(57)【要約】【課題】            硬化の早いコンクリート内に直接設置でき、材令の相違による計測誤差がなく、また、圧縮方向のみならず、引張り方向の応力をも測定可能で且つコンクリート厚の薄い部位においてもあらゆる方向に向けて設置を可能とする。【解決手段】        このコンクリート応力計１１は、直接、被測定コンクリートの中に埋設する。受圧面１２ａと反受圧面１５ｄ以外の外表面には、応力絶縁材２４が添着されている。受圧面１２ａと反受圧面１５ｄには、特殊接着剤２２と２３が塗着されている。被測定コンクリートからの圧力を受圧面１２ａと反受圧面１５ｄとの間に受けると、その圧力は、受圧体１２により力に変換されて、力伝達棒１３ｂを介して起歪体１３のひずみゲージＳＧが添着された起歪部１３ｃを撓ませる。【選択図】          図１
2009063521.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被測定コンクリート内に埋設して該コンクリートに生じる応力を計測するコンクリート応力計において、全体形状が略短円柱状を呈し、両端側の受圧面と反受圧面を除く部分を応力絶縁材で被覆してなり、前記受圧面と前記反受圧面に硅砂を含んだ特殊接着剤を塗布して、被測定コンクリート内に埋設することにより、前記被測定コンクリートより前記受圧面と前記反受圧面との間で受ける応力を、前記受圧面を有する受圧体と前記反受圧面を有するケースユニットとの間に介挿された起歪体の起歪部に添着されたひずみゲージにより変換された電気量に基づいて計測し得るように構成したことを特徴とするコンクリート応力計。
【請求項２】
前記硅砂を含んだ接着剤は、エポキシ樹脂に硅砂を混合してなることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート応力計。
【請求項３】
前記受圧面と前記反受圧面との間に作用する圧縮方向の応力のみならず、前記被測定コンクリートと前記受圧面および前記反受圧面との間に介在する前記エポキシ樹脂に硅砂を混合してなる特殊接着剤の付着力により引張り方向の応力をも計測し得るように構成したことを特徴とする請求項１または２に記載のコンクリート応力計。
【請求項４】
一面側に平面状の受圧面を有する剛性大なる円柱状を呈する前記受圧体と、
一端側が前記受圧体の前記受圧面とは反対側と連結され、中間部に起歪部を有し、他端側に反力支持部を有する前記起歪体と、
一端側が前記受圧体の外周面に対し一定の間隙を隔てて、且つ前記間隙に防水機能部材を介して囲繞し、中間部が前記起歪体の前記反力支持部と連結し、他端側が前記反受圧面とされたケースユニットとをもって構成したことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のコンクリート応力計。
【請求項５】
前記ケースユニットは、前記受圧体を嵌入する大径円筒部と前記大径円筒部より小径の小径円筒部とからなる第１のケース部と、
一端側の内周面が前記小径円筒部の外周と嵌合し、外周面を前記大径部の外周面と同一面となし、他端側に前記反受圧面を有する第２のケース部とからなり、
前記第１のケース部と前記起歪体の反力支持部の間、および前記第１のケース部と前記第２のケース部との間を、ねじ手段により強固に結合してなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のコンクリート応力計。
【請求項６】
前記防水機能部材は、前記受圧体の外周面と前記第１のケース部の内周面間の間隙の前記受圧面から所定の深さに至る部分に充填されたモールド剤と、さらにその近傍に介挿されたＯリングとから構成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のコンクリート応力計。
【請求項７】
前記ひずみゲージに接続されたゲージリード線は、起歪体の開口端に結合された気密端子を介し、さらに前記第２のケース部に取り付けられたケーブルグランドを介して外部に引き出されるように構成したことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のコンクリート応力計。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、被測定コンクリート内に埋設して該コンクリートに生じる応力を計測するコンクリート応力計に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来のコンクリート応力計の一つとして、液圧方式のセンサがある。
この液圧方式のセンサは、受圧面としての大径の一次ダイアフラムとひずみゲージを接着した小径の二次ダイアフラムとの二重ダイアフラム構造で、一次ダイアフラムと二次ダイアフラムとの間隙を小さくして水銀封入室を設け、そこに水銀を封入してなり、受圧面にかかる垂直荷重を流体圧に変換し、その流体圧により受圧面の微小変位を二つのダイアフラム径比のほぼ自乗に比例する拡大率で二次ダイアフラムに伝達し、そのダイアフラムに接着されたひずみゲージによって感度よく検出できるように構成されている。
しかしながら、このように構成された液圧方式のセンサの場合、圧縮方向の力は計測できるが、引張り方向の力、即ち応力は、計測することができない、という問題がある。
また、従来の他の方式として、荷重計方式のセンサがある。
この従来の荷重計方式のセンサの一例として、特許文献１（特開平７−１２８１５９号公報）に記載されたものがある。
この特許文献１に記載されたコンクリートの有効応力検出装置は、図５に縦断面図で示されるように、被測定コンクリートを同質のコンクリートを充填する両端開放型の細長いケース体１とケース体１の一方の開放端に装着し、被測定コンクリートと固着するフランジ５付きの連結体２と、ケース体１の他方の開放端に装着し、被測定コンクリートと固着するフランジ６付きのロードセル３とを具備している。
【０００３】
ケース体１内外のコンクリート間の水分移動を可能とする芯ケース１ａは、図に拡大して示すように伸縮抵抗（弾性係数）の小さい金網等の網体で構成され、ケース体１の内側および外側には、絶縁シート１ｂおよび１ｃが嵌装され、ケース体１内に充填したコンクリートが、これら絶縁シート１ｂ、１ｃにより有効応力検出装置周囲の被測定コンクリートから応力的に絶縁されるように構成されている。
このように構成された特許文献１に記載のコンクリート有効応力検出装置は、被測定コンクリート中に埋設する前に、例えば、フランジ付き連結体２を取外し、ケース体１の内部に被測定コンクリートと同質のコンクリートを充填し、再び連結体２を、ケース体１の開口端に取付け、さらに、例えば掘削されたトンネルの岩盤に対し固定ピンを填設し、コンクリート有効応力検出装置を所定の位置および方向に向けて設置することになるため、ケース体１内に予め充填された時点から、トンネル内で設置され、被測定コンクリートが充填される時点までの時間差があり、コンクリートの材令が同じにはならない、という問題がある。
特に、近年、硬化の早いコンクリートが出現してきているが、このようなコンクリートの場合、材令が大きく異なってしまうため、測定精度が低下せざるを得ない。
また、特許文献１の応力検出装置は、各付着体４、４の先端部を二叉状に分岐させることで、コンクリートとの接触面積を確保しようとしているが、ケース体１の内側のコンクリート柱の応力状態を乱し、測定精度を低下させている。
【０００４】
また、特許文献１の応力検出装置は、ロードセル３に延設した棒状の付着体４が、ロードセル３の見掛けの弾性係数を高くし、応力感度が過大となる、という問題がある上、上記フランジ５、６の間に、ロードセル３のほか、付着体４、４を含む、ケース体１が長尺であるため、コンクリート厚が薄い場合において、厚み方向（トンネルの場合、半径方向）に向けて設置（埋設）することができないという大きな問題がある。
また、ケース体１の両端には、フランジ５、６が設けられているが、引張り方向の応力の検出には、充分ではなく、しかも、コンクリート柱の断面積に対し、フランジの受圧面積が異なるため、上述したように、コンクリート柱と被測定コンクリートとの材令が同一ではないので、測定精度がさらに低化する。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−１２８１５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたもので、第１の目的とするところは、応力計本体内部に予めコンクリートを充填してコンクリート柱を準備する必要がなく、硬化の早いコンクリート内に直接設置することができ、材令の相違による計測誤差を伴うことなく応力を計測することができるコンクリート応力計を提供することにある。
本発明の第２の目的とするところは、圧縮方向のみならず引張方向の応力をアンカーを用いることなく正確に計測することが可能なコンクリート応力計を提供することにある。
本発明の第３の目的とするところは、小型、軽量化を図り、コンクリート厚が薄い場所でもあらゆる方向の設置が可能なコンクリート応力計を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に記載の発明に係るコンクリート応力計は、上述した第１〜第３の目的を達成するために、被測定コンクリート内に埋設して該コンクリートに生じる応力を計測するコンクリート応力計において、全体形状が略短円柱状を呈し、両端側の受圧面と反受圧面を除く部分を応力絶縁材で被覆してなり、前記受圧面と前記反受圧面に硅砂を含んだ特殊接着剤を塗布して、被測定コンクリート内に埋設することにより、前記被測定コンクリートより前記受圧面と前記反受圧面との間で受ける応力を、前記受圧面を有する受圧体と前記反受圧面を有するケースユニットとの間に介挿された起歪体の起歪部に添着されたひずみゲージにより変換された電気量に基づいて計測し得るように構成したことを特徴としている。
請求項２に記載の発明に係るコンクリート応力計は、前記硅砂を含んだ接着剤が、エポキシ樹脂を混合してなる特殊接着剤であることを特徴としている。
請求項３に記載の発明に係るコンクリート応力計は、前記受圧面と前記反受圧面との間に作用する圧縮方向の応力のみならず、前記被測定コンクリートと前記受圧面および前記反受圧面との間に介在する前記エポキシ樹脂に硅砂を混合してなる特殊接着剤の付着力により引張り方向の応力をも計測し得るように構成したことを特徴としている。
【０００８】
請求項４に記載の発明に係るコンクリート応力計は、一面側に平面状の受圧面を有する剛性大なる円柱状を呈する前記受圧体と、
一端側が前記受圧体の前記受圧面とは反対側と連結され、中間部に起歪部を有し、他端側に反力支持部を有する前記起歪体と、
一端側が前記受圧体の外周面に対し一定の間隙を隔てて、且つ前記間隙に防水機能部材を介して囲繞し、中間部が前記起歪体の前記反力支持部と連結し、他端側が前記反受圧面とされたケースユニットとをもって構成したことを特徴としている。
請求項５に記載の発明に係るコンクリート応力計は、前記ケースユニットが前記受圧体を嵌入する大径円筒部と前記大径円筒部より小径の小径円筒部とからなる第１のケース部と、
一端側の内周面が前記小径円筒部の外周と嵌合し、外周面を前記大径部の外周面と同一面となし、他端側に前記反受圧面を有する第２のケース部とからなり、
前記第１のケース部と前記起歪体の反力支持部の間、および前記第１のケース部と前記第２のケース部との間を、ねじ手段により強固に結合してなることを特徴としている。
【０００９】
請求項６に記載の発明に係るコンクリート応力計は、前記防水機能部材が、前記受圧体の外周面と前記第１のケース部の内周面間の間隙の前記受圧面から所定の深さに至る部分に充填されたモールド剤と、さらにその近傍に介挿されたＯリングとから構成されていることを特徴としている。
請求項７に記載の発明に係るコンクリート応力計における前記ひずみゲージに接続されたゲージリード線は、起歪体の開口端に結合された気密端子を介し、さらに前記第２のケース部に取り付けられたケーブルグランドを介して外部に引き出されるように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の請求項１のコンクリート応力計によれば、被測定コンクリート内に埋設して該コンクリートに生じる応力を計測するコンクリート応力計において、全体形状が略短円柱状を呈し、両端側の受圧面と反受圧面を除く部分を応力絶縁材で被覆してなり、前記受圧面と前記反受圧面に硅砂を含んだ特殊接着剤を塗布して、被測定コンクリート内に埋設することにより、前記被測定コンクリートより前記受圧面と前記反受圧面との間で受ける応力を、前記受圧面を有する受圧体と前記反受圧面を有するケースユニットとの間に介挿された起歪体の起歪部に添着されたひずみゲージにより変換された電気量に基づいて計測し得るように構成したので、次のような効果が得られる。
第１に、応力計本体内部に予めコンクリートを充填する必要がなく、被測定コンクリートをその周囲に直接充填（吹付け）した後、直ちに計測が可能となり、硬化の早いコンクリートでもヤング率の変化の影響を受けないで応力を計測することができる。
第２に、コンクリートの応力を受圧面と反受圧面とで受け荷重として計測する方式であり、且つ受圧面と反受圧面に塗布された硅砂を含んだ接着剤により被測定コンクリートとの付着性が高いことから、圧縮方向の応力だけでなく、引張り方向の応力も計測することができる。
【００１１】
第３に、全体形状が短円柱状を呈する小型、軽量であるため、吹付けコンクリート厚が薄い場所でも方向を問わず設置することができる。
本発明の請求項２のコンクリート応力計によれば、この特殊接着剤のうち、硅砂がコンクリートとの付着力を増強し、エポキシ樹脂系接着剤が受圧面と反受圧面を構成する金属との付着力を増強するので、コンクリートの予定引張り強度よりも大きな接着強度を得ることができる。
本発明の請求項３の発明に係るコンクリート応力計によれば、前記受圧面と前記反受圧面との間に作用する圧縮方向の応力のみならず、前記被測定コンクリートと前記受圧面および前記反受圧面との間に介在する前記エポキシ樹脂に硅砂を混合してなる特殊接着剤の付着力により引張り方向の応力をも計測し得るように構成したので、従来のような先端部を二叉状に分岐させることで、コンクリートとの接触面積を確保するものと違って、コンクリート柱の応力状態を乱すことがなく、測定精度を低下させることなく、圧縮方向のみならず、引張り方向の応力をも高精度に計測することができる。
【００１２】
また、本発明の請求項４の発明に係るコンクリート応力計によれば、一面側に平面状の受圧面を有する剛性大なる円柱状を呈する前記受圧体と、
一端側が前記受圧体の前記受圧面とは反対側と連結され、中間部に起歪部を有し、他端側に反力支持部を有する前記起歪体と、
一端側が前記受圧体の外周面に対し一定の間隙を隔てて、且つ前記間隙に防水機能部材を介して囲繞し、中間部が前記起歪体の前記反力支持部と連結し、他端側が前記反受圧面とされたケースユニットとをもって構成したので、構成が簡素で小型且つ軽量化を図ることができ、吹付けコンクリート層が薄い場所でも設置することができる。・
【００１３】
また、本発明の請求項５の発明に係るコンクリート応力計によれば、前記ケースユニットが、前記受圧体を嵌入する大径円筒部と前記大径円筒部より小径の小径円筒部とからなる第１のケース部と、
一端側の内周面が前記小径円筒部の外周と嵌合し、外周面を前記大径部の外周面と同一面となし、他端側に前記反受圧面を有する第２のケース部とからなり、
前記第１のケース部と前記起歪体の反力支持部の間、および前記第１のケース部と前記第２のケース部との間を、ねじ手段により強固に結合したので、請求項４に係る発明と同様の効果が得られる。
また、本発明の請求項６の発明に係るコンクリート応力計によれば、防水機能部材が、前記受圧体の外周面と前記第１のケース部の内周面間の間隙の前記受圧面にから所定の深さに至る部分に充填されたモールド剤と、さらにその近傍に介挿されたＯリングとから構成されているので、被測定コンクリートと接する受圧面と第１のケース部との間の間隙に、被測定コンクリートや水分その他の異物が侵入するのを阻止することができると共に、受圧体が被測定コンクリートから負荷される圧力に忠実に応動し、起歪体の起歪部への変形を生じさせることができ、高精度に応力を計測することができる。
【００１４】
また、本発明の請求項７の発明に係るコンクリート応力計によれば、前記ひずみゲージに接続されたゲージリード線は、起歪体の開口端に結合された気密端子を介し、さらに前記第２のケース部に取り付けられたケーブルグランドを介して外部に引き出されるので、ゲージリード線を介して、外気や水分などが起歪体の起歪部に添着されたひずみゲージまで侵入するのが完全に阻止され、ひずみゲージが外気や水分に曝されないので、酸化や絶縁抵抗の劣化などかなく、長期の使用に耐えることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の一つの実施の形態に基づき、本発明に係るコンクリート応力計を詳細に説明する。
図１は、本発明の一つの実施の形態に係るコンクリート応力計の縦断面図であり、図２は、図１のコンクリート応力計を上面より見た外観構成を示す平面図である。
図１および図２において、コンクリート応力計１１は、全体形状が略短円柱状を呈し、大別して、受圧体１２と、起歪体１３と、第１のケース部１４と、第２のケース部１５の主要部材から成っている。
これをより具体的に説明すると、受圧体１２は、一面側に、被測定コンクリート（図示せず）に接して圧力を受ける受圧面１２ａを有し、受圧面１２ａとは反対側（裏側）は、略台形状の凹部が形成されると共に、中心部に、起歪体１３と連結するための雌ねじ穴１２ｂが形成されている。
起歪体１３は、一端側に、上記雌ねじ１２ｂに螺合する雄ねじ部１３ａを有する力伝達棒１３ｂが形成され、この力伝達棒１３ｂの下端には、薄肉とされて可撓性を有する起歪部１３ｃが形成され、この起歪部１３ｃの外周端が半径方向に伸び、前記受圧体１２下端内壁に達する薄肉で、軸方向には弾性を有し、半径方向には剛性大なる円輪板１３ｄが形成され、他端部（図１において下端部）には、複数の雌ねじ穴１３ｅが形成され、起歪部１３ｃより下方の部分には、空間が設けられ、下端が開放されている。
【００１６】
第１のケース部１４は、上半部が大径の円筒部１４ａとされ、下半部が小径の円筒部１４ｂとされており、大径の円筒部１４ａの内側には、受圧体１２が所定の間隙を存して嵌入され、その上端面同士が同一平面となるように配設されており、小径円筒部１４ｂの下端には、上記雌ねじ穴１３ｅと同軸上に、ボルト挿通孔１４ｃが穿設されており、さらに、上端近傍に、Ｏリング１６が嵌入する円環状の凹溝１４ｄが形成され、下端外周面には、雄ねじ１４ｅが形成されている。
第２のケース部１５は、有底円筒状を呈し、上端近傍に、Ｏリング１７が嵌入する円環状の凹溝１５ａが形成され、その下部には、上記雄ねじ１４ｅと螺合する雌ねじ１５ｂが形成され、さらには下端近くには、ゲージリード線１９を内部から外部へ導出するためのケーブルグランド取付穴１５ｃが穿設されている。
起歪体１３の起歪部１３ｃには、曲げひずみを検出し得るように、少なくとも４枚のひずみゲージが添着されている。このひずみゲージＳＧは、それぞれゲージリード線１９、１９を介して気密端子２０の内部側のピン２０ａに接続されている。
接続ピン２０ａの外部側に一端を接続されたゲージリード線１９、１９の他端側は、気密端子２０と第２のケース部１５の内壁とで囲まれた空間２１を介して、ケーブルグランド１８から外部へ引き出される。
【００１７】
ケーブルグランド１８の内部構造は、図には現れていないが、ゲージリード線１９を被覆してなるケーブルが挿通される金属製のケーブルグランド本体内にゴムブッシュと、ワッシャを介してリングナットで締め付けてケーブルの外被とケーブルグランド１８との間のシーリングを果たしている。
気密端子２０からケーブルグランド１８に至るまでの空間２１内には、充填剤３４が充填されており、その充填剤３４が防水機能と、ケーブルの不用の振動を抑制する機能を果たしている。
受圧体１２と第１のケース部１４の大径円筒部１４ａとの間に設けられた隙間には、モールド剤２５（例えば、ＲＴＶゴム）が充填されており、さらには、その近傍の凹溝１４ｄには、Ｏリング１６が嵌入されているので、外部の被測定コンクリート、砂、砂利、泥、水、等が大径円筒部１４の内部や起歪体１３側へ侵入するのは確実に阻止されるが、受圧体１２の変位（移動）には、殆ど影響を与えないように構成されている。
一方、受圧体１２の受圧面１２ａと、第２のケース部１５の底面、即ち、反受圧面１５ｄの表面には、硅砂を含んだ特殊接着剤２２、２３が被測定コンクリート内に埋設する直前に塗布される。
【００１８】
この特殊接着剤２２、２３用の接着剤として、エポキシ樹脂を主剤とし、ポリアミドアミンを硬化剤として用いる、いわゆるアラルダイト（登録商標）を用いることができる。
この特殊接着剤２２、２３のうち、硅砂はコンクリートの付着性がよく、エポキシ樹脂は、一般的に金属製（例えば、ＳＣＭ）でなる受圧体１２および第２のケース部１５に対する付着力が強く且つコンクリートや石に対する付着力も強い。
この強力な付着力のため、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄとの間に、被測定コンクリートから圧縮方向の荷重が作用する場合は、当然のこととして、両者間に引張り方向の荷重が作用した場合であって、所用の引張り応力を計測することができる。
また、本コンクリート応力計の受圧面１２ａと反受圧面１５ｄを除く部分、即ち、大径円筒部１４ａの上端面および外周面、第２のケース部１５の外周面、およびケーブルグランド１８の外周面には、応力絶縁材２４が被着されている。
この応力絶縁材２４としては、ビールテープ、フェルト、遮水シート等を用いることができる。
【００１９】
次に、このように構成されたコンクリート応力計の使用態様につき説明する。
図３は、本発明に係るコンクリート応力計を、トンネルの内壁にコンクリートを吹付けることによって埋設した状態を示す断面図である。
同図において、岩盤３０を掘削機によって掘削することによって、トンネル３１を形成した後、岩盤３０が崩落しないように岩盤３０の内壁に所定の厚さまでコンクリートを吹付けて吹付けコンクリート３２を形成して補強する。
このコンクリート３２の吹付けの厚さは、現在１００ｍｍとされている。
本実施の形態に係るコンクリート応力計１１は、図３に示すように、直径４０ｍｍ、長さ６２ｍｍと小型であるため、図３の右側のコンクリート応力計１１のように、横向き、即ち、円周方向に対し設置できるのみならず、厚さが僅か１００ｍｍの半径方向にも設置することができる。
しかしながら、従来技術の中で説明した特許文献１の応力検出装置は、軸方向に、付着体４、４、ケース体１等から長尺に構成されているため、図３における円周方向に向けた設置はできるものの、半径方向に向けた設置はできないため、吹付けコンクリート３２の各方向の応力の計測ができない、という致命的な欠陥がある。
【００２０】
次に、このように設置された実施例に係るコンクリート応力計１１の作用につき説明する。
コンクリート中に埋設されたコンクリート応力計１１は、コンクリートが硬化していく過程の応力の挙動を計測する。
先ず、被測定コンクリート中に埋設されたコンクリート応力計１１の受圧面１２ａに圧力が印加すると、受圧面１２ａの面積に圧力を乗じた分の荷重（力）が受圧体１２から起歪体１３の力伝達棒１３ｂを介し起歪体１３の中心部に伝達される。このとき、起歪体１３の下端部の圧力支持部１３ｆは、第１のケース部１４の小径円筒部１４ｂの段部に係合されていると共に、締付けボルト３３をもって小径円筒部１４ｂに強固に固定され、且つ、小径円筒部１４ｂに形成された雄ねじ１４ｅが、第２のケース部１５に形成された雌ねじ１５ｂに対し、螺合されている結果、上面からの力に対する抗力が圧力支持部１３ｆに与えられるので、起歪部１３ｃが、印加された力に応じて変形する。
この変形は、起歪部１３ｃに添着された、少なくとも４枚のひずみゲージＳＧが検知して、その抵抗値を変化させるので、４枚のひずみゲージＳＧをもってホイートストンブリッジを組むことによって、受圧面１２ａに印加された圧力に応じた電気量（電圧または電流）を計測することによって、結果的に被測定（吹付け）コンクリート３２のコンクリート応力を計測することができる。
【００２１】
次に、本実施の形態に係るコンクリート応力計をコンクリート中に埋設し、該コンクリートに一定の荷重を負荷して得られたデータにつき、説明する。
先ず、コンクリート応力計を、外径１５０ｍｍ、高さ３００ｍｍの円筒型枠のほぼ中心位置にたこ糸で吊した状態で固定し、上記円筒枠の中に、初期高強度コンクリートを充填し、コンクリートの硬化後（約３０分）後、供試体を円筒型枠から取り出し、養生した。
次に、供試体に対し、コンクリート充填後３時間、１２時間、２４時間を経過した時点で載荷試験（圧縮試験後、引張り試験に相当する割裂破壊試験）を行い、コンクリートの圧縮応力とコンクリート応力計の出力の関係を測定した。
その結果は、表１および図４に示される通りである。
【００２２】
【表１】
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【００２３】
尚、コンクリートの圧縮応力は、供試体の断面積（既知）と載荷荷重から求めた。
（因に、載荷（圧縮）荷重をＷ、供試体の断面積をＡとすると、圧縮応力は、Ｗ／Ａとなる。）
図４に示すように、充填後３時間（測定材令３時間）、１２時間（測定材令１２時間）、２４時間（測定材令２４時間）毎の圧縮応力と応力計の出力の関係は、比較的直線に近く、圧縮強度の１／２の圧縮応力までは、使用可能（誤差±１０％以内）であることが確認できた。
また、割裂破壊試験結果より、各測定材令のコンクリート応力計の引張り方向の最大値を求めたところ、次の表２のようなデータが得られた。
【００２４】
【表２】
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【００２５】
本実施例のコンクリート応力計（受圧面の直径が３０ｍｍ）の場合、測定材令２４時間で最大約１．８ＭＰａで、約１．２７ｋＮ（約１３０ｋｇｆ）の引張り荷重となり、また、応力計とコンクリートとの付着状況もよく、圧縮強度の約１／１０の引張荷重に追従していることを確認することができた。
即ち、本実施例のコンクリート応力計の引張り応力は、圧縮強度に対して、測定材令３時間で１０％、測定材令１２時間で約１１％、測定材令２４時間で約８％であった。
以上のように構成され且つ、作用する本実施の形態に係るコンクリート応力計によれば、以下に述べるような効果を奏する。
第１に、従来装置のように、応力計本体内に予めコンクリートを充填する必要がなく、被測定コンクリート中に直接埋設した後に、直ちに計測が可能であるから、材令のずれはなく、初期高強度コンクリートのような硬化時間が短いコンクリートの場合でも、周囲のコンクリートの硬化条件は同じとなり、誤差は生じない。
第２に、コンクリートの応力を、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄとで受け、荷重として計測する方式であるため、硬化時の刻々と変わるヤング率の変化の影響を受けないので、応力測定が可能である。
【００２６】
第３に、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄに塗布された硅砂を含んだ特殊接着剤２２、２３による被測定コンクリートと受圧面１２ａおよび反受圧面１５ｄとの付着力が大きいため、圧縮方向の応力だけでなく、引張り方向の応力も精度よく計測することができる。
特に、図５に示す従来例のように、二叉状の付着体を連結体に付けるとコンクリートの応力状態を乱し、測定精度を低下させる原因となるが、本実施の形態は、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄがともに、平坦面であるから、被測定コンクリートの応力状態を乱さないので、測定精度の向上を図ることができる。
第４に、全体形状が小型（上述した図３に示す実施例の場合、直径４０ｍｍ、高さ６２ｍｍ）で且つ軽量であるため、図３に示すように、吹付けコンクリートの厚さが、１００ｍｍ程度の場合でも、トンネル３１の円周方向に向ける場合はもとより、半径方向に向けても設置することができ、換言すれば、あらゆる方向に向けて設置することができる。
第５に、本実施の形態のコンクリート応力計は、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄ以外の部位には応力絶縁を施すため、所望の方向の応力の測定が可能である。
【００２７】
尚、本発明は、上述し且つ図面に示した実施の形態および実施例の記載に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々変形して実施することができる。
例えば、上述したケースユニットとして、第１のケース部１４と第２のケース部１５とをもって構成してあるが、第２のケース部１５を両端開口型の円筒体とし、その下端の開口端に別途製作した底蓋を接合するように構成してもよい。この場合の反受圧面は、底蓋の底面となる。
また、受圧面１２ａの頂部中心および反受圧面１５ｄの底部中心に、それぞれ何らかの付着体を取付けるための雌ねじ穴を形成することもできる。
但し、受圧面１２ａと反受圧面１５ｄは、なるべく平坦状にしておくことがコンクリートの応力を乱さない点で望ましい。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例に係るコンクリート応力計の全体の断面構成を示す中央縦断面図である。
【図２】図１に示すコンクリート応力計の外観構成を一部破断して示す平面図である。
【図３】本発明に係るコンクリート応力計を、掘削されたトンネル内壁に吹付けたコンクリート内に埋設して、トンネルの半径方向および円周方向について応力を測定する状態を示す断面図である。
【図４】本発明の実施例に係るコンクリート応力計が埋設されたコンクリート柱からなる供試体を１／２圧縮強度まで負荷したときの圧縮応力とコンクリート応力計の出力との関係を示すグラフである。
【図５】従来の応力検出装置の構成を示す断面図である。
【符号の説明】
【００２９】
１１    コンクリート応力計
１２    受圧体
１２ａ    受圧面
１３    起歪体
１３ｂ    力伝達棒
１３ｃ    起歪部
１３ｄ    円輪板
１３ｆ    圧力支持部
１４    第１のケース部
１４ａ    大径の円筒部
１４ｂ    小径の円筒部
１５    第２のケース部
１５ｃ    ケーブルグランド取付穴
１５ｄ    反受圧面
１６、１７    Ｏリング
１８    ケーブルグランド
１９    ゲージリード線
２０    気密端子
２１    空間
２２、２３    特殊接着剤
２４    応力絶縁材
２５    モールド剤（ＲＴＶゴム）
３０    岩盤
３１    トンネル
３２    吹付けコンクリート
３３    締付ボルト
３４    充填剤
ＳＧ    ひずみゲージ
【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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