特許 7344604 地質調査装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B1)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-09-06

(45)【発行日】2023-09-14

(54)【発明の名称】地質調査装置

(51)【国際特許分類】

   E02D 1/02 20060101AFI20230907BHJP

【ＦＩ】

E02D1/02

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2022177731

(22)【出願日】2022-11-04

【審査請求日】2022-12-05

(73)【特許権者】

【識別番号】520036776

【氏名又は名称】株式会社メーサイ

(74)【代理人】

【識別番号】100190702

【弁理士】

【氏名又は名称】筧田 博章

(72)【発明者】

【氏名】中野 真治

(72)【発明者】

【氏名】山口 博久

【審査官】五十幡 直子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１８－０７１１６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－１１９２７７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１６５５３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１５／０３７７００３（ＵＳ，Ａ１）

【文献】特開２０１２－０４７５８８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６２－２８０４１１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｅ０２Ｄ １／００－１／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地盤に貫入可能な貫入部と、
前記貫入部の貫入状況を計測する計測部と、
警告を発することが可能な警告部と、
前記計測部および前記警告部に接続する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御指標に基づいて、前記警告部に警告させ、
前記制御指標は、前記計測部で計測された計測値または前記制御部により前記計測値から算出される値であり、
前記制御部に接続し、前記計測部に供給される電力の状況を計測する電力計測部を備え、
前記制御部は、前記電力計測部の計測値に基づいて前記計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、前記警告部に警告をさせるまたはさらに備えられる出力部に前記計測部の計測の異常を出力する地質調査装置。

【請求項2】

地盤に貫入可能な貫入部と、
前記貫入部の貫入状況を計測する計測部と、
警告を発することが可能な警告部と、
前記計測部および前記警告部に接続する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御指標に基づいて、前記警告部に警告させ、
前記制御指標は、前記計測部で計測された計測値または前記制御部により前記計測値から算出される値であり、
前記計測部は、前記貫入部の貫入力を計測する第１計測部と、前記貫入部の長手方向における前記貫入部の速度または変位を計測する第２計測部と、を含み、
前記制御指標は、制御部により算出されるものであって、時間をｔと表すと、前記貫入部の貫入力Ｆ（ｔ）を前記貫入部の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）である地質調査装置。

【請求項3】

地盤に貫入可能な貫入部と、
前記貫入部の貫入状況を計測する計測部と、
警告を発することが可能な警告部と、
前記計測部および前記警告部に接続する制御部と、
を備え、
前記制御部は、制御指標に基づいて、前記警告部に警告させ、
前記制御指標は、前記計測部で計測された計測値または前記制御部により前記計測値から算出される値であり、
前記計測部は、前記貫入部の貫入力を計測する第１計測部と、前記貫入部の長手方向における前記貫入部の変位を計測する第２計測部と、を含み、
前記制御部は、前記貫入部の貫入力および変位に基づいて、地中の空洞の有無を判定する地質調査装置。

【請求項4】

前記警告部は、複数の異なる態様で警告を発することが可能であり、
前記制御部は、前記制御指標の値の大きさに応じて、前記警告部の警告の態様を変える請求項１～３のいずれか１項に記載の地質調査装置。

【請求項5】

前記警告部は、色の異なる複数のランプを備え、
前記制御部は、点灯させる前記ランプを変えるまたは複数の前記ランプを点灯させることにより警告の態様を変える請求項４に記載の地質調査装置。

【請求項6】

前記制御部は、前記制御指標に基づいて、前記計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、前記警告部に警告をさせるまたはさらに備えられる出力部に前記計測部の計測の異常を知らせる情報を出力する請求項２または３に記載の地質調査装置。

【請求項7】

前記計測部は、前記貫入部の貫入力を計測する第１計測部を含み、
前記制御指標は、時間をｔと表すと、前記貫入部の貫入力Ｆ（ｔ）である請求項１に記載の地質調査装置。

【請求項8】

前記計測部は、前記貫入部の地盤への貫入方向における前記貫入部の速度または変位を計測する第２計測部を含み、
前記制御指標は、時間をｔと表すと、計測されるまたは前記制御部により前記貫入部の変位から算出される前記貫入部の速度Ｖ（ｔ）である請求項１に記載の地質調査装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、地質調査装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

地質調査において地盤の硬さを調べる装置として、例えば特許文献１記載の装置等、様々な地質調査装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第６９６７６１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロッド等の貫入部を地盤に貫入して地質調査を行う装置は、地質調査の際、貫入部が予期せぬ地中に埋設された配管等の埋設物を破損する可能性がある。

【0005】

本発明は、埋設物の破損を回避または低減することができる地質調査装置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】

【0006】

地質調査装置は、地盤に貫入可能な貫入部と、貫入部の貫入状況を計測する計測部と、警告を発することが可能な警告部と、計測部および警告部に接続する制御部とを備えている。制御部は、制御指標に基づいて、警告部に警告させる。制御指標は、計測部で計測された計測値または制御部により計測値から算出される値である。

【0007】

地質調査装置は、警告部が、複数の異なる態様で警告を発することが可能であり、制御部が、制御指標の値の大きさに応じて、警告部の警告の態様を変えるものであってもよい。

【0008】

地質調査装置は、警告部が、色の異なる複数のランプを備え、制御部が、点灯させるランプを変えるまたは複数のランプを点灯させることにより警告の態様を変えるものであってもよい。

【0009】

地質調査装置は、制御部が、制御指標に基づいて、計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、警告部に警告をさせるまたはさらに備えられる出力部に計測部の計測の異常を知らせる情報を出力するものであってもよい。

【0010】

地質調査装置は、制御部に接続し、計測部に供給される電力の状況を計測する電力計測部を備え、制御部が、電力計測部の計測値に基づいて計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、警告部に警告をさせるまたはさらに備えられる出力部に計測部の計測の異常を出力するものであってもよい。

【0011】

地質調査装置は、計測部が、貫入部の貫入力を計測する第１計測部を含み、制御指標が、時間をｔと表すと、前記貫入部の貫入力Ｆ（ｔ）であってもよい。

【0012】

地質調査装置は、計測部が、貫入部の地盤への貫入方向における貫入部の速度または変位を計測する第２計測部を含み、制御指標が、時間をｔと表すと、計測されるまたは前記制御部により前記貫入部の変位から算出される貫入部の速度Ｖ（ｔ）であってもよい。

【0013】

地質調査装置は、計測部が、貫入部の貫入力を計測する第１計測部と、貫入部の長手方向における貫入部の速度または変位を計測する第２計測部と、を含み、制御指標が、制御部により算出されるものであって、時間をｔと表すと、貫入部の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）であってもよい。

【0014】

地質調査装置は、計測部が、貫入部の貫入力を計測する第１計測部と、貫入部の長手方向における前記貫入部の変位を計測する第２計測部と、を含み、制御部が、貫入部の貫入力および変位に基づいて、地中の空洞の有無を判定するものであってもよい。

【発明の効果】

【0015】

地質調査装置は、地質調査の際、埋設物の破損を回避または低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明の実施形態の地質調査装置を示す側面図である。

【図2】本発明の実施形態の地質調査装置の構成を示すブロック図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１に示すように、地質調査装置は、本体１０と、警告部７０と、制御部８０とを備えている。
なお、以下の説明において、後述する本体１０のリーダ１４および貫入部２０の長手方向は、それぞれ上下方向に平行になっているものとする。

【0018】

本体１０は、図１に示すように、自走式の装置であって、ベース部１１と、走行部１２と、動力部１３と、リーダ１４と、傾斜装置１５と、移動部１６と、振動部１７と、回転部１８と、駆動制御部１９と、貫入部２０と、計測部とを備えている。

【0019】

ベース部１１は、本体１０の各構成が備えられる部分である。ベース部１１には、操作者が乗車するシート１１ａが備えられている。また、ベース部１１には、操作者が地質調査装置の各種操作を行うためのレバー等の操作部１１ｂが備えられている。走行部１２は、地質調査装置を自走させるためのものである。本実施形態では、走行部１２は、クローラであり、ベース部１１の下側に備えられている。走行部１２は、ベース部１１に設けられるエンジン等の動力部１３により駆動される。なお、走行部１２は、車輪等であってもよい。

【0020】

リーダ１４は、後述する移動部本体１６ａの移動をガイドするためのものである。本実施形態では、リーダ１４は、柱状のものであり、左右方向を軸として傾斜可能にベース部１１に連結している。リーダ１４は、ベース部１１に備えられている傾斜装置１５により傾斜する。本実施形態では、傾斜装置１５は、油圧シリンダで構成されており、その基部側が左右方向を軸として傾斜可能にベース部１１に支持されており、先端側が左右方向を軸として傾斜可能にリーダ１４に連結している。傾斜装置１５自体の傾斜は、動力部１３により駆動される。リーダ１４は、傾斜装置１５の伸縮および傾斜により、左右方向を軸として傾斜する。

【0021】

移動部１６は、後述する貫入部２０をその長手方向に移動させるためのものである。本実施形態では、移動部１６は、移動部本体１６ａと、移動駆動部１６ｂとを備えている。

【0022】

移動部本体１６ａは、リーダ１４の長手方向において移動可能にリーダ１４に備えられている。移動部本体１６ａは、移動駆動部１６ｂの駆動によりリーダ１４の長手方向において移動する。また、移動部本体１６ａは、移動駆動部１６ｂの駆動によらず、移動部本体１６ａならびに後述する振動部１７、回転部１８および貫入部２０の自重によりリーダ１４の長手方向において移動することもできる。

【0023】

振動部１７は、貫入部２０をその長手方向において振動させるためのものである。本実施形態では、振動部１７として、バイブロハンマが用いられており、移動部本体１６ａの前面に設けられている。振動部１７は、振動部１７自体が貫入部２０（リーダ１４）の長手方向において振動することにより、貫入部２０をその長手方向において振動させる。

【0024】

回転部１８は、貫入部２０をその軸（長手方向）回りに回転駆動させるためのものである。

【0025】

振動部１７、回転部１８および貫入部２０は、移動部本体１６ａの移動により、リーダ１４の長手方向、言い換えれば貫入部２０の長手方向に移動する。

【0026】

駆動制御部１９は、操作部１１ｂの操作に基づいて、動力部１３、傾斜装置１５、移動駆動部１６ｂ、振動部１７および回転部１８などの駆動を制御するためのものである。駆動制御部１９は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびＲＯＭ（Read Only Memory）からなるメモリとを含んで構成されている。駆動制御部１９は、ベース部１１内に備えられている。

【0027】

貫入部２０は、地盤に貫入可能なものである。本実施形態では、貫入部２０は、図１に示すように、主軸２２と、ロッド３０と、コーン４０とを備えている。

【0028】

主軸２２は、金属製で円柱状のものであり、振動部１７および回転部１８に通されており、その長手方向はリーダ１４の長手方向に平行となっている。主軸２２は、その軸を中心として回転可能に振動部１７および回転部１８に支持されている。主軸２２は、ロッド３０（ロッド部材３２）および後述する第１計測部５０と連結および分離可能となっている。
なお、ロッド３０（ロッド部材３２）がその軸を中心として回転可能に直接振動部１７に支持される場合、主軸２２は不要である。

【0029】

ロッド３０は、柱状のものであり、本実施形態では、複数のロッド部材３２をその長手方向に連結したものにより構成されている。各ロッド部材３２は、金属製で円管状のものであり、その長手方向の端部において他のロッド部材３２と連結および分離可能となっている。ロッド３０は、その長手方向をリーダ１４の長手方向に平行にした状態で、後述する第１計測部５０を介して、主軸２２に同軸で連結されている。ロッド３０は、貫入部２０を地盤に貫入する深さに応じて、適宜ロッド部材３２を継ぎ足すことができる。

【0030】

コーン４０は、貫入部２０を地盤に貫入する際、最も先端に位置する部分であり、ロッド３０の先端に連結している。コーン４０は、金属で形成された柱状のものであり、先端が円錐状に尖っている。コーン４０は、ロッド３０（ロッド部材３２）に対し、連結および分離できるようになっている。なお、貫入部２０の先端部分は、サンプラーなどコーン４０以外のものであってもよい。

【0031】

上記貫入部２０は、移動部１６の移動に伴って、貫入部２０の長手方向に移動する。また、貫入部２０は、振動部１７により、貫入部２０の長手方向において振動する。また、貫入部２０は、回転部１８により、貫入部２０の軸（長手方向）回りに回転する。

【0032】

計測部は、貫入部２０の（地盤への）貫入状況を計測するものである。貫入部２０の貫入状況としては、例えば、貫入部の貫入力、変位および速度が挙げられる。本実施形態では、計測部は、第１計測部５０と、第２計測部６０とを備えている。

【0033】

第１計測部５０は、地盤に貫入する貫入部２０の貫入力（地盤の硬さ）を計測するものであり、貫入部２０に設けられている。本実施形態では、第１計測部５０は、図１に示すように、ケース５２と、貫入力センサ５８と、アンプ１１０と、ＡＤ変換装置１１２とを備えている。ケース５２は、主軸２２およびロッド部材３２に対し、連結および分離できるようになっている。貫入力センサ５８は、地盤に貫入する貫入部２０の貫入方向（長手方向）における貫入力（地盤の硬さ）を計測するものであり、ケース５２内に備えられている。貫入力センサ５８としては、ロードセルが用いられている。貫入力センサ５８は、ケーブル５９によりアンプ１１０およびＡＤ変換装置１１２を介して制御部８０に接続している。貫入力センサ５８の出力信号は、アンプ１１０に通され、ＡＤ変換装置１１２によりデジタル化され制御部８０に出力される。第１計測部５０は、貫入部２０のうち地盤に貫入されない位置に備えられる。本実施形態では、第１計測部５０（ケース５２）は、主軸２２とロッド３０（ロッド部材３２）との間でこれらに連結されている。

【0034】

第２計測部６０は、貫入部２０の貫入方向（長手方向）における貫入部２０の変位または速度を計測するものである。本実施形態では、第２計測部６０は、図１に示すように、貫入部２０の貫入方向（長手方向）における変位を計測する変位計測センサ６２と、パルスカウンタ１２０とを備えている。変位計測センサ６２としては、変位計測センサ本体６２ａに対するワイヤ６２ｂの引き出しおよび引き戻しに応じて貫入部２０の変位をエンコーダにより計測するワイヤ式変位センサが用いられている。変位計測センサ６２は、変位計測センサ本体６２ａが、振動部１７より上方において取付部材１４ａを介してリーダ１４に取り付けられており、ワイヤ６２ｂが、貫入部２０の長手方向と略平行になるようにして、その先端が振動部１７に取り付けられている。変位計測センサ６２は、ケーブル６９によりパルスカウンタ１２０を介して制御部８０に接続している。パルスカウンタ１２０は、変位計測センサ６２から出力されるパルス信号のパルス数をカウントし、制御部８０にデジタル出力する。

【0035】

第１計測部５０および第２計測部６０への電力の供給は、どのようなものであっても構わないが、本実施形態では第１計測部５０の貫入力センサ５８は、アンプ１１０から電力の供給を受け、第２計測部６０の変位計測センサ６２は、パルスカウンタ１２０から電力の供給を受ける。

【0036】

なお、上述した本体１０は、上記自走式以外のものであってもよく、少なくとも貫入部２０と、計測部とを備えていればよい。また、貫入部２０の地盤への貫入について、地質調査装置は、振動部１７による振動によるものではなく、貫入部２０を静的に地盤に貫入するものであってもよく、貫入部２０を地盤に貫入させる形態または機構はどのようなものであってもよい。

【0037】

警告部７０は、警告を発するものである。本実施形態では、警告部７０は、色の異なる複数（４つ）のランプ７１，７２，７３，７４を備えている。各ランプは、透光性を有するカバーと、発光する発光体とを備えている。各ランプは、上下方向に積み重ねられており、カバーまたは発光体の色が異なっている。ここでは、各ランプは、カバーの色が異なっており、上のランプほど注意を喚起する色となっている。具体的には、各ランプは、下から上に向かって、青色のランプ７１、緑色のランプ７２、黄色のランプ７３および赤色のランプ７４となっている。赤色のランプ７４が最も注意を喚起するランプとなる。警告部７０（各ランプ）は、制御部８０と有線または無線で接続している。警告部７０は、さらに警告音を発生させるブザー７６を備えてもよい。

【0038】

制御部８０は、制御指標等に基づいて、警告部７０の制御、第１計測部５０および第２計測部６０の計測の異常（故障）の判定および地中の空洞の有無の判定を行うためのものである。制御指標は、計測部で計測された計測値（情報）または制御部８０により計測値から算出される値である。計測値とは、計測部で計測された計測信号またはこれを物理量に変換した値であり、例えば貫入部２０の貫入力、変位および速度が該当する。なお、以下の説明において、「○○に基づいて」という文言には、○○を用いて算出する値が含まれることがあるものとする。

【0039】

制御部８０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、記憶部と、通信ＩＦ（Interface）とを備えており、これらの各構成はバスで接続されている。ＣＰＵは、後述する機能的構成を実現するためのプログラムを実行する。記憶部は、情報（データ）やプログラム等を記憶する。記憶部は、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）およびハードディスク等を備えている。通信ＩＦは、他の装置と通信を行うためのインターフェースである。制御部８０は、上記制御部８０の各構成に電力を供給するために電源を備えている。電源は、そのような機能を奏するものであればどのようなものであっても構わないが、本実施形態では、充電可能なバッテリーである。制御部８０は、例えばスマートフォン、タブレット型端末またはパーソナルコンピュータ等である。なお、制御部８０は、本体１０に備えられていてもよく、例えば、駆動制御部１９が制御部８０を兼ねてもよい。

【0040】

制御部８０は、図２に示すように、機能的構成として、取得部８１と、算出部８２と、警告制御部８３と、空洞判定部８４と、異常判定部８５とを備えている。これら各機能的構成は、記憶部に記憶された各機能的構成に対応するプログラムをＣＰＵが実行することによりその機能が実現される。

【0041】

取得部８１は、第１計測部５０および第２計測部６０の出力を取得する。

【0042】

算出部８２は、警告部７０等を制御するための制御指標を算出する。本実施形態では、時間をｔとすると、算出部８２は、第１計測部５０の出力から地盤に対する貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を算出し、第２計測部６０の出力から貫入部２０の変位Ｄ（ｔ）を算出する。また、算出部８２は、貫入部２０の変位から貫入部２０の変位の変化量（変化幅）ΔＤ（ｔ）を算出する。貫入部２０の変位の変化量は、例えば前後の時刻の貫入部２０の変位の差（ΔＤ（ｔ）＝Ｄ（ｔ_ｉ）－Ｄ（ｔ_ｉ－１）、ｉは時系列における時間ステップ番号を表す整数）として算出する。また、算出部８２は、貫入部２０の変位の時間的変化から貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）（＝ΔＤ（ｔ）／Δｔ、Δｔ：変位の時間間隔（サンプリング間隔））を算出する。また、算出部８２は、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）を算出する。また、算出部８２は、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）を算出する。

【0043】

また、算出部８２は、貫入力Ｆ（ｔ）の絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、貫入部２０の速度の絶対値｜Ｖ（ｔ）｜、貫入部２０の変位の変化量の絶対値｜ΔＤ（ｔ）｜、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値の絶対値｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜および貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値の絶対値｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜を算出するものであってもよい。

【0044】

貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）、貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）、貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびこれらの絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、｜Ｖ（ｔ）｜、｜ΔＤ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜の１または複数が制御指標となる。

【0045】

算出部８２は、必要に応じて、算出した貫入力Ｆ（ｔ）、貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）、貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびこれらの絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、｜Ｖ（ｔ）｜、｜ΔＤ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜の全部または一部を記憶部に記憶させる。

【0046】

ところで、地中に埋設された構造物に貫入部２０が接触すると、貫入部２０の貫入力は大きくなり、貫入部２０の変位の変化量および貫入部２０の速度は小さくなる。このような性質を踏まえ、地盤への貫入部２０の貫入において、算出した制御指標に基づいて、地中に埋設された配管等の埋設物への貫入部２０の接触を判断することができる。例えば、制御指標と閾値との比較により、地中に埋設された埋設物への貫入部２０の接触を判断することができる。具体的には、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）、変位Ｄ（ｔ）および速度Ｖ（ｔ）の符号について貫入部２０の貫入方向（長手方向のうち先端向き）を正とすると、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）もしくはその絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）もしくはその絶対値｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜または貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）もしくはその絶対値｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜は、貫入部２０が地中に埋設された埋設物に接触すると、所定の値（閾値）より大きくなる。また、貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）もしくはその絶対値｜ΔＤ（ｔ）｜または貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）もしくはその絶対値｜Ｖ（ｔ）｜は、貫入部２０が地中に埋設された埋設物に接触すると、所定の値（閾値）より小さくなる。
そこで、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜ならびに貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜の少なくとも一つが、所定の値（閾値）より大きくなる場合、貫入部２０が地中に埋設された埋設物に接触したと判断することができる。また、貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）およびその絶対値｜ΔＤ（ｔ）｜ならびに貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）およびその絶対値｜Ｖ（ｔ）｜の少なくとも一つが、所定の値（閾値）より小さくなる場合、貫入部２０が地中に埋設された埋設物に接触したと判断することができる。貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜ならびに貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜は、２つの指標を用いており、また貫入部２０が地中に埋設された埋設物に接触した場合に値が非常に大きくなるので、他の制御指標に比べ、地中に埋設された埋設物への貫入部２０の接触をより精度よく判断することができる。

【0047】

なお、算出部８２は、貫入力Ｆ（ｔ）、貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）、貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびこれらの絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、｜Ｖ（ｔ）｜、｜ΔＤ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜、｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜の全てを算出するものでなくてもよく、その一部を算出するものであってもよい。また、算出部８２は、取得部８１で取得する第１計測部５０および第２計測部６０の出力が貫入力および変位そのものである場合には、貫入力Ｆ（ｔ）および変位Ｄ（ｔ）を算出しなくてもよい。

【0048】

警告制御部８３は、算出部８２で算出した制御指標に基づいて、警告部７０に警告させるとともに、制御指標の値に応じて警告部７０による警告の態様を変える。本実施形態では、制御指標は、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）とし、警告制御部８３は、Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）に基づいて、警告部７０のランプ（赤色のランプ７４）を点灯させる。また、警告制御部８３は、Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）の値に応じて、警告部７０の点灯させるランプを変える。具体的には、警告制御部８３は、Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）の値が大きくなるにしたがい、警告部７０の下側のランプから順次上側のランプを点灯させる。より具体的には、警告制御部８３は、Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）の値が１．０（ｋＮｓ／ｍｍ）以下であれば青色のランプ７１を点灯させ、１．０（ｋＮｓ／ｍｍ）より大きく４．０（ｋＮｓ／ｍｍ）以下であれば緑色のランプ７２を点灯させ、４．０（ｋＮｓ／ｍｍ）より大きく５．０（ｋＮｓ／ｍｍ）以下であれば黄色のランプ７３を点灯させ、５．０（ｋＮｓ／ｍｍ）より大きければ赤色のランプ７４を点灯させる。赤色のランプ７４の点灯は、貫入部２０が地中に埋設された構造物に接触している可能性があることを意味する。警告制御部８３は、赤色のランプ７４の点灯の際、ブザー７６に警告音を発生させるものであってもよい。

【0049】

なお、制御指標を貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）｜、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値の絶対値｜Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）｜ならびに貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）およびその絶対値｜Ｆ（ｔ）／ΔＤ（ｔ）｜の一または複数とする場合、警告制御部８３による警告部７０の制御は、点灯させるランプを変える数値を除いて上記と同様である。制御指標を貫入部２０の変位の変化量ΔＤ（ｔ）およびその絶対値｜ΔＤ（ｔ）｜ならびに貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）およびその絶対値｜Ｖ（ｔ）｜の一または複数とする場合、警告制御部８３は、これら指標の値が小さくなるに従い、警告部７０の下側のランプから順次上側のランプを点灯させる。また、地質調査装置は、警告部７０が例えば赤色のランプ７４のみ備え、警告制御部８３が、地中に埋設された構造物に貫入部２０が接触またはその可能性がある場合に、ランプを点灯させるものであってもよい。

【0050】

空洞判定部８４は、算出部８２で算出した制御指標に基づいて、地中における空洞の有無を判定する。貫入部２０が地中の空洞に貫入すると、貫入部２０の貫入力は非常に小さくなる。このような性質を踏まえ、本実施形態では、空洞判定部８４は、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）および貫入部２０の変位Ｄ（ｔ）に基づいて、地中における空洞の有無を判定する。具体的に説明すると、空洞判定部８４は、貫入力Ｆ（ｔ）が所定の貫入力値（貫入力の閾値）より小さくなる貫入部２０の貫入区間ΔＤｉが所定の幅（貫入区間の閾値）を超える場合に、その貫入区間に空洞があると判定する。貫入力が所定の貫入力値より小さくなる貫入部２０の貫入区間ΔＤｉは、貫入力が所定の貫入力値より小さくなる貫入部２０の変位の終点Ｄｅと貫入力が所定の貫入力値より小さくなる貫入部２０の変位の始点Ｄｓとの差により算定する。空洞判定部８４が地中に空洞があると判断した場合、貫入力Ｆ（ｔ）が所定の貫入力値（貫入力の閾値）より小さくなる貫入部２０の貫入区間ΔＤｉは、空洞の厚さとみなすことができる。

【0051】

異常判定部８５は、制御指標に基づいて、計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、警告部７０に警告をさせるまたはさらに備えられる出力部に計測部の計測の異常を出力する。異常判定部８５による警告部７０の警告の態様は、警告制御部８３による警告部７０の警告とは異なる態様であることが好ましい。
本実施形態では、異常判定部８５は、制御指標に基づいて、第１計測部５０および第２計測部６０の両方または一方の計測の異常を判定し、異常があると判断した場合には、警告部７０により警告させる。より具体的に説明すると、異常判定部８５は、第１計測部５０については、貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）が所定の値（貫入力の閾値）より小さくなる時間が所定の時間（時間の閾値）を超える場合に第１計測部５０に異常があると判定する。また、異常判定部８５は、第２計測部６０については、貫入部２０の変位Ｄ（ｔ）または速度Ｖ（ｔ）が所定の値（貫入力の閾値）より小さくなる時間が所定の時間（時間の閾値）を超える場合に第２計測部６０に異常があると判定する。異常判定部８５は、第１計測部５０に異常があると判定した場合には、警告部７０の１または複数のランプを点滅させる。異常判定部８５は、第２計測部６０に異常があると判定した場合には、警告部７０のランプ７１，７２，７３，７４のうち、第１計測部５０に異常があると判定した場合に点滅させるランプとは別の１または複数のランプを点滅させる。

【0052】

異常判定部８５は、第１計測部５０および第２計測部６０の出力が電圧値または電流値である場合には、電圧値または電流値に基づいて、具体的には電圧値または電流値が所定の値より小さくなる時間が所定の時間を超える場合に異常と判定してもよい。また、第１計測部５０および第２計測部６０に供給される電力の状況、例えば電圧または電流を計測する電力計測部９０を備え、異常判定部８５が、電力計測部９０で計測される電圧または電流に基づいて、具体的には計測される電圧値または電流値が所定の値以下となった場合に第１計測部５０または第２計測部６０に異常があると判定してもよい。電力計測部９０は、図２に示すように、第１計測部５０および第２計測部６０と制御部８０とに接続する。

【0053】

なお、異常判定部８５は、計測部の異常を警告部７０に代えてディスプレイ等の出力部に計測部の異常を知らせる情報を出力するものであってもよい。

【0054】

次に、上記地質調査装置の使用方法について説明する。地質の調査地点において、移動部１６および振動部１７により貫入部２０をその長手方向に移動させながら振動させて地盤（地中）に貫入する。貫入部２０の地盤への貫入の際、第１計測部５０および第２計測部６０により貫入部２０の貫入力および変位を計測する。警告制御部８３（制御部８０）は、制御指標を貫入部２０の貫入力Ｆ（ｔ）を貫入部２０の速度Ｖ（ｔ）で除した値Ｆ（ｔ）／Ｖ（ｔ）の値に応じて、点灯するランプを変える。警告部７０のランプ７１，７２，７３，７４のうち赤色のランプ７４が点灯した場合には、貫入部２０が地中に埋設された構造物に接触している可能性があるため、貫入部２０の地中への貫入を停止する。

【0055】

異常判定部８５により、警告部７０のランプが点滅する場合にも、第１計測部５０および第２計測部６０の両方または一方に異常があるため、地中への貫入部２０の貫入を停止する。

【0056】

地質調査装置は、貫入部２０の貫入状況を計測する計測部と、警告部７０とを備え、制御部８０が制御指標である計測部の計測値または計測部から算出する算出値に基づいて、警告部７０に警告させるので、貫入部２０の地盤への貫入よる地中に埋設された構造物の破損を回避または低減することができる。

【0057】

地質調査装置は、警告部７０が、複数の異なる態様で警告することが可能であり、制御部８０が、制御指標の値の大きさに応じて、警告部７０の警告の態様を変えることにより、貫入部２０の地盤への貫入状況が把握しやすくなる。

【0058】

地質調査装置は、警告部７０が色の異なる複数のランプを備え、制御部８０が点灯させるランプを変えるまたは複数のランプを点灯させることにより警告の態様を変えるので、作業者がより警告を気づきやすくなるとともに、貫入部２０の地盤への貫入状況がより一層把握しやすくなる。

【0059】

地質調査装置は、制御部８０が、制御指標または電力計測部９０の計測値に基づいて、計測部の計測の異常の有無を判定し、異常があると判断した場合には、警告部７０等に警告をさせるので、計測部の異常を迅速に把握することができる。

【0060】

地質調査装置は、制御部８０が前記貫入部２０の貫入力および変位に基づいて、地中の空洞の有無を判定するので、地中の空洞を発見することができる。

【0061】

本発明は、上記実施形態に特に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において適宜変更することができる。

【符号の説明】

【0062】

１０ 本体
１１ ベース部
１１ａ シート
１１ｂ 操作部
１２ 走行部
１３ 動力部
１４ リーダ
１４ａ 取付部材
１５ 傾斜装置
１６ 移動部
１６ａ 移動部本体
１６ｂ 移動駆動部
１７ 振動部
１８ 回転部
１９ 駆動制御部
２０ 貫入部
２２ 主軸
３０ ロッド
３２ ロッド部材
４０ コーン
５０ 第１計測部
５２ ケース
５８ 貫入力センサ
５９ ケーブル
６０ 第２計測部
６２ 変位計測センサ
６２ａ 変位計測センサ本体
６２ｂ ワイヤ
６９ ケーブル
７０ 警告部
７１，７２，７３，７４ ランプ
７６ ブザー
８０ 制御部
８１ 取得部
８２ 算出部
８３ 警告制御部
８４ 空洞判定部
８５ 異常判定部
９０ 電力計測部
１１０ アンプ
１１２ ＡＤ変換装置
１２０ パルスカウンタ

【要約】

【課題】
埋設物の破損を回避または低減することができる地質調査装置を提供する。
【解決手段】
地質調査装置は、地盤に貫入可能な貫入部と、貫入部の貫入状況を計測する計測部と、警告を発することが可能な警告部と、計測部および警告部に接続する制御部とを備えている。制御部は、制御指標に基づいて、警告部に警告させる。制御指標は、計測部で計測された計測値または制御部により計測値から算出される値である。
【選択図】 図１

【図1】

【図2】