(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
盛土擁壁などに作用する側方土圧を測定する土圧計において、
土圧計本体を支持するホルダーと、
前記土圧計本体の受圧面を外方に露出するようにして、前記ホルダーに固定される枠体と、
前記枠体の前面に外周縁が固設される弾性変形可能なメンブレンと、
前記枠体と前記メンブレンとで隔成された空間内に充填され、前記メンブレンを介して印加される土圧を前記受圧面に伝達する圧力伝達部材とを有し、
前記圧力伝達部材は、砂やガラス玉などの固体粒状物であって、概略同じ形状で、概略同じ粒径の均質性を有することを特徴とする土圧計。
【請求項２】
前記固体粒状物は、複数の袋体内に充填され、前記袋体を前記空間内に充填することを特徴とする請求項１記載の土圧計。
【請求項３】
前記固体粒状物は、前記空間内に段状ないしは格子状の仕切り壁を設け、前記仕切り壁で区画された小空間にそれぞれ充填することを特徴とする請求項１記載の土圧計。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、土圧計に関し、特に、高精度の土圧測定を可能にする技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
盛土擁壁などに作用する側方土圧を測定する場合には、従来図９に示すように、擁壁構造物１に土圧計２を設置し、土圧計２の受圧面に、背面土砂３が直接接触するようにして、側方土圧を測定していた。
【０００３】
ところが、このような側方土圧の測定方法では、背面土砂３に含まれている礫が受圧面にランダムに接触し、礫の接触状態により、測定土圧が異なるという問題があった。
【０００４】
つまり、例えば、背面土砂３の大きな礫の尖った部分が、土圧計２の受圧面の中央に接触している場合と、これが受圧面の端部近傍に接触している場合では、土圧計２の測定値が異なり、また、受圧面に接触している背面土砂３の粒子の大きさによっても測定値が異なるという問題があった。
【０００５】
そこで、従来は、このような問題を解決するために、図１０，１１  に示すような２つの方式が採用されていた。
【０００６】
図１０に示した前者の方式は、擁壁構造物１に土圧計２を設置し、土圧計２の受圧面側に、比較的粒子が細かく、均一粒径の砂４で埋め戻して、背面土砂３の側方土圧を測定する。
【０００７】
また、図１１に示した後者の方式は、擁壁構造物１に土圧計２を設置し、土圧計２の受圧面側に、砂４を充填した土嚢５を設置して、背面土砂３の側方土圧を測定する。
【０００８】
しかしながら、このような２つの方式においても以下に説明する技術的な課題があった。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
すなわち、図１０，１１に示した２つの方式では、背面土砂３が振動などにより沈下すると、これに伴って、砂４や土嚢５も沈下するため、沈下中ないしは沈下後には、砂４や土嚢５が、土圧計２受圧面の接触位置からずれてしまって、受圧面に背面土砂３が部分的ないしは全面的に接触することになり、図  ９に示した場合の問題点を解決することができなかった。
【００１０】
本発明は、このような従来の問題点に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、土砂の粒径や接触状態により測定値の変動が非常に少なく、安定した測定値が得られる土圧計を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は、盛土擁壁などに作用する側方土圧を測定する土圧計において、土圧計本体を支持するホルダーと、前記土圧計本体の受圧面を外方に露出するようにして、前記ホルダーに固定される枠体と、前記枠体の前面に外周縁が固設される弾性変形可能なメンブレンと、前記枠体と前記メンブレンとで隔成された空間内に充填され、前記メンブレンを介して印加される土圧を前記受圧面に伝達する圧力伝達部材とを有し、前記圧力伝達部材は、砂やガラス玉などの固体粒状物であって、概略同じ形状で、概略同じ粒径の均質性を有している。
【００１２】
このように構成した土圧計では、土圧計の受圧面には、圧力伝達部材が接触していて、測定すべき土圧は、メンブレンと圧力伝達部材とを介して受圧面に伝えられることになる。
【００１３】
このため、メンブレンに加わる土圧が、土砂の粒径や接触状態により変動したとしても、受圧面の圧力変動が緩和され、測定値の変動が非常に少なく、安定した測定値が得られる。
【００１４】
また、圧力伝達部材は、枠体とメンブレンとで隔成された空間内に封入されているので、振動が加えられた場合にも、圧力伝達部材が受圧面から離脱することがなくなる。
【００１６】
前記固体粒状体は、概略同じ形状で、概略同じ粒径の均質性のものが望ましい。
【００１８】
さらに、前記固体粒状物は、前記空間内に段状ないしは格子状の仕切り壁を設け、前記仕切り壁で区画された小空間にそれぞれ充填することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図１から図４は、本発明にかかる土圧計の第１実施例を示している。同図に示した土圧計は、土圧計本体１０と、ホルダー１２と、枠体１４と、メンブレン１６と、圧力伝達部材１８とを備えている。
【００２１】
土圧計本体１０は、円板状に形成されていて、一端側に受圧面１０ａが設けられていて、この受圧面１０ａに加わる圧力を測定する圧力センサなどが内部に内蔵されている。
【００２２】
ホルダー１２は、土圧計本体１０を支持するものであって、側面固定部１２ａと、背面固定部１２ｂと、前面固定部１２ｃとを備えている。側面固定部１２ａは、土圧計本体１０とほぼ同じ厚みを有する平板から、概略正方形状に形成され、その中央部分に土圧計本体１０を収容する円形の貫通孔１２ｄが設けられている。
【００２３】
背面固定部１２ｂは、平板状の比較的厚みの薄いプレートから、側面固定部１２ａとほぼ同じ大きさの正方形状に形成され、側面固定部１２ａの貫通孔１２ｄ内に土圧計本体１０を収容した状態で、これを背面側から支持するように、側面固定部１２ａの裏面に固設されている。
【００２４】
前面固定部１２ｃは、平板状の比較的厚みの薄いプレートから、側面固定部１２ａとほぼ同じ大きさの正方形状に形成され、その中央部分には、土圧計本体１０の直径よりも小さい透孔１２ｅが貫通形成されている。
【００２５】
この前面固定部１２ｃは、側面固定部１２ａの貫通孔１２ｄ内に土圧計本体１０を収容した状態で、側面固定部１２ａの前面側に固設され、この固設状態において、土圧計本体１０の受圧面１０ａが、透孔１２ｅから外方に露出するようになっている。
【００２６】
枠体１４は、平板状の比較的厚みの厚いプレートから、側面固定部１２ａとほぼ同じ大きさの正方形の窓枠状に形成され、内周側に角形形状の窓孔１４ａが形成されていて、裏面側が前面固定部１２ｃに固設され、受圧面１０ａが窓孔１４ａ内に露出している。
【００２７】
なお、この枠体１４の窓孔１４ａの形状は、枠体１４の外周に沿った角形形状に限られることはなく、例えば、円形であっても良い。また、枠体１４は、本実施例の場合には、前面固定部１２ｃに固設されているが、この前面固定部１２ｃは、必ずしも必要とせず、前面固定部１２ｃをなくして、枠体１４が前面固定部１２ｃを兼ねるようにして、枠体１４を直接側面固定部１２ａに固設しても良い。
【００２８】
メンブレン１６は、圧力が加わると変形し、圧力の除去により元の状態に復元する弾性変形可能なものであって、例えば、所定厚みのゴム板や金属薄体、あるいは、これらの複合板などから構成され、本実施例の場合には、枠体１４の外径と同じ形状の正方形に形成されている。
【００２９】
メンブレン１６は、枠体１４の前面に配置され、枠体１４と同じ形状の固定枠２０をその前面側に当接して、固定枠２０を枠体１４に固設することにより、これらの間に挟持するようにして、メンブレン１６の外周縁が枠体１４に固設されている。
【００３０】
なお、メンブレン１６の固定構造は、このような挟持構造に限る必要はなく、例えば、メンブレン１６の外周縁を接着剤により枠体１４の前面に直接固定してもよい。
【００３１】
圧力伝達部材１８は、メンブレン１６を介して印加される土圧を、受圧面１０ａに伝達するものであって、砂やガラス玉，セラミックス玉などの固体粒状物や、水や油などの非圧縮性液体から選択され、本実施例の場合には、砂が用いられている。
【００３２】
この圧力伝達部材１８は、枠体１４で側面が隔成され、メンブレン１６および受圧面１０ａとにより上下面が隔成され、枠体１４の窓孔１４ａ内に位置する空間２２内に封入されている。
【００３３】
この場合、圧力伝達部材１８として、本実施例のように砂などの固体粒状物を用いる場合には、空間２２内で固体粒状物の移動が殆ど起こらないような、比較的密な状態で充填することが望ましく、このような状態で充填すると、圧力を受圧面１０ａに正確に伝達することができる。
【００３４】
また、この場合、砂などの固体粒状物を圧力伝達部材１８に用いる場合には、概略同じ形状、例えば、球形状で、概略同じ粒径の均質性を備えたものが望ましい。
【００３５】
さて、以上のように構成した土圧計は、例えば、図９に示したように、擁壁構造物１に設置し、側方土圧を測定する。この場合、側方土圧は、メンブレン１６を介して、圧力伝達部材１８に伝達され、その後土圧計本体１０の土圧面１０ａに伝えられて、土圧計本体１０でその大きさが測定される。
【００３６】
つまり、本実施例の土圧計では、土圧計本体１０の受圧面１０ａには、圧力伝達部材１８が接触していて、測定すべき側方土圧は、メンブレン１６と圧力伝達部材１８とを介して受圧面１０ａに伝えられることになる。
【００３７】
このため、メンブレン１６に加わる側方土圧が、土砂の粒径や接触状態により変動したとしても、受圧面１０ａの圧力変動が緩和され、測定値の変動が非常に少なく、安定した測定値が得られる。
【００３８】
また、圧力伝達部材１８は、枠体１４とメンブレン１６とで隔成された空間２２内に封入されているので、振動が加えられた場合にも、圧力伝達部材１８が受圧面１０ａから離脱することがなくなる。
【００３９】
図５および図６は、本発明にかかる土圧計の第２実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００４０】
同図に示した土圧計は、上記実施例と同様に、土圧計本体１０と、ホルダー１２と、枠体１４と、メンブレン１６と、圧力伝達部材１８とを備えている。土圧計本体１０は、一端側に受圧面１０ａが設けら、ホルダー１２は、側面固定部１２ａと、背面固定部１２ｂと、前面固定部１２ｃとを備えている。
【００４１】
メンブレン１６は、枠体１４と固定枠２０とにより挟持されている。圧力伝達部材１８は、メンブレン１６を介して印加される土圧を、受圧面１０ａに伝達するものであって、固体粒状物、具体的には、砂が用いられている。
【００４２】
この圧力伝達部材１８は、枠体１４で側面が隔成され、メンブレン１６および受圧面１０ａとにより上下面が隔成され、枠体１４の窓孔１４ａ内に位置する空間２２内に封入されており、このような構成は、上記第１実施例と実質的に同じであるが、本実施例の場合には、以下の点に顕著な特徴がある。
【００４３】
すなわち、砂で構成された圧力伝達部材１８は、複数の袋体２４内に充填されていて、予め土嚢状態にした袋体２４を、空間２２内に密接した状態で充填することにより、封入されている。
【００４４】
袋体２４は、砂の流出が防げる織布や不織布，合成樹脂シートなどから構成され、本実施例の場合には、図６にその詳細を示すように、幅が狭い細長い筒型形状に形成されている。
【００４５】
このように構成した土圧計によっても上記実施例と同等の作用効果が得られるとともに、本実施例の場合には、特に、以下の作用効果が得られる。すなわち、土圧計の外径が大きい場合には、圧力伝達部材１８として固体粒状物を採用すると、これが空間２２内で重力の作用方向に移動して、偏在する可能性がある。
【００４６】
ところが、本実施例のように袋体２４内に充填しておくと、このような移動が規制され、偏在による不都合を解消することができ、より一層土圧測定が安定する。
【００４７】
図７および図８は、本発明にかかる土圧計の第３実施例を示しており、上記実施例と同一もしくは相当する部分には、同一符号を付してその説明を省略するとともに、以下にその特徴点についてのみ説明する。
【００４８】
同図に示した土圧計は、上記実施例と同様に、土圧計本体１０と、ホルダー１２と、枠体１４と、メンブレン１６と、圧力伝達部材１８とを備えている。土圧計本体１０は、一端側に受圧面１０ａが設けら、ホルダー１２は、側面固定部１２ａと、背面固定部１２ｂと、前面固定部１２ｃとを備えている。
【００４９】
メンブレン１６は、枠体１４と固定枠２０とにより挟持されている。圧力伝達部材１８は、メンブレン１６を介して印加される土圧を、受圧面１０ａに伝達するものであって、固体粒状物、具体的には、砂が用いられている。
【００５０】
この圧力伝達部材１６は、枠体１４で側面が隔成され、メンブレン１６および受圧面１０ａとにより上下面が隔成され、枠体１４の窓孔１４ａ内に位置する空間２２内に封入されており、このような構成は、上記実施例と同じであるが、本実施例の場合には、以下の点に顕著な特徴がある。
【００５１】
すなわち、本実施例の場合には、空間２２内に格子状の仕切り壁２６を設け、この仕切り壁２６で区画された小空間に、圧力伝達部材１８をそれぞれ充填している。
【００５２】
このように構成した圧力計によっても上記第２実施例と同等の作用効果が得られる。なお、本実施例の仕切り壁２６は、格子状だけでなく、所定の間隔を隔てて段状に形成して、固体粒状物を充填しても良い。
【００５４】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明にかかる土圧計によれば、土砂の粒径や接触状態により測定値の変動が非常に少なく、安定した測定値が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかる土圧計の第１実施例を示す正面図である。
【図２】図１の側面図である。
【図３】図１のＡ−Ａ線断面図である。
【図４】図３のＢ−Ｂ線矢視図である。
【図５】本発明にかかる土圧計の第２実施例を示す断面図である。
【図６】図５のＣ−Ｃ線矢視図である。
【図７】本発明にかかる土圧計の第３実施例を示す断面図である。
【図８】図７のＤ−Ｄ線矢視図である。
【図９】従来の土圧計の設置状態の説明図である。
【図１０】従来の土圧計の設置様態の他の例の説明図である。
【図１１】従来の土圧計の設置様態のさらに別の例の説明図である。
【符号の説明】
１０          土圧計本体
１２          ホルダー
１４          枠体
１６          メンブレン
１８          圧力伝達部材
２０          固定枠
２２          空間
２４          袋体
２６          仕切り壁
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
0004068364.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
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