特許 5775780 土質試験装置、土質試験方法および締固め密度管理方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5775780

(24)【登録日】2015年7月10日

(45)【発行日】2015年9月9日

(54)【発明の名称】土質試験装置、土質試験方法および締固め密度管理方法

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/08 20060101AFI20150820BHJP

   G01N 3/00 20060101ALI20150820BHJP

   G01N 3/40 20060101ALI20150820BHJP

【ＦＩ】

   E02D1/08

   G01N3/00 D

   G01N3/40 B

【請求項の数】7

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2011-215242(P2011-215242)

(22)【出願日】2011年9月29日

(65)【公開番号】特開2013-76220(P2013-76220A)

(43)【公開日】2013年4月25日

【審査請求日】2014年6月19日

【新規性喪失の例外の表示】特許法第３０条第２項適用 （１）社団法人日本原子力学会が平成２３年８月４日に発行した「第２７回バックエンド夏期セミナー 資料集」にて発表 （２）社団法人日本原子力学会が平成２３年８月５日に開催した「第２７回バックエンド夏期セミナー」のポスターセッションにて発表 （３）公益社団法人土木学会が平成２３年８月５日に発行した「土木学会平成２３年度全国大会第６６回年次学術講演会講演概要集」にて発表 （４）公益社団法人土木学会が平成２３年９月８日に開催した「土木学会平成２３年度全国大会」にて発表

(73)【特許権者】

【識別番号】000206211

【氏名又は名称】大成建設株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000151520

【氏名又は名称】株式会社東京測器研究所

(74)【代理人】

【識別番号】100064414

【弁理士】

【氏名又は名称】磯野 道造

(74)【代理人】

【識別番号】100111545

【弁理士】

【氏名又は名称】多田 悦夫

(74)【代理人】

【識別番号】100129067

【弁理士】

【氏名又は名称】町田 能章

(72)【発明者】

【氏名】森川 義人

(72)【発明者】

【氏名】根木 政広

(72)【発明者】

【氏名】白瀬 光泰

(72)【発明者】

【氏名】岡野 剛

(72)【発明者】

【氏名】大石 浩晶

【審査官】 神尾 寧

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−００５３０５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１７４９５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００８−１３９１４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−１２７１００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２４９８５８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｅ０２Ｄ １／００−３／１１５

Ｇ０１Ｎ ３／００

Ｇ０１Ｎ ３／４０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤面を走行する自走式のベースマシンと、
前記ベースマシンに設置された支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、
前記支持部材に取り付けられた載荷試験機と、を備える土質試験装置であって、
前記載荷面処理機および前記載荷試験機は、前記支持部材に沿って移動可能であることを特徴とする、土質試験装置。

【請求項2】

前記支持部材が、前記ベースマシンの前側に横設されたフロントレールと、
前記ベースマシンの後側に横設されたリアレールと、
前記フロントレールと前記リアレールとをつなぐサイドレールと、を備えていることを特徴とする、請求項１に記載の土質試験装置。

【請求項3】

前記支持部材が、平面視矩形枠状であることを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の土質試験装置。

【請求項4】

自走式のベースマシンと、
前記ベースマシンに設置された直線状の支持部材と、
前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、
前記支持部材に取り付けられた載荷試験機と、を備える土質試験装置であって、
前記支持部材は、前記ベースマシンに立設された縦軸を中心に回転可能に設置されていることを特徴とする、土質試験装置。

【請求項5】

前記ベースマシンにカメラおよび測位センサが搭載されていることを特徴とする、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の土質試験装置。

【請求項6】

地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置を利用する土質試験方法であって、
前記ベースマシンを試験実施領域に移動させる移動工程と、
前記載荷面処理機により地盤面の表面処理を行い、載荷面を形成する面処理工程と、
前記載荷面処理機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上から退避させるとともに、前記載荷試験機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上に位置させる位置決め工程と、
前記載荷試験機により載荷試験を行う試験工程と、を備えることを特徴とする土質試験方法。

【請求項7】

請求項６に記載の土質試験方法により地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを得るとともに、
前記地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを用いて締固め乾燥密度γ_ｄを管理することを特徴とする、締固め密度管理方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土質試験装置、土質試験方法および締固め密度管理方法に関する。

【背景技術】

【0002】

盛土、覆土、埋め戻し土等の締め固め作業は、密度管理を行いながら実施する必要がある。
特に放射性廃棄物等の処分場において、ベントナイト等により形成される止水壁は、密度管理を十分に行う必要がある。

【0003】

従来、地盤の密度管理には、ＲＩ法や砂置換法などが採用されている。
ＲＩ法は、先端にガンマ線源が設置された検診棒を地中の所定の深さまで挿入し、地表面に配置されたＲＩ計（ラジオアイソトープを利用した水分・密度測定器）により計測されたガンマ線の強度により地盤の密度を検出する手法である。

【0004】

一方、砂置換法は、地盤に試験孔を削孔し、試験孔に削孔する際に発生した土の質量と、試験孔に砂を充填する際に必要な砂の質量から求めた体積に基づいて原位置の土の密度を算出する手法である。

【0005】

前記従来の密度管理手法は、いずれも地盤に孔等を形成（破壊）するものであるため、試験後の補修に手間を要していた。

【0006】

地盤の密度や剛性を非破壊的に検査する方法としては、所定の高さから重錘を落下させることで、地盤面に衝撃荷重を付与し、この衝撃荷重によるたわみを測定するＦＷＤ試験が知られている。

【0007】

例えば、特許文献１には、自動四輪車にけん引された走行台車に積載された試験装置であって、地盤面に接触する接触面を有した載荷部と、載荷部に立設した主軸と、載荷部に向って主軸に沿って落下する重錘とを備えるものが開示されている。

【0008】

また、特許文献２には、地盤面に載置される載荷板と、載荷板上に設置された検出器付筐体と、筐体上に落下する重錘とを備える試験装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0009】

【特許文献1】特開２００４−２７８１６５号公報

【特許文献2】特開平５−８７６５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0010】

特許文献１の試験装置は、装置が大規模であるため、狭隘な場所での計測には採用することができなかった。
また、載荷面の表面処理を行う機構を備えていないため、別途、装置を搬入して表面処理を行う作業に手間がかかる。
さらに、他の装置により表面処理を行った載荷面に、試験装置の載荷板を配置する位置決め作業に手間がかかる。

【0011】

特許文献２に記載の試験装置は、装置は小規模で狭隘な場所に搬入することが可能であるものの、測定作業や位置決め等は、人手により行う必要があるため、手間がかかっていた。
また、載荷面の表面処理も別途人手により行う必要がある。

【0012】

このような観点から、本発明は、盛土、覆土、埋戻し土、原子力廃棄物人工バリア（緩衝体）締固め層等において、簡易に載荷面処理および載荷試験を実施することを可能とした土質試験装置および土質試験方法と、締固め密度管理を非破壊的手法で行うことを可能とした締固め密度管理方法を提供することを課題とする。

【課題を解決するための手段】

【0013】

前記課題を解決するために、本発明の土質試験装置は、地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置であって、前記載荷面処理機および前記載荷試験機は、前記支持部材に沿って移動可能であることを特徴としている。

【0014】

かかる土質試験装置によれば、ベースマシンを移動させることで載荷面処理機および載荷試験機の両方を同時に移動させることができ、かつ、おおよその位置決めを行うことができる。また、載荷面処理機および載荷試験機を支持部材に沿って個別に移動させることができるので、より精度の高い位置決めを行うことができる。
また、載荷面処理機と載荷試験機とが、同一の支持部材に沿って移動するため、載荷面処理を行った位置に載荷試験機を位置させることが容易である。
さらに、遠隔操作システムを導入する場合において対応が容易となる。

【0015】

前記支持部材が、前記ベースマシンの前側に横設されたフロントレールと、前記ベースマシンの後側に横設されたリアレールと、前記フロントレールと前記リアレールとをつなぐサイドレールとを備えていれば、ベースマシンの前後において、横方向に連続して複数の載荷試験を実施することが可能となる。

【0016】

前記フレームが、平面視矩形枠状であれば、載荷面処理機および載荷試験機の個々の移動および位置決めをより簡易に行うことができる。

【0017】

なお、土質試験装置は、自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された直線状の支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備えていて、前記支持部材は、前記ベースマシンに立設された縦軸を中心に回転可能に設置されたものであってもよい。

【0018】

また、土質試験装置が前記ベースマシンにカメラおよび測位センサを搭載していれば、土質試験装置の位置および周囲の状況をより簡易に確認することができる。

【0019】

本発明の土質試験方法は、地盤面を走行する自走式のベースマシンと、前記ベースマシンに設置された支持部材と、前記支持部材に取り付けられた載荷面処理機と、前記支持部材に取り付けられた載荷試験機とを備える土質試験装置を利用するものであって、前記ベースマシンを試験実施領域に移動させる移動工程と、前記載荷面処理機により地盤面の表面処理を行い、載荷面を形成する面処理工程と、前記載荷面処理機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上から退避させるとともに、前記載荷試験機を前記支持部材に沿って移動させて前記載荷面上に位置させる位置決め工程と、前記載荷試験機により載荷試験を行う試験工程とを備えることを特徴としている。

【0020】

かかる土質試験方法によれば、実施個所の環境に関わらず、載荷試験を実施することが可能となる。

【0021】

本発明の締固め密度管理方法は、前記土質試験方法により地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを得るとともに、前記地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを用いて、締固め乾燥密度γ_ｄを管理することを特徴としている。

【0022】

かかる締固め密度管理方法によれば、ＲＩ法、砂置換法を用いずに非破壊的手法により、盛土、覆土、埋戻し土、原子力廃棄物人工バリア（緩衝体）締固め層等における締固め密度管理を行うことができる。
締固め乾燥密度γdと小型ＦＷＤ試験によるＫ値（Ｋ_ＦＷＤ）の関係は、良好な相関性を有しているため、衝撃載荷試験によるＫ値を乾燥密度管理の有効な指標値として用いることができる。

【発明の効果】

【0023】

本発明の土質試験装置および土質試験方法によれば、簡易に載荷面処理および載荷試験を実施することが可能となる。また、本発明の締固め密度管理方法によれば、締固め密度管理を非破壊的手法で行うことを可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0024】

【図1】本発明の実施の形態に係る土質試験装置を示す正面図である。

【図2】図１に示す土質試験装置の平面図である。

【図3】載荷面処理機を示す正面図である

【図4】載荷試験機を示す正面図である。

【図5】地盤反力係数と乾燥密度との関係の一例を示すグラフである。

【図6】他の形態に係る土質試験装置を示す平面図である。

【図7】他の形態に係る載荷試験機を示す正面図である。

【発明を実施するための形態】

【0025】

以下、本発明の実施の形態について説明する。
本実施形態の土質試験装置１は、図１に示すように、ベースマシン１０と、支持部材２０と、載荷面処理機３０と、載荷試験機４０とを備えている。

【0026】

ベースマシン１０は、本体部１１と、本体部１１を上載した走行部１２とを備えている。
本実施形態のベースマシン１０は、全幅が１ｍ以下に形成されているが、ベースマシン１０の形状寸法は限定されるものではない。

【0027】

本体部１１には、走行部１２に動力を付与する図示しないモータが搭載されている。
また、本体部１１には、土質試験装置１を遠隔操作するのに必要な機器類（例えば、カメラ、測位センサ、無線通信システムなど）が搭載されている。

【0028】

走行部１２は、モータの動力により回転する履帯１３，１３を左右に備えている。
ベースマシン１０は、履帯１３，１３が回転することで、走行する。
なお、ベースマシン１０は、必ずしも履帯式（クローラ式）である必要はなく、例えば車輪により走行するタイヤ式走行マシンであってもよい。また、ベースマシン１０は有線で操作してもよい。

【0029】

本実施形態のベースマシン１０には、本体部１１の中央に支柱１４が立設されている。
支柱１４の上端部には、支持部材２０が固定されている。

【0030】

支持部材２０は、支柱１４を介してベースマシン１０に設置されていて、図２に示すように、ベースマシン１０の前側に横設されたフロントレール２１と、ベースマシン１０の後側に横設されたリアレール２２と、フロントレール２１とリアレール２２とをつなぐ左右のサイドレール２３，２３とを備えている。

【0031】

フロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３は、互いに連続しており、平面視矩形枠状を呈している。

【0032】

支持部材２０は、取付部材２４，２４，…を介して支柱１４に固定されている。取付部材２４は、フロントレール２１とサイドレール２３との角部、または、リアレール２２とサイドレール２３との角部から、支柱１４に向って延出している。

【0033】

本実施形態では、複数の取付部材２４，２４，…が、平面視Ｘ字状を呈するように配置したが、取付部材２４の構成はこれに限定されない。

【0034】

本実施形態のフロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３は、Ｉ形鋼により構成されているが、フロントレール２１、リアレール２２およびサイドレール２３，２３を構成する材料は限定されるものではない。

【0035】

また、取付部材２４を構成する材料も限定されるものではなく、例えばＬ型鋼や溝型鋼等の各型鋼材や鋼板等を使用すればよい。
さらに、支持部材２０は、必ずしも矩形枠状である必要はなく、例えばコ字状を呈していてもよい。

【0036】

載荷面処理機３０は、図１に示すように、支持部材２０に吊持されており、支持部材２０に沿って移動することで、ベースマシン１０の前後において載荷面Ｓの処理（整地）を行う。

【0037】

載荷面処理機３０は、図３に示すように、車輪３１，３１と、モータ収容部３２と、支持部３３と、ブラケット３４と、処理装置本体３５とを備えている。

【0038】

車輪３１は、支持部材２０の下側のフランジの上面に配設されている。本実施形態では一対の車輪３１，３１が支持部材２０のウェブを挟んで両側に配設されている。なお、車輪３１の数や配置は限定されるものではない。

【0039】

車輪３１は、モータ収容部３２内の車輪用モータ（図示せず）の動力により回転することで、支持部材２０を走行する。車輪３１が支持部材２０を走行することで、載荷面処理機３０が支持部材２０に沿って移動する。

【0040】

モータ収容部３２は、支持部材２０の直下に配設されている。車輪用モータの制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
モータ収容部３２の下面には、支持部３３が固定されている。

【0041】

支持部３３は、伸縮自在に構成されている。支持部３３を伸ばすと、処理装置本体３５を下降し、載荷面Ｓへ接地され、支持部３３を縮めると、処理装置本体３５が上昇し、載荷面Ｓから離地される。支持部３３の伸縮動作の制御は、無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
支持部３３の下端には、ブラケット３４を介して処理装置本体３５が取り付けられている。

【0042】

処理装置本体３５は、切削用モータ３６と、回転切削部３７と、カバー体３８とを備えている。

【0043】

切削用モータ３６は、回転軸（縦軸）を備えており、回転軸を回転させることにより、回転軸に固定された回転切削部３７を回転させる。本実施形態の切削用モータ３６の制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。

【0044】

回転切削部３７は、切削用モータ３６の回転軸の下端に固定された円板であって、切削用モータ３６の動力により回転することで、載荷面Ｓの表面を平滑に整形する。

【0045】

カバー体３８は、底面が開口した有蓋円筒状の部材であって、内部の切削用モータ３６および回転切削部３７を保護するように、切削用モータ３６および回転切削部３７の上面および側面を覆っている。
なお、カバー体３８の材質は限定されない。

【0046】

載荷試験機４０は、図１に示すように、支持部材２０に吊持されており、支持部材２０に沿って移動することで、ベースマシン１０の前後で載荷試験を行う。

【0047】

載荷試験機４０は、図４に示すように、車輪４１，４１と、モータ収容部４２と、巻き上げ手段４３と、試験機本体４４とを備えている。

【0048】

車輪４１は、支持部材２０の下側のフランジの上面に配設されている。本実施形態では一対の車輪４１，４１が支持部材２０のウェブを挟んで両側に配設されている。なお、車輪４１の数や配置は限定されるものではない。

【0049】

車輪４１は、モータ収容部４２の車輪用モータ（図示せず）の動力により回転することで、支持部材２０を走行する。車輪４１が支持部材２０を走行することで、載荷試験機４０が支持部材２０に沿って移動する。

【0050】

モータ収容部４２は、支持部材２０の直下に配設されている。車輪用モータの制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。
モータ収容部４２の下方には、巻き上げ手段４３が配設されている。

【0051】

巻き上げ手段４３は、フック４３ａと、ワイヤー４３ｂと、図示せぬウィンチとを備えている。フック４３ａは、試験機本体４４の上面に固定された掛止部材４５ａに掛止されている。

【0052】

ウィンチを介してワイヤー４３ｂを巻き出すと、フック４３ａが下降し、試験機本体４４が載荷面Ｓに接地され、ウィンチを介してワイヤー４３ｂを巻き上げると、フック４３ａが上昇して、試験機本体４４が載荷面Ｓから離地される。
本実施形態の巻き上げ手段４３の制御は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作により行う。

【0053】

試験機本体４４は、ケース４５と、重錘４６と、ロードセル４７と載荷板４８とを備えている。本実施形態の試験機本体４４は、図示しない無線通信システムを介して、遠隔操作が可能に構成されている。

【0054】

ケース４５は、有蓋円筒状の部材からなり、重錘４６、ロードセル４７および載荷板４８を内装するとともに、重錘４６のガイドとしても機能する。

【0055】

ケース４５は、下部が拡径しているとともに、下端面が開口している。
載荷板４８は、ケース４５の拡径部分に配設されており、ロードセル４７は、載荷板４８の上面に設置されている。

【0056】

ケース４５の上面には、フック４３ａを掛止するための掛止部材４５ａが取り付けられている。なお、掛止部材４５ａの構成は限定されるものではないが、本実施形態では、ワイヤーにより構成している。

【0057】

ケース４５の高さは、重錘４６の落下高さを確保できる大きさに設定されている。

【0058】

重錘４６は、ロードセル４７の上面に落下することで、載荷試験に必要な衝撃荷重を載荷面に付与する。
重錘４６は、ケース４５の内部において上下動可能に配設されている。

【0059】

本実施形態の重錘４６は、中央部に貫通孔が形成されており、ロードセル４７の上面に立設されたガイド軸４９が当該貫通孔を挿通している。

【0060】

ガイド軸４９は、下端がロードセル４７の上面に固定されていて、上端がケース４５の天井面に固定されている。
なお、ガイド軸４９は必要に応じて配設すればよい。

【0061】

重錘４６の側面には、スペーサー４６ａが設置されていて、ケース４５と重錘４６との隙間を一定に保持している。スペーサー４６ａは、重錘４６の落下速度を低下させることがないよう、ケース４５との間に大きな摩擦が生じないように構成されている。なお、スペーサー４６ａの構成は限定されるものではないが、本実施形態では、例えば球体を回転自在に配設することより構成する。

【0062】

ロードセル４７は、載荷板４８の上面に設置されていて、重錘４６による衝撃荷重を計測する。載荷面Ｓのたわみ量は、ロードセル４７に付設した図示せぬたわみセンサで計測する。
ロードセル４７の上面には、バッファ４７ａ，４７ａが配置されている。バッファ４７ａは、重錘４６の落下による衝撃を吸収し、ロードセル４７を保護している。

【0063】

載荷板４８は、載荷面Ｓに接地された板材であって、底面が平坦に構成されている。

【0064】

次に、土質試験装置を利用した土質試験方法について説明する。
本実施形態の土質試験方法は、移動工程と、面処理工程と、位置決め工程と、試験工程とを備えている。

【0065】

移動工程は、ベースマシン１０を走行させて、所定の試験実施領域に移動させる工程である。
本実施形態では、カメラおよび測位センサによりベースマシン１０の位置を確認しつつ、遠隔操作によりベースマシン１０を所定の位置に移動させる。

【0066】

ベースマシン１０は、いわゆるクローラ式であるため、走行面に多少の不陸があったとしても、対応可能である。

【0067】

面処理工程は、載荷面処理機３０により地盤面の表面処理を行い、載荷面Ｓを形成する工程である。

【0068】

ベースマシン１０を配置したら、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させて、載荷試験を行う位置（載荷面Ｓ）上に配置する。なお、ベースマシン１０が配置された時点で、載荷面処理機３０が所定の位置に配置されている場合には、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させる必要はない。

【0069】

次に、支持部３３を伸長させて、回転切削部３７を接地させる。
続いて、切削用モータ３６を駆動させ、回転切削部３７を回転させることにより、地盤面の表面処理を行う。

【0070】

位置決め工程は、載荷面処理機３０を支持部材２０に沿って移動させて載荷面Ｓ上から退避させるとともに、載荷試験機４０を支持部材２０に沿って移動させて載荷面Ｓ上に位置させる工程である。

【0071】

載荷面処理機３０による地盤面の表面処理（載荷面Ｓの整形）が完了したら、載荷面処理機３０を移動させる。
載荷面処理機３０の移動は、支持部３３を収縮させて、回転切削部３７を離地させて、支持部材２０を走行させることにより行う。

【0072】

載荷面処理機３０を退避させたら、載荷試験機４０を、載荷面Ｓ上に配置する。
載荷試験機４０は、載荷面処理機３０の移動と同時に移動させてもよいし、載荷面処理機３０を移動させた後に移動させてもよい。このとき、載荷面処理機３０は、次に載荷試験を実施する箇所に配置させてもよい。

【0073】

載荷試験機４０を載荷面Ｓ上に配置したら、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を下降させて、載荷板４８を接地させる。

【0074】

試験工程は、載荷試験機４０により載荷試験を行う工程である。
載荷試験は、重錘４６を所定の高さまで引き上げた後、ロードセル４７に落下させることにより行う。このとき、重錘４６の落下の衝撃により生じた載荷面Ｓのたわみを計測し、このたわみ量から地盤の密度や剛性および地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを算出する。

【0075】

次に、地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤを用いて、締固め乾燥密度γ_ｄを管理する。
地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤは、ＪＩＳ Ａ １２１５の道路平板載荷試験Ｋ_３０に相当するものであって、締固め乾燥密度γ_dとの関係において非常に良好な相関性を有しているため（図５参照）、乾燥密度管理の有効な指標値として用いることができる。

【0076】

なお、図５は、地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤと締固め乾燥密度γ_dとの関係を示す一例であって、管理値が乾燥密度γ_d＝１．６±０．１Ｍｇ／ｍ^３であるベントナイト系緩衝材について、小型ＦＷＤ試験を実施した場合における、地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤと締固め乾燥密度γ_dとの関係を示している。
図５によれば、地盤反力係数Ｋ_ＦＷＤが６００〜１０００ＭＮ／ｍ^３の範囲内であれば、乾燥密度γ_d＝１．６±０．１Ｍｇ／ｍ^３にて管理可能であることが解る。

【0077】

載荷試験が終了したら、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を上昇させる。

【0078】

以上、本実施形態の土質試験装置および土質試験方法によれば、ベースマシン１０を移動させることで載荷面処理機３０および載荷試験機４０の両方を同時に移動させることができ、かつ、おおよその位置決めを行うことができるため、作業性に優れている。

【0079】

また、載荷面処理機３０および載荷試験機４０を支持部材２０に沿って個別に移動させることができるので、より精度の高い位置決めを行うことができる。
また、載荷面処理機３０と載荷試験機４０とが、同一の支持部材２０に沿って移動するため、載荷面処理を行った位置に載荷試験機４０を位置させることが容易である。

【0080】

遠隔操作により土質試験装置１を操作することで、作業員が立ち入りできない位置での計測も可能である。例えば、放射線廃棄物処分場におけるベントナイト系緩衝材の非破壊的密度管理を実施する場合であっても、安全かつ効率的に実施できる。

【0081】

載荷面処理機３０を備えているため、表面が比較的硬いベントナイト系緩衝材の載荷面処理（平滑な切削処理）を効率よく実施することができる。

【0082】

支持部材２０が矩形状に形成されているため、ベースマシン１０の前後において、横方向に連続して複数の載荷試験を実施することができる。そのため、平面全体に対して載荷試験を簡易に実施することができる。

【0083】

載荷面処理機３０と載荷試験機４０との両方を備えているため、載荷面Ｓの整形と、載荷試験とを一つの装置により実施することが可能となり、実施個所の環境に関わらず、載荷試験を実施することが可能となる。
また、載荷面処理機３０による整形と、載荷試験機４０による載荷試験とを、それぞれ別の位置において同時に実施することができるため、施工性に優れている。

【0084】

狭隘な試験環境下であっても、ベースマシン１０として、環境に応じた大きさのものを採用することで、迅速かつ効率的に非破壊試験を実施することができる。

【0085】

以上、本発明について、好適な実施形態について説明した。しかし、本発明は、前述の各実施形態に限られず、前記の各構成要素については、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜変更が可能である。

【0086】

本発明の土質試験装置および土質試験方法は、放射線廃棄物処分場におけるベントナイト系緩衝材の密度管理に関わらず、盛土、覆土、埋め戻し土等の密度管理にも採用可能である。

【0087】

前記実施形態では、平面視矩形枠状を呈した支持部材に沿って載荷面処理機と載荷試験機とが移動する構成としたが、支持部材の構成はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示す土質試験装置のように、ベースマシン１０に立設された縦軸１４を中心に回転可能に設置された直線状の支持部材の端部に、載荷面処理機または載荷試験機が取り付けられたものであってもよい。この土質試験装置によれば、支持部材を回転させることで、載荷面処理機および載荷試験機を所定の位置に配置することができる。

【0088】

前記実施形態の載荷試験機４０は、巻き上げ手段４３により試験機本体４４を上下動させるものとしたが、例えば、図７に示す載荷試験機４０’のように、シリンダー状の支持部材４３’により試験機本体４４を上下動させる構成としてもよく、載荷試験機４０の構成は、限定されるものではない。

【0089】

また、試験機本体４４の構成は、前記実施形態で示したものに限定されるものではない。例えば、図７に示す載荷試験機４０’のように、ケース４５’が外筒４５ａと外筒４５ａに内装された内筒４５ｂとを備えた２重構造であってもよい。載荷試験機４０’は、重錘４６が内筒４５ｂの内部において、落下することで、載荷板４８を介して載荷面Ｓに衝撃を加えるように構成されている。重錘４６とロードセル４７との間には、内筒４５ｂの内壁が介設されていて、ロードセル４７に直接衝撃が加わることが防止されている。なお、内壁には、バッファ４５ｃ，４５ｃが固定されていてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１ 土質試験装置
１０ ベースマシン
２０ 支持部材
２１ フロントレール
２２ リアレール
２３ サイドレール
３０ 載荷面処理機
４０ 載荷試験機

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】