(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
測定材料との離隔を調整可能な複数の脚部と、この脚部を前記測定材料に向けて突出するように有し、前記脚部側の面の所定位置にベンダーエレメントを固定可能なベースプレートからなることを特徴とするベンダーエレメント設置治具。
【請求項２】
前記脚部は、前記ベースプレートの隅部に、突出長さ調整可能に前記測定材料側に突出して螺着されたボルトからなることを特徴とする請求項１記載のベンダーエレメント設置治具。
【請求項３】
所定の離隔にある複数のベンダーエレメント設置治具同士が連結具で連結され、該ベンダーエレメント設置治具のベンダーエレメント間でせん断波速度が測定されることを特徴とする請求項１記載のベンダーエレメント設置治具。
【請求項４】
前記連結具は、曲げ剛性１００kN・m2以下の部材であることを特徴とする請求項３記載のベンダーエレメント設置治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はベンダーエレメント設置治具に係り、地盤等の測定対象へのベンダーエレメントの取付を容易にするために用いられるベンダーエレメント設置治具に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
地盤やコンクリート等の固体材料のせん断波速度Ｖsあるいは粗密波速度Ｖpを測定する方法として、図６各図に示したような、圧電振動素子をアクリル台座で支持した構造のベンダーエレメントを用いる測定手法が知られている。図６（ａ）は、基本タイプである直方体状のアクリル製ベースブロック５１の上面に圧電セラミックス製の振動素子５２が固着されたものを示している。この振動素子５２は一端５２ａがベースブロック５１に固定支持された梁長さ（Ｘ）のバイモルフタイプの片持ち梁構造からなる。図６（ｂ）は、中間点に測定設置されるベンダーエレメント５０を示している。同図に示したように、ベースブロック５１の上面５１ａに発振部としての振動素子５２Ｓが、下面５１ｂには受振部としての振動子５２Ｒが固着されている。
【０００３】
図７は、図６に示したベンダーエレメントを利用した地盤のせん断波速度の測定方法を示している。図７に示したように、ベンダーエレメント５０Ｓ，５０Ｒを所定距離Ｌだけ離れた地盤内に埋設し、一方のベンダーエレメント５０Ｓからせん断波を発信させ、もう他方のベンダーエレメント５０Ｒでせん断波を受信し、そのベンダーエレメント間の距離Ｌをせん断波の伝搬時間（遅延時間）で除すことにより、対象地盤のせん断波速度を算定するものである。このとき、せん断波速度Ｖsあるいは粗密波速度Ｖpを正確に測定するためには、振動素子の振動を測定対象の地盤等の測定材料において確実に伝達させ、ベンダーエレメント間距離を正確に設定することが重要である。さらに測定材料に確実に振動を伝達させるためには、振動素子を測定材料としての地盤表面に密着させるとともに、振動素子を固定するアクリル台座が振動素子と共振しないようにすることが重要である。
【０００４】
従来、ベンダーエレメントを用いた測定の場合、ベンダーエレメントを測定材料６０の表面に、図８，９に示したような手順で取り付けて固定していた。まず、測定材料に振動素子５２をのみ込ませるための溝６１を作成する。次いでこの溝６１に、ベンダーエレメント５０の振動素子５２を挿入する。さらに振動素子５２の振動を確実に測定材料６０に伝達させるとともにアクリル台座自体の振動を防止するため、アクリル台座を固定する必要がある。たとえばアクリル台座を固定する方法としては、図９（ａ），（ｂ）に示したようにベンダーエレメント５０上に重り６２を載置したり、アンカー６３からワイヤ６４等を張って固定している。
【０００５】
ところが、このような固定方法は、手間がかかるばかりでなく、ベンダーエレメント固定用の溝を形成したりするため、測定材料の表面を傷めてしまう。また測定箇所を変更するたびにベンダーエレメント間の距離を正確に設定しなければならない。以上のような背景から、測定材料を傷めることなく、材料表面に載置するだけでベンダーエレメントを確実に設置できるような手段が望まれていた。また、複数の測定においてベンダーエレメント間距離を所定の値に一定に保つことも要請されていた。
【０００６】
そこで、本発明の目的は上述した従来の技術が有する問題点を解消し、ベンダーエレメントを測定材料の表面に容易に配置して固定できるようにしたベンダーエレメント設置治具を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明は測定材料との離隔を調整可能な複数の脚部と、この脚部を前記測定材料に向けて突出するように有し、前記脚部の側面の所定位置にベンダーエレメントを固定可能なベースプレートからなることを特徴とする。
【０００８】
このとき前記脚部は、前記ベースプレートの隅部に、突出長さ調整可能に前記測定材料側に突出して螺着されたボルトとすることが好ましい。
【０００９】
また、所定の離隔にある複数のベンダーエレメント設置治具同士が連結具で連結され、該ベンダーエレメント設置治具のベンダーエレメント間でせん断波速度を測定することが好ましい。
【００１０】
このとき前記連結具は、曲げ剛性１００kN・m2以下の部材、たとえばワイヤケーブル等とすることが好ましい。
【発明の実施の形態】
以下、本発明のベンダーエレメント設置治具の一実施の形態について、添付図面を参照して説明する。図１（ａ），（ｂ）は、本実施の形態によるベンダーエレメント設置治具１０の表裏面を示した斜視図である。同図に示したように、このベンダーエレメント設置治具１０は、ほぼ正方形状の金属板からなるベースプレート１１と、ベースプレート１１の四隅に形成された貫通ネジ孔１２に螺合された脚部ボルト１３と、ベースプレート１１の裏面側（通常設置時の下面側）の所定位置に固定されたベンダーエレメント２０とから構成されている。
【００１１】
これらのうちベースプレート１１は、本実施の形態では使用時にたわみ等が生じない程度の剛性と質量を有する厚さ１５mm、一辺１６０mmのステンレス製板が使用されている。さらに脚部ボルト１３にも長さ６０mmのステンレスボルトが使用されている。この脚部ボルト１３の頭部には、位置決め固定ができるように調整ナット１４が螺着されている。ベンダーエレメント２０はこのベースプレート１１の裏面の所定位置に図示しない取付ビスによってビス止めされている。一方、表面（通常設置時の上面側）の中央位置には略Ｕ字形状の取手１５が固着されている。なお、この取手１５はベンダーエレメント設置治具の運搬に用いることはもちろんのこと、設置時に測定材料に圧着させるための押圧力を加える際の使い勝手や、後述する連結具としてのワイヤケーブル２５のアンカー部分としての役目も果たす。
【００１２】
このベースプレート１１は、ベンダーエレメント２０を保持するとともに、図２に示したようにベンダーエレメント設置治具を測定材料の表面に設置する際に、その総重量によりベンダーエレメント２０の振動素子２２を測定材料１の表面２に圧着させるとともに、台座２１の振動を抑止する役割を果たすように十分な質量と有するように設定する。たとえば本実施の形態ではベースプレの質量として取り付けるベンダーエレメント２０を１つ取り付けるタイプでは質量３kgとしている。したがってベンダーエレメント２０を２つ取り付ける場合、ベースプレート１１の質量は６kgにする。このときの１枚のベースプレート１１の質量としては０．１〜２０kg程度に設定することができる。したがって、取り付けるベンダーエレメント２０の数量に応じてベースプレート１１の積層枚数を増減させたり、一枚当たりの板厚を増加させたりして対応させることが好ましい。
【００１３】
脚部ボルト１３は、そのネジ部１３ａの長さを適当に調節することによって、測定材料の表面への振動素子２２の接触角度を任意に設定することができる。さらに治具の質量を超えない範囲内で測定材料表面への振動素子２２の押圧力も調整することが可能である。
【００１４】
図３各図は、ベースプレート１１の裏面に取り付ける振動素子２２の位置を変更させた例を示した斜視図である。たとえば図３（ａ）に示したように、ベースプレート１１のほぼ中央位置にベンダーエレメント２０を取り付けることにより、振動素子２２を測定材料に圧着する強さ（押圧力）を精度良く調整することができる。ベンダーエレメント２０の取り付け向きを任意に決定することにより、振動素子２２が発生する振動の向きを任意に決定できる（図３（ｂ）参照）。また、複数個のベンダーエレメント２０を取り付ける場合、平行に同感度のベンダーエレメント２０を取り付けてデータの校正を行うようにしても良い。各ベンダーエレメント２０の取付はベースプレート１１にあらかじめ所定ピッチで形成された取付孔を利用すれば簡単に行える。
【００１５】
図４はベースプレート１１の平面形状を略三角形とし、２本の脚部ボルト１３とベンダーエレメント２０とでベースプレート１１を支持するようにしたベースプレート１１の変形例を示している。このような構成では設置治具は、測定材料表面上において脚部ボルト１３の２点とベンダーエレメント２０の１点の３点で支持される。したがって、脚部ボルト１３の脚長を調節することなく、振動素子２２を確実に測定材料表面に圧着することができる。これにより、振動素子２２を測定材料表面に一定の押圧力で密着させることができる。このため測定個所を変えても同一押圧条件でせん断波速度Ｖsあるいは粗密波速度Ｖpを測定できる。
【００１６】
図５は２基のベンダーエレメント設置治具１０間を連結具としてのワイヤケーブル２５で連結した使用例を示している。同図に示したワイヤケーブルはワイヤ径１mmの樹脂被覆鋼製ケーブルで、十分な柔軟性を有し、曲げ剛性も１００kN・m2以下となっている。このように２基のベンダーエレメント設置治具を連結することで、ベンダーエレメント２０間距離を常に一定に保つことができる。このため、測定位置を移動させた場合にも、ワイヤケーブルが十分張設された状態では、ベンダーエレメント設置治具間の距離を精度良く保持でき、同一距離のもと、せん断波速度Ｖsあるいは粗密波速度Ｖpを測定できる。なお、本実施の形態では取手１５をワイヤケーブルの固定端としているが、ベースプレート１１に専用のアンカー部を形成することもできる。また、３基以上のｎ個を連結し、各ケーブル長を適宜設定したり、すべてを等しくして各ベンダーエレメント２０位置が正ｎ角形の頂点をなすような位置関係を設定することも可能である。
【００１７】
【発明の効果】
以上に述べたように、本発明によれば測定材料を傷めることなく、測定材料表面に載置するだけでベンダーエレメントの設置が完了でき、また、計測場所を変更しても、振動素子の材料表面への押圧力やベンダーエレメント間距離などの測定条件が常に再現でき、さらに測定材料表面への振動素子の接触角度、その押圧力を自在に調整できるため、どのような測定材料に対しても精度の良いせん断波速度Ｖsあるいは粗密波速度Ｖpを測定できるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明によるベンダーエレメント設置治具の一実施の形態を示した斜視図。
【図２】図１のベンダーエレメント設置治具の設置状態を示した正面図。
【図３】ベンダーエレメントのベースプレートへの取付位置例を示した斜視図。
【図４】ベースプレートの変形例を示した斜視図。
【図５】ベンダーエレメント設置治具の連結状態を示した側面図。
【図６】ベンダーエレメントの構成例を示した斜視図。
【図７】ベンダーエレメントによるせん断波速度測定例を示した模式断面図。
【図８】従来のベンダーエレメントの測定材料への取付例を示した拡大図。
【図９】従来のベンダーエレメントの測定材料への固定例を示した拡大図。
【符号の説明】
１  測定材料
１０  ベンダーエレメント設置治具
１１  ベースプレート
１３  脚部ボルト
２０  ベンダーエレメント
２１  台座
２２  振動素子
２５  ワイヤケーブル
【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】
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