特許 7449846 土質測定装置及び土質測定方法

(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】

(24)【登録日】2024-03-06

(45)【発行日】2024-03-14

(54)【発明の名称】土質測定装置及び土質測定方法

(51)【国際特許分類】

   G01N 27/04 20060101AFI20240307BHJP

【ＦＩ】

G01N27/04 Z

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020200438

(22)【出願日】2020-12-02

(65)【公開番号】P2022088150

(43)【公開日】2022-06-14

【審査請求日】2023-04-27

(73)【特許権者】

【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】100133064

【弁理士】

【氏名又は名称】大野 新

(72)【発明者】

【氏名】福島 陽

(72)【発明者】

【氏名】小林 一三

(72)【発明者】

【氏名】岡本 道孝

(72)【発明者】

【氏名】中本 詩瑶

(72)【発明者】

【氏名】笹岡 里衣

(72)【発明者】

【氏名】米丸 佳克

(72)【発明者】

【氏名】松本 聡碩

【審査官】吉田 将志

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－２７０９７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－０９６８２４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－２１５２０３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００３－２１５１８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－１５１８０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－０６２３６２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２７／００ － Ｇ０１Ｎ ２７／１０

Ｇ０１Ｎ ２７／１４ － Ｇ０１Ｎ ２７／２４

ＪＳＴＰｌｕｓ／ＪＳＴ７５８０（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

地面と接触する電極部と、
前記電極部により前記地面の土の電気抵抗を測定する測定部と、
を備え、
前記電極部は、
円柱状の形状を有し、中心軸の周りに回転することにより、側面で前記地面と連続して接触する地面接触部と、
前記地面接触部と前記中心軸を共通とする円盤状の形状を有し、前記地面接触部の前記側面から外周部が突出し、前記地面接触部の回転に伴い前記外周部が連続して前記地面の下方に貫入させられる地面下貫入部と、
を有する、土質測定装置。

【請求項2】

前記地面接触部は、前記地面に対して絶縁されている、請求項１に記載の土質測定装置。

【請求項3】

前記地面下貫入部の前記中心軸に平行な方向の幅は、前記地面接触部の前記中心軸に平行な方向の幅よりも狭い、請求項１又は２に記載の土質測定装置。

【請求項4】

前記地面下貫入部の前記外周部の前記地面の土に対する荷重を調整する荷重調整部をさらに備えた、請求項１～３のいずれか１項に記載の土質測定装置。

【請求項5】

前記地面下貫入部の前記外周部が貫入させられた前記地面からの深さを検出する深度検出部をさらに備えた、請求項１～４のいずれか１項に記載の土質測定装置。

【請求項6】

前記地面下貫入部の前記外周部が貫入させられる前記地面からの深さがそれぞれ異なる複数の前記地面下貫入部が前記地面接触部に着脱自在である、請求項１～５のいずれか１項に記載の土質測定装置。

【請求項7】

前記地面に導電性の液体を噴霧する噴霧部をさらに備え、
前記電極部は、前記噴霧部により前記液体を噴霧された前記地面に接触する、請求項１～６のいずれか１項に記載の土質測定装置。

【請求項8】

地面に電極部を接触させる電極部接触工程と、
電極部接触工程により前記地面に接触させられた電極部によって前記地面の土の電気抵抗を測定する測定工程と、
を備え、
前記電極部接触工程では、
円柱状の形状を有し、中心軸の周りに回転することにより、側面で前記地面と連続して接触する地面接触部と、
前記地面接触部と前記中心軸を共通とする円盤状の形状を有し、前記地面接触部の前記側面から外周部が突出し、前記地面接触部の回転に伴い前記外周部が連続して前記地面の下方に貫入させられる地面下貫入部と、を有する前記電極部を前記地面に接触させる、土質測定方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、土質測定装置及び土質測定方法に関する。

【背景技術】

【0002】

地面と接触する電極により地面の土の電気抵抗を測定することによって、土の土質を測定する技術が提案されている。例えば、特許文献１には、複数の垂直方向に延在する棒状の電極の下端を転圧機による締固めが行われた盛土に圧接して土の電気抵抗を測定することにより、測定された土の電気抵抗と土の乾燥密度との相関に基づいて当該土の締固め度を取得する技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特許第３４１６９０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、盛上の品質管理は、転圧から多少時間が経過した後に行われることが多々あり、その間に表面が乾燥する可能性は十分にある。表面が乾燥した状態の盛土の上で、上記のような技術を用いて測定すると、土の電気抵抗と土の乾燥密度との相関から外れた極めて大きな電気抵抗が出力され、正しく土の乾燥密度を取得できないという問題点がある。

【0005】

そこで本発明は、土の乾燥の影響を低減させつつ地面の土の電気抵抗を測定することができる土質測定装置及び土質測定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】

【0006】

本発明は、地面と接触する電極部と、電極部により地面の土の電気抵抗を測定する測定部とを備え、電極部は、円柱状の形状を有し、中心軸の周りに回転することにより、側面で地面と連続して接触する地面接触部と、地面接触部と中心軸を共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部の側面から外周部が突出し、地面接触部の回転に伴い外周部が連続して地面の下方に貫入させられる地面下貫入部とを有する土質測定装置である。

【0007】

表面が乾燥した状態の土の上で正しい電気抵抗が測定されない原因は、土の表面が乾燥することで電極との間に微細な隙間が生じて電流が流れ難くなっているためである可能性がある。盛土の転圧と品質管理との間に乾燥するのは、盛土表面から深さ方向に数十ｍｍ程度の範囲であると考えられる。そこで、この構成によれば、地面と接触する電極部と、電極部により地面の土の電気抵抗を測定する測定部とを備える。電極部は、円柱状の形状を有し、中心軸の周りに回転することにより、側面で地面と連続して接触する地面接触部と、地面接触部と中心軸を共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部の側面から外周部が突出し、地面接触部の回転に伴い外周部が連続して地面の下方に貫入させられる地面下貫入部とを有する。これにより、含水している地面の下方の土と、連続して地面の下方に貫入させられる電極部の地面下貫入部とを確実に接触させ、土の乾燥の影響を低減させつつ地面の土の電気抵抗を測定することができる。

【0008】

この場合、地面接触部は、地面に対して絶縁されていることが好適である。

【0009】

この構成によれば、地面接触部は地面に対して絶縁されているため、電極部は地面下貫入部のみにより地面の土と電気的に接触する。このため、電極部と土との電気的な接触面積がより一定となり、地面の土の電気抵抗を測定する精度を向上できる。

【0010】

また、地面下貫入部の中心軸に平行な方向の幅は、地面接触部の中心軸に平行な方向の幅よりも狭いことが好適である。

【0011】

この構成によれば、地面下貫入部の中心軸に平行な方向の幅は、地面接触部の中心軸に平行な方向の幅よりも狭いため、地面下貫入部がより確実に地面の下方に貫入され易くなる。

【0012】

また、地面下貫入部の外周部の地面の土に対する荷重を調整する荷重調整部をさらに備えることが好適である。

【0013】

この構成によれば、荷重調整部により、地面下貫入部の外周部の地面の土に対する荷重が調整されるため、様々な硬さの地面の土に対して地面下貫入部の外周部の地面からの深さをより一定に保つことができる。

【0014】

また、地面下貫入部の外周部が貫入させられた地面からの深さを検出する深度検出部をさらに備えることが好適である。

【0015】

この構成によれば、深度検出部により、地面下貫入部の外周部が貫入させられた地面からの深さが検出されるため、地面下貫入部の外周部の地面からの深さを制御し易くなる。

【0016】

また、地面下貫入部の外周部が貫入させられる地面からの深さがそれぞれ異なる複数の地面下貫入部が地面接触部に着脱自在であることが好適である。

【0017】

この構成によれば、地面下貫入部の外周部が貫入させられる地面からの深さがそれぞれ異なる複数の地面下貫入部が地面接触部に着脱自在であるため、十分に含水している土の地面からの深さが異なる状況に対して対応し易くなる。

【0018】

また、地面に導電性の液体を噴霧する噴霧部をさらに備え、電極部は、噴霧部により液体を噴霧された地面に接触することが好適である。

【0019】

この構成によれば、噴霧部により地面に導電性の液体が噴霧され、電極部は噴霧部により液体を噴霧された地面に接触する。これにより、含水している土と電極部とをより確実に接触させ、土の乾燥の影響を低減させつつ地面の土の電気抵抗を測定することができる。

【0020】

また、本発明は、地面に電極部を接触させる電極部接触工程と、電極部接触工程により地面に接触させられた電極部によって地面の土の電気抵抗を測定する測定工程とを備え、電極部接触工程では、円柱状の形状を有し、中心軸の周りに回転することにより、側面で地面と連続して接触する地面接触部と、地面接触部と中心軸を共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部の側面から外周部が突出し、地面接触部の回転に伴い外周部が連続して地面の下方に貫入させられる地面下貫入部とを有する電極部を地面に接触させる土質測定方法である。

【発明の効果】

【0021】

本発明の土質測定装置及び土質測定方法によれば、土の乾燥の影響を低減させつつ地面の土の電気抵抗を測定することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】（Ａ）は実施形態の土質測定装置の構成を示す平面図であり、（Ｂ）は実施形態の土質測定装置の構成を示す側面図である。

【図2】（Ａ）は電極部の車輪状電極の正面図であり、（Ｂ）は電極部の車輪状電極の側面図であり、（Ｃ）は車輪状電極を分解した状態を示す側面図であり、（Ｄ）は（Ｃ）の地面下貫入部とは外周部が貫入させられる地面からの深さが異なる地面下貫入部に交換する状態を示す側面図である。

【図3】実施形態の土質測定方法の工程を示すフローチャートである。

【図4】乾燥密度と電気抵抗との関係を示すグラフである。

【図5】（Ａ）は従来の乾燥していない地面の土の電気抵抗を測定する状況を示す図であり、（Ｂ）は従来の乾燥した地面の土の電気抵抗を測定する状況を示す図であり、（Ｃ）は本実施形態の電極部の車輪状電極により乾燥した地面の土の電気抵抗を測定する状況を示す図である。

【図6】地面の土の電気抵抗を測定した測点、地面への液体の噴射回数及び測定された土の電気抵抗に基づいて推定された土の乾燥密度との関係を示すグラフである。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、図面を参照しつつ本発明に係る土質測定装置及び土質測定方法の実施形態について詳細に説明する。本発明の実施形態の土質測定装置及び土質測定方法は、例えば、ロードローラ等の締固め機械により締固められた後の地面の土の電気抵抗を測定し、電気抵抗と相関がある土の乾燥密度等を導出することによって、締固め機械による締固めの効果を確認するためのものである。

【0024】

図１（Ａ）に示されるように、本発明の実施形態の土質測定装置１は、中央フレーム部４と、中央フレーム部４により牽引される電極部５とを備える。土質測定装置１は、中央フレーム部４に、電極部５が通過する前の地面Ｓに導電性の液体Ｌを噴霧する噴霧部３１を備える。

【0025】

噴霧部３１には、噴霧ノズル３４が接続されている。噴霧部３１は、不図示の液体容器を有し、液体容器内の導電性の液体Ｌを不図示のポンプにより噴霧ノズル３４に供給する。噴霧部３１は、噴霧ノズル３４に供給する液体Ｌの量を変更自在である。導電性の液体Ｌは、例えば、純水ではない水を適用することができる。噴霧ノズル３４は、電極部５が通過する前の地面Ｓに導電性の液体Ｌを噴霧する。噴霧とは、連続していない複数の液滴の間に空気が存在している状態の液体Ｌを地面Ｓに放出することを意味する。

【0026】

土質測定装置１は、中央フレーム部４に、土質測定装置１が地面Ｓを移動するための駆動輪１６を駆動する駆動部１５を有する。駆動部１５は、駆動輪１６を電動機又は内燃機関等により回転駆動させる。これにより、本実施形態の土質測定装置１は、地面Ｓを方向Ｘに自走可能である。電極部５は、噴霧部３１により液体Ｌを噴霧された地面Ｓに接触する。電極部５は、補助輪１７を有し、中央フレーム部４に牽引される牽引体１８を有する。電極部５は、牽引体１８の後部に４つの車輪状電極１９を有する。

【0027】

図１（Ａ）、図１（Ｂ）、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示されるように、電極部５の車輪状電極１９は、地面接触部２１と地面下貫入部２２とを有する。地面接触部２１は、円柱状の形状を有し、中心軸Ａの周りに回転することにより、側面２１ｓで地面Ｓと連続して接触する。地面下貫入部２２は、地面接触部２１と中心軸Ａを共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部２１の側面２１ｓから外周部２２ｓが突出し、地面接触部２１の回転に伴い外周部２２ｓが連続して地面Ｓの下方に貫入させられる。

【0028】

地面接触部２１の直径は、例えば、１００ｍｍ～２００ｍｍである。車輪状電極１９の電極部５が地面Ｓを移動する方向Ｘに垂直な方向Ｙの幅Ｗ２は、例えば、１０ｍｍ～３０ｍｍである。車輪状電極１９の電極部５が地面Ｓを移動する方向Ｘの接地長は、例えば、２０ｍｍ～３０ｍｍである。電極部５の車輪状電極１９のそれぞれの電極部５が地面Ｓを移動する方向Ｘに垂直な方向Ｙの間隔は任意に変更自在であり、例えば、２００ｍｍ、３００ｍｍ、７５０ｍｍに変更自在である。地面接触部２１は、地面Ｓに対して絶縁されている。地面接触部２１の側面２１ｓは、例えば、絶縁性のゴム及び合成樹脂等で被覆されている。

【0029】

一方、地面下貫入部２２の直径は、後述するように地面Ｓの土の乾燥の度合に応じて適宜変更し得る。また、地面下貫入部２２の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ１は、地面接触部２１の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ２よりも狭い。地面下貫入部２２の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ１は、例えば、２ｍｍ～１０ｍｍである。地面下貫入部２２の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ１は、側面２１ｓから外周部２２ｓに到るにつれて狭くされていてもよい。

【0030】

図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）に示されるように、電極部５の車輪状電極１９では、地面下貫入部２２，２２´の外周部２２ｓが貫入させられる地面Ｓからの深さがそれぞれ異なる複数の地面下貫入部２２，２２´が地面接触部２１に着脱自在である。地面接触部２１は、中心軸Ａに平行な方向に、ボルト部２１ａとナット部２１ｂとに分離可能である。ボルト部２１ａは、ボルト部２１ａの本体部よりも直径が小さい円柱状の形状を有し、中心軸Ａに平行な方向に突出し、側面にネジ溝が設けられたオネジ部２１ｍを有する。ナット部２１ｂは、ボルト部２１ａの形状に対応した孔部の内周面にオネジ部２１ｍのネジ溝に対応したネジ溝が設けられたメネジ部２１ｆを有する。ボルト部２１ａのオネジ部２１ｍは、ナット部２１ｂのメネジ部２１ｆに螺合させられる。

【0031】

地面下貫入部２２，２２´は、地面接触部２１のボルト部２１ａのオネジ部２１ｍに対応した大きさのネジ孔部２２ｈを有する。地面接触部２１のボルト部２１ａのオネジ部２１ｍが地面下貫入部２２，２２´のネジ孔部２２ｈに挿通され、地面接触部２１のボルト部２１ａとナット部２１ｂとの間に地面下貫入部２２，２２´が挟み込まれつつ、ボルト部２１ａのオネジ部２１ｍがナット部２１ｂのメネジ部２１ｆに螺合させられることにより、地面接触部２１に地面下貫入部２２，２２´が固定される。反対に、ボルト部２１ａのオネジ部２１ｍがナット部２１ｂのメネジ部２１ｆから取り外されることにより、地面接触部２１から地面下貫入部２２，２２´が取り外される。

【0032】

以上の構成により、地面下貫入部２２，２２´の外周部２２ｓが貫入させられる地面Ｓからの深さがそれぞれ異なる複数の地面下貫入部２２，２２´が地面接触部２１に着脱自在である。図２（Ｃ）及び図２（Ｄ）の例では、地面接触部２１から地面下貫入部２２が取り外され、地面下貫入部２２よりも直径が大きく、外周部２２ｓが貫入させられる地面Ｓからの深さがより深い地面下貫入部２２´が地面接触部２１に固定されている。

【0033】

各作業現場の土により、測定誤差を小さくできる車輪状電極１９と地面Ｓとの接触面積や接触時間は異なると考えられる。そこで、駆動部１５は、車輪状電極１９を移動させる速度の調節が可能であり、各作業現場に適切な速度に設定可能である。可能な限り、車輪状電極１９の速度は速い方が測定に必要な時間が短くなるため、好ましい。なお、土質測定装置１をロードローラ等の自走式の締固め機械や、電動立ち乗り二輪車や、人力等の何らかの手法で牽引することにより、車輪状電極１９を移動させてもよい。また、土質測定装置１をロードローラ等の自走式の締固め機械と一体化することにより、車輪状電極１９を移動させてもよい。

【0034】

以上のような電極部５の合計４つの車輪状電極１９は、地面Ｓに沿った方向において、土質測定装置１の電極部５が地面を移動する方向Ｘに垂直な方向Ｙに並列に配置され、例えば、ウェンナー法により土の電気抵抗が測定される。図１（Ａ）に示されるように、中央フレーム部４に配置された測定部１１は、電極部５の４つの車輪状電極１９により地面Ｓの土の電気抵抗を測定する。なお、測定部１１が地面Ｓの土の電気抵抗を測定するとは、必ずしも、土の電気抵抗の数値を算出することのみを意味せず、例えば、電極部５により検出された電流値及び電圧値等に関する情報を出力することも含まれる。

【0035】

図１（Ａ）に示されるように、土質測定装置１は、中央フレーム部４に、車輪状電極１９の位置を取得する測位部１２を備える。測定部１１は、測位部１２により取得された車輪状電極１９の位置と関連付けた地面Ｓの土の電気抵抗を測定する。中央フレーム部４等の土質測定装置１の位置が車輪状電極１９の位置とみなされてもよい。測位部１２は、例えば、ＧＮＳＳ（Global NavigationSatellite System）測量により車輪状電極１９の位置を測位する。ＧＮＳＳ測量では、３個以上の衛星から信号を受信することにより、車輪状電極１９の位置（例えば車輪状電極１９の緯度及び経度）を測位する。ＧＮＳＳ測量に替えて、光学測量機能による自動追尾ＴＳ（Total Station）により車輪状電極１９の位置が測位されてもよい。

【0036】

土質測定装置１は、中央フレーム部４に、測定部１１、駆動部１５及び噴霧部３１への指令信号を受信する受信部である通信部１３を備える。これにより、測定部１１、駆動部１５及び噴霧部３１の動作は通信部１３により受信された指令信号による遠隔操作によって制御される。通信部１３は、測定部１１により測定された地面Ｓの土の電気抵抗に関する情報を送信する。なお、土質測定装置１に搭載された記録装置に測定部１１による測定結果が記録されてもよい。

【0037】

また、土質測定装置１は、中央フレーム部４に、測定部１１、駆動部１５及び噴霧部３１の動作を制御する制御部１４を備える。また、制御部１４により、例えば、ロードローラ等の自走式の締固め機械の後方を土質測定装置１が追随して移動するように制御されてもよい。また、制御部１４により作業現場の任意の経路を土質測定装置１が移動するように制御されてもよい。

【0038】

土質測定装置１は、地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓの土に対する荷重を調整する荷重調整部２３を備える。荷重調整部２３は、例えば、車輪状電極１９の回転軸の両端部に着脱自在な重錘である。様々な重量を有する重錘である荷重調整部２３が車輪状電極１９の回転軸の両端部に取り付けられることにより、地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓの土に対する荷重が調整される。なお、荷重調整部２３は、中央フレーム部４から牽引体１８が地面Ｓに対して押圧される荷重を調整することにより、地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓの土に対する荷重を調整してもよい。

【0039】

土質測定装置１は、中央フレーム部４に、地面下貫入部２２の外周部２２ｓが貫入させられた地面Ｓからの深さを検出する深度検出部２４を備える。深度検出部２４は、例えば、光学センサ又は超音波センサ等により、地面接触部２１の側面２１ｓと地面Ｓとの距離を測定し、地面接触部２１の側面２１ｓから地面下貫入部２２の外周部２２ｓまでの距離に基づいて、地面下貫入部２２の外周部２２ｓが貫入させられた地面Ｓからの深さを検出する。なお、深度検出部２４は、中央フレーム部４から牽引体１８がなす角度に基づいて、地面下貫入部２２の外周部２２ｓが貫入させられた地面Ｓからの深さを検出してもよい。

【0040】

以下、本実施形態の土質測定装置１を用いた土質測定方法について説明する。本実施形態の土質測定装置１を用いた土質測定方法では、例えば、土質測定装置１がロードローラ等の締固め機械により締固められた後の地面Ｓの上で移動させられつつ、作業現場の任意の場所の土の電気抵抗が測定される。

【0041】

図３に示されるように、噴霧部３１により噴霧ノズル３４から地面Ｓに導電性の液体Ｌを噴霧する噴霧工程が実行される（Ｓ１）。噴霧工程により液体Ｌを噴霧された地面Ｓに電極部５の車輪状電極１９を接触させる電極部接触工程が実行される（Ｓ２）。電極部接触工程により地面Ｓに接触させられた電極部５によって、測定部１１により地面Ｓの土の電気抵抗を測定する測定工程が実行される（Ｓ３）。

【0042】

電極部接触工程では、円柱状の形状を有し、中心軸Ａの周りに回転することにより、側面２１ｓで地面Ｓと連続して接触する地面接触部２１と、地面接触部２１と中心軸Ａを共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部２１の側面２１ｓから外周部２２ｓが突出し、地面接触部２１の回転に伴い外周部２２ｓが連続して地面Ｓの下方に貫入させられる地面下貫入部２２とを有する電極部５の車輪状電極１９が地面Ｓに接触させられる。

【0043】

以下、本実施形態の土質測定装置及び土質測定方法の作用及び効果について説明する。図４に示されるように、土の電気抵抗と土の乾燥密度とは相関関係があることが知られているため、土の電気抵抗に基づいて土の乾燥密度を導出することができる。導出された土の乾燥密度により、締固め機械による締固めの効果を確認することができる。

【0044】

測定部１１は、測定された土の電気抵抗に基づいて土の乾燥密度を導出し、通信部１３は導出された土の乾燥密度を送信してもよい。また、測定部１１は、電極部５により検出された電流値及び電圧値等に関する情報や土の電気抵抗に関する情報を出力し、通信部１３は当該情報を送信し、土の乾燥密度の導出は土質測定装置１の外部の携帯通信端末で行われてもよい。

【0045】

図５（Ａ）に示されるように、土Ｅの地面Ｓに水Ｗが存在するときは、電極部５の車輪状電極１９と土Ｅとの間に電流Ｃが流れ、電極部５により正しい電気抵抗が測定される。しかし、図５（Ｂ）に示されるように、地面Ｓが乾燥した状態の土Ｅの上で正しい電気抵抗が測定されない原因は、土Ｅの地面Ｓが乾燥することで電極部５の車輪状電極１９との間に微細な隙間が生じて電流Ｃが流れ難くなっているためである可能性がある。盛土の転圧と品質管理との間に乾燥するのは、図中で破線により示されるように、盛土表面から深さ方向に数十ｍｍ程度の範囲であると考えられる。

【0046】

そこで、本実施形態では、図５（Ｃ）に示されるように、電極部５の車輪状電極１９は、円柱状の形状を有し、中心軸Ａの周りに回転することにより、側面２１ｓで地面Ｓと連続して接触する地面接触部２１と、地面接触部２１と中心軸Ａを共通とする円盤状の形状を有し、地面接触部２１の側面２１ｓから外周部２２ｓが突出し、地面接触部２１の回転に伴い外周部２２ｓが連続して地面Ｓの下方に貫入させられる地面下貫入部２２とを有する。これにより、含水している地面Ｓの下方の土Ｅと、連続して地面Ｓの下方に貫入させられる電極部５の地面下貫入部２２とを確実に接触させ、土Ｅの乾燥の影響を低減させつつ地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定することができる。

【0047】

つまり、図６に示されるように、地面Ｓの土Ｅが乾燥しており、測点６～８の地面Ｓの表層で測定された土Ｅの電気抵抗に基づいて導出される土の乾燥密度が砂置換法で測定される地面Ｓの土Ｅの乾燥密度と大きく異なる場合であっても、測点９～１１の地面Ｓの下方で測定された土Ｅの電気抵抗に基づいて導出される土の乾燥密度は砂置換法で測定される地面Ｓの土Ｅの乾燥密度に近い値となる。そこで本実施形態では、含水している地面Ｓの下方の土Ｅと、連続して地面Ｓの下方に貫入させられる電極部５の地面下貫入部２２とを確実に接触させることにより、土Ｅの乾燥の影響を低減させつつ地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定することができる。

【0048】

また、図５（Ｃ）に示されるように、本実施形態では、電極部５の車輪状電極１９の回転に伴い、地面接触部２１の側面２１ｓは地面Ｓと連続して接触し、側面２１ｓから等距離を隔てた地面下貫入部２２の外周部２２ｓは、地面Ｓから同じ深さに連続して貫入させられる。これにより、電極部５の車輪状電極１９と地面Ｓの土Ｅとの接触面積Ｚは一定となる。このため、例えば、電極部５の車輪状電極１９で地面Ｓの下方に貫入させられる部分が車輪状電極１９の外周部から不連続に突出した突起等である場合に比べて、地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定する精度を向上できる。

【0049】

また、本実施形態では、地面下貫入部２２の外周部２２ｓは地面Ｓから同じ深さに連続して貫入させられるため、例えば、電極部５の車輪状電極１９で地面Ｓの下方に貫入させられる部分が車輪状電極１９の外周部から不連続に突出した突起等である場合に比べて、地面Ｓの土Ｅをかき乱すことが低減される。したがって、例えば、ロードローラ等の締固め機械により締固められた後の地面Ｓの土Ｅの状態を維持できる。

【0050】

また、本実施形態では、地面下貫入部２２の外周部２２ｓは地面Ｓから同じ深さに連続して貫入させられるため、例えば、電極部５の車輪状電極１９で地面Ｓの下方に貫入させられる部分が車輪状電極１９の外周部から不連続に突出した突起等である場合に比べて、地面下貫入部２２の耐久性を高めることができる。

【0051】

また、本実施形態では、地面接触部２１は地面Ｓに対して絶縁されているため、電極部５の車輪状電極１９は地面下貫入部２２のみにより地面Ｓの土Ｅと電気的に接触する。このため、電極部５と土Ｅとの電気的な接触面積Ｚがより一定となり、地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定する精度を向上できる。

【0052】

また、本実施形態では、地面下貫入部２２の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ１は、地面接触部２１の中心軸Ａに平行な方向の幅Ｗ２よりも狭いため、地面下貫入部２２がより確実に地面Ｓの下方に貫入され易くなる。

【0053】

また、本実施形態では、荷重調整部２３により、地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓの土Ｅに対する荷重が調整されるため、様々な硬さの地面Ｓの土Ｅに対して地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓからの深さをより一定に保つことができる。

【0054】

また、本実施形態では、深度検出部２４により、地面下貫入部２２の外周部２２ｓが貫入させられた地面Ｓからの深さが検出されるため、地面下貫入部２２の外周部２２ｓの地面Ｓからの深さを制御し易くなる。

【0055】

また、本実施形態では、地面下貫入部２２，２２´の外周部２２ｓが貫入させられる地面Ｓからの深さがそれぞれ異なる複数の地面下貫入部２２，２２´が地面接触部２１に着脱自在であるため、十分に含水している土Ｅの地面Ｓからの深さが異なる状況に対して対応し易くなる。

【0056】

また、本実施形態では、噴霧部３１により地面Ｓに導電性の液体Ｌが噴霧され、電極部５は噴霧部３１により液体Ｌを噴霧された地面Ｓに接触する。これにより、含水している土Ｅと電極部５とをより確実に接触させ、土Ｅの乾燥の影響を低減させつつ地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定することができる。つまり、図６に示されるように、地面Ｓに噴霧された液体Ｌの量が多くなるにつれて、測点１～５で測定された土Ｅの電気抵抗に基づいて導出される土の乾燥密度は増大し、地面Ｓに噴霧された液体Ｌの量がある程度以上の量になると、測点１～５で測定された土Ｅの電気抵抗に基づいて導出される土の乾燥密度は砂置換法で測定される地面Ｓの土Ｅの乾燥密度と略同じ値となる。したがって、地面Ｓに導電性の液体Ｌが噴霧されることにより、含水している土Ｅと電極部５とをより確実に接触させ、土Ｅの乾燥の影響を低減させつつ地面Ｓの土Ｅの電気抵抗を測定することができる。

【0057】

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。例えば、上記実施形態の土質測定装置及び土質測定方法により電気抵抗を測定される土Ｅには、一般の土Ｅのみならず、ＣＳＧ（Cemented Sand andGravel）工法における建設現場で得られた砂礫等にセメントが添加及び混合された物及びＲＣＤ（Roller CompactedDam-Concrete）工法におけるセメントの量を少なくした超硬練りのコンクリートが敷均されて振動ローラ等で締め固められた物も含まれる。

【0058】

また、例えば、上記実施形態では、測定された地面Ｓの土Ｅの電気抵抗に基づいて土Ｅの乾燥密度が導出され、導出された土Ｅの乾燥密度により、締固め機械による締固めの効果を確認する態様について説明したが、例えば、締固め機械による締固めの効果の確認は、他の手法と本実施形態の手法とを併用して行われてもよい。また、本実施形態による土Ｅの電気抵抗の測定は、土Ｅの乾燥密度の導出だけではなく、乾燥密度以外の他の要素に関する土Ｅの土質測定のために行われてもよい。

【符号の説明】

【0059】

１…土質測定装置、４…中央フレーム部、５…電極部、１１…測定部、１２…測位部、１３…通信部、１４…制御部、１５…駆動部、１６…駆動輪、１７…補助輪、１８…牽引体、１９…車輪状電極、２１…地面接触部、２１ｓ…側面、２１ａ…ボルト部、２１ｍ…オネジ部、２１ｂ…ナット部、２１ｆ…メネジ部、２２，２２´…地面下貫入部、２２ｓ…外周部、２２ｈ…ネジ孔部、２３…荷重調整部、２４…深度検出部、３１…噴霧部、３４…噴霧ノズル、Ｓ…地面、Ｅ…土、Ｗ…水、Ｌ…液体、Ｃ…電流、Ｘ，Ｙ…方向、Ａ…中心軸、Ｗ１，Ｗ２…幅、Ｚ…接触面積。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】