嵌合凸部（２ｂ）の相互に接触する面を、それぞれ食い込みにより強固に一体化する同じ角度（θ）のテーパー面あるいは傾斜面として形成し、上記第１重錘（１）に第２重錘（２）を分離可能に一体化するように構成した貫入試験器において、上記両重錘（１、２）に、食い込みを制限する当接面（１ｃ、２ｃ）を形成したことを特徴とする貫入試験器。
【請求項２】
上記第２重錘（２）にスリット（２ｄ）を開設して、上記土壌貫入用ロッド（Ｒ）が通過できるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の貫入試験器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、重錘の落下方式による地盤中への動的な貫入試験器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、重錘の落下方式による動的な貫入試験器としては、図５に示すように、下端に貫入コーンＣを有する土壌貫入用ロッドＲの適宜中間位置にノッキングヘッドＨを設け、該ノッキングヘッドＨ上の土壌貫入用ロッドＲ部分に重錘（ハンマー）Ｗを滑動自在に遊嵌して、所定高さからノッキングヘッドＨ上に自由落下させ、これを打撃することにより、上記貫入コーンＣを地盤Ｇ中に貫入せしめ、この貫入抵抗を測定することにより、地盤を探査するものがある。
【０００３】
従来のこの種の貫入試験器として、例えば２５ｍｍφの貫入コーンと５ｋｇの重錘を使用して、該重錘を５０ｃｍの高さから落下させ、上記貫入コーンが１０ｃｍ貫入するのに要する打撃数（ＮＣ値）を測定し、がけ崩れ対策のための地盤調査として、がけ崩れの起こりやすい傾斜地の地表下５ｍ以浅における、表層と基盤の境界あるいは地盤の強度、密度、締まり具合の変化点の連続的な把握を目的とする、いわゆる、土木研究所式の簡易貫入試験機があった。
【０００４】
また、従来の貫入試験器として、例えば２０ｍｍφの貫入コーンと２ｋｇの重錘を使用して、該重錘を５０ｃｍの高さから落下させ、１打撃毎の貫入量を測定して、地表下１〜１．５ｍ程度（表層付近）における根系の発達層深度、地盤の強度、密度、締まり具合の連続的な把握を目的とする、いわゆる、長谷川式土壌貫入計があった。
【０００５】
ところで、近年、緑を用いた斜面工法の検討や、表層崩壊を主体としたがけ崩れ災害が多発する中、地表下３ｍ程度以浅の地盤構造を詳細に把握することが重要な課題となってきている。特に、地表下１ｍ程度の樹木根系の発達する深度における地盤状況の詳細な把握、地表下１．５〜２ｍ程度における推定表層崩壊面の把握、地表下５ｍ程度の構造物支持基盤深度等の把握等を同時に行うことにより、急傾斜地崩壊対策、並びに緑の斜面対策、さらに斜面上の不安定土量を推定して砂防計画へ反映させる等の諸分野での対策が急務となり、これに適した貫入試験装の開発が要請されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の土木研究所式の簡易貫入試験機は、表層部における根系発達深度の把握や地表下２ｍ程度に位置すると考えられる表層崩壊等のすべり面の把握ができず、また、上記従来の長谷川式土壌貫入計は、根系発達深度下部の地盤の状況把握が困難であり、いずれも上記要請に十分応えられるものではなかった。
【０００７】
本発明は、上記要請に応えるためになされたもので、その目的とするところは、地表付近の根系の発達深度、地盤の強度、密度、締まり具合等状況を把握できると同時に、表層崩壊発生深度付近における強風化岩と風化岩との境界の把握、或いは基盤岩とその風化岩の境界状況の把握を、１台の装置で簡易になし得る貫入試験器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の貫入試験器は、下端に貫入コーン（Ｃ）を有する土壌貫入用ロッド（Ｒ）の適宜中間位置にノッキングヘッド（Ｈ）を設け、該ノッキングヘッド（Ｈ）上の土壌貫入用ロッド（Ｒ）部分に第１重錘（１）および第２重錘（２）を滑動自在に遊嵌して、所定高さから上記ノッキングヘッド（Ｈ）上に自由落下させ、該ノッキングヘッド（Ｈ）を打撃することにより、上記貫入コーン（Ｃ）を地盤中に貫入せしめ、この貫入抵抗を測定することにより、地盤を探査する貫入試験器において、上記第１重錘（１）および第２重錘（２）のそれぞれ向かい合う側に、嵌合凹部（１ｂ′）および嵌合凸部（２ｂ）を形成し、これら嵌合凹部（１ｂ′）および嵌合凸部（２ｂ）の相互に接触する面を、それぞれ食い込みにより強固に一体化する同じ角度（θ）のテーパー面あるいは傾斜面として形成し、上記第１重錘（１）に第２重錘（２）を分離可能に一体化するように構成した貫入試験器において、上記両重錘（１、２）に、食い込みを制限する当接面（１ｃ、２ｃ）を形成したことを特徴とする。また、上記第２重錘（２）にスリット（２ｄ）を開設して、上記土壌貫入用ロッド（Ｒ）が通過できるように構成したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
図１において、１は第１重錘であって、土壌貫入用ロッドＲに滑動自在に嵌挿するようになっている。該第１重錘１には、第２重錘２が必要に応じて一体的に嵌合し、また、分離可能となっている。
【００１０】
上記第１重錘１は、図２からも明らかなように、上記土壌貫入用ロッドＲに滑動自在に嵌挿するための貫挿穴１ａ′をあけた筒状本体１ａと、該筒状本体１ａの外面１ａ″との間に環状の嵌合凹部１ｂ′を上方に向けて形成する外筒体１ｂから構成されている。該外筒体１ｂの内面１ｂ″（上記嵌合凹部１ｂ′側の面）は、上記筒状本体１ａの外面１ａ″（上記嵌合凹部１ｂ′側の面）に対して所望角度θで傾斜するテーパー面となっている。１ｃは、上記外筒体１ｂの当接面である。
【００１１】
一方、上記第２重錘２は、図３からも明らかなように、上記第１重錘１の筒状本体１ａに外挿するための外挿穴２ａを有すると共に、上記第１重錘１の嵌合溝１ｂ′内に嵌合する嵌合凸部２ｂを下方に向けて形成している。該嵌合凸部２ｂの外面２ｂ′は、上記外挿穴２ａの内壁面に対して、上記外筒体１ｂの内面１ｂ″と同じ角度θで傾斜するテーパー面となっている。２ｃは、上記外筒体１ｂの当接面１ｃに当接する当接面である。なお、図３（Ａ）に示すように、上記第２重錘２には、上記土壌貫入用ロッドＲが通過することができるスリット２ｄが形成されている。
【００１２】
従って、まず貫入試験にあたって、従来の長谷川式土壌貫入計のように、地表付近を測定する場合には、例えば３Ｋｇの第１重錘１だけを使用する。この第１重錘１による測定が限界深度に達したら、図１（Ａ）に示すように、上記第１重錘１の上方から、例えば２Ｋｇの第２重錘２を落し込んで、両重錘１および２を一体化し、合計５Ｋｇの重さの組合せ重錘とする。
【００１３】
この場合、上記第１重錘１の嵌合凹部１ｂ′に、上記第２重錘２の嵌合凸部２ｂを嵌合させて一体化する。本実施例では、第１重錘１の嵌合凹部１ｂ′の内面１ｂ″と第２重錘２の嵌合凸部２ｂの外面２ｂ′が、それぞれ同じ角度θのテーパー面となっているため、両者の食い込みにより強固に一体化する。従って、これらの一体化した組合せ重錘を落下させてノッキングヘッドＨ（図５参照）を打撃しても、特に第２重錘２のリバウンドによる落下エネルギーのロスが生じる恐れがない。また、上記外筒体１ｂの当接面１ｃと上記第２重錘２の当接面２ｃを相互に当接せしめることにより、両重錘の一体化を更に確実にして貫入衝撃を一様にノッキングヘッドＨに伝えることができる。
【００１４】
合計５Ｋｇの組合せ重錘による測定が完了したら、第１重錘１のみによる次回の測定に備えて、上記第２重錘２を第１重錘１から分離しておく必要がある。分離に際しては、例えば上記第２重錘２を掴んで持ち上げた状態で第１重錘１を叩くと、その衝撃力により上記食い込みによる嵌合が解かれ、第１重錘１が落下分離する。なお、上述のように外筒体１ｂの当接面１ｃと上記第２重錘２の当接面２ｃを相互に当接せしめることにより、第２重錘２が必要以上に第１重錘１に食い込まないように制限されるため、両重錘１および２の分離操作を確実かつ容易に行うことができる。また、本実施例の第２重錘２にはスリット２ｃが開設されているので、上記打撃に伴って第２重錘２が微細振動をして（図１（Ｂ）矢印Ｘ方向）、その微細振動により上記食い込み嵌合が一層解除され易くなり、容易に分離することができる。
【００１５】
上記実施例では、第１重錘１に第２重錘２を分離可能に一体化するように構成されているが、更に第３、第４の重錘を上記第２重錘２に順次追加したり、或いは、３個以上の重錘を適当に組合せて、多様な重量の組合せ重錘とすることもできる。
【００１６】
また、上記実施例では、上記第１重錘１に上向きの嵌合凹部１ｂ′を形成し、上記第２重錘２に下向きの嵌合凸部２ｂを形成して、これらを相互に嵌合して両重錘１および２を分離可能に一体化したが、本発明はこれに限定するものではなく、例えば、図４（Ａ）に示すように、当接面の位置を変更したり、図４（Ｂ）に示すように、テーパー面の位置を変更したり、図４（Ｃ）に示すように、上記第１重錘１に上向きの嵌合凸部を形成すると共に、上記第２重錘２に下向きの嵌合凹部を形成したり、また、図４（Ｄ）に示すように、嵌合凸部や嵌合凹部を段状に形成してもよい。
【００１７】
さらに、上記実施例では、嵌合凹部１ｂ′や嵌合凸部２ｂを円環状に形成して、これらの側面をテーパー面とするようにしたが、側面を平面状の傾斜面にしてもよい。
【００１８】
なお、本発明において、上記土壌貫入用ロッドＲは必要に応じて継ぎ足し、この適宜中間位置に設けられる上記ノッキングヘッドＨも、それに応じて、位置を調整できるように構成するのが好ましい。また、上記第２重錘２は、その外挿穴２ａが上記第１重錘１の筒状本体１ａに外挿するように構成されているが、上記嵌合凹部１ｂ′から上方に延びる筒状本体１ａを無くすか短くして、上記外挿穴２ａが土壌貫入用ロッドＲに直接遊嵌するようにしてもよい。
【００１９】
【発明の効果】
１）第１重錘に第２重錘を分離可能に一体化できるように構成したので、１台の装置で、地表付近の根系の発達深度、土壌の強度、密度、締まり具合等状況や、表層崩壊発生深度付近における強風化岩と風化岩との境界や、基盤岩とその風化岩の境界状況等の把握が、精度良く、迅速かつ容易にできるだけでなく、軽量で傾斜地などでも容易に携帯できる。
２）第１重錘に上向きの嵌合凹部または凸部を形成すると共に、第２重錘に下向きの嵌合凸部または凹部を形成して、これらを嵌合して両重錘を分離可能に一体化するように構成したので、第２重錘を第１重錘の上から落し込むだけで、確実かつ極めて容易に一体化することができ、また、重錘を叩くだけで簡単に分離することができる。
３）嵌合凹部および嵌合凸部の相互に接触する面をテーパー面あるいは傾斜面とすることにより、両重錘を強固に一体化することができ、重錘としての機能を十分に発揮させることができる。
４）両重錘の当接面を相互に当接せしめることにより、両重錘の一体化を更に確実にして貫入衝撃を一様にノッキングヘッドに伝えることができるだけでなく、第２重錘が必要以上に第１重錘に食い込まないように制限して、両重錘の分離操作を確実かつ容易に行うことができる。
５）第２重錘にスリットを開設して、土壌貫入用ロッドが通過できるように構成したので、第２重錘をロッドの途中から容易かつ迅速にセットすることができるだけでなく、重錘を叩いて分離する際に、第２重錘が微細振動し易く、その結果、分離が容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の貫入試験器の重錘の一実施例を示す構成説明図（Ａ）、その平面図（Ｂ）および（Ａ）のイ部分拡大図（Ｃ）である。
【図２】上記実施例の第１重錘の半断面図である。
【図３】上記実施例の第２重錘の平面図（Ａ）および半断面図（Ｂ）である。
【図４】両重錘の嵌合態様の改変例を示す説明図である。
【図５】従来の動的な貫入試験器の構成および作用の説明図である。
【符号の説明】
１  第１重錘
１ａ  筒状本体
１ａ′貫挿穴
１ａ″外面
１ｂ  外筒体
１ｂ′嵌合凹部
１ｂ″内面
１ｃ  当接面
２  第２重錘
２ａ  外挿穴
２ｂ  嵌合凸部
２ｂ′外面
２ｃ  当接面
２ｄ  スリット
Ｃ  貫入コーン
Ｇ  地盤
Ｈ  ノッキングヘッド
Ｒ  土壌貫入用ロッド
Ｗ  重錘
θ  テーパー角
【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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