特開 2024-109315 水分計測システム及び水分計測方法

(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】P2024109315

(43)【公開日】2024-08-14

(54)【発明の名称】水分計測システム及び水分計測方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 23/09 20180101AFI20240806BHJP

【ＦＩ】

G01N23/09

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023014040

(22)【出願日】2023-02-01

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100088155

【弁理士】

【氏名又は名称】長谷川 芳樹

(74)【代理人】

【識別番号】100113435

【弁理士】

【氏名又は名称】黒木 義樹

(74)【代理人】

【識別番号】100122781

【弁理士】

【氏名又は名称】近藤 寛

(74)【代理人】

【識別番号】100182006

【弁理士】

【氏名又は名称】湯本 譲司

(72)【発明者】

【氏名】松本 聡碩

(72)【発明者】

【氏名】岡本 道孝

(72)【発明者】

【氏名】福島 陽

(72)【発明者】

【氏名】岡本 遥河

【テーマコード（参考）】

2G001

【Ｆターム（参考）】

2G001AA04

2G001BA14

2G001CA04

2G001JA09

2G001KA01

2G001NA01

(57)【要約】

【課題】体積含水率を効率よく且つ高精度に計測できる水分計測システム及び水分計測方法を提供する。
【解決手段】一実施形態に係る水分計測システムは、盛土に対向した状態で盛土の体積含水率を計測する散乱型ＲＩ水分計５０を備えた水分計測システムである。散乱型ＲＩ水分計５０は、盛土に速中性子線を放出する線源５１と、速中性子線の放出に伴って盛土の水素原子から反射する熱中性子線を検出する複数の検出管５２とを備える。線源５１は、複数の検出管５２と盛土との間に配置され、複数の検出管５２は、直接対向した状態で互いに近接している。
【選択図】図７

【特許請求の範囲】

【請求項1】

盛土に対向した状態で前記盛土の体積含水率を計測する散乱型ＲＩ水分計を備えた水分計測システムであって、
前記散乱型ＲＩ水分計は、
前記盛土に速中性子線を放出する線源と、
前記速中性子線の放出に伴って前記盛土の水素原子から反射する熱中性子線を検出する複数の検出管とを備え、
前記線源は、複数の前記検出管と前記盛土との間に配置され、
複数の前記検出管は、直接対向した状態で互いに近接している、
水分計測システム。

【請求項2】

前記線源が配置された底面に固定されており、前記検出管を前記底面から離隔させた状態で前記検出管を保持する保持具を備える、
請求項１に記載の水分計測システム。

【請求項3】

平面視において、複数の前記検出管のそれぞれを保持する前記保持具は、前記検出管よりも複数の前記検出管の並び方向に突出しており、
複数の前記検出管は、前記並び方向に沿って並ぶ第１検出管及び第２検出管を含み、
平面視における前記第１検出管の前記保持具の下端の位置は、平面視における前記第２検出管の前記保持具の上端の位置以下である、
請求項２に記載の水分計測システム。

【請求項4】

各前記検出管の長さが第１長さである第１の前記散乱型ＲＩ水分計と、
各前記検出管の長さが前記第１長さよりも長い第２長さである第２の前記散乱型ＲＩ水分計とを備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水分計測システム。

【請求項5】

前記盛土の盛立面に対する各前記検出管の中心の高さが５０ｍｍ以下である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水分計測システム。

【請求項6】

複数の前記検出管の並び方向に沿って互いに隣接する複数の前記散乱型ＲＩ水分計を備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水分計測システム。

【請求項7】

前記盛土に対向した状態で前記盛土の比抵抗を計測する比抵抗計測装置を更に備える、
請求項１～３のいずれか一項に記載の水分計測システム。

【請求項8】

盛土に対向した状態で前記盛土の体積含水率を計測する複数の散乱型ＲＩ水分計を用いた水分計測方法であって、
前記散乱型ＲＩ水分計の検出管の長さが第１長さである第１の前記散乱型ＲＩ水分計、及び前記散乱型ＲＩ水分計の検出管の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の前記散乱型ＲＩ水分計のいずれかを選択する工程と、
選択した前記散乱型ＲＩ水分計の線源が前記盛土に速中性子線を放出する工程と、
前記速中性子線の放出に伴って前記盛土の水素原子から反射する熱中性子線を選択した前記散乱型ＲＩ水分計の検出管が検出する工程と、
を備える、
水分計測方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、体積含水率を計測する水分計測システム及び水分計測方法に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、放射線源となる中性子線源から放射された中性子を用いたコンクリート構造物の品質検査方法が記載されている。この品質検査方法では、放射性同位体を用いた中性子線源と、中性子線源に隣接して配置される検出管とを備えた装置が用いられる。検出管は、熱中性子を検出する。中性子線源は、一対の検出管の間に配置されている。

【0003】

品質検査方法では、中性子線源と検出管を被検出体であるコンクリート片の表面に押し当てる。中性子線源から放射された速中性子がコンクリート片の内部に存在する水素原子に衝突してエネルギーを減じ、それに伴って当該水素原子から反射した熱中性子を検出管が検出する。この装置では、検出管が検出した熱中性子の数をカウントし、カウントされた数をデータロガーが集計してコンクリート片内の空隙を検出する。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０２１－６７５８５号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

ところで、盛土の締固めの品質を把握するために盛土の体積含水率を計測する散乱型ＲＩ水分計が用いられることがある。散乱型ＲＩ水分計を用いる場合には、従来の透過型ＲＩ水分計のように線源棒を盛土に挿入する必要がないので、盛土の盛立面に散乱型ＲＩ水分計を置くことによって容易に体積含水率を計測することができる。

【0006】

しかしながら、散乱型ＲＩ水分計は、盛立面上に静置した状態で計測を行う仕様とされており、一地点における体積含水率の計測に数十秒から１分程度を要することもある。よって、盛土の体積含水率の計測を効率よく行うことができないという問題がある。一方、散乱型ＲＩ水分計を移動させながら体積含水率の計測を行う場合、体積含水率の計測の精度が低下するという問題が生じうる。従って、体積含水率の計測を効率よく且つ高精度に行えないという問題がある。

【0007】

本開示は、体積含水率を効率よく且つ高精度に計測できる水分計測システム及び水分計測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】

【0008】

本開示に係る水分計測システムは、（１）盛土に対向した状態で盛土の体積含水率を計測する散乱型ＲＩ水分計を備えた水分計測システムである。散乱型ＲＩ水分計は、盛土に速中性子線を放出する線源と、速中性子線の放出に伴って盛土の水素原子から反射する熱中性子線を検出する複数の検出管とを備える。線源は、複数の検出管と盛土との間に配置され、複数の検出管は、直接対向した状態で互いに近接している。

【0009】

この水分計測システムは散乱型ＲＩ水分計を備え、散乱型ＲＩ水分計は線源と複数の検出管とを備える。線源は盛土に速中性子線を放出し、速中性子線の放出に伴って盛土の水素原子から反射する熱中性子線が複数の検出管によって検出される。このように複数の検出管が熱中性子線を検出することにより、散乱型ＲＩ水分計を移動させながら計測を行う場合であっても、体積含水率の計測の精度の低下を抑制できる。この水分計測システムの散乱型ＲＩ水分計では、複数の検出管が直接対向した状態で互いに近接している。すなわち、２つの検出管が互いに直接対向しており、２つの検出管の間に物がなく、更に、２つの検出管が互いに近接している。従って、散乱型ＲＩ水分計を移動させながら計測を行っても体積含水率の計測をより効率的に且つ高精度に行うことができる。

【0010】

（２）上記（１）において、水分計測システムは、線源が配置された底面に固定されており、検出管を底面から離隔させた状態で検出管を保持する保持具を備えてもよい。この場合、検出管は底面から離隔した状態で保持具によって保持されるので、検出管を安定して配置できる。

【0011】

（３）上記（２）では、平面視において、複数の検出管のそれぞれを保持する保持具は、検出管よりも複数の検出管の並び方向に突出していてもよい。複数の検出管は、並び方向に沿って並ぶ第１検出管及び第２検出管を含み、平面視における第１検出管の保持具の下端の位置は、平面視における第２検出管の保持具の上端の位置以下であってもよい。この場合、第１検出管を第２検出管により接近させることができるので、更なる計測精度の向上に寄与する。

【0012】

（４）上記（１）～（３）のいずれかにおいて、水分計測システムは、各検出管の長さが第１長さである第１の散乱型ＲＩ水分計と、各検出管の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の散乱型ＲＩ水分計とを備えてもよい。ところで、検出管は、その長さが長い方が体積含水率の計測精度が高い。よって、上記のように第１長さの検出管を有する第１の散乱型ＲＩ水分計と、第１長さより長い第２長さの検出管を有する第２の散乱型水分計とを備えることにより、盛土の形状又は性状に応じて散乱型ＲＩ水分計を使い分けることができる。

【0013】

（５）上記（１）～（４）のいずれかにおいて、盛土の盛立面に対する各検出管の中心の高さが５０ｍｍ以下であってもよい。この場合、盛立面に各検出管を接近させることができるので、体積含水率の計測を一層高精度に行うことができる。

【0014】

（６）上記（１）～（５）のいずれかにおいて、水分計測システムは、複数の検出管の並び方向に沿って互いに隣接する複数の散乱型ＲＩ水分計を備えてもよい。この場合、複数の散乱型ＲＩ水分計の複数の検出管のそれぞれが熱中性子線を検出するので、体積含水率の計測精度を更に向上させることができる。

【0015】

（７）上記（１）～（６）のいずれかにおいて、水分計測システムは、盛土に対向した状態で盛土の比抵抗を計測する比抵抗計測装置を更に備えてもよい。この場合、比抵抗と散乱型ＲＩ水分計による計測結果を組み合わせることにより、盛土の乾燥密度、及び盛土の含水比の少なくともいずれかを算出することができる。このように、比抵抗と散乱型ＲＩ水分計による計測結果から乾燥密度及び含水比の少なくともいずれかを算出することにより、盛土の乾燥密度及び含水比を取得できる。

【0016】

本開示に係る水分計測方法は、（８）盛土に対向した状態で盛土の体積含水率を計測する複数の散乱型ＲＩ水分計を用いた水分計測方法である。水分計測方法は、散乱型ＲＩ水分計の検出管の長さが第１長さである第１の散乱型ＲＩ水分計、及び散乱型ＲＩ水分計の検出管の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の散乱型ＲＩ水分計のいずれかを選択する工程と、選択した散乱型ＲＩ水分計の線源が盛土に速中性子線を放出する工程と、速中性子線の放出に伴って盛土の水素原子から反射する熱中性子線を選択した散乱型ＲＩ水分計の検出管が検出する工程と、を備える。

【0017】

この水分計測方法では、散乱型ＲＩ水分計が用いられ、散乱型ＲＩ水分計は線源と複数の検出管とを備える。線源は盛土に速中性子線を放出し、速中性子線の放出に伴って盛土の水素原子から反射する熱中性子線が検出管によって検出される。この水分計測方法では、検出管の長さが第１長さである第１の散乱型ＲＩ水分計と、検出管の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の散乱型ＲＩ水分計のいずれかが選択される。第１長さの検出管を有する第１の散乱型ＲＩ水分計と、第１長さより長い第２長さの検出管を有する第２の散乱型水分計のいずれかが選択されることにより、盛土の形状又は性状に応じて散乱型ＲＩ水分計を使い分けることができるので、体積含水率を効率よく且つ高精度に計測することができる。

【発明の効果】

【0018】

本開示によれば、体積含水率を効率よく且つ高精度に計測できる。

【図面の簡単な説明】

【0019】

【図1】実施形態に係る水分計測システムの具体例を示す斜視図である。

【図2】図１の水分計測システムの比抵抗計測装置を模式的に示す平面図である。

【図3】図２の比抵抗計測装置の電極の構成を模式的に示す図である。

【図4】図２の比抵抗計測装置の電極、電極保持部及びバネ機構を示す斜視図である。

【図5】図１の水分計測システムの散乱型ＲＩ水分計を模式的に示す縦断面図である。

【図6】実施形態に係る水分計測方法の工程の例を示すフローチャートである。

【図7】（ａ）は、実施形態に係る水分計測システムの散乱型ＲＩ水分計の平面図である。（ｂ）は、図７（ａ）のＡ－Ａ線断面図である。

【図8】図７（ａ）の散乱型ＲＩ水分計の検出管及び保持具を示す平面図である。

【図9】（ａ）は、図８の検出管及び保持具を模式的に示す平面図である。（ｂ）は、検出管及び保持具の配置の変形例を模式的に示す平面図である。

【図10】検出管の本数と壊変揺動誤差との関係の例を示すグラフである。

【図11】（ａ）は、検出管の数が１本である場合における計測位置と体積含水率の計測結果との関係の例を示すグラフである。（ｂ）は、検出管の数が２本である場合における計測位置と体積含水率の計測結果との関係の例を示すグラフである。

【図12】（ａ）は、変形例に係る水分計測システムの散乱型ＲＩ水分計を示す断面図である。（ｂ）は、図１２（ａ）の散乱型ＲＩ水分計の各検出管が熱中性子線を検出している状態を模式的に示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0020】

以下では、図面を参照しながら本開示に係る水分計測システム及び水分計測方法の実施形態について説明する。図面の説明において同一又は相当する要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。図面は、理解の容易化のため、一部を簡略化又は誇張して描いている場合があり、寸法比率等は図面に記載にものに限定されない。

【0021】

本実施形態に係る水分計測システム１は、例えば、ダムが構築される現場Ａにおいて用いられる。現場Ａでは、一例として、ダンプトラックによって土砂が搬送され、ブルドーザーによって搬送された土砂が敷き均され、敷き均された土砂が振動ローラによって締め固められる。振動ローラは、現場Ａにおいて複数回往復しながら土砂の締固めを行い、現場Ａにおける盛土Ｂの転圧を行う。

【0022】

水分計測システム１は、振動ローラ等の締固め機械によって締め固められた後の転圧面である盛立面Ｓを移動しながら現場Ａの盛土Ｂ（土）の評価を行う盛土評価システムである。盛土評価システムは、空気間隙率評価システム、及び水分評価システムの総称である。盛土評価システムは、盛土Ｂの空気間隙率と体積含水率とから乾燥密度、及び盛土Ｂの含水比を算出する盛土評価項目算出部を備えるシステムである。盛土評価システムは、比抵抗から算出される空気間隙率と、散乱型ＲＩ水分計から得られる体積含水率とが組み合わされることによって求められる乾燥密度及び含水比から盛土Ｂを評価する。上記の空気間隙率評価システムは、盛土Ｂの比抵抗を計測する比抵抗計測装置と、盛土Ｂの比抵抗から盛土Ｂの空気間隙率を算出する空気間隙率算出部とを備えるシステムである。上記の水分評価システムは、盛土Ｂの体積含水率を計測する体積含水率計測装置を備えるシステムである。

【0023】

盛立面Ｓは、締固めによって形成された施工面である。本実施形態において、例えば、水分計測システム１は、盛土Ｂの乾燥密度、及び盛土Ｂの含水比の少なくともいずれかを盛土Ｂの評価項目として算出する。例えば、水分計測システム１は、盛土Ｂの乾燥密度、及び盛土Ｂの含水比を計測することによって盛土Ｂを評価し、例えば、締固め機械による締固めの効果を計測する。盛土Ｂは、例えば、ＣＳＧ、ＲＣＤ又は放射性処分事業の覆土によって構成されたものであってもよい。

【0024】

例えば、水分計測システム１は、盛土Ｂの比抵抗を計測する比抵抗計測装置１０と、盛土Ｂの体積含水率を計測する体積含水率計測装置１５とを備える。更に、水分計測システム１は、盛土Ｂの比抵抗から盛土Ｂの空気間隙率を算出する空気間隙率算出部３１と、盛土Ｂの乾燥密度、及び盛土Ｂの含水比を算出する盛土評価項目算出部３２とを備える。

【0025】

例えば、水分計測システム１は、比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５を互いに接続する第１線状体２と、比抵抗計測装置１０から延び出す第２線状体３とを備える。一例として、第１線状体２及び第２線状体３のそれぞれは紐状体である。例えば、水分計測システム１は、比抵抗計測装置１０から見て体積含水率計測装置１５とは反対側に設けられる牽引部３０を備える。

【0026】

牽引部３０は、例えば、複数の車輪３０ｂと、複数の車輪３０ｂの上部同士を連結する台部３０ｃと、台部３０ｃから上方に延びる取手部３０ｄとを有する。台部３０ｃは比抵抗計測装置１０に連結されており、複数の車輪３０ｂが盛立面Ｓに載せられた状態で取手部３０ｄを手で持って盛立面Ｓで複数の車輪３０ｂを転動させることにより、牽引部３０、比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５を盛立面Ｓ上で移動させることができる。一例として、空気間隙率算出部３１及び盛土評価項目算出部３２は、台部３０ｃに設けられる。しかしながら、空気間隙率算出部３１及び盛土評価項目算出部３２の場所は特に限定されない。

【0027】

図２は、比抵抗計測装置１０を示す平面図である。比抵抗計測装置１０は、例えば、可搬式の電気抵抗計測装置である。すなわち、比抵抗計測装置１０は、持ち運びが可能な装置である。比抵抗計測装置１０は、締固め機械によって締め固められた後の盛立面Ｓを移動しながら現場Ａの盛土Ｂの比抵抗を計測する。

【0028】

比抵抗計測装置１０はキャパシタ電極である４つの電極２０を備える。例えば、比抵抗計測装置１０における電極２０の配置は、ダイポール・ダイポール法に準拠している。４つの電極２０は、一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２である。比抵抗計測装置１０は、４電極法を用いて盛土Ｂの比抵抗を計測する。電位電極２１及び電流電極２２のそれぞれは、盛立面Ｓに近接するように配置される。

【0029】

一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２は、比抵抗計測装置１０の移動方向である第１方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されている。一例として、比抵抗計測装置１０の移動方向の前側に一対の電位電極２１が配置されると共に当該移動方向の後側に一対の電流電極２２が配置される。例えば、一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２は、ダイポール・ダイポール配置とされている。しかしながら、一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２の配置は、ダイポール・ダイポール配置以外の配置とされていてもよく、特に限定されない。

【0030】

図３は、比抵抗計測装置１０における電極２０の構成の模式図である。図３に示されるように、電位電極２１及び電流電極２２は、例えば、盛立面Ｓの上に引き摺られる。電位電極２１及び電流電極２２のそれぞれは、盛立面Ｓに対向する誘電体２３と、誘電体２３に電気的に接続された導電体２４を有する。誘電体２３は、例えば、合成樹脂によって構成された板状部材である。

【0031】

誘電体２３は、盛立面Ｓに接触しつつ盛立面Ｓの上で引き摺られるため、盛立面Ｓへの当接に耐えられる素材で構成されることが好ましい。誘電体２３は、例えば、高密度ポリエチレン、硬質ポリウレタン、及びＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）樹脂の少なくともいずれかを含む。

【0032】

導電体２４は、導電性を有する金属を含む平板である。比抵抗計測装置１０は、更に、交流電源２５及び電位計２６を有する。交流電源２５は、各電流電極２２の導電体２４に電気的に接続されている。電位計２６は、各電位電極２１の導電体２４に電気的に接続されている。

【0033】

交流電源２５は、一対の電流電極２２の間に交流電圧を印加する。これにより、盛土Ｂに交流電流が流れる。例えば、盛立面Ｓに接触していない一対の電流電極２２の導電体２４に電圧が印加されると、導電体２４と盛土Ｂとの間に電荷が溜まり電流電極２２はキャパシタとなる。キャパシタとなった電流電極２２が充電又は放電しきる前に、交流電源２５が電圧の極性を切り替えれば、抵抗値を有する盛土Ｂに連続的に交流電流が流れる。電位計２６は、電流電極２２と同様にキャパシタとなった一対の電位電極２１の間の電位を計測する。

【0034】

図４は、比抵抗計測装置１０の一部を拡大した斜視図である。図２及び図４に示されるように、比抵抗計測装置１０は、前述した電極２０と、第１方向Ｄ１、及び盛立面Ｓに沿った方向であって且つ第１方向Ｄ１に交差する第２方向Ｄ２に延在する保持体４１と、保持体４１を盛立面Ｓから離隔させた状態で保持体４１を走行可能に支持する複数のキャスタ４２とを有する。第２方向Ｄ２は、例えば、第１方向Ｄ１に直交する方向である。

【0035】

電極２０は、保持体４１の下方に位置する。保持体４１は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在する板状を呈する。この場合、保持体４１は、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２の双方に交差する第３方向Ｄ３に厚みを有する。例えば、第３方向Ｄ３は鉛直方向である。一例として、保持体４１は、矩形板状を呈する。キャスタ４２は、例えば、平面視における保持体４１の四隅のそれぞれに設けられている。比抵抗計測装置１０は、例えば、保持体４１を持ち上げるときに把持される取手部４４を備える。

【0036】

取手部４４は、例えば、保持体４１の上面４１ｂに固定されている。各取手部４４は第１方向Ｄ１に延在している。保持体４１は、例えば、２つの取手部４４を有し、２つの取手部４４は第２方向Ｄ２に並んでいる。よって、盛土Ｂの品質計測の作業を行う作業者は、両手で取手部４４を持つことによって保持体４１を容易に持ち上げることができる。

【0037】

例えば、複数の電極２０のそれぞれは平面視において第１方向Ｄ１に沿って並ぶように配置されている。比抵抗計測装置１０は、例えば、２台の保持体４１と、２台の保持体４１の間で第１方向Ｄ１に延びる線状体４８とを有する。線状体４８は、例えば、保持体４１に対して着脱可能とされている。この線状体４８を備える場合、２台の保持体４１の一方（例えば電位電極２１を保持する保持体４１）を第１方向Ｄ１に牽引するときに、２台の保持体４１の一方及び他方を第１方向Ｄ１に移動させることができる。また、互いに長さが異なる複数種類の線状体４８を用意しておき、複数種類の線状体４８から選択した線状体４８を取り付けることにより、電位電極２１と電流電極２２との距離Ｘを変更することができる。距離Ｘは、電位電極２１の中心から電流電極２２の中心までの距離（中心間距離）を示している。

【0038】

比抵抗計測装置１０は、一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２の間隔を変更する可変機構４５を備える。比抵抗計測装置１０は、例えば、複数の可変機構４５を有する。複数の可変機構４５のそれぞれは、電位電極２１と電流電極２２の距離Ｘ、及び一対の電位電極２１（又は一対の電流電極２２）の間隔Ｙを変更する。間隔Ｙは、一方の電位電極２１（又は一方の電流電極２２）の中心から他方の電位電極２１（又は他方の電流電極２２）の中心までの距離（中心間距離）を示している。

【0039】

可変機構４５は、例えば、保持体４１を貫通するスリット４５ｂと、スリット４５ｂに挿通されると共にスリット４５ｂに沿って移動可能とされた棒状部４５ｃと、スリット４５ｂの上部で棒状部４５ｃを止める止め部４５ｄとを有する。複数のスリット４５ｂのそれぞれは、例えば、第１方向Ｄ１に延在している。電位電極２１及び電流電極２２のそれぞれは棒状部４５ｃの下方に設けられている。よって、スリット４５ｂに沿って棒状部４５ｃを移動させることによって距離Ｘ及び間隔Ｙを変更することが可能である。なお、可変機構の構成は、上記の可変機構４５に限られない。

【0040】

以上、比抵抗計測装置１０では、電位電極２１と電流電極２２との距離Ｘ、及び一対の電位電極２１間（一対の電流電極２２間）の間隔Ｙを変更可能とされている。一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２によって比抵抗が計測されるときには、盛土Ｂにおける計測深度が距離Ｘ及び間隔Ｙに依存する。従って、距離Ｘ及び間隔Ｙが可変とされていることによって、盛土Ｂにおける比抵抗の計測の深度を可変とすることが可能となる。よって、比抵抗の計測の深度を容易に変更できるので、盛土Ｂの品質評価を一層効率よく且つ高精度に行うことができる。

【0041】

保持体４１は、一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２のそれぞれを盛土Ｂに向けた状態で保持する複数の電極保持部４３を備える。例えば、電極保持部４３は、棒状部４５ｃの下端に接続された板状部４３ｃと、板状部４３ｃに第３方向Ｄ３に挿通された棒状部４３ｄと、棒状部４３ｄの下端に接続された電極取付部４３ｆとを有する。板状部４３ｃは、複数の棒状部４５ｃの下端において第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在する。電極保持部４３は、複数の棒状部４３ｄを有する。複数の棒状部４３ｄのそれぞれは板状部４３ｃに形成された複数の孔４３ｇのそれぞれにおいて第３方向Ｄ３に移動可能とされている。

【0042】

電極取付部４３ｆは、複数の棒状部４３ｄの下端が接続されており、各棒状部４３ｄの第３方向Ｄ３への移動に伴って第３方向Ｄ３に移動する。電極取付部４３ｆは、例えば、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延在する枠状とされており、電極取付部４３ｆの枠状の部分に電極２０が取り付けられている。例えば、電極２０の上面２０ｂ及び下面は電極取付部４３ｆから露出している。

【0043】

例えば、電極取付部４３ｆは、第１方向Ｄ１及び第２方向Ｄ２に延びる矩形状を呈する。電極保持部４３は、例えば、盛立面Ｓの凸部を乗り越える乗り越え部４３ｈを有する。乗り越え部４３ｈは、電極取付部４３ｆの第１方向Ｄ１の一端において第２方向Ｄ２に延在する三角柱状を呈する。乗り越え部４３ｈが設けられることにより、第１方向Ｄ１に盛立面Ｓの凸部が存在したとしても保持体４１が当該凸部を乗り越えることができる。

【0044】

比抵抗計測装置１０は、複数の電極保持部４３に対応して設けられ、各電極保持部４３を盛土Ｂ側（下方）に付勢する複数のバネ機構４６を有する。バネ機構４６は、例えば、前述した孔４３ｇと、孔４３ｇに挿通された棒状部４３ｄと、棒状部４３ｄを囲繞するバネ４７とを有する。

【0045】

バネ４７の一端（上端）は板状部４３ｃに当接し、バネ４７の他端（下端）は電極取付部４３ｆに当接する。バネ４７は、電極取付部４３ｆを盛土Ｂに向けて付勢する。保持体４１が走行して盛立面Ｓに不陸があった場合には、乗り越え部４３ｈが不陸を乗り越え、電極取付部４３ｆ及び電極２０が当該不陸に接触すると共に、電極取付部４３ｆ及び棒状部４３ｄが板状部４３ｃに対して第３方向Ｄ３に移動する。このとき、バネ４７が電極取付部４３ｆ及び電極２０を盛土Ｂに向けて付勢するので、盛立面Ｓに不陸があっても当該不陸を乗り越えると共に電極取付部４３ｆ及び電極２０を当該不陸に追従させることが可能となる。

【0046】

図１に示されるように、例えば、体積含水率計測装置１５は、散乱型ＲＩ水分計５０と、走行体１７と、走行体１７の下面に取り付けられた状態で散乱型ＲＩ水分計５０を保持する保持部１８とを有する。走行体１７は、複数の車輪１７ｂと、複数の車輪１７ｂの上部に設けられた台部１７ｃとを有する。

【0047】

例えば、保持部１８は、内部に散乱型ＲＩ水分計５０を保持した状態で台部１７ｃの下面に取り付けられている。保持部１８は、例えば、金属製である。保持部１８は、散乱型ＲＩ水分計５０が収容される凹部を有し、当該凹部の下面部が盛立面Ｓに接触する。散乱型ＲＩ水分計５０は当該下面部を介して盛立面Ｓに接触した状態で盛土Ｂの体積含水率を計測する。

【0048】

図５は、散乱型ＲＩ水分計５０及び盛土Ｂを模式的に示す縦断面図である。図１及び図５に示されるように、散乱型ＲＩ水分計５０は、盛土Ｂに対向した状態で盛土Ｂの体積含水率を計測する。散乱型ＲＩ水分計５０は、前述した比抵抗計測装置１０の移動と同時に、又は比抵抗計測装置１０の移動後に続けて盛立面Ｓ上で移動して体積含水率を計測する。

【0049】

散乱型ＲＩ水分計５０は、中性子線源である線源５１と、熱中性子線検出部である検出管５２と、線源５１及び検出管５２を収容する筐体５３とを有する。一例として、線源５１は検出管５２よりも下方に位置する。線源５１は、盛土Ｂに速中性子線Ｚ１を放出する。盛土Ｂに放出された速中性子線Ｚ１は散乱する。散乱した速中性子線Ｚ１のうちの一部は盛土Ｂの水素原子Ｂ１と衝突する。水素原子Ｂ１と衝突した速中性子線Ｚ１は、その速度を失い熱中性子線Ｚ２となる。検出管５２は、盛土Ｂにおいて生じた熱中性子線Ｚ２を検出する。散乱型ＲＩ水分計５０の詳細については後述する。

【0050】

水分計測システム１を用いた盛土評価方法の概要について図６のフローチャートを参照しながら説明する。この盛土評価方法は、例えば図１に示される水分計測システム１を用いて行われる。まず、比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５を盛土Ｂの盛立面Ｓに載せる。例えば、牽引部３０を押すことによって第１方向Ｄ１に沿って比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５を盛立面Ｓ上で牽引する。

【0051】

このとき、比抵抗計測装置１０が盛土Ｂの比抵抗ρを計測する（比抵抗を計測する工程、ステップＳ１）。具体的には、盛土Ｂに対向した一対の電位電極２１、及び一対の電流電極２２が盛土Ｂの比抵抗ρを計測する。そして、比抵抗計測装置１０によって計測された盛土Ｂの比抵抗ρから空気間隙率算出部３１が盛土Ｂの空気間隙率Ｖａを算出する（空気間隙率を算出する工程、ステップＳ２）。空気間隙率算出部３１は、例えば、予め取得されている検量線を用いて比抵抗計測装置１０によって計測された比抵抗ρから空気間隙率Ｖａを算出する。

【0052】

また、体積含水率計測装置１５が盛土Ｂの体積含水率θを計測する（体積含水率を計測する工程、ステップＳ３）。このとき、盛土Ｂに対向した散乱型ＲＩ水分計５０が盛土Ｂの体積含水率θを計測する。なお、体積含水率計測装置１５による体積含水率θの計測は、例えば、比抵抗計測装置１０による比抵抗ρの計測と同時に行われる。例えば、比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５のそれぞれが盛土Ｂの上を走行しながら比抵抗ρ及び体積含水率θのそれぞれを計測してもよい。

【0053】

続いて、盛土評価項目算出部３２が空気間隙率Ｖａ及び体積含水率θから盛土Ｂの乾燥密度ρｄを算出する（算出する工程、ステップＳ４）。例えば、盛土評価項目算出部３２は、式（１）を用いて、体積含水率θ、空気間隙率Ｖａ及び土粒子密度ρｓから乾燥密度ρｄを算出する。
θ＋Ｖ_ａ＋（ρ_ｄ／ρ_ｓ）＝１ ・・・（１）

【0054】

そして、盛土評価項目算出部３２は含水比ｗを算出する（算出する工程、ステップＳ５）。例えば、盛土評価項目算出部３２は、式（２）を用いて、体積含水率θ、乾燥密度ρｄ、及び水の単位体積あたりの重量ρｗから含水比ｗを算出する。なお、ρ_ｗは水の単位体積あたりの重量（通常は１）である。
θ＝（ρ_ｄ／ρ_ｗ）×（ｗ／１００） ・・・（２）

【0055】

例えば、盛土評価項目算出部３２による乾燥密度ρｄの算出、及び盛土評価項目算出部３２による含水比ｗの算出は、水分計測システム１（比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５）が盛土Ｂの上を走行している間に連続して行われる。この場合、盛土Ｂに対して面的に乾燥密度ρｄ及び含水比ｗの算出を行うことが可能となる。

【0056】

例えば、水分計測システム１（一例として牽引部３０）は、ＧＮＳＳアンテナを備えていてもよく、ＧＮＳＳアンテナによって計測された盛土Ｂの位置情報と紐付けて乾燥密度ρｄ及び含水比ｗの算出を行ってもよい。水分計測システム１は、盛土Ｂにおける乾燥密度ρｄ及び含水比ｗのマッピングデータを生成及び表示してもよい。

【0057】

この場合、盛土Ｂの全体にわたって乾燥密度ρｄ及び含水比ｗのデータを得られるので、盛土Ｂの締固めの精度を全体的に評価することができる。更に、水分計測システム１は、盛土Ｂのカメラ画像と共に乾燥密度ρｄ及び含水比ｗのマッピングデータをＡＲ表示してもよい。この場合も盛土Ｂの全体の品質に関する情報を一目で把握することが可能となる。以上のように、乾燥密度ρｄ及び含水比ｗの算出が行われた後に一連の工程が完了する。

【0058】

次に、図５に示される散乱型ＲＩ水分計５０についてより詳細に説明する。例えば、線源５１はカリホルニウムによって構成されている。線源５１では、線源５１を構成する元素が放射性同位体に変わるときに速中性子線Ｚ１を放射する。線源５１を構成する元素が放射性同位体に変わることは壊変と称される。速中性子線Ｚ１は、盛土Ｂ中の水分を構成する水素原子Ｂ１に衝突すると運動エネルギーを失って熱中性子線Ｚ２となる。

【0059】

散乱型ＲＩ水分計５０では、検出管５２が熱中性子線Ｚ２を検出し、検出管５２によって検出された熱中性子線Ｚ２の数が計測される。検出管５２に入射する熱中性子線Ｚ２の数と体積含水率とは二次関数の関係があることから、散乱型ＲＩ水分計５０では熱中性子線Ｚ２の数から盛土Ｂの体積含水率を算出することが可能とされている。

【0060】

しかしながら、検出管５２が１つしかない散乱型ＲＩ水分計５０を用いて体積含水率の計測を行う場合、散乱型ＲＩ水分計５０を静置した状態でなければ体積含水率を高精度に計測できないという問題があった。すなわち、散乱型ＲＩ水分計５０を移動させながら体積含水率の計測を行う場合、特に散乱型ＲＩ水分計５０の移動速度が速い場合に、体積含水率を高精度に計測できないという問題があった。

【0061】

上記の問題に対し、本実施形態に係る散乱型ＲＩ水分計５０は、図７に示されるように、複数の検出管５２を備え、複数の検出管５２のそれぞれによって熱中性子線Ｚ２が検出される。例えば、線源５１は、２５ｍｍ四方の正方形状を呈する。線源５１は、複数の検出管５２と盛土Ｂとの間に配置される。盛土Ｂの盛立面Ｓに対する検出管５２の中心の高さは、例えば、５０ｍｍ以下である。複数の検出管５２は、直接対向した状態で互いに近接している。

【0062】

「直接対向した状態で互いに近接している」とは、２つの物（検出管）の間に何もない状態で当該２つの物が互いに対面していることを示している。但し、「直接対向した状態で互いに近接している」ことは、２つの物の間に計測に影響がない微小な物等が存在する場合も含んでいる。

【0063】

例えば、検出管５２の長手方向に直交する平面で検出管５２を切断したときの断面は円形状である。例えば、複数の検出管５２は、互いに対向する第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂを含む。第１検出管５２Ａの中心から第２検出管５２Ｂの中心までの中心間距離は、例えば、３０ｍｍ以上且つ４５ｍｍ以下である。第１検出管５２Ａの長さ、及び第２検出管５２Ｂの長さは、例えば、互いに同一である。第１検出管５２Ａの長さ、及び第２検出管５２Ｂの長さは、例えば、１６０ｍｍよりも長い。この場合、散乱型ＲＩ水分計５０による体積含水率の計測を散乱型ＲＩ水分計５０を移動させながら高精度に行うことができる。一例として、第１検出管５２Ａの長さ、及び第２検出管５２Ｂの長さは、２４０ｍｍである。しかしながら、第１検出管５２Ａの長さ、及び第２検出管５２Ｂの長さは、上記の例に限られず適宜変更可能である。

【0064】

散乱型ＲＩ水分計５０は、第１検出管５２Ａによって検出された熱中性子線Ｚ２の数を算出する第１ＣＰＵ５５Ａと、第２検出管５２Ｂによって検出された熱中性子線Ｚ２の数を算出する第２ＣＰＵ５５Ｂとを有する。散乱型ＲＩ水分計５０は、第１ＣＰＵ５５Ａから延び出す第１ケーブル５６Ａと、第２ＣＰＵ５５Ｂから延び出す第２ケーブル５６Ｂとを有する。第１ＣＰＵ５５Ａ及び第２ＣＰＵ５５Ｂのそれぞれによって処理された各データは、第１ケーブル５６Ａ及び第２ケーブル５６Ｂのそれぞれを介して散乱型ＲＩ水分計５０の外部に出力される。

【0065】

例えば、第１ＣＰＵ５５Ａは第１検出管５２Ａの上方に設けられており、第２ＣＰＵ５５Ｂは第２検出管５２Ｂの上方に設けられている。この場合、平面視における散乱型ＲＩ水分計５０の面積をコンパクトにでき、盛立面Ｓと散乱型ＲＩ水分計５０との間に形成される隙間を低減できるので、体積含水率を高精度に取得できる。

【0066】

図８は、線源５１が配置された散乱型ＲＩ水分計５０の底面５８に固定されると共に検出管５２（第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂのそれぞれ）を保持する保持具５７Ａ．５７Ｂを示す斜視図である。図８に示されるように、散乱型ＲＩ水分計５０は、検出管５２を底面５８から離隔させた状態で検出管５２を保持する保持具５７Ａ，５７Ｂを有する。例えば、保持具５７Ａ，５７Ｂのそれぞれは矩形板状を呈する。

【0067】

保持具５７Ａは検出管５２の長手方向の一端に設けられており、保持具５７Ｂは検出管５２の長手方向の他端に設けられている。保持具５７Ａ，５７Ｂのそれぞれは、検出管５２の長手方向の端部が挿入される穴部５７ｄを有する。検出管５２の長手方向の一端が保持具５７Ａの穴部５７ｄに挿入された状態で保持具５７Ａに締め付けられると共に、検出管５２の長手方向の他端が保持具５７Ｂの穴部５７ｄに挿入された状態で保持具５７Ｂに締め付けられる。その結果、保持具５７Ａ、５７Ｂに検出管５２が保持される。

【0068】

図９（ａ）は、平面視における第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂの配置を示す平面図である。図９（ａ）に示されるように、平面視において、第１検出管５２Ａ及び５２Ｂは並び方向Ａ２に沿って並んでいる。平面視において、保持具５７Ａ，５７Ｂのそれぞれは、第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂのそれぞれに対して並び方向Ａ２に突出している。

【0069】

より具体的には、第１検出管５２Ａを保持する保持具５７Ａ，５７Ｂのそれぞれは、第１検出管５２Ａに対して並び方向Ａ２の両側に突出している。同様に、第２検出管５２Ｂを保持する保持具５７Ａ、５７Ｂのそれぞれは、第２検出管５２Ｂに対して並び方向Ａ２の両側に突出している。

【0070】

例えば、平面視における第１検出管５２Ａの保持具５７Ａ，５７Ｂの下端５７ｂの位置は、平面視における第２検出管５２Ｂの保持具５７Ａ，５７Ｂの上端５７ｃの位置以下である。図９（ａ）の例では、平面視における第１検出管５２Ａの保持具５７Ａ，５７Ｂの下端５７ｂの位置が、平面視における第２検出管５２Ｂの保持具５７Ａ，５７Ｂの上端５７ｃの位置と一致している。すなわち、下端５７ｂ及び上端５７ｃは互いに接触している。

【0071】

しかしながら、図９（ｂ）の変形例のように、平面視における第１検出管５２Ａの保持具５７Ａ，５７Ｂの下端５７ｂの位置が、平面視における第２検出管５２Ｂの保持具５７Ａ，５７Ｂの上端５７ｃの位置より下であってもよい。この場合、第１検出管５２Ａの長手方向Ａ１の位置と、第２検出管５２Ｂの長手方向Ａ１の位置とが互いにずれており、図９（ａ）の場合よりも第１検出管５２Ａを第２検出管５２Ｂに接近させることができる。

【0072】

以上のように構成された散乱型ＲＩ水分計５０の各部を変更し、散乱型ＲＩ水分計５０によって得られるデータの精度を検証する実験を行った。以下では、この実験について説明する。本実験では、壊変揺動誤差という指標を用いた。散乱型ＲＩ水分計５０による計測を行う場合、体積含水率が一定の盛土Ｂであったとしても、単位時間あたりに放出される速中性子線Ｚ１の数がばらつくことがあり、これに伴って検出される熱中性子線Ｚ２にもばらつきが生じることにより、計測結果も変動することがある。これを壊変揺動誤差と称する。壊変揺動誤差は、散乱型ＲＩ水分計５０によって計測された体積含水率の標準偏差に略等しい。

【0073】

本実験では、２種類の散乱型ＲＩ水分計５０を用いた。例えば、２種類の散乱型ＲＩ水分計５０のうち、比較例１に係る第１の散乱型ＲＩ水分計５０は、長さが１６０ｍｍの１本の検出管５２を搭載している。これに対し、実施例に係る第２の散乱型ＲＩ水分計５０は、長さが２４０ｍｍの１本の検出管５２を搭載している。そして、第１の散乱型ＲＩ水分計５０、及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０のそれぞれを盛土Ｂ上に静置して体積含水率の計測を行った。

【0074】

図１０は、上記の計測の結果を示すグラフである。長さが１６０ｍｍである１本の検出管５２を備える比較例１の第１の散乱型ＲＩ水分計５０では、壊変揺動誤差が０．１６１であった。これに対し、長さが２４０ｍｍである１本の検出管５２を備える実施例の第２の散乱型ＲＩ水分計５０では、壊変揺動誤差が０．１１３であった。このように、検出管５２の長さが２４０ｍｍである第２の散乱型ＲＩ水分計５０では、壊変揺動誤差を７割程度に抑えることができ、体積含水率の計測精度を高められることが分かった。

【0075】

更に、図１０に示されるように、長さが２４０ｍｍである２本の検出管５２を備える散乱型ＲＩ水分計５０を用いた場合には、壊変揺動誤差を１本の場合の７５％程度まで下げることができ、長さが１６０ｍｍである１本の検出管５２を備える場合の５０％程度まで下げられることが分かった。具体的には、長さが２４０ｍｍである２本の検出管５２を備える散乱型ＲＩ水分計５０を用いた場合における壊変揺動誤差は０．０８８であった。このとき、２本の検出管５２の中心間距離を約４５ｍｍとした。

【0076】

なお、長さが２４０ｍｍである３本の検出管５２を備える散乱型ＲＩ水分計５０を用いた場合には、検出管５２が２本のときとそれほど変わらず改変揺動誤差は０．０８６であった。検出管５２の数が３本以上となっても、平面視において線源５１を挟む２本の検出管５２以外の検出管５２はあまり熱中性子線Ｚ２を検出できないため、それほど効果が出なかったものと考えられる。以上より、検出管５２の数は２本であることがより望ましい。

【0077】

また、２本の検出管５２の中心間距離を変える実験を行った。上記よりも２本の検出管５２の中心間距離を近づけて当該中心間距離を約３０ｍｍとした場合、壊変揺動誤差は０．０８０であった。一方、２本の検出管５２の中心間距離をパラメータとしてシミュレーション解析を行い、検出管５２の各配置における壊変揺動誤差を求めた。その結果、体積含水率が６０％程度と高い場合には、当該中心間距離が４０ｍｍであるときの壊変揺動誤差は０．０２４、当該中心間距離が７０ｍｍであるときの壊変揺動誤差は０．０２９、当該中心間距離が１００ｍｍであるときの壊変揺動誤差は０．０３９であった。以上より、２本の検出管５２を可能な限り近づけた状態として２本の検出管５２を配置することにより、計測の精度を高められることが分かった。

【0078】

次に、散乱型ＲＩ水分計５０を移動させた場合における計測の実験結果について図１１（ａ）及び図１１（ｂ）を参照しながら説明する。この実験では、長さが２０ｍである盛土Ｂ上で、１本の検出管５２を取り付けた散乱型ＲＩ水分計５０と、２本の検出管５２を取り付けた散乱型ＲＩ水分計５０とのそれぞれを１ｋｍ／ｈ、２ｋｍ／ｈ及び５ｋｍ／ｈのそれぞれの速度で移動させたときの体積含水率のデータを示している。この実験において、検出管５２の長さは２４０ｍｍとし、２本の検出管５２の中心間距離は４５ｍｍとした。

【0079】

図１１（ａ）及び図１１（ｂ）の比較例２は、透過型ＲＩ水分計によって計測された体積含水率のデータを示している。図１１（ａ）は散乱型ＲＩ水分計５０の検出管５２の本数を１本とした場合における体積含水率の計測データを示しており、図１１（ｂ）は散乱型ＲＩ水分計５０の検出管５２の本数を２本とした場合における体積含水率の計測データを示している。

【0080】

図１１（ａ）に示されるように、検出管５２の本数が１本である場合、散乱型ＲＩ水分計５０の移動速度が１ｋｍ／ｈである場合には、比較例２と同様のデータを得られたが、散乱型ＲＩ水分計５０の移動速度が５ｋｍ／ｈと速い場合には、比較例２のデータから乖離することが分かった。これに対し、図１１（ｂ）に示されるように、検出管５２の本数が２本である場合、散乱型ＲＩ水分計５０の移動速度が１ｋｍ／ｈ、２ｋｍ／ｈ及び５ｋｍ／ｈのいずれであってもデータの乖離を抑えられることが分かった。このことからも検出管５２の本数は２本であることが望ましいことが分かる。

【0081】

更に、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、２台の散乱型ＲＩ水分計５０を用いて壊変揺動誤差を算出する実験を行った。この実験では、構成が互いに同一の第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂを用いた。その結果、第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのそれぞれの検出管５２の本数が１本の場合における壊変揺動誤差は０．０７６、２本の場合における壊変揺動誤差は０．０４６、３本の場合における壊変揺動誤差は０．０５９となった。このように、散乱型ＲＩ水分計５０の数を２台にし、２台の散乱型ＲＩ水分計５０を直列に並べた場合には、更に壊変揺動誤差を低減できることが分かった。これは、第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのうちの一方からの速中性子線Ｚ１の放射によって反射された熱中性子線Ｚ２を他方の検出管５２が検出し、他方からの速中性子線Ｚ１の放射によって反射された熱中性子線Ｚ２を一方の検出管５２が検出することによって、より多くの熱中性子線Ｚ２を検出できたためであると考えられる。

【0082】

次に、本実施形態に係る水分計測方法の例について説明する。この水分計測方法では、長さが第１長さである第１検出管５２Ａを有する第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ、及び第１長さより長い第２長さである第２検出管５２Ｂを有する第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂを用いる。例えば、第１長さは１６０ｍｍであり、第２長さは２４０ｍｍである。

【0083】

まず、第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのいずれかを選択する（選択する工程）。このとき、盛土Ｂの条件、盛土Ｂの形状、又は想定される盛土Ｂの水分量に基づいて第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのいずれかを選択する。例えば、盛土Ｂの含水率が高いと見込まれる場合には、検出管５２の長さがより長い第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂを選択する。

【0084】

次に、図５に示されるように、選択した散乱型ＲＩ水分計５０の線源５１が盛土Ｂに速中性子線Ｚ１を放出し（速中性子線を放出する工程）、速中性子線Ｚ１の放出に伴って盛土Ｂの水素原子Ｂ１から反射する熱中性子線Ｚ２を検出管５２が検出する（検出する工程）。散乱型ＲＩ水分計５０は検出された熱中性子線Ｚ２の数から盛土Ｂの体積含水率を算出し、その後、一連の工程が完了する。

【0085】

続いて、本実施形態に係る水分計測システム１及び水分計測方法から得られる作用効果について詳細に説明する。図１２に示されるように、水分計測システム１は散乱型ＲＩ水分計５０を備え、散乱型ＲＩ水分計５０は線源５１と複数の検出管５２とを備える。線源５１は盛土Ｂに速中性子線Ｚ１を放出し、速中性子線Ｚ１の放出に伴って盛土Ｂの水素原子Ｂ１から反射する熱中性子線Ｚ２が複数の検出管５２によって検出される。このように複数の検出管５２が熱中性子線Ｚ２を検出することにより、散乱型ＲＩ水分計５０を移動させながら計測を行う場合であっても、体積含水率の計測の精度の低下を抑制できる。

【0086】

水分計測システム１の散乱型ＲＩ水分計５０では、複数の検出管５２が直接対向した状態で互いに近接している。すなわち、２つの検出管５２が互いに直接対向しており、２つの検出管５２の間に物がなく、更に、２つの検出管５２が互いに近接している。従って、散乱型ＲＩ水分計５０を移動させながら計測を行っても体積含水率の計測をより効率よく且つ高精度に行うことができる。

【0087】

本実施形態において、水分計測システム１は、図８、図９（ａ）及び図９（ｂ）に示されるように、線源５１が配置された底面５８に固定されており、検出管５２を底面５８から離隔させた状態で検出管５２を保持する保持具５７Ａ，５７Ｂを備える。従って、検出管５２は底面５８から離隔した状態で保持具５７Ａ，５７Ｂによって保持されるので、検出管５２を安定して配置できる。

【0088】

本実施形態では、平面視において、複数の検出管５２のそれぞれを保持する保持具５７Ａ，５７Ｂは、検出管５２よりも複数の検出管５２の並び方向Ａ２に突出している。複数の検出管５２は、並び方向Ａ２に沿って並ぶ第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂを含み、平面視における第１検出管５２Ａの保持具５７Ａ、５７Ｂの下端５７ｂの位置は、平面視における第２検出管５２Ｂの保持具５７Ａ，５７Ｂの上端５７ｃの位置以下である。よって、第１検出管５２Ａを第２検出管５２Ｂにより接近させることができるので、更なる計測精度の向上に寄与する。

【0089】

水分計測システム１は、検出管５２の長さが第１長さである第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａと、検出管５２の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂとを備えてもよい。前述したように、検出管５２は、その長さが長い方が体積含水率の計測精度が高い。よって、上記のように第１長さの検出管５２を有する第１の散乱型ＲＩ水分計５０と、第１長さより長い第２長さの検出管５２を有する第２の散乱型ＲＩ水分計５０とを備えることにより、盛土Ｂの形状又は性状に応じて散乱型ＲＩ水分計５０を使い分けることができる。

【0090】

本実施形態において、盛土Ｂの盛立面Ｓに対する各検出管５２の中心の高さは５０ｍｍ以下である。よって、盛立面Ｓに各検出管５２を接近させることができるので、体積含水率の計測を一層高精度に行うことができる。

【0091】

本実施形態において、水分計測システム１は、図１２（ａ）及び図１２（ｂ）に示されるように、複数の検出管５２の並び方向に沿って互いに隣接する第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂを備えてもよい。この場合、第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａ及び第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂの第１検出管５２Ａ及び第２検出管５２Ｂのそれぞれが熱中性子線Ｚ２を検出するので、体積含水率の計測精度を更に向上させることができる。

【0092】

本実施形態において、水分計測システム１は、盛土Ｂに対向した状態で盛土Ｂの比抵抗を計測する比抵抗計測装置１０を更に備える。従って、比抵抗と散乱型ＲＩ水分計５０による計測結果を組み合わせることにより、盛土Ｂの乾燥密度、及び盛土Ｂの含水比の少なくともいずれかを算出することができる。このように、比抵抗と散乱型ＲＩ水分計５０による計測結果から乾燥密度及び含水比の少なくともいずれかを算出することにより、盛土Ｂの乾燥密度及び含水比を取得できる。

【0093】

本実施形態に係る水分計測方法では、検出管５２の長さが第１長さである第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａと、検出管５２の長さが第１長さよりも長い第２長さである第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのいずれかが選択される。第１長さの検出管５２を有する第１の散乱型ＲＩ水分計５０Ａと、第１長さより長い第２長さの検出管５２を有する第２の散乱型ＲＩ水分計５０Ｂのいずれかが選択されることにより、盛土Ｂの形状又は性状に応じて散乱型ＲＩ水分計を使い分けることができるので、体積含水率を効率よく且つ高精度に計測することができる。

【0094】

以上、本開示に係る水分計測システム及び水分計測方法の実施形態及び種々の例について説明した。しかしながら、本開示に係る水分計測システム及び水分計測方法は、前述した実施形態又は種々の例に限られず、特許請求の範囲に記載した要旨の範囲内において適宜変更可能である。すなわち、水分計測システムの各部の構成、形状、大きさ、数、材料及び配置態様、並びに、水分計測方法の工程の内容及び順序は、前述した実施形態又は種々の例に限られず適宜変更可能である。

【0095】

例えば、前述の実施形態では、検出管５２の長手方向に直交する平面で検出管５２を切断したときの断面が円形状である例について説明した。しかしながら、検出管の断面形状は、円形状以外であってもよく、例えば、多角形状であってもよい。前述の実施形態では、比抵抗計測装置１０及び体積含水率計測装置１５を備える水分計測システム１について説明した。しかしながら、比抵抗計測装置１０を有しない水分計測システムであってもよい。このように、本開示に係る水分計測システム及び水分計測方法は適宜変更可能である。

【符号の説明】

【0096】

１…水分計測システム、２…第１線状体、３…第２線状体、１０…比抵抗計測装置、１５…体積含水率計測装置、１７…走行体、１７ｂ…車輪、１７ｃ…台部、１８…保持部、２０…電極、２０ｂ…上面、２１…電位電極、２２…電流電極、２３…誘電体、２４…導電体、２５…交流電源、２６…電位計、３０…牽引部、３０ｂ…車輪、３０ｃ…台部、３０ｄ…取手部、３１…空気間隙率算出部、３２…盛土評価項目算出部、４１…保持体、４１ｂ…上面、４２…キャスタ、４３…電極保持部、４３ｃ…板状部、４３ｄ…棒状部、４３ｆ…電極取付部、４３ｇ…孔、４３ｈ…乗り越え部、４４…取手部、４５…可変機構、４５ｂ…スリット、４５ｃ…棒状部、４５ｄ…止め部、４６…バネ機構、４７…バネ、４８…線状体、５０…散乱型ＲＩ水分計、５０Ａ…第１の散乱型ＲＩ水分計、５０Ｂ…第２の散乱型ＲＩ水分計、５１…線源、５２…検出管、５２Ａ…第１検出管、５２Ｂ…第２検出管、５３…筐体、５６Ａ…第１ケーブル、５６Ｂ…第２ケーブル、５７Ａ．５７Ｂ…保持具、５７ｂ…下端、５７ｃ…上端、５７ｄ…穴部、５８…底面、Ａ…現場、Ａ１…長手方向、Ａ２…並び方向、Ｂ…盛土、Ｂ１…水素原子、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、Ｄ３…第３方向、Ｓ…盛立面、Ｖａ…空気間隙率、ｗ…含水比、Ｘ…距離、Ｙ…間隔、Ｚ１…速中性子線、Ｚ２…熱中性子線、θ…体積含水率、ρ…比抵抗、ρｄ…乾燥密度、ρｓ…土粒子密度。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】