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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022154400
(43)【公開日】2022-10-13
(54)【発明の名称】地盤試料採取装置、ガイド体および地盤試料採取方法
(51)【国際特許分類】
E02D 1/04 20060101AFI20221005BHJP
E21B 25/00 20060101ALI20221005BHJP
G01N 1/08 20060101ALI20221005BHJP
【ＦＩ】
E02D1/04
E21B25/00
G01N1/08 B
【審査請求】未請求
【請求項の数】17
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021057426
(22)【出願日】2021-03-30
【国等の委託研究の成果に係る記載事項】（出願人による申告）令和２年度、国立研究開発法人科学技術振興機構、研究成果展開事業「洋上風力発電施設のための海底地盤の経済的な調査方法」委託研究、産業技術力強化法第１７条の適用を受ける特許出願
(71)【出願人】
【識別番号】504196300
【氏名又は名称】国立大学法人東京海洋大学
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100152205
【弁理士】
【氏名又は名称】吉田 昌司
(72)【発明者】
【氏名】谷 和夫
(72)【発明者】
【氏名】山▲崎▼ 優介
(72)【発明者】
【氏名】池谷 毅
(72)【発明者】
【氏名】稲津 大祐
【テーマコード（参考）】
2D043
2G052
【Ｆターム（参考）】
2D043AC01
2D043BA08
2D043BB09
2G052AA19
2G052AC03
2G052AC06
2G052AD12
2G052AD32
2G052AD52
2G052BA29
2G052JA04
2G052JA07
(57)【要約】
【課題】水底または陸域における連続した地盤試料を容易に採取する。
【解決手段】連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置１は、複数のロッド部２と、ロッド部２を囲繞可能に構成されており、係合部３ａを有する複数のガイド体３，３Ｔと、ガイド体３，３Ｔに上下から挟み込まれ、係合部３ａに係合支持される複数のサンプラー部４と、複数のサンプラー部４を閉鎖する複数のシャッター部５と、を備える。
【選択図】図１
【解決手段】連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置１は、複数のロッド部２と、ロッド部２を囲繞可能に構成されており、係合部３ａを有する複数のガイド体３，３Ｔと、ガイド体３，３Ｔに上下から挟み込まれ、係合部３ａに係合支持される複数のサンプラー部４と、複数のサンプラー部４を閉鎖する複数のシャッター部５と、を備える。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置であって、
複数のロッド部と、
前記ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有する複数のガイド体と、
前記ガイド体に上下から挟み込まれ、前記係合部に係合支持される複数のサンプラー部と、
前記複数のサンプラー部を閉鎖する複数のシャッター部と、
を備えることを特徴とする地盤試料採取装置。
複数のロッド部と、
前記ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有する複数のガイド体と、
前記ガイド体に上下から挟み込まれ、前記係合部に係合支持される複数のサンプラー部と、
前記複数のサンプラー部を閉鎖する複数のシャッター部と、
を備えることを特徴とする地盤試料採取装置。
【請求項2】
前記複数のガイド体は、先端のガイド体を除き、前記ロッド部に固定されないことを特徴とする請求項１に記載の地盤試料採取装置。
【請求項3】
前記係合部はフック状に形成され、前記サンプラー部は、その上端および下端に設けられた切り欠きにより前記係合部に係合することを特徴とする請求項１または２に記載の地盤試料採取装置。
【請求項4】
前記ガイド体は、第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
【請求項5】
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されていることを特徴とする請求項４に記載の地盤試料採取装置。
【請求項6】
前記サンプラー部が前記係合部に係合することにより、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が開かないようにロックされることを特徴とする請求項５に記載の地盤試料採取装置。
【請求項7】
前記ガイド体は、一体的に形成された環状の構成部材を有し、前記係合部は前記環状の構成部材の外周面に突設されていることを特徴とする請求項１～３のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
【請求項8】
前記複数のガイド体のうち、先端のロッド部に固定されるガイド体は、側面視で前記ロッド部の先端に向かうにつれて先鋭化する形状のシューを有することを特徴とする請求項１～７のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
【請求項9】
前記シューには、前記サンプラー部および前記シャッター部を支持する支持台が設けられていることを特徴とする請求項８に記載の地盤試料採取装置。
【請求項10】
前記シューの内径は、前記サンプラー部の内径よりも小さいことを特徴とする請求項８または９に記載の地盤試料採取装置。
【請求項11】
前記サンプラー部および前記シャッター部は、横断面が円弧状であり、
前記サンプラー部は、前記シャッター部よりも開口角が広いことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
前記サンプラー部は、前記シャッター部よりも開口角が広いことを特徴とする請求項１～１０のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
【請求項12】
前記サンプラー部の開口角は１８０°以上であることを特徴とする請求項１１に記載の地盤試料採取装置。
【請求項13】
前記複数のロッド部のうち先端に位置するロッド部の下端にプローブが設けられていることを特徴とする請求項１～１２のいずれかに記載の地盤試料採取装置。
【請求項14】
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置に用いられるガイド体であって、
ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有し、前記係合部によりサンプラー部を係合支持することを特徴とするガイド体。
ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有し、前記係合部によりサンプラー部を係合支持することを特徴とするガイド体。
【請求項15】
前記ガイド体は第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されていることを特徴とする請求項１４に記載のガイド体。
【請求項16】
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されていることを特徴とする請求項１５に記載のガイド体。
【請求項17】
請求項１～１３のいずれかに記載の地盤試料採取装置を用いて地盤を採取する方法であって、
前記複数のロッド部のうちの第１のロッド部に前記複数のガイド体のうちの第１のガイド体を固定するステップと、
前記第１のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第２のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第１のサンプラー部を係合支持させて前記第１のロッド部に併設するステップと、
前記第１のロッド部を前記第１のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記第１のロッド部に前記複数のロッド部のうちの第２のロッド部を継ぎ足し、前記第２のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第３のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第２のサンプラー部を係合支持させて前記第２のロッド部に併設するステップと、
前記第２のロッド部を前記第２のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記複数のシャッター部を前記複数のサンプラー部に沿って前記複数のサンプラー部を閉鎖するように貫入させるステップと、
前記複数のロッド部を引き上げ、上側のロッド部から順に回収するステップと、
を備えることを特徴とする地盤試料採取方法。
前記複数のロッド部のうちの第１のロッド部に前記複数のガイド体のうちの第１のガイド体を固定するステップと、
前記第１のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第２のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第１のサンプラー部を係合支持させて前記第１のロッド部に併設するステップと、
前記第１のロッド部を前記第１のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記第１のロッド部に前記複数のロッド部のうちの第２のロッド部を継ぎ足し、前記第２のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第３のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第２のサンプラー部を係合支持させて前記第２のロッド部に併設するステップと、
前記第２のロッド部を前記第２のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記複数のシャッター部を前記複数のサンプラー部に沿って前記複数のサンプラー部を閉鎖するように貫入させるステップと、
前記複数のロッド部を引き上げ、上側のロッド部から順に回収するステップと、
を備えることを特徴とする地盤試料採取方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、地盤試料採取装置、ガイド体および地盤試料採取方法に関し、より詳しくは、水底または陸域における連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置、当該装置に用いられるガイド体、および当該装置を用いた地盤試料採取方法に関する。
【背景技術】
【0002】
近年、洋上または海中施設の建設や海底資源の開発等のために、水底地盤の試料を連続的に採取するための装置および方法の開発が求められている。たとえば洋上風力発電施設を建設するために基礎地盤調査を行う場合、数十メートル程度の水深の水底地盤を採取することが求められる。
【0003】
従来、連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置が知られている。特許文献１には、側面の一部を開放した採取箱と、蓋板とを有する採取装置が記載されている。この装置では、採取箱を先行して地中に貫入させ、その後、採取箱に係合させながら蓋板を地中に貫入させることで土砂サンプルを採取する。また、特許文献２には、第１の本体および第２の本体を有する地質調査用サンプラーが記載されている。第１の本体および第２の本体は、互いに係合することで管状となるように構成されており、別個に地盤に埋め込まれ、地盤を採取する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開平１０－１４７９２８号公報
【特許文献2】特開２００３－９６７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
特許文献１および２はいずれも、互いに係合する２つの部材を用いて地盤試料を採取するものである。
【0006】
しかしながら、たとえば水面から深い位置にある水底地盤の採取を行う場合、地盤に貫入させる部材が長尺化することから、十分な剛性を確保すること、貫入方向を一定に保つことが困難である。地表面から深い位置にある地盤を採取する場合も同様である。
【0007】
このように、従来の地盤試料採取装置では、水面や地表面から深い位置にある地盤試料を連続的に採取することは容易でなかった。
【0008】
本発明は、かかる認識に基づいてなされたものであり、水底または陸域における連続した地盤試料を容易に採取するための地盤試料採取装置、当該装置に用いられるガイド体、および当該装置を用いた地盤試料採取方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明に係る地盤試料採取装置は、
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置であって、
複数のロッド部と、
前記ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有する複数のガイド体と、
前記ガイド体に上下から挟み込まれ、前記係合部に係合支持される複数のサンプラー部と、
前記複数のサンプラー部を閉鎖する複数のシャッター部と、
を備えることを特徴とする。
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置であって、
複数のロッド部と、
前記ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有する複数のガイド体と、
前記ガイド体に上下から挟み込まれ、前記係合部に係合支持される複数のサンプラー部と、
前記複数のサンプラー部を閉鎖する複数のシャッター部と、
を備えることを特徴とする。
【0010】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記複数のガイド体は、先端のガイド体を除き、前記ロッド部に固定されないようにしてもよい。
前記複数のガイド体は、先端のガイド体を除き、前記ロッド部に固定されないようにしてもよい。
【0011】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記係合部はフック状に形成され、前記サンプラー部は、その上端および下端に設けられた切り欠きにより前記係合部に係合するようにしてもよい。
前記係合部はフック状に形成され、前記サンプラー部は、その上端および下端に設けられた切り欠きにより前記係合部に係合するようにしてもよい。
【0012】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記ガイド体は、第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されているようにしてもよい。
前記ガイド体は、第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されているようにしてもよい。
【0013】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されているようにしてもよい。
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されているようにしてもよい。
【0014】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記サンプラー部が前記係合部に係合することにより、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が開かないようにロックされるようにしてもよい。
前記サンプラー部が前記係合部に係合することにより、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が開かないようにロックされるようにしてもよい。
【0015】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記ガイド体は、一体的に形成された環状の構成部材を有し、前記係合部は前記環状の構成部材の外周面に突設されていてもよい。
前記ガイド体は、一体的に形成された環状の構成部材を有し、前記係合部は前記環状の構成部材の外周面に突設されていてもよい。
【0016】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記複数のガイド体のうち、先端のロッド部に固定されるガイド体は、側面視で前記ロッド部の先端に向かうにつれて先鋭化する形状のシューを有してもよい。
前記複数のガイド体のうち、先端のロッド部に固定されるガイド体は、側面視で前記ロッド部の先端に向かうにつれて先鋭化する形状のシューを有してもよい。
【0017】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記シューには、前記サンプラー部および前記シャッター部を支持する支持台が設けられていてもよい。
前記シューには、前記サンプラー部および前記シャッター部を支持する支持台が設けられていてもよい。
【0018】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記シューの内径は、前記サンプラー部の内径よりも小さいようにしてもよい。
前記シューの内径は、前記サンプラー部の内径よりも小さいようにしてもよい。
【0019】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記サンプラー部および前記シャッター部は、横断面が円弧状であり、
前記サンプラー部は、前記シャッター部よりも開口角が広いようにしてもよい。
前記サンプラー部および前記シャッター部は、横断面が円弧状であり、
前記サンプラー部は、前記シャッター部よりも開口角が広いようにしてもよい。
【0020】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記サンプラー部の開口角は１８０°以上であるようにしてもよい。
前記サンプラー部の開口角は１８０°以上であるようにしてもよい。
【0021】
また、前記地盤試料採取装置において、
前記複数のロッド部のうち先端に位置するロッド部の下端にプローブが設けられていてもよい。
前記複数のロッド部のうち先端に位置するロッド部の下端にプローブが設けられていてもよい。
【0022】
本発明に係るガイド体は、
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置に用いられるガイド体であって、
ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有し、前記係合部によりサンプラー部を係合支持することを特徴とする。
連続した地盤試料を採取するための地盤試料採取装置に用いられるガイド体であって、
ロッド部を囲繞可能に構成されており、係合部を有し、前記係合部によりサンプラー部を係合支持することを特徴とする。
【0023】
また、前記ガイド体において、
前記ガイド体は第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されていてもよい。
前記ガイド体は第１の構成部材と第２の構成部材を有しており、前記第１の構成部材と前記第２の構成部材が前記ロッド部を囲繞するように環状に組み合わさることにより前記係合部が形成されるように構成されていてもよい。
【0024】
また、前記ガイド体において、
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されているようにしてもよい。
前記第１の構成部材と前記第２の構成部材は、ヒンジを介して開閉可能に連結されているようにしてもよい。
【0025】
本発明に係る地盤試料採取方法は、
前記地盤試料採取装置を用いて地盤を採取する方法であって、
前記複数のロッド部のうちの第１のロッド部に前記複数のガイド体のうちの第１のガイド体を固定するステップと、
前記第１のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第２のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第１のサンプラー部を係合支持させて前記第１のロッド部に併設するステップと、
前記第１のロッド部を前記第１のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記第１のロッド部に前記複数のロッド部のうちの第２のロッド部を継ぎ足し、前記第２のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第３のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第２のサンプラー部を係合支持させて前記第２のロッド部に併設するステップと、
前記第２のロッド部を前記第２のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記複数のシャッター部を前記複数のサンプラー部に沿って前記複数のサンプラー部を閉鎖するように貫入させるステップと、
前記複数のロッド部を引き上げ、上側のロッド部から順に回収するステップと、
を備えることを特徴とする。
前記地盤試料採取装置を用いて地盤を採取する方法であって、
前記複数のロッド部のうちの第１のロッド部に前記複数のガイド体のうちの第１のガイド体を固定するステップと、
前記第１のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第２のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第１のサンプラー部を係合支持させて前記第１のロッド部に併設するステップと、
前記第１のロッド部を前記第１のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記第１のロッド部に前記複数のロッド部のうちの第２のロッド部を継ぎ足し、前記第２のガイド体と、前記複数のガイド体のうちの第３のガイド体とにより前記複数のサンプラー部のうちの第２のサンプラー部を係合支持させて前記第２のロッド部に併設するステップと、
前記第２のロッド部を前記第２のサンプラー部とともに地盤中に貫入させるステップと、
前記複数のシャッター部を前記複数のサンプラー部に沿って前記複数のサンプラー部を閉鎖するように貫入させるステップと、
前記複数のロッド部を引き上げ、上側のロッド部から順に回収するステップと、
を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0026】
本発明によれば、水底または陸域における連続した地盤試料を容易に採取するための地盤試料採取装置、当該装置に用いられるガイド体、および当該装置を用いた地盤試料採取方法を提供することできる。
【図面の簡単な説明】
【0027】
【図1】実施形態に係る地盤試料採取装置の先端領域における側面図である。
【図4A】実施形態に係る継ぎ足し可能なロッド部の断面図である。
【図4B】実施形態の変型例に係る継ぎ足し可能なロッド部を示す図であり、（ａ）はロッド本体の断面図であり、（ｂ）はロッドカプラの断面図である。
【図5】実施形態に係るガイド体の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図7】実施形態に係る、先端のロッド部に固定されるガイド体の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図9】実施形態に係るサンプラー部の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図10】実施形態に係るシャッター部の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は背面図である。
【図12】設定可能な開口角の範囲を示すグラフである。
【図13】実施形態の変型例１に係るガイド体の構成を示す図であり、（ａ）は側面図であり、（ｂ）は平面図であり、（ｃ）は正面図である。
【図15】実施形態の変型例１に係るサンプラー部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図16】実施形態の変型例１に係るシャッター部の構成を示す図であり、（ａ）は平面図であり、（ｂ）は正面図である。
【図17】実施形態の変型例２に係る、周面に凹部が設けられたロッド部と、当該凹部に配置されたガイド体を示す図である。
【図18】実施形態の変型例３に係るロッドカプラと、当該ロッドカプラに配置されたガイド体を示す図である。
【図19】（ａ）はヒンジのないガイド体の側面図であり、（ｂ）は当該ガイド体の平面図である。
【図20】実施形態に係る地盤試料採取装置を用いた陸域地盤の採取方法を説明するための図である。
【図21】実施形態に係る地盤試料採取装置を用いた水底地盤の採取方法を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【0028】
以下、本発明に係る実施形態について図面を参照しながら説明する。
【0029】
＜＜地盤試料採取装置＞＞
実施形態に係る地盤試料採取装置１について説明する。この地盤試料採取装置１は、陸域または水底の地盤を連続的に採取するための装置である。
実施形態に係る地盤試料採取装置１について説明する。この地盤試料採取装置１は、陸域または水底の地盤を連続的に採取するための装置である。
【0030】
図１に示すように、地盤試料採取装置１は、貫入ロッドを構成する複数のロッド部２と、ロッド部２を囲繞する複数のガイド体３，３Ｔと、貫入ロッドに併設される複数のサンプラー部４と、複数のサンプラー部４を閉鎖する複数のシャッター部５と、先端のロッド部２に設けられたプローブ６と、を備えている。
【0031】
ロッド部２は、継ぎ足し可能に構成された棒状の部材である。複数のロッド部２が継ぎ足されることで、所望の長さを有する長尺の貫入ロッドが構成される。
【0032】
ガイド体３，３Ｔは、貫入ロッドの長手方向に沿って、ロッド部２を囲繞するように所定の間隔で配置される。配置間隔はサンプラー部４の長さに略等しい。
【0033】
ガイド体３は、貫入ロッドの先端以外のロッド部２に配置されるガイド体である。ガイド体３Ｔは、貫入ロッドの先端のロッド部２に配置されるガイド体である。ガイド体３Ｔはロッド部２に固定されているのに対し、ガイド体３はロッド部２に固定されていない。すなわち、最下端のガイド体３Ｔは、ねじ孔３ｈを介してねじ（図示せず）によりロッド部２に固定されており、これに対し、最下端以外のガイド体３はねじで固定されず、ロッド部２を回転可能に囲繞する。
【0034】
なお、ガイド体３Ｔは、ねじ止めに限らず、溶接など別の手段により先端のロッド部２に固定されてもよいし、あるいは、後述の図１７または図１８に示すような態様でロッド部２の長手方向に移動が規制されるようにロッド部２に装着されてもよい。
【0035】
ガイド体３，３Ｔは、ロッド部２を囲繞可能に構成された構造体であり、ロッド部２に併設されるようにサンプラー部４をガイドするとともに、サンプラー部４を支持するように構成されている。図２および図３に示すように、ガイド体３，３Ｔは係合部３ａを有する。詳しくは後述するが、係合部３ａはロッド部２を囲繞することで形成され、ガイド体３，３Ｔは係合部３ａによりサンプラー部４を係合支持する。
【0036】
サンプラー部４は、図２に示すように、上下からガイド体３（３Ｔ）により挟み込まれるように配置され、ガイド体３（３Ｔ）の係合部３ａに係合し支持される。
【0037】
複数のサンプラー部４がガイド体３を挟んで貫入ロッドの長手方向に連なるように配置されることで、地盤試料を採取するための長尺のサンプラーが構成される。なお、詳しくは後述するが、各サンプラー部４は、対応するロッド部２とともに地盤に貫入される。
【0038】
シャッター部５は、サンプラー部４と組み合わさって略筒状の試料収納空間を画成する。複数のシャッター部５が貫入ロッドの長手方向に連なるように配置されることで、長尺のサンプラーを閉鎖する長尺のシャッターが構成される。なお、詳しくは後述するが、シャッター部５は、地盤に貫入された長尺のサンプラー（複数のサンプラー部４）に沿って貫入される。
【0039】
プローブ６は複数のロッド部２のうち先端のロッド部２の下端に設けられており、先端コーン、抵抗体（抵抗翼など）および計測器（荷重計など）を有する。プローブ６を設けることで、地盤試料のサンプリングとともに、サウンディングも可能となる。プローブ６を地盤に貫入または引き上げる際、計測器で抵抗力等を計測する。この計測結果に基づいて水底地盤の力学特性等が評価される。なお、プローブ６は、地盤のサウンディングを行わない場合は省略可能である。サウンディング手法としては、静的サウンディングと動的サウンディングが知られている。静的サウンディングには、コーン貫入試験（Ｃｏｎｅ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ：ＣＰＴ）や、円筒ゴム膜を用いたプレッシャーメータ試験（Ｐｒｅｓｓｕｒｅｍｅｔｅｒ Ｔｅｓｔ：ＰＭＴ）などがある。一方、動的サウンディングには、標準貫入試験（Ｓｔａｎｄａｒｄ Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｔｅｓｔ：ＳＰＴ）や動的コーン貫入試験などがある。
【0040】
以下、地盤試料採取装置１の各構成要素について詳しく説明する。
【0041】
＜ロッド部２＞
図４Ａを参照して、本実施形態に係るロッド部２の詳細について説明する。
図４Ａを参照して、本実施形態に係るロッド部２の詳細について説明する。
【0042】
ロッド部２は、剛性の高い筒状の部材であり、一端側には雄ねじ２ａが形成され、他端側には雌ねじ２ｂが形成されている。ロッド部２同士の継合は、一方のロッド部の雄ねじ２ａと、他方のロッド部の雌ねじ２ｂを螺合させることにより行う。
【0043】
ロッド部２は、サンプラー部４よりも高い剛性を有することが望ましい。たとえば、ロッド部２は、鋼、ステンレス等の金属材料により、肉厚な筒状体として形成される。
【0044】
なお、本実施形態では、ロッド部２は、プローブ６に接続する電気配線を通すために筒状であるが、プローブ６を設けない場合は中実であってもよい。
【0045】
また、ロッド部２がケーシング（後述の筒部２０）に挿入され地盤に貫入される場合には、中心軸をケーシングの中心軸にできるだけ一致させるために、長手方向に延在するセンタライザー（図示せず）がロッド部２の外周面に設けられてもよい。
【0046】
なお、ロッド部２は上記の構成（一端に雄ねじ２ａが形成され、他端に雌ねじ２ｂが形成されている。）に限らない。たとえば、図４Ｂ（ａ），（ｂ）に示すように、ロッド部２はロッド本体２Ｐおよびロッドカプラ２Ｑから構成されてもよい。ロッド本体２Ｐは両端に雌ねじ２ｂが形成され、ロッドカプラ２Ｑは両端に雄ねじ２ａが形成されている。この場合、ロッド本体２Ｐの雌ねじ２ｂとロッドカプラ２Ｑの雄ねじ２ａを螺合させることでロッド部２が構成される。その他、複数の部材が組み合わさってロッド部２が構成されてよい。
【0047】
また、互いに長さの異なる複数種類のロッド部２を用意してもよい。
【0048】
また、短尺のロッド部２を継ぎ足して貫入ロッドを構成する場合に限られず、既存の貫入ロッドにロッド部２を後付けで継ぎ足して貫入ロッドの長尺化を図ってもよい。この場合、既存の貫入ロッドが長尺のロッド部に相当し、既存の貫入ロッドに一つまたは複数の短尺のロッド部を継ぎ足すことにより、地盤に貫入される貫入ロッドが形成される。
【0049】
【0050】
【0051】
ガイド体３は、構成部材３１（第１の構成部材）と構成部材３２（第２の構成部材）を有しており、構成部材３１と構成部材３２がロッド部２を囲繞するように環状に組み合わさることによりフック状の係合部３ａが形成されるように構成されている。
【0052】
より詳しくは、構成部材３１および構成部材３２は、部分係合部３１ａおよび部分係合部３２ａをそれぞれ有する。構成部材３１と構成部材３２が環状をなすように閉じることにより、部分係合部３１ａと部分係合部３２ａが重なって係合部３ａが形成される。
【0053】
図６に示すように、構成部材３１と構成部材３２は、ヒンジ３３を介して開閉可能に連結されている。ヒンジ３３を用いることで、構成部材３１と構成部材３２がばらばらにならず、ガイド体３が取り扱い易くなる。
【0054】
次に、先端のロッド部２に固定されるガイド体３Ｔの構造について説明する。図７（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、ガイド体３Ｔの側面図、平面図および正面図である。
【0055】
ガイド体３Ｔは、構成部材３１Ｔ（第１の構成部材）と構成部材３２Ｔ（第２の構成部材）を有している。構成部材３２Ｔには、ガイド体３Ｔをロッド部２に固定するためのねじ孔３ｈが設けられている。
【0056】
構成部材３１Ｔと構成部材３２Ｔがロッド部２を囲繞するように環状に組み合わさることにより係合部３ａが形成される。この係合部３ａは、ガイド体３と同様に、構成部材３１Ｔの部分係合部３１ａと構成部材３２Ｔの部分係合部３２ａとが重なることで形成される。
【0057】
図８に示すように、構成部材３１Ｔと構成部材３２Ｔは、ヒンジ３３を介して開閉可能に連結されている。ヒンジ３３を用いることで、構成部材３１Ｔと構成部材３２Ｔがばらばらにならず、ガイド体３Ｔが取り扱い易くなる。
【0058】
なお、ガイド体３，３Ｔの構成は、ヒンジ３３で連結される場合に限られない。たとえば、構成部材３１（３１Ｔ）に凸部を設け、構成部材３２（３２Ｔ）に凹部を設けておき、凸部と凹部により構成部材３１（３１Ｔ）と構成部材３２（３２Ｔ）が互いに嵌め合わさることにより、ガイド体３（３Ｔ）が構成されるようにしてもよい。
【0059】
ガイド体３Ｔはシュー３ｓを有する。このシュー３ｓは、側面視でロッド部２の先端に向かうにつれて先鋭化する形状を有する。シュー３ｓは、構成部材３１Ｔの部分シュー３１ｓと構成部材３２Ｔの部分シュー３２ｓとが重なることで形成される。ガイド体３Ｔのうち少なくともシュー３ｓは金属等の硬い材料からなることが望ましい。
【0060】
シュー３ｓには、サンプラー部４およびシャッター部５を支持する支持台（肩部）３ｓｓが設けられている。先端のサンプラー部４およびシャッター部５が支持台３ｓｓの上に載置される（図１１Ｂ参照）。
【0061】
なお、シュー３ｓの内径Ｄ１（図７（ｂ）参照）は、サンプラー部４の内径Ｄ２（図９（ｂ）参照）よりも小さい。これにより、引上げ時に試料収納空間から試料が脱落することを抑制ないし防止できる。また、貫入時にサンプラー部４の内壁と地盤との間の摩擦を低減することができる
上記のようにガイド体３Ｔにシュー３ｓが設けられることにより、貫入性能を向上させることができる。また、支持台３ｓｓ上のサンプラー部４を保護するとともに、引上げ時に最深部の試料が脱落することを防止ないし抑制することができる。
上記のようにガイド体３Ｔにシュー３ｓが設けられることにより、貫入性能を向上させることができる。また、支持台３ｓｓ上のサンプラー部４を保護するとともに、引上げ時に最深部の試料が脱落することを防止ないし抑制することができる。
【0062】
＜サンプラー部、シャッター部＞
次に、図９～図１１Ｂを参照してサンプラー部４およびシャッター部５の詳細について説明する。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、サンプラー部４の側面図、平面図および正面図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、シャッター部５の側面図、平面図および背面図である。ここで、背面とは、図１～図３において左側から見た面のことである。図１１Ａは図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図であり、図１１Ｂは図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
次に、図９～図１１Ｂを参照してサンプラー部４およびシャッター部５の詳細について説明する。図９（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、サンプラー部４の側面図、平面図および正面図である。図１０（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、シャッター部５の側面図、平面図および背面図である。ここで、背面とは、図１～図３において左側から見た面のことである。図１１Ａは図１のＩ－Ｉ線に沿う断面図であり、図１１Ｂは図１のＩＩ－ＩＩ線に沿う断面図である。
【0063】
本実施形態に係るサンプラー部４およびシャッター部５は、横断面が円弧状である。詳しくは、サンプラー部４は、樋状ないし溝状の部材であり、たとえば半割の円管である。シャッター部５は、上端から下端にわたって長手方向に開口が設けられた略円筒状の部材である。
【0064】
サンプラー部４およびシャッター部５の材料は、強度および剛性が大きくかつ地盤試料との間に作用する摩擦が小さいものが好ましく、たとえば、鋼、ステンレス等の金属材料、あるいは塩化ビニル等の合成樹脂である。
【0065】
サンプラー部４の上端および下端には切り欠き４ｎが設けられている。フック状の係合部３ａが切り欠き４ｎに係合することにより、サンプラー部４はガイド体３，３Ｔに支持される。また、係合部３ａが切り欠き４ｎに係合することにより、構成部材３１（３１Ｔ）と構成部材３２（３２Ｔ）は開かないようにロックされる。
【0066】
図１１Ａおよび図１１Ｂに示すように、シャッター部５の半径はサンプラー部４よりも大きい。シャッター部５は、長手方向に沿ってサンプラー部４を覆うように組み合わさることでサンプラー部４を閉鎖する。これにより、地盤試料を格納する空間（地盤試料収納空間）が形成される。
【0067】
サンプラー部４は、シャッター部５よりも開口角が広い。ここで、サンプラー部４の開口角とは、図９（ｂ）に示すように、サンプラー部４を平面視したとき、中心点Ｏ１と開口端４ａとを結ぶ２つの直線のなす角度θ１である。シャッター部５の開口角とは、図１０（ｂ）に示すように、シャッター部５を平面視したとき、中心点Ｏ２と開口端５ａとを結ぶ２つの直線のなす角度θ２である。
【0068】
サンプラー部４の開口角θ１は、本実施形態では約１８０°である。開口角θ１は１８０°より大きい角度であってもよい。サンプラー部４の開口角を１８０°以上とすることで、ロッド部２とともにサンプラー部４を地盤に貫入させる際にサンプラー部４内部が地盤試料で閉塞することを抑制ないし防止できる。
【0069】
シャッター部５の開口角θ２は、サンプラー部４の開口角θ1が１８０°以上ならば、図１０（ｂ）に示すように、１８０°未満（たとえば、６０°～７０°）である。すなわち、サンプラー部４の開口角θ1とシャッター部５の開口角θ２の和は３６０°よりも小さい。このように、θ1＋θ２＜３６０°を満たすように開口角θ1とθ２が設定される。
【0070】
図１２のグラフは、開口角θ1とθ２の設定可能範囲Ａを示している。この範囲Ａ内であれば、サンプラー部４の開口角θ1は１８０°以上なので閉塞を防止できるとともに、サンプラー部４の開口角θ1とシャッター部５の開口角θ２の和が３６０°よりも小さいのでシャッター部５がサンプラー部４から外れることを抑制ないし防止できる。
【0071】
好ましくは、サンプラー部４の開口角とシャッター部５の開口角は、シャッター部５がサンプラー部４の周方向に回転してもサンプラー部４とシャッター部５の重なりが失われないように（すなわち、地盤試料の収納空間が開放されたり、シャッター部５がサンプラー部４から脱落しないように）設定される。
【0072】
以上説明したように、本実施形態に係る地盤試料採取装置１では、ガイド体３はロッド部２を囲繞可能に構成され、サンプラー部４はガイド体３がロッド部２を囲繞することで形成される係合部３ａに係合し、ガイド体３に上下から挟み込まれるように支持され、ロッド部２に併設される。このようにガイド体３をロッド部２に固定せずともサンプラー部４をロッド部２に併設できることから、地盤採取作業における手間と時間を大幅に軽減することができる。
【0073】
また、本実施形態では、複数のロッド部２、サンプラー部４およびシャッター部５が継ぎ足されることで、調査深度に応じた所望の長さの貫入ロッド、長尺のサンプラーおよび長尺のシャッターをそれぞれ構成することができる。このため、水底地盤や、地表から深い陸域地盤であっても、連続した地盤試料を採取することができる。
【0074】
また、本実施形態では、先端のガイド体３Ｔにシュー３ｓが設けられているため、貫入性能が高い。このため、地盤試料採取装置１は、軟弱な地盤から硬質の地盤まで広い範囲の地盤に適用することが可能である。例えば、軟弱粘性土（０＜Ｎ＜４）や緩い砂（０＜Ｎ＜１０）から、硬質粘性土（１５＜Ｎ＜４０）や密な砂（３０＜Ｎ＜５０）まで適用可能である。さらには、軟岩やメタンハイドレート（５０＜Ｎ）にも適用可能である。
【0075】
また、本実施形態では、先端のロッド部２にプローブ６が設けられているため、地盤試料の採取（サンプリング）だけでなく、サウンディングも同時に実施することができる。たとえば、サンプリングと前述のコーン貫入試験を同時に行ったり、サンプリングと引上げ試験（ＰＵＴ：Ｐｕｌｌ－Ｕｐ Ｔｅｓｔ）を同時に行うことができる。
【0076】
＜変型例１＞
図１３～図１６を参照して、上記の実施形態に係る変型例１について説明する。図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本変型例に係るガイド体３Ｗの側面図、平面図および正面図である。図１４は、ガイド体３Ｗの開いた状態を示す平面図である。図１５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本変型例に係るサンプラー部４Ｗの平面図および正面図である。図１６（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本変型例に係るシャッター部５Ｗの平面図および正面図である。
図１３～図１６を参照して、上記の実施形態に係る変型例１について説明する。図１３（ａ），（ｂ），（ｃ）はそれぞれ、本変型例に係るガイド体３Ｗの側面図、平面図および正面図である。図１４は、ガイド体３Ｗの開いた状態を示す平面図である。図１５（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本変型例に係るサンプラー部４Ｗの平面図および正面図である。図１６（ａ），（ｂ）はそれぞれ、本変型例に係るシャッター部５Ｗの平面図および正面図である。
【0077】
上記の実施形態では、ガイド体３，３Ｔがロッド部２を囲繞することにより、フック状ないし凸状の係合部３ａが形成された。これに対し、本変型例では、ガイド体３Ｗがロッド部２を囲繞することにより、凹部を有する係合部３Ｗａが形成される。以下、本変型例について詳しく説明する。
【0078】
ガイド体３Ｗは、図１３（ａ）～（ｃ）に示すように、構成部材３１Ｗ（第１の構成部材）と構成部材３２Ｗ（第２の構成部材）を有している。図１４に示すように、構成部材３１Ｗと構成部材３２Ｗは、ヒンジ３３を介して開閉可能に連結されている。構成部材３１Ｗと構成部材３２Ｗがロッド部２を囲繞するように環状に組み合わさることにより、係合部３Ｗａが形成される。この係合部３Ｗａは溝部３ａｇを有する
詳しくは、構成部材３１Ｗおよび構成部材３２Ｗは、部分係合部３１Ｗａおよび部分係合部３２Ｗａをそれぞれ有する。構成部材３１Ｗと構成部材３２Ｗが環状をなすように閉じることにより、部分係合部３１Ｗａと部分係合部３２Ｗａが重なって係合部３Ｗａが形成される。
詳しくは、構成部材３１Ｗおよび構成部材３２Ｗは、部分係合部３１Ｗａおよび部分係合部３２Ｗａをそれぞれ有する。構成部材３１Ｗと構成部材３２Ｗが環状をなすように閉じることにより、部分係合部３１Ｗａと部分係合部３２Ｗａが重なって係合部３Ｗａが形成される。
【0079】
部分係合部３１Ｗａおよび３２Ｗａの各々には、上下に２つの溝部３ａｇが形成されている。溝部３ａｇには、サンプラー部４Ｗの切り欠き４Ｗｎの縁部４ｅが挿入される。
【0080】
サンプラー部４Ｗは、図１５（ａ），（ｂ）に示すように、正面側に上端から下端にわたって長手方向に開口が設けられた角筒状の部材である。
【0081】
サンプラー部４Ｗの上端および下端には切り欠き４Ｗｎが設けられている。切り欠き４Ｗｎの縁部４ｅがガイド体３Ｗの溝部３ａｇに係合することにより、サンプラー部４Ｗはガイド体３Ｗに支持される。このように係合部３Ｗａが切り欠き４Ｗｎに係合することで、構成部材３１Ｗと構成部材３２Ｗは開かないようにロックされる。
【0082】
シャッター部５Ｗは、図１６（ａ），（ｂ）に示すように、板状の部材であり、サンプラー部４Ｗと組み合わさって試料収納空間を画成する。シャッター部５Ｗの両側面には、上端から下端にわたって長手方向に延びる溝部５ｇが形成されている。シャッター部５Ｗは、溝部５ｇがサンプラー部４Ｗの縁部４ｆと係合した状態で地盤に貫入される。
【0083】
本変型例によっても、実施形態と同様の効果を得ることができる。特に、ガイド体３Ｗをロッド部２に固定せずともサンプラー部４Ｗをロッド部２に併設できることから、地盤採取作業における手間と時間を大幅に軽減することができる。
【0084】
【0085】
図１７に示すように、本変型例では、ロッド部２の周面に環状溝部としての凹部２ｃが設けられている。凹部２ｃの長手方向の幅（高さ）はガイド体３の高さと同じかあるいは少し大きい。また、凹部２ｃの深さはガイド体３のリング部分（構成部材３１，３２）がロッド部２の周面から飛び出ない程度に設定されている。
【0086】
図１７に示すように、ガイド体３はロッド部２の凹部２ｃに嵌合するように設けられる。これにより、ガイド体３がロッド部２の長手方向（上下方向）に移動することが規制される。なお、ガイド体３は、実施形態と同様に、ねじ等でロッド部２に固定されていないため、ロッド部２の中心軸のまわりに回転可能である。
【0087】
本変型例によれば、実施形態の場合と同様に、貫入時においては、ロッド部２にねじ等を用いずにガイド体３を容易に装着することができ、引上げ時においては、ロッド部２からガイド体３を容易に取り外すことができる。
【0088】
さらに、本変型例によれば、ガイド体３がロッド部２に対して上下方向にずれることが防止される。これにより、貫入時または引上げ時にガイド体３が上下方向に移動してサンプラー部４がガイド体３から外れてしまうことを抑制できる。
【0089】
また、ガイド体３のリング部分がロッド部２の周面から飛び出ない程度に凹部２ｃの深さが設定されているため、ガイド体３の係合部３ａのみがロッド部２の周面から突出するようになる。その結果、貫入時にガイド体３と地盤との間の摩擦を低減することができ、貫入性能を向上させることができる。
【0090】
【0091】
本変型例では、ロッドカプラ２Ｑの、ねじが設けられていない中央部分の一部（図１８では中央部分の上半分）が切削され細径化されて、環状段部としての凹部２ｄが形成されている。凹部２ｄの長手方向の幅（高さ）はガイド体３の高さと同じかあるいは少し大きい。また、凹部２ｄの深さはガイド体３のリング部分（構成部材３１，３２）がロッド本体２Ｐの周面から飛び出ない程度に設定されている。
【0092】
図１８に示すように、ガイド体３は、ロッドカプラ２Ｑの凹部２ｄを囲繞するように設けられる。ロッドカプラ２Ｑをロッド本体２Ｐに接続することにより、ガイド体３が装着されたロッド部２が得られる。ロッド本体２Ｐとロッドカプラ２Ｑが接続された状態において、ガイド体３はロッド部２の長手方向（上下方向）に移動することが規制される。
【0093】
なお、ロッドカプラ２Ｑをロッド本体２Ｐに接続した後に、ヒンジ３３を設けたガイド体３をロッドカプラ２Ｑの細径部に装着してもよい。
【0094】
ロッドカプラ２Ｑにガイド体３を予め装着する場合は、ガイド体３として、図１９に示すように、ヒンジが設けられておらず、リング部分として一体的に形成された環状の構成部材３４を有するガイド体３Ｕを用いてもよい。係合部３ａは構成部材３４の外周面に突設されている。なお、係合部３ａは、部分係合部３１ａ，３２ａが組み合わさって形成されるのでなく、一体的に形成されていてもよい。
【0095】
ロッドカプラ２Ｑはロッド本体２Ｐよりも短いので、このようにヒンジの設けられていないガイド体であっても比較的手間をかけずにロッドカプラ２Ｑに装着できる。したがって、ガイド体３Ｕについても、前述のガイド体３と同様、ロッド部２（ロッドカプラ２Ｑ）を囲繞可能に構成されている。
【0096】
このようなガイド体３Ｕを用いることで、ガイド体の部品点数を減らし構造を簡易化することができる。
【0097】
本変型例によれば、実施形態の場合と同様に、貫入時においては、ロッド部２にねじ等を用いずにガイド体３を容易に装着することができ、引上げ時においては、ロッド部２からガイド体３を容易に取り外すことができる。
【0098】
ヒンジを設けないガイド体３Ｕを用いる場合は、予めガイド体３Ｕをロッド部２に装着しておくことで、ガイド体が組み込まれたロッド部として取り扱えるようになるため、毎回の試料採取においてガイド体をロッド部に装着したり取り外したりする作業を省くことができる。
【0099】
さらに、本変型例によれば、ガイド体３がロッド部２に対して上下方向にずれることが防止される。これにより、貫入時または引上げ時にガイド体３が上下方向に移動してサンプラー部４がガイド体３から外れてしまうことを抑制できる。
【0100】
また、ガイド体３のリング部分がロッド部２の周面から飛び出ない程度に凹部２ｄの深さが設定されているため、ガイド体３の係合部３ａのみがロッド部２の周面から突出するようになる。その結果、貫入時にガイド体３と地盤との間の摩擦を低減することができ、貫入性能を向上させることができる。
【0101】
また、ヒンジが設けられていないガイド体を適用することが可能になるため、ガイド体の低コスト化を図ることができる。
【0102】
＜＜地盤採取方法＞＞
次に、図２０および図２１を参照して、上述した地盤試料採取装置１を用いた地盤試料採取方法の一例について説明する。図２０は陸域地盤の採取方法を説明するための図であり、図２１は水底地盤の採取方法を説明するための図である。
次に、図２０および図２１を参照して、上述した地盤試料採取装置１を用いた地盤試料採取方法の一例について説明する。図２０は陸域地盤の採取方法を説明するための図であり、図２１は水底地盤の採取方法を説明するための図である。
【0103】
まず、図２０を参照して陸域地盤の採取方法について説明する。
【0104】
ステップＳ１１：プローブ６が先端に設けられたロッド部２の所定の位置にガイド体３Ｔをねじで固定する。次に、サンプラー部４をガイド体３Ｔの係合部３ａに係合させた後、係合部３ａがサンプラー部４の上端の切り欠き４ｎに係合するようにガイド体３をロッド部２に装着する（図２参照）。詳しくは、ガイド体３Ｔの係合部３ａがサンプラー部４の下端の切り欠き４ｎに係合し、ガイド体３の係合部３ａがサンプラー部４の上端に切り欠き４ｎに係合するように、ガイド体３を配置する。これにより、サンプラー部４は、ガイド体３およびガイド体３Ｔにより上下から挟み込まれた状態にロッド部２に併設される。
【0105】
ガイド体３をロッド部２に装着した後、ロッド部２の基端に貫入装置１０を取り付け、貫入装置１０によりロッド部２およびサンプラー部４を地盤に貫入させる。貫入装置１０は、たとえばバイブロハンマーである。貫入装置１０はロッド部２の上部に取り付けられたプレート（図示せず）を把持し、ロッド部２を静的に下方に圧入したり上下に振動させることにより地盤に貫入させる。
【0106】
なお、貫入装置１０は貫入方法に応じて他の装置（打撃貫入用の装置など）であってもよい。
【0107】
また、ステップＳ１１において、ロッド部２を貫入する前に、プローブ６による計測および記録を開始してもよい。このタイミングで計測を開始することで、プローブ６が地盤に貫入する際の抵抗力（荷重）に関するデータを得ることができる。
【0108】
ステップＳ１２：貫入したロッド部２に別のロッド部２を継ぎ足す。そして、継ぎ足したロッド部２に、ステップＳ１１と同様にして新たなガイド体３を装着し、新たなサンプラー部４をロッド部２に併設する。この際、ガイド体３をロッド部２に固定する必要はないため、作業性を大幅に改善することができる。プローブ６が所定の深さに達するまで、ロッド部２を継ぎ足し、サンプラー部４を追加していく。すなわち、ロッド部２を継ぎ足し、継ぎ足したロッド部２にガイド体３を用いてサンプラー部４を追加することを繰り返す。
【0109】
ステップＳ１３：プローブ６が陸域地盤の所定の深さに達した状態である。
【0110】
ステップＳ１４：最上部のサンプラー部４と組み合わさるようにシャッター部５を貫入装置１０により地盤に貫入させる。最下端のシャッター部５がガイド体３Ｔの支持台３ｓｓに当接するまで、シャッター部５を１つずつ、地盤に貫入させていく。
【0111】
ステップＳ１５：最下端のシャッター部５がガイド体３Ｔの支持台３ｓｓに当接した状態である。この状態において、複数のサンプラー部４および複数のシャッター部５により形成された試料収納空間に陸域地盤の試料が収納されている。
【0112】
ステップＳ１６：地盤に貫入された複数のロッド部２からなる貫入ロッドを、複数のサンプラー部４および複数のシャッター部５とともに引き上げる。引上げ作業は、一組のロッド部２、サンプラー部４および複数のシャッター部５ごとに行う。詳しくは、最も上部にあるガイド体３をロッド部２から取り外し、内部に地盤試料が収納された一組のサンプラー部４およびシャッター部５を当該ロッド部２から取り外す。ガイド体３はロッド部２にねじ等で固定されていないことから、ロッド部２から容易に取り外すことができる。一組のサンプラー部４およびシャッター部５を単位として回収し、保管箱（コア箱）に格納するため、作業性を向上させることができる。
【0113】
なお、ステップＳ１６では、貫入ロッドを引上げる際、プローブ６の抵抗体にかかる荷重が計測器により計測される。
【0114】
上記方法によれば、地盤試料採取装置１を用いることで、陸域地盤の採取作業において従来に比べて格段に施工性ないし作業性を向上させることができる。
【0115】
次に、図２１を参照して水底地盤の採取方法について説明する。
【0116】
ステップＳ２１：筒部（ケーシング）２０を水面から水底地盤に建て込む。本ステップは、たとえば、船上で短尺筒部材を継合して筒部２０を形成し、形成した筒部２０を船上に設置されたウインチから巻き出された懸垂ロープで吊して水面から降下させていき、水底地盤に着底させる。その後、筒部２０の基端の把持部材（図示せず）にバイブロハンマーを取り付け、筒部２０を振動させ、水底地盤の所定の深さまで貫入させる。このようにして建て込まれた筒部２０は、ロッド部２、サンプラー部４およびシャッター部５の貫入路となる。
【0117】
ステップＳ２２：Ｓ１１と同様にして、プローブ６が先端に設けられたロッド部２にガイド体３Ｔを固定し、サンプラー部４をガイド体３Ｔの係合部３ａに係合させた後、ガイド体３をロッド部２に装着し、サンプラー部４を固定する。プローブ６が水底面に着底するまで、ロッド部２を継ぎ足し、継ぎ足したロッド部２にガイド体３を用いてサンプラー部４を追加することを繰り返す。
【0118】
ステップＳ２３：プローブ６が水底面に着底した後、ロッド部２の基端に貫入装置１０を取り付け、貫入装置１０により、プローブ６が水底地盤の所定の深さに達するまでロッド部２およびサンプラー部４を地盤に貫入させる。この際、ロッド部２を継ぎ足し、継ぎ足したロッド部２にガイド体３を用いてサンプラー部４を追加することを繰り返す。
【0119】
貫入装置１０は、たとえばバイブロハンマーであるが、貫入方法に応じて他の装置（打撃貫入用の装置など）であってもよい。なお、水底地盤が軟弱なために筒部２０が自沈または静的な載荷により所望の深さまで貫入する場合には、筒部２０に振動や打撃を加えなくてもよい。
【0120】
なお、ステップＳ２３において、ロッド部２を貫入する前に、プローブ６による計測および記録を開始してもよい。このタイミングで計測を開始することで、プローブ６が水底地盤に貫入する際の抵抗力（荷重）に関するデータを得ることができる。
【0121】
ステップＳ２４：プローブ６が水底地盤の所定の深さに達した状態である。
【0122】
ステップＳ２５：貫入ロッドに併設された複数のサンプラー部４に沿ってシャッター部５を水底面に一つずつ落としていく。その後、最上部のシャッター部５を貫入装置１０により地盤に貫入させ、最下端のシャッター部５がガイド体３Ｔの支持台３ｓｓに当接するまで、シャッター部５を１つずつ、地盤に貫入させていく。
【0123】
ステップＳ２６：最下端のシャッター部５がガイド体３Ｔの支持台３ｓｓに当接した状態である。この状態において、複数のサンプラー部４および複数のシャッター部５により形成された試料収納空間に水底地盤の試料が収納されている。
【0124】
ステップＳ２７：地盤に貫入された複数のロッド部２からなる貫入ロッドを、複数のサンプラー部４および複数のシャッター部５とともに引き上げる。引上げ作業は、陸域地盤の場合と同様に、一組のロッド部２、サンプラー部４および複数のシャッター部５ごとに行う。ガイド体３はロッド部２にねじ等で固定されていないことから、ロッド部２から容易に取り外すことができる。
【0125】
なお、ステップＳ２７では、ウインチで貫入ロッドを引上げる際、プローブ６の抵抗体にかかる荷重が計測器により計測される。
【0126】
ステップＳ２８：すべてのロッド部２、サンプラー部４およびシャッター部５を揚収した後、筒部２０を回収する。
【0127】
上記方法によれば、地盤試料採取装置１を用いることで、水底地盤の採取作業において従来に比べて格段に施工性ないし作業性を向上させることができる。
【0128】
以上説明したように、地盤試料採取装置１を用いた地盤試料採取方法によれば、貫入時においては、ロッド部２にねじ等を用いずにガイド体３を容易に装着することができ、引上げ時においては、ロッド部２からガイド体３を容易に取り外すことができる。また、サンプラー部４は、ガイド体３により係合支持されることから、サンプラー部４をロッド部２に設けるために複雑な作業が発生することはない。
【0129】
よって、本実施形態に係る地盤試料採取方法によれば、陸域地盤および水底地盤のいずれであっても、連続した地盤試料の採取に係る作業を手間や時間をかけずに容易に経済的に行うことができるようになる。特に、作業時間の削減に対する要請の高い水底地盤の調査において有用性が高い。
【0130】
さらに、本実施形態に係る地盤試料採取方法によれば、サンプラー部４が大きく開口しているため、貫入時に地盤試料により閉塞することを防止できる。
【0131】
また、サンプラー部４は剛性の高いロッド部２に併設されるため、サンプラー部４を地盤中にまっすぐに貫入させることができる。
【0132】
また、貫入装置１０がロッド部２に振動または打撃を加えることで貫入がなされるため、貫入時におけるサンプラー部４への負荷を軽減することができる。
【0133】
本発明は、たとえば、防波護岸など、沿岸の港湾インフラや、洋上風力発電など、沖合のエネルギーインフラを建設するための基礎的地盤調査に適用することが可能である。その他、表層型メタンハイドレートなど、大水深の海底エネルギー資源や、熱水鉱床など、海底鉱物資源の賦存量や性状などの調査に適用することも可能である。
【0134】
上記の記載に基づいて、当業者であれば、本発明の追加の効果や種々の変形を想到できるかもしれないが、本発明の態様は、上述した実施形態に限定されるものではない。特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。
【符号の説明】
【0135】
１ 地盤試料採取装置
２ ロッド部
２ａ 雄ねじ
２ｂ 雌ねじ
２ｃ，２ｄ 凹部
２Ｐ ロッド本体
２Ｑ ロッドカプラ
３，３Ｔ，３Ｕ，３Ｗ ガイド体
３ａ 係合部
３ａｇ 溝部
３ｈ ねじ孔
３ｓ シュー
３ｓｓ 支持台
３１，３２，３４ 構成部材
３１ａ，３２ａ 部分係合部
３１Ｔ，３２Ｔ 構成部材
３１ｓ，３２ｓ 部分シュー
３３ ヒンジ
４ サンプラー部
４ａ 開口端
４ｅ，４ｆ 縁部
４ｎ 切り欠き
５，５Ｗ シャッター部
５ａ 開口端
５ｇ 溝部
６ プローブ
１０ 貫入装置
２０ 筒部
Ａ 設定可能範囲
Ｄ１，Ｄ２ 内径
Ｏ１，Ｏ２ 中心点
Ｓ 船
θ１，θ２ 開口角
２ ロッド部
２ａ 雄ねじ
２ｂ 雌ねじ
２ｃ，２ｄ 凹部
２Ｐ ロッド本体
２Ｑ ロッドカプラ
３，３Ｔ，３Ｕ，３Ｗ ガイド体
３ａ 係合部
３ａｇ 溝部
３ｈ ねじ孔
３ｓ シュー
３ｓｓ 支持台
３１，３２，３４ 構成部材
３１ａ，３２ａ 部分係合部
３１Ｔ，３２Ｔ 構成部材
３１ｓ，３２ｓ 部分シュー
３３ ヒンジ
４ サンプラー部
４ａ 開口端
４ｅ，４ｆ 縁部
４ｎ 切り欠き
５，５Ｗ シャッター部
５ａ 開口端
５ｇ 溝部
６ プローブ
１０ 貫入装置
２０ 筒部
Ａ 設定可能範囲
Ｄ１，Ｄ２ 内径
Ｏ１，Ｏ２ 中心点
Ｓ 船
θ１，θ２ 開口角
【図1】
【図2】
【図3】
【図4A】
【図4B】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11A】
【図11B】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】