JP7659264B2 - Strength test method and strength test device for earth and sand barrier structures - Google Patents
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Description
本発明は、溝掘削作業や溝内作業中における土砂崩壊に伴う作業員の死傷事故の防止を図ることを目的とした土砂遮断構造物の強度を試験する方法及び当該強度試験に用いられる強度試験装置に関する。 The present invention relates to a method for testing the strength of landslide prevention structures, with the aim of preventing fatal and injury accidents involving workers caused by landslides during trench excavation work or work inside a trench, and to a strength testing device used for said strength testing.
小規模な溝掘削作業を伴う上下水道等工事においては、溝掘削作業及び溝内作業中における土砂崩壊に伴う労働災害を防ぐため、溝内での作業に先行して土止め支保工を設置する場合がある。 In water supply and sewerage construction work involving small-scale trench excavation work, retaining supports may be installed prior to work in the trench to prevent industrial accidents caused by landslides during trench excavation work and work inside the trench.
具体的にはドラグショベルによって掘削(素掘り)し、その後、軽量鋼矢板を掘削面に張りつけるように建て込み、腹起し・切梁を取り付けて土止め支保工を組み立てるものである。 Specifically, excavation (unlined digging) is done using a drag shovel, then lightweight steel sheet piles are erected so as to be attached to the excavated surface, and the wales and struts are attached to assemble the retaining support structure.
本願出願人は上記土砂崩壊に伴う労働災害を防ぐために、特許文献1記載の土砂遮断装置を提案している。
The applicant of this application has proposed a sediment blocking device as described in
ところで、上述の土止め支保工等の土砂遮断構造物や上記特許文献1記載の土砂遮断装置の強度試験方法には確立された統一規格がない。したがって様々な方法で試験がなされる事態を招くことにもなりかねず、とすれば、得られた試験結果も絶対的な評価とはいえないものになってしまう恐れがある。なお、以下の記述において特許文献1記載の土砂遮断装置は土砂遮断装置と称する。また、本発明において、この土砂遮断装置を含む土止め支保工やパネル土止め、その他の土止め装置を総称して土砂遮断構造物と称する。本発明はこの総称される土砂遮断構造物の強度試験方法及び強度試験装置に関するものである。
However, there are no established unified standards for the strength test method of the above-mentioned earth retaining support structures and the earth retaining device described in the above-mentioned
出願人が従来行っていた強度試験方法は、土砂遮断構造物の傍らに土砂を積み上げ、自然に崩落させ、該土砂遮断構造物が耐えうるかを確認するというものである。 The strength testing method previously used by the applicant involves piling up soil next to the soil barrier structure and allowing it to collapse naturally to check whether the soil barrier structure can withstand the force.
しかし、かかる試験方法は大がかりな装置が必要となること、定量的な荷重を与えることが難しいといった難点がある。 However, this testing method has drawbacks, such as the need for large-scale equipment and the difficulty of applying a quantitative load.
そこで本発明は、大掛かりな土砂崩壊実験をしなくても比較的簡便な方法で強度の確認が可能であると共に、土砂を積み上げて崩す方法よりも定量的に荷重を与えることが可能な土砂遮断構造物の強度試験方法及び強度試験装置を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a strength testing method and strength testing device for a sediment barrier structure that allows for confirmation of strength in a relatively simple manner without the need for extensive landslide experiments, and that allows for more quantitative loading than the method of piling up and collapsing sediment.
上記の目的を達成する本発明の構成は以下の通りである。 The configuration of the present invention to achieve the above objective is as follows:
(1) 請求項1に記載の土砂遮断構造物の強度試験装置は、台座部と、レール部材と、重錘とにより構成される。
(1) The strength test device for earth and sand blocking structures described in
(2) 請求項2に記載の土砂遮断構造物の強度試験装置は、請求項1記載の発明において、重錘として整地ローラーを用いて構成した。
(2) The strength test device for earth and sand barrier structures described in
(3) 請求項3に記載の土砂遮断構造物の強度試験装置は、請求項2記載の発明において、整地ローラーを構成する円筒形の本体内に重量物を詰め込むことで、重錘の重量を可変に構成した。
(3) The strength test device for soil and sand barrier structures described in claim 3 is the invention described in
(4) 請求項4に記載の土砂遮断構造物の強度試験方法は、請求項1乃至請求項3いずれかに記載の強度試験装置を用いて、重錘を土砂遮断構造物に衝突させることで行われるものである。
(4) The method for testing the strength of a sediment barrier structure according to claim 4 is carried out by impacting a weight against the sediment barrier structure using a strength testing device according to any one of
上記のように構成される本発明が、如何に作用して課題を解決するかを図面を参照しながら概説する。なお、各図におけるUとは上方を、Dは下方を、Rは右方向を、Lは左方向を意味するものである。 How the present invention configured as described above works to solve the problems will be generally explained with reference to the drawings. Note that in each figure, U means up, D means down, R means right, and L means left.
図2は請求項2あるいは請求項3に記載の土砂遮断構造物の強度試験装置(以下、強度試験装置と称する)を用いた土砂遮断構造物の強度試験方法(以下、強度試験方法と称する)の実施形態を示す説明図である。図示されるようにコンクリート製のL型擁壁2と台座部10との間に模擬的な溝を再現し、その間に土砂遮断装置1を設置してある。
Figure 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of a method for testing the strength of a sediment-blocking structure (hereinafter referred to as the strength test method) using the strength test device for sediment-blocking structures (hereinafter referred to as the strength test device) described in
この左側の台座部10と右側の台座部10との間にレール部材20を架渡し、レール部材20に沿って自重で整地ローラー30を落下させ、土砂遮断装置1に衝突させるものである。
A
上述のように構成される本発明によれば整地ローラー30の重量、体積をあらかじめ設定可能であり、しかも整地ローラー30の衝突時の速度を計測すれば、衝突時のエネルギーを正確に計算可能となる。
According to the present invention configured as described above, the weight and volume of the
かように本発明によれば、比較的簡便な方法で強度の確認が可能であり、しかも定量的に荷重を与えることが可能となるのである。 In this way, the present invention makes it possible to check strength using a relatively simple method, and also makes it possible to apply a quantitative load.
以下、好ましい発明の実施形態につき、図面を参照しながら概説する。 なお、本発明構成要素の実施形態は、下記の実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り、種々の形態を採りうる。また、各請求項において共通する部材は同一符号を用いて概説する。 Below, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. Note that the embodiments of the components of the present invention are not limited to the following embodiments, and various forms may be adopted as long as they fall within the technical scope of the present invention. In addition, the same reference numerals are used to describe the components that are common to each claim.
図1や図2は請求項2あるいは請求項3記載の強度試験装置を表している。図中台座部10はレール部材20に傾斜をつけるために用いられるものであり、図2に示すように土砂遮断装置1近傍のレール部材20の下側に設置される台座部10aと、レール部材20の逆側端部の下側に設置される台座部10bとが存する。そして、レール部材20に傾斜をつけるために、台座部10aの高さは台座部10bの高さよりも低くなるよう設置される。
Figures 1 and 2 show the strength testing device described in
これら台座部10は、物流などに用いられる樹脂製のパレットを用いている。そして、重ねるパレットの個数を変えることで、台座部10の高さを可変としてある。むろんこれは一例であり、台座部10としては、試験時の重量に耐えうるものであれば、角材その他の素材を利用することも可能であるし、ジャッキを用いて高さが可変な台座部10としても良い。 These bases 10 are made of plastic pallets used in logistics and other fields. The height of the bases 10 can be adjusted by changing the number of pallets stacked on top of each other. Of course, this is just one example, and the bases 10 can be made of timber or other materials as long as they can withstand the weight during testing, and a jack can be used to make the bases 10 adjustable in height.
レール部材20は図1に示すように一対の長尺の鋼材20a,20aを、複数の短尺の鋼材20b・・で固定する構造となっている。鋼材20a,20bはH型鋼等を用いることが出来る。
As shown in FIG. 1, the
整地ローラー30は、鋼板またはステンレス板で作られた円筒にコンクリートなどの重りを充填した本体31と、鉄パイプ等のハンドル32から構成される。なお、請求項3に記載の発明においては、本体31の内部は空洞にしておき、設定重量にするための重量物を充填することが可能な構造となっている。
The leveling
また、レール部材20の端部に突起物であるストッパー21を設けておけば、該ストッパー21にハンドル32を係止しておくことで、整地ローラー30を留め置くことが可能となり、使い勝手に富むものとなる。
In addition, if a
請求項1記載の発明においては、重錘をレール部材に沿って自重落下させ、土砂遮断構造物に衝突させるものである。重錘としては上記整地ローラー30以外にも、鋼球等を用いることが可能である。またレール部材としては、重錘を落下させることが可能な形状のもの、例えば溝を設けた鋼板等を用いることが可能である。
In the invention described in
請求項4に記載の土砂遮断構造物の強度試験方法は、上記請求項1乃至請求項3いずれかに記載の強度試験装置を用いて、重錘を土砂遮断構造物に衝突させることで行われるものである。以下、具体的な実施例を図2を用いて詳述する。
The method for testing the strength of a sediment barrier structure described in claim 4 is carried out by using the strength testing device described in any one of
コンクリート製のL型擁壁2から0.8m離れた位置に台座部10aを設置することで、両者の間に掘削溝を想定した溝部3を再現してる。この溝部3に土砂遮断装置1を設置してある。
The
整地ローラー30の重量は3.1kNであり、その体積は0.196m3である。したがって、単位体積重量は15.72kN/m3となる。
The weight of the
衝突試験ではレール部材20に設けたストッパー21に整地ローラー30のハンドル32を係止した。この際、整地ローラー30と接するレール部材20の高さは0.9mであり、整地ローラー30の本体31直径0.5mを加えた合計値は、土砂遮断装置1の設置対象として想定している掘削溝の深さ1.5mと概ね一致する。
In the collision test, the
かかる条件の元、ジャッキでハンドル32を押し上げることで整地ローラー30の係止を解除し、レール部材20上を自重で落下させ、土砂遮断装置1に衝突させた。
Under these conditions, the
この際、土砂遮断装置1の梁材1aと斜材1bには、対辺2アクティブゲージ法によりひずみゲージを貼り付けることで、梁材1aに作用するシート1cの張力や斜材1bに作用する曲げモーメントの計測が可能となる。また、整地ローラー30の車軸部31aに、画像解析用のLED照明が取り付けられており、衝突の様子を高速度カメラで撮影した。この撮影した動画を解析することで整地ローラー30の土砂遮断装置1に対する衝突時の速度を求めた。これにより衝突時のエネルギーが計算可能となる。
At this time, strain gauges were attached to the beam 1a and diagonal member 1b of the
図3、図4は上記条件・方法で計測したデータを示すものである。 Figures 3 and 4 show data measured using the above conditions and methods.
図3に示すように整地ローラー30が衝突する側のシート1cにかかる張力の最大値は6.522kN/mとなる。
As shown in FIG. 3, the maximum tension applied to the sheet 1c on the side where the
図4に示すように、斜材1bの曲げモーメントの最大値は整地ローラー31の衝突側で1.071kN・mとなり、L型擁壁2側で1.216kN・mとなった。
As shown in Figure 4, the maximum bending moment of the diagonal member 1b was 1.071 kN·m on the side where the
なお、上記実施例は土砂遮断装置の強度試験に関するものであるが、土砂遮断装置に代えて土止め支保工や一対のパネル部材を切梁によって支保したパネル土止め等を設置すれば、これら支保装置の強度試験を行うことが可能となる。 The above example relates to strength testing of a sediment blocking device, but if a retaining support structure or a panel retaining structure made of a pair of panel members supported by struts is installed instead of the sediment blocking device, it will be possible to conduct strength testing of these support structures.
10・・台座部
20・・レール部材
21・・ストッパー
30・・整地ローラー
31・・本体
32・・ハンドル
10: Base portion 20: Rail member 21: Stopper 30: Leveling roller 31: Main body 32: Handle
Claims (4)
高さの異なる2つの台座部と、前記2つの台座部上に架渡するためのレール部材と、前記レール部材の一端部に設けられた整地ローラーを用いた重錘とにより成る、土砂遮断構造物の強度試験装置。 A strength testing device for conducting a strength test of a soil blocking structure,
A strength testing device for soil and sand barrier structures, comprising two base sections of different heights , a rail member for spanning the two base sections , and a weight using a ground leveling roller attached to one end of the rail member .
A method for testing the strength of a sediment-blocking structure, comprising: using the strength testing apparatus according to any one of claims 1 to 3 to drop the weight along the rail member suspended on the two pedestal portions having different heights, thereby causing the weight to collide with the sediment-blocking structure.
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| 佐藤昌志 他,"重錘落下衝突実験による落石防護擁壁の挙動特性",土木学会第53回年次学術講演会講演概要集第1部(B),1998年08月01日,364~365頁 |
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