JPH0369406B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術的背景〕 本発明は、おおむね、土を試験するための技術
に関し、特に土に埋め込まれた物体に乱れを加え
てそのような負荷に対する物体と土の反応を評価
することを含む、土を試験する技術に関する。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

液化に対する土の抵抗、土の低下特性、低いレ
ベルの剪断変形における土の動的剪断弾性係数お
よび剪断変形と共に土の動的剪断弾性係数の変化
を少なくとも概算により決めることがしばしば重
要である。液化は、周期的負荷に起因する間隙水
圧の増加により引き起こされる飽和土の剛性と強
さの全損失である。低下は、また周期的負荷によ
り引き起こされる間隙水圧の蓄積による剛性の減
少である。低下は、土の種類と状態に依り液化に
至ることもあり、またはならないこともある。剪
断弾性係数は、基本的には土の剪断剛さである。
一般に、土の剪断弾性係数は剪断変形の函数であ
る。例えば、大部分の土は、単調に増加する負荷
の下で変形の増加と共に剛さの減少を示す。

通例、これらの特性は、地震、海洋波または機
械的振動により引き起こされる動的負荷に対する
用地または基礎−構造系の反応を予報する分析の
ために必要である。これらの特性は、用地からま
たはその場での現場試験により回収される試料に
実験室試験を実施することにより決めるのが好都
合であつた。

上試料の実験室試験はいくつかの問題で苦しん
でいる。特に、試料を回収し、それを実験室に輸
送して試験用試料を用意する行為は、その元の状
態からの試料を、得られた結果を疑問視するほど
乱すことがある。加えて、試料の元の現場環境
（応力状態）を再生するのがしばしば困難である。
なぜなら、環境を明確にするのがしばしば困難で
ありかつ費用がかかるからであり、また典型的な
実験室試験装置は環境条件を再生する能力が制限
されるからである。環境上の考慮すべき事柄が正
確に分からないため、実験室試験はこの付加的な
理由のために誤まることがある。これらの乱れと
環境条件を安全に引き起こすと、過剰に費用のか
かる構造になる。

土の現場試験はまた、いくつかの問題で苦しん
でいる。一般に、液化抵抗は現場で貫入試験によ
り試験される。端部を閉じたプローブを制御され
た遅い速度で地中に貫入して、静的な、非周期負
荷を擬似し、しかも局部的土に猛烈な破壊を導く
か、または円筒を激しい衝撃により地中に打ち込
んで、円筒に対し局部的な土に猛烈なおよび即時
の破壊を引き起こすのが好都合である。液化に対
する土の抵抗は、貫入に対するプローブまたは円
筒の抵抗と互いに関係づけられる。これらの試験
はどれも、液化の主要な既知の原因である地震ま
たは海洋波により一般に引き起こされる負荷のタ
イプを誘起しない。

一般に、地震と海洋波は、猛烈な即時の破壊に
必要な大きさの応力を生じない比較的低い振幅負
荷を発生する。どちらかといえば、土はいくつか
の周期の間比較的低い振幅の応力で励起される。
各周期が土を増分的に低下させ、液化がいくつか
の周期の後にしか達成されない。従つて、貫入試
験により引き起こされた現象は、実際に関心のあ
る現象と異なつており、貫入抵抗と液化抵抗の相
互関係の妥当性が疑われることになる。

所望の負荷が貫入試験で再生されないというこ
とは、他の問題になる。例えば、経年、応力状
態、応力履歴などのようないくつかの共通のフア
クタが、貫入に対する物体の抵抗だけでなく液化
抵抗にも有意に影響する。しかしながら、これら
のフアクタが、貫入に対する抵抗に影響すると同
じ程度に液化抵抗に影響することはありそうもな
い。このため、液化抵抗と貫入抵抗の間の相互関
係の妥当性がさらに疑われる。このような不確定
さの結果として、液化と貫入抵抗の間の広く用い
られた相互関係は意識的に非常に保守的であり、
かつ主な構造に対し費用のかかる設計になりう
る。

さらに、相互関係は、液化の傾向がある種々の
タイプのすべての土に利用できない。従つて、有
意な試験履歴のない土からなる用地に対する貫入
試験結果から液化抵抗を評価する際に一層大きい
不確定ささえある。その場での貫入試験の別の欠
陥は、この型式の試験により、用地と基礎の反応
の検討にしばしば必要な細かに区別した分析を実
施するのに必要な型式の情報を容易には得られな
いことである。

現場試験手順が、低下特性を得るために広範に
は用いられなかつたが、いくつかの現場試験が動
的剪断弾性係数、および比較的小さい範囲で、剪
断変形と共に動的剪断弾性係数の変化を決定する
ために用いられた。これらには、波伝播試験、共
振フーチング試験およびダウンホールプローブ試
験が含まれる。いくつかのいろいろな波伝播技術
がある。これらの技術では、土の剪断弾性係数が
波速度または波長のような若干の波パラメータの
測定から評価される。これらの技術の各々は限界
または欠陥を有する。“地震クロスホール試験”
として知られる一つの技術は、センサを有する二
つ以上のボーリング孔と、地下励起源を必要と
し、正常の環境で試験するために比較的費用がか
かり、かつ沖合の環境で実施するのがむずかしく
なる。“地震ダウンホール試験”として知られる
第二の技術は、ただ一つのボーリング孔しか必要
としないが、非常に低い歪振幅を含む測定に限定
される。“地震屈折”として知られる第三の技術
は、中にはめ込まれた層が存在する用地に対する
成層の限定が貧弱になりうる。地表波発生を含む
第四の技術は、典型的に関心のある深さまで成層
の限定を与えるためにかなりの大きさの器具を必
要とする。

動的剪断弾性係数を得るための共振フーチング
試験では、地表に位置したフーチングを、その共
振周波数を決めるために振動させる。この手順
で、地表に近い剪断弾性係数しか評価することが
できない。しかしながら、地表より下の特性も得
ることが通常望ましい。

剪断弾性係数を測定するためにいくつかのダウ
ンホールプローブがある。一つのプローブがボー
リング孔の壁の剪断弾性係数を測定する。ボーリ
ング孔壁に沿つた材料が穿孔活動により非常に乱
されることがあり、かつ乱されない土を代表しな
い結果を与えうる。この技術では、囲いボーリン
グ孔で測定値をとるのに困難が経験されると思わ
れる。Hardinの米国特許第3643498号明細書に開
示された第二のプローブは、同様な能力と潜在す
る問題を有する。さらに、このプローブをボーリ
ング孔のベースより下に貫入させることができる
が、この装置は多分測定個所のすぐ近くで相当量
の土を変位させるだろう。このように、測定個所
に最大の影響を有する土の領域が多分相当に乱さ
れ、従つて或る程度まで、乱されない土を代表し
ないだろう。

〔発明の目的〕

この分野における技術状態は急速な前進を経験
し、かつ今や周知の多数の技術が重要な利益を有
するが、本発明の発明者は、単独の装置で実施さ
れた場合に特に有利な確実な特性を識別した。こ
れらの特性には、試験プローブによる最小限度の
土の乱れ、試験土の元の環境の保存、土の破壊を
引き起こす実際の活気現象中経験される負荷に匹
敵できる負荷を用いる現場試験、および液化抵
抗、低下特性、剪断弾性係数、剪断変形と共に剪
断弾性係数の非線形変化を与える能力が含まれ
る。さらに、そのような装置が、液化と低下のよ
うな自然現象を容易に定量化できれば有利になる
だろう。

〔発明の概要〕

本発明の一つの好ましい実施例によれば、土を
試験する方法は、一対の同心の、端部を開放した
円筒を、試験すべき土に差込む段階を含む。円筒
の内部がねじりで励起され、その円筒軸線の周り
の制限された円弧運動を通じて回転することにな
る。そのとき、内側円筒の励起に対する土の抵抗
の測定値が得られる。

本発明の他の好ましい実施例により、土試験プ
ローブが一対の同心の、端部を開放した円筒を含
む。円筒の開放端部をまず、試験すべき土試料に
挿入するための手段を設ける。手段が円筒の内部
にトルクを加え、円筒の内部が反応して、円筒軸
線の周りの、試料内の、制限された円弧運動を通
じて回転する。その後、内側円筒の励起に対する
土の抵抗の測定値を得るための手段を設ける。

本発明の他の好ましい実施例により、土試験プ
ローブは、端部を開放した円筒状装置と、装置の
開放端部をまず、試験すべき土試料に挿入するた
めの手段とを有する。トルクを装置に加え、装置
が反応して、その円筒状軸線の周りの、試料内の
制限された円弧運動を通じて回転する。その後、
施与手段により加えられたトルクに対する装置の
反応を測定することにより、装置の回転運動に対
向して土により加えられたトルクの測定値を得る
ための測定手段を設ける。

本発明のなお他の好ましい実施例により、土表
面の下で試験するための土試験プローブは、試験
すべき土試料に挿入可能な、端部を開放した回転
可能な円筒を有する。円心のシールドを、端部を
開放した円筒の上部に密接させて位置決め可能で
ある。円筒をシールドに対して回転させる手段を
設ける。

本発明のさらに他の好ましい実施例により、土
を試験するための装置が、試験すべき土試料にま
ず開放端を挿入可能な、端部を開放したプローブ
を有する。プローブに振動力を加えるための手段
を設ける。測定手段により、力に反応するプロー
ブの運動に対する土の抵抗の測定値が得られる。

〔発明の実施例〕

以下、本発明を実施例について図面により説明
する。

図中同様な参照数字を同様な部品のために使用
してある。図面を参照すると、土質試験装置１０
は、制御、記録、分析および計算スタンド１２、
反作用フレーム１４、剛性管１６、およびプロー
ブ１８とを有する。本発明を剛性管装置により実
施するように示してあるが、本発明を慣用のドリ
ルストリング内にまたはボーリング孔のない用途
のための種々の配置における可撓性ワイヤライン
により実施できることも理解しなければならな
い。剛性管配置の図示の実施例により、プローブ
１８内の種々のセンサとスタンド１２の間の電気
的連絡が得られ、かつさらに、地表に位置した反
作用フレーム１４を用いてプローブ１８に下方ま
たは上方への変位を加えることができる。慣用の
ドリルストリングで使用される他の慣用のボーリ
ング孔技術により変位力を加えることができ、ま
た所望ならば、可撓性ワイヤラインを、図示の剛
性配置の代りに使用する場合に、プローブの位置
に変位力を加えることができることを理解しなけ
ればならない。他の具体例によつても、プローブ
１８内の種々のセンサとスタンド１８の間の電気
的連絡が得られる。

第２図に示したように、プローブ１８は、間隔
を置いた一対の同心の円筒２０と２２、地表圧縮
ユニツト２４、センサ区分２６、駆動系２８およ
び器具室３２を有し、すべてがボーリング孔また
は他の閉じ込められた空間に挿入できるように積
重ね配置で配列されている。器具室３２は、スタ
ンド１２、センサ区分２６および駆動系２８の間
の信号連絡をするための慣用の電子器具を含んで
も良い。駆動系２８は、制御可能なトルク源また
は制御可能な角度変位源であるのが好都合であ
り、その源は、内側円筒２０に連結された駆動軸
３４に連結されている。

慣用のドリルストリングを用いる実施例では、
プローブ１８をドリルビツトに連結するために連
結系を用いることができる。この方法では、プロ
ーブを地中に貫入し、かつそれを取り外すのに必
要な力がドリルストリングを介して伝達される。
この方法によると、ドリルのどんな部分も取り外
さずにプローブを使用することができる。適当な
連結系は米国特許第3709031号明細書に示されて
いる。

第３図に示したように、センサ区分２６は、一
対の運動変換器３６とねじりロードセル４０を有
する。一組のひずみ計により実施できるねじりロ
ードセル４０は、駆動軸３４を介して内側円筒２
０に供給されるトルクを測定するために配置され
ている。ロードセル４０は、いろいろな試験振幅
のために種々の感度の一対のセンサを有しても良
い。駆動系２８により与えられる励起に対する円
筒２０の回転反応は、運動変換器３６により測定
される。各変換器３６は一対のセンサを有し、そ
の一方が高い振幅と関連して使用される低い感度
のセンサであり、他方が低い振幅で使用される高
い感度のセンサであるのが有利である。相対的に
静止した外側円筒２２が経験する回転運動は、運
動変換器３８により測定される。

変換器３６とロードセル４０および後述される
他のセンサからの電線４２が、回転する駆動軸延
長部４４と静止ケーシング４６の間で交差する。
従つて、電気的連絡の連続性を確保するためにプ
ラツシ４８が設けられている。回転部品と非回転
部品の間の円滑な回転を保証するために、軸受５
０が設けられている。

地表圧縮ユニツト２４は、頂部を開放した環状
室５２を有し、この環状室は、符号５４で示した
油のような流体で満たすのが好都合である。環状
室５２の外部は、ケーシング４６の螺旋キー５８
に沿つて動くキー溝５６を有する。従つて、装置
１０の中心軸線に沿つた室５２の運動には、装置
１０の中心軸線の周りの室５２の回転が伴なう。
室５２内の圧力は、流体路６０を介して液圧流体
を加えたりまたは引き出したりすることにより調
節できる。環状開口部６２は、流路６０が通る延
長部４４に設けられているので、室５２から流路
６０の上方延長部への流体の連絡が常に可能であ
る。

室５２内の流体圧力の増加に応じて、環状室５
２が螺旋キー５８でそのキー溝５６を経て垂直軸
心を中心として回転し、プローブ１８の自由端の
方へ下方に縫うように通る。室５２の下面６４は
粗くするのが有利である。さらに、圧力変換器６
６が室５２と連通状態に含まれていて、室５２内
の圧力に関してフイードバツクする。室５２の中
へ下方へ突出するケーシング４６の環状部分６８
により室５２が密封されており、環状部分６８は
当接面に環状シール７０を有する。

円筒形シールド７２が内側円筒２０と地表圧縮
ユニツト２４の間を下方へ延びている。円筒形シ
ールド７２がケーシング４６に連結されているの
で、円筒形シールド７２は相対的に静止してお
り、かつその中で内側円筒２０が回転する同心面
を形成する。シール７４が下端にシールド７２と
円筒２０の間に設けられていて、土や水が円筒２
０とシールド７２の間の摩擦のない領域に入るの
を防止する。

外側円筒２２もケーシング４６に固定され、従
つて相対的に静止している。外方に延びる複数の
羽根７６が円筒２２の外面の周りに周方向に分配
され、かつ装置１０の長さに沿つて軸方向に延び
ていて円筒２２をさらに不動にしている。外側円
筒２２の自由端７８の外側が鋭くされていて、地
面貫入を援助しかつ二つの円筒２０，２２の間の
試験土の乱れを最小にする。

内側円筒２０が地表圧縮ユニツト２４を越えて
上方へ延びているので、内側円筒２０は、試験土
と接触する外側円筒の部分に比較して一層大きい
全長を有する。特に、流体空間８０を円筒２０の
上方範囲に区画することができる。空間８０の上
方延長部は、プローブ１８を介して出口ポート
（図示省略）へ上方へ延びる管８１により連通し
ている。内側円筒２０の上部８２には、円筒形シ
ールドに適合するように凹所が設けられている。
従つて、内側円筒２０を円筒形シールド７２に対
して駆動軸３４により回転させることができる。
内側円筒２０の端部８４は、内方に突き出ていて
内方にテーパーになつた切断面８６を有してい
て、地面貫入を援助しかつまた試験土に対する乱
れを最小にする。

内側円筒２０の内面９２は、テフロンのような
低い摩擦のまたは低いモジユラスのライニングを
有するのが有利である。外面９４は、所望なら
ば、土と表面９４の間の摩擦密着を増大させるた
めに粗くした面を有しても良い。

内側および外側円筒２０と２２は、それらの長
さに沿つて挿入された全応力センサ９６と間隙水
圧変換器９８を有する。センサ９６と変換器９８
は、円筒形寸法を保つように輪郭をつけられてい
る。ワイヤがこれらの変換器からケーシング４６
を通つて上方へ延びて、最後に器具室３２につな
がつている。円筒２０と２２上のセンサ９６と変
換器９８は互いにほぼ並置状態に配置するのが有
利である。さらに、フイルタストーン１０２を外
側円筒２２の上端に設けることができる。ストー
ン１０２により、同心円筒２２と内側円筒２０の
間に捕えられた水を貫入中に逃がすことができ
る。

図示の実施例を概して次の仕方で用いることが
できる。プローブ１８をボーリング孔の底の真上
に位置決めした状態で、円筒２０と２２をボーリ
ング孔の底の土に差込むために下向きの力を慣用
技術により反作用フレーム１４を介して加える。
プローブ１８の挿入は、内側および外側円筒２０
と２２の間に捕えられた水がストーン１０２を通
つてゆつくり逃げることができるように、かつ内
側円筒２０内に捕えられた水を管８１を通じて追
い出せるように十分に遅いのが望ましい。

地面圧縮ユニツト２４の下面６４がボーリング
孔の底の上面に接触し始めるときに、初期の背圧
が圧力変換器６６により感知されて計算スタンド
１２を通じて監視される。それから、地面圧縮ユ
ニツト２４と関連した圧力センサ６６により指示
されるように、プローブ１８が試料に完全に挿入
されると、プローブ１８を反作用フレーム１４に
よりわずかに持ち上げる。これにより、貫入によ
り土に引き起こされる剪断応力と弾性係数が緩和
される。それから、下面６４が地面圧縮ユニツト
２４により土の上面にねじり運動で押圧されるの
で、どんなキヤツプまたは突起または他の表面の
でこぼこでも切り取られてすつかり平滑にされ
る。これによつて、下面６４を平たんな土上面に
押圧することができる。地面圧縮ユニツト２４に
より供給される圧力の程度は、室５７へ入る流体
の量を制御することにより調整することができ
る。ユニツト２４は土の上面に所望される程度の
圧力を供給して、ボーリング孔から土を除去する
ことによる圧力の損失を補償する。

内側円筒２０に内方に突き出たテーパー切取面
８６があるため、挿入中、土が内側円筒２０の中
心範囲に内方へ内側面９２から離れて集中する。
このことは、土と内面９２の間の摩擦がそれらの
間の相互作用を最小にするためにできるだけ低く
なければならないので望ましいことである。内部
の土の自由度は、この土内に大きな閉じ込め圧力
が発達しないように防止する流体空間８０を設け
ることにより援助される。

この時点で、種々の励起のうちの一つを内側円
筒２０に加えることができ、そして加えられたト
ルク、円筒２０と２２の回転およびこのように摂
動を起こされた土の反応を種々のセンサ３６，３
８，４０，９６，９８と計算スタンド１２により
監視して記録することができる。シールド７２が
あることによつて、励起が試験土の表面の下の若
干の深さに導かれ、従つてこの表面の近くの乱れ
の影響が最小になる。一般に、内側円筒２０の三
つの種類の制限された弧形の回転摂動を駆動系２
８により与えるのが有利である。第一の種類の負
荷である衝撃負荷では、力の分布は、ピークに急
速に増加してそれから急速にゼロに落ちる大ざつ
ぱな三角形である。初期条件負荷と呼ばれる第二
の種類の負荷は、例えば駆動軸３４に取り付けら
れた一組のばね（図示省略）内に貯えられていて
好都合にはスタンド１７からの適当なトリガー作
用により解放されたエネルギーから供給される初
期回転摂動を含む。これらの初期摂動に起因する
運動は、エネルギーが土に消散される際にゆつく
りと衰える。第三の種類の負荷は、正弧波のよう
なおおむね振動する負荷を含み、駆動軸３４が、
制御されたトルク振幅で短かい円弧運動を通じて
一方向に回転され、逆転されて、反対方向に同等
の円弧運動を通じて回転される。これに代る方法
として、駆動軸３４を制御された振幅の角度変位
で回転させることができる。所望の角度変位を運
動センサ３６により確かめ、かつ与えられた角度
変位を達成するのに必要なトルクをロードセル４
０により測定してスタンド１２で記録する。

外側円筒２２は試験中相対的に静止したままで
いるけれども、外側円筒２２は液化／低下試験の
ために重要である。液化と低下の現象は、主とし
て周期的負荷中土に間隙水圧が結集することによ
り引き起こされる。外側円筒２２が形成する不透
水の境界がなければ、その領域内の間隙水圧の増
加に応じて内側円筒２０近くの土の励起された領
域から比較的自由に流れ去るだろう。このような
或いは起こりうる有意な水の流れのため、間隙水
圧は、液化または苛酷な低下を引き起こすのに必
要な値に決して近づかない。外側円筒２２はま
た、ほぼ一定の容積条件を達成するのにも有用で
ある。

次のような典型的な試験操作の順序を利用する
ことができる。第４ａ図を参照して、低い振幅試
験を初期に実施することができる。例えば、円筒
２０が短かい円弧運動を通じて回転するように低
い振幅の衝撃トルクを円筒２０に加えることがで
きる。その後、加えられたトルクおよび円筒２２
と土の反応と同様に、第４ｂ図に示された円筒２
０の反応が測定されて計算スタンド１２で記録さ
れる。次に、高い振幅試験を、例えば液化抵抗を
決定するために実施することができる。液化試験
では、内側円筒２０が、第４ｃ図に示したよう
に、高い振幅で正弦波または他の振動により励起
される。円筒２０の反応と間隙水圧が、円筒２２
の反応および全応力と同様に、第４ｄ図および第
４ｅ図に示したように記録される。これに代る方
法として、正弦波負荷の代りに、高い振幅の衝撃
負荷を用いて土試料の非線形剪断応力−歪挙動を
決定することができる。どちらかの高い振幅試験
が完了した後、付加的な試験を行なうことはおお
むね望ましくない。なぜなら、土試料が非常に乱
されているからである。しかしながら、他のタイ
プの高い振幅または低い振幅の上記のどんな種類
の励起でも上記の特別な例の代りに加えることが
できる。

各試験の場合に、駆動系２８により駆動軸３４
に加えられるトルクは、ねじりロードセル４０
と、運動センサ３６または３８により測定される
円筒２０と２２の回転により決めることができ
る。付加的な関連した情報を、第４ｅ図に示した
間隙水圧変換器９８と全応力センサ９６から得る
ことができる。

試験された土の特性は、試験の適当な分析的な
モデルを用いて推論することができる。しかしな
がら、特性は、先の試験データ、または過去に観
測した現場の性能との相関関係を用いて推論する
こともできる。分析的モデルを使うときには、一
組の土の特性をモデルのために仮定する。その試
験は、関心のある実際の試験の測定された励起履
歴または測定された運動履歴の初期部分を適当な
モデルに加えることにより擬似される。反応がモ
デルのために計算され、そして関心のある試験の
ために記録された反応と比較される。現場試験で
測定された反応が、分析的モデルから計算された
反応に許容公差内で匹敵すれば、そのとき、モデ
ルの仮定された特性がその場の土の特性の合理的
な表示であると結論することができる。この分析
的計算をその場で計算スタンド１２で自動的に計
算することができ、そして使用者にはおおむね一
致の適当な指示を供給することができ、または計
算を後で遠く離れた場所で行なうことができる。
許容公差内の一致が得られなければ、適当な一組
の新しい特性をモデルのために仮定して、試験を
再び擬似する。再び、分析からの結果と現場試験
の間で比較する。この過程を、受け入れできる比
較がなしとげられるまで繰り返す。

適当な分析的方法の会得は、当業者の手段内で
ある。また、先の試験データとの相関関係を用い
て、分析モデルを使用しないで関心のある特性を
推論することができる。適当な基本的分析技術の
基礎と応用は、例えば、アメリカ土木工学学会会
報、機械工学部の雑誌108巻、No.EMI、1982年２
月にHenkeとWylieによる“固形媒体のねじり動
的反応”と題した論説に述べられている。分析的
方法に関する付加的な関連した情報は、アメリカ
土木工学学会の会報、地質工学部の雑誌101巻、
No.GT5、1975年５月にMartinその他による“周
期的負荷の下での液化の原理”と題した論説に紹
介され、またアメリカ土木工学学会の会報、地震
工学部の雑誌104巻、No.GT12、1978年12月に
Idrissその他による“周期的負荷中の軟質粘土の
非線形挙動”に紹介されている。

ここに記載された方法と装置からのいくつかの
変更が可能である。図示した二つの円筒の実施例
はいくつかの重要な利益を有するけれども、二つ
の円筒を用いずに重要な成巧を得ることができ
る。そのような場合に、外側円筒を省いて単独の
円筒を利用しても良い。そのような配置は液化抵
抗や土低下特性を決めるのにあまり最適ではない
けれども、剪断弾性係数および剪断変形と共に剪
断弾性係数の変化を決めるのに重要な応用を有す
る。さらに、回転摂動の使用は有利であると思わ
れているけれども、垂直に往復運動する摂動のよ
うな他の振動摂動は確実な情況で有用である。

本発明を単独の好ましい実施例に関して述べた
が、当業者であればいくつかの修正と変更を認識
するだろう。

【図面の簡単な説明】

第１図はボーリング孔の底に位置した本発明の
一実施例の正面図、第２図はほぼ第１図の線２−
２に沿つて切断した拡大概略断面図、第３図はほ
ぼ第１図の線３−３に沿つて切断して大きく拡大
した断面図、第４図は典型的な試験の励起と反応
をそれぞれグラフ表示したものである。 １０……土質試験装置、１２……計算スタン
ド、１４……反作用フレーム、１６……剛性管、
１８……プローブ、２０……内側円筒、２２……
外側円筒、２４……地表圧縮ユニツト、２６……
センサ区分、２８……駆動系、３２……器具室。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 一対の同心の、端部を開放した円筒を、試験
   すべき土に挿入し、前記円筒の内部をその円筒軸
   線の回りの制限された振動する円弧運動を通じて
   回転させることにより前記円筒の内部をねじりで
   励起し、そして内側円筒の励起に対する土の抵抗
   の測定値を得る段階からなる土の試験方法。 ２ 内側円筒の回転に対する土の抵抗の測定値を
   得る段階が、前記内側円筒の運動を測定する段階
   を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ３ 前記内側円筒に加えられたトルクを測定する
   段階を含む、特許請求の範囲第２項に記載の方
   法。 ４ 前記内側円筒の上端部を土と接触しないよう
   に保護する段階を含む特許請求の範囲第１項に記
   載の方法。 ５ 制限された回転に達するまで内側円筒を振動
   させる工程を含む特許請求の範囲第１項記載の方
   法。 ６ 前記内側円筒を十分に振動させて土を液化す
   る段階を含む、特許請求の範囲第１項に記載の方
   法。 ７ 内側円筒と外側円筒の間で土の頂部に下向き
   の圧力を加える段階を含む、特許請求の範囲第１
   項に記載の方法。 ８ 圧力は試験する土に円筒を挿入する前および
   挿入中、土の頂部に加えられることを特徴とする
   特許請求の範囲第７項記載の方法。 ９ 土を前記内側円筒の内面から隔置するように
   前記土を前記円筒の内部に集中させる段階を含
   む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １０ 衝撃トルクを前記内側円筒に加える段階を
   含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １１ 振動トルクを前記内側円筒に加える段階を
   含む、特許請求の範囲第１項に記載の方法。 １２ 前記円筒を土に差込む間試験土に誘起され
   る弾性応力を緩和する段階を含む、特許請求の範
   囲第１項に記載の方法。 １３ 一対の同心の、端部を開放した円筒と、前
   記円筒の開放した端部をまず、試験すべき土試料
   に挿入する手段と、円筒軸線の周りの、前記試料
   内の、制限された振動する円弧運動を通じて前記
   内側円筒を回転させるために、トルクを前記円筒
   の内部に加えるための手段と、前記円筒の励起に
   対する土の抵抗の測定値を得るための測定手段と
   を備えた土試験プローブ。 １４ 前記測定手段は、前記ねじり励起に反応す
   る前記内側円筒の運動を測定するための手段を含
   む、特許請求の範囲第１３項に記載のプローブ。 １５ 前記測定手段は、前記内側円筒に加えられ
   たトルクを測定するための手段を含む、特許請求
   の範囲第１４項に記載のプローブ。 １６ 前記内側円筒と外側円筒の間で土の頂部に
   下向きの力を加えるための手段を有する、特許請
   求の範囲第１３項に記載のプローブ。 １７ 前記圧力施与手段により加えられた圧力を
   測定するための手段を有する、特許請求の範囲第
   １６項に記載のプローブ。 １８ 圧力を加える手段は土にプローブを挿入す
   る前および挿入中に圧力を加える手段を含むこと
   を特徴とする特許請求の範囲第１６項記載のプロ
   ーブ。 １９ 前記内側円筒の上端部を取り囲むシールド
   を有する、特許請求の範囲第１３項に記載のプロ
   ーブ。 ２０ 前記トルク施与手段が衝撃回転手段を有す
   る、特許請求の範囲第１３項に記載のプローブ。 ２１ 前記トルク施与手段が振動回転手段を有す
   る、特許請求の範囲第１３項に記載のプローブ。 ２２ 前記内側円筒の内面から土をそらせるよう
   に配置された、内側円筒の下端の内方突出案内を
   有する、特許請求の範囲第１３項に記載のプロー
   ブ。 ２３ 前記内側円筒が、その頂部に流体空間を形
   成するために前記外側円筒より長い軸方向長さを
   有する、特許請求の範囲第１３項に記載のプロー
   ブ。 ２４ 端部を開放した、ほぼ円筒形の装置と、前
   記装置の開放端部をまず、試験すべき土試料に挿
   入するための手段と、円筒軸線周りの、前記試料
   内の、制限された振動する円弧運動を通じて前記
   装置を回転させるためにトルクを前記装置に加え
   るための手段と、前記のトルク施与手段により加
   えられるトルクに対する装置の反応を測定するこ
   とにより、前記装置の回転運動に対向して土によ
   り加えられたトルクの測定値を得るための測定手
   段とを備えた土試験装置。 ２５ 前記トルク施与手段が衝撃回転手段であ
   る、特許請求の範囲第２４項記載の装置。 ２６ 前記トルク施与手段が、前記装置を振動さ
   せる手段を有する、特許請求の範囲第２４項に記
   載の装置。 ２７ プローブに前記装置の中心に向かつて入る
   土をそらすために前記装置の自由端にある手段を
   有する、特許請求の範囲第２４項に記載の装置。 ２８ 前記装置の周りの土の頂部は下向きの力を
   加えるための手段を有する、特許請求の範囲第２
   ４記載に記載の装置。 ２９ 試験すべき土試料に挿入可能な、端部を開
   放した回転可能な円筒と前記端部を開放した円筒
   の上部に密閉するよう当接して位置決め可能で、
   かつ前記円周のまわりに同軸に配置されている静
   止したシールドと、前記内筒を前記シールドに対
   して回転させるための手段とを備えた、土表面の
   下の試験をするための土試験プローブ。 ３０ 試験すべき土試料にまず開放端部を挿入可
   能な、端部を開放したプローブと、振動力を前記
   プローブに加えるための手段と、前記振動力に対
   するプローブの反応を測定することにより、前記
   振動力に対向して土により加えられた力の測定値
   を得るための測定手段とを備えた土試験装置。 ３１ 前記プローブが円筒形である、特許請求の
   範囲第３０項に記載の装置。 ３２ 前記施与手段が前記プローブに回転力を加
   える、特許請求の範囲第３１項に記載の装置。