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JP4217953B2 - Test method for poorly water-permeable soil materials - Google Patents

Test method for poorly water-permeable soil materials Download PDF

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JP4217953B2
JP4217953B2 JP2003025952A JP2003025952A JP4217953B2 JP 4217953 B2 JP4217953 B2 JP 4217953B2 JP 2003025952 A JP2003025952 A JP 2003025952A JP 2003025952 A JP2003025952 A JP 2003025952A JP 4217953 B2 JP4217953 B2 JP 4217953B2
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、難透水性土質材料の試験方法に関し、特に難透水性土質材料についての透水・透気特性の確認を簡素迅速にする難透水性土質材料の試験方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
地盤中に産業廃棄物あるいは放射性廃棄物を埋設処分する際には、非常に小さい透水係数の土質材料から成る廃棄物充填材によって止水すると効果的であり、ベントナイト系材料を使った難透水性土質材料で、透水係数が1E−13m/s以下の材料が採用されている。
【0003】
しかして、難透水性土質材料は、水で飽和していない状態では正しい透水係数を示さないものであって、廃棄物充填材を構成している粒状のベントナイト高密度固化状体は、そこに含まれている空気がゼロになるように造形することで、求められる長期に亘っての遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を維持できる特性をさらに向上できることが判っている。
【0004】
しかるに、難透水性土質材料は、地下に埋設する廃棄物の周囲に設置するものなので、水で飽和した状態における透水係数、拡散係数、力学特性等の各種特性を測定する必要があるが、難透水性土質材料の透水係数は、1E−8m/s〜1E−14m/sと非常に難透水性を要するために、試験供試体を水で飽和させるのには供試体に高圧水を注入して徐々に水を浸潤させながら飽和状態にする必要があり、1ヶ月以上の長期間を要するのが実情であった。
【0005】
即ち、乾燥密度1600kg/m3のベントナイト材料であって透水係数が1E−13m/s、供試体の寸法を50mmφ×50mmHと仮定すると、空気間隙は約30%であるから30mlである。従って、供試体に10atmの圧力で水を浸透させたとすると、浸入水量は下記のように計算されるので、高さ50mmの供試体が飽和するまでには、下記のように87日を要することになる。
【0006】
・Q=k・i・A
=1E−13×100/0.05×0.002×3600×24×1000000=0.346ml/日
・T=30ml÷0.346ml/日=87日
【0007】
このために、施設の設計に反映させる場合には、事前の試験スケジュールに余裕をもたせることで材料特性を取得出来るように対応できているが、これらの部材を、現場施工する場合において実際に品質、管理するには、短時間で施工材料の品質試験データを取得する必要があることから、迅速に対処できる透水性試験が求められている。
【0008】
もっとも、その後の透水性試験は、数種類の注入圧に対しての浸透流量を測定することで、各透水係数の測定が容易にできるものであるから、所要時間は数日で対処可能であり、上記透水性試験において供試体の飽和過程を短時間に改良することが、もっとも効果的であることが明らかである。
【0009】
そして、難透水性土質材料の同じような試験として透気試験もあるが、この試験も、水で飽和した難透水性土質材料を用いてそのガス透気に関する特性を把握するための試験であることから、透水試験と同様に供試体の飽和に至る時間を短時間に削減できることが効果的である。
【0010】
以上のように、透水・透気試験や力学試験を実施する際の供試体としては、難透水性土質材料に高圧水を注入しながら徐々に浸潤させて飽和状態にすることが必要であるが、空気が含有される場合には、目標値の遮水性能や放射性核種遅延性能等のバリア機能を長期に亘って維持できる特性を追求することが困難であり、各種特性を迅速に測定できる試験方法の確立が嘱望されていた。
【0011】
一般的な透水、透気装置としては、下記のように透水性舗装の試験に用いるものが紹介されているが、対象にする供試体が舗装道路であるから、透水特性のレベルが全く異なっており、本発明の従来例としては考慮する余地のないものである。
【0012】
【特許文献1】
特開2002−174588号公報(第3頁、識別符号「0017」〜第4頁、識別符号「0020」末行、図1、2)
【0013】
又、本発明者等は、既に地盤中に産業廃棄物あるいは放射性廃棄物を埋設処分する際に採用できる低透水係数の土質材料から成る廃棄物充填材とその製造装置等に関する提案を行ってきた(特願2002−173838号)が、ここで製造されるベントナイト高密度固化状体についての透水、透気試験方法については、依然として未開発であることから、迅速に測定できる試験方法の確立が望まれていた。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、難透水性土質材料の透水性もしくは透気性の各試験において用いられる難透水性土質材料の供試体を、空気の含有を押さえながら飽和過程を短時間で完了させると共に、空気の含有が無いままの状態で各種特性を迅速に測定できる難透水性土質材料の試験方法を提供している。
【0015】
【課題を解決するための手段】
請求項1に記載の発明である難透水性土質材料の試験方法は、空気を予め排除した成型容器に圧縮成形後のガス領域がゼロになる水分量に調整した難透水性土質材の粒状体を充填し、次いで、粒状体を真空引きしながら圧縮成型することで難透水性土質材の供試体を作成し、しかる後に供試体を内蔵したままの成型容器を試験装置に移動させて設置し、成型容器中の供試体に注入系と排出系の各装置及び所定の計測器具を連結して試験するものであり、難透水性土質材料の供試体を、空気の含有を押さえながらの飽和過程を短時間で完了させると共に、供試体への空気の浸透が無いままの状態で各種特性を迅速に測定できる。
【0016】
請求項2に記載の発明である難透水性土質材料の試験方法は、請求項1に記載の試験方法において、成型容器の空気排除を成型容器中への水溶性ガスの注入で空気を押出していることを特徴としており、上記機能に加えて、空気が排除された環境の形成を容易にしている。
【0017】
請求項3に記載の発明である難透水性土質材料の試験方法は、請求項1又は2に記載の試験方法において、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きで残存空気を排除していることを特徴としており、上記機能に加えて、供試体への空気の浸透を阻止している。
【0018】
請求項4に記載の発明である難透水性土質材料の試験方法は、請求項1又は2に記載の試験方法において、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きと圧縮成形で残存空気を排除していることを特徴としており、上記機能に加えて、供試体への空気の浸透を阻止している。
【0021】
【発明の実施の形態】
本発明による難透水性土質材料の試験方法は、空気を予め排除した成型容器に圧縮成形後のガス領域がゼロになる水分量に調整した難透水性土質材の粒状体を充填し、次いで、粒状体を真空引きしながら圧縮成型することで難透水性土質材の供試体を作成し、しかる後に供試体を内蔵したままの成型容器を試験装置に移動させて設置し、成型容器中の供試体に注入系と排出系の各装置及び所定の計測器具を連結して試験することを基本にしており、成型容器の空気排除を成型容器中への水溶性ガスの注入で空気を押出し、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きで残存空気を排除することを特徴にしている。
以下に、本発明による難透水性土質材料の試験方法に関する実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
【0022】
図1は、透水試験用の供試体を製造する工程を示しており、難透水性土質材の粒状体を成型容器に充填する工程(a)と供試体として成型する工程(b)を示している。
【0023】
図において、1は、供試体を形成するための粒状体であって、市販のベントナイトのようなスメクタイトを含む材料と骨材等とを混合したものあるいは粘土等の透水係数の小さい難透水性土質材と水及び空気からできている。
【0024】
粒状体1の含水比は、当該粒状体を目標となる密度になるまでプレス成形した場合に、飽和した供試体のガス領域が、ちょうどゼロとなる適度な値に調整されながら混練されているものであって、目標乾燥密度が、例えば1600kg/m3の場合には、土粒子密度をρs=2.743g/cm3とするとその含水比は26.0%になるものである。
【0025】
2は、粒状体を充填するための供試体用カラーであって、底蓋3と圧縮シリンダー4との間に配置されており、この供試体用カラー2には、供試体を形成するための粒状体1を投入している。しかしながら、従来の供試体プレス工程では、空気や炭酸ガス等の水溶性ガスが粒状体1の中に閉じ込められることから、所望の飽和供試体を作ることができなかった。
【0026】
しかるに、本実施の形態では、粒状体を成型容器に充填する工程(a)のように、底蓋3に供試体用カラー2と圧縮シリンダー4とを真空引きするために真空ポンプと連結するチューブ6を予め設置しており、粒状体1を投入する空間をプレス成形する前に真空にしたり、水溶性ガスと空気を置換させることで邪魔な空気を事前に除去するようにしている。
【0027】
即ち、従来の手法では、空気のように水溶性でないガスが完全に真空引きされていないことから、微量な空気が粒状体と水の中に残存することになって完全な飽和供試体は作り難かったが、本実施の形態の場合には、炭酸ガスのような水溶性ガスを注入パイプ5から充填すると同時に、底蓋3に設けられたチューブ6から空気成分を吸引して予め排除しており、これによって、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4の中間部には、空気ではなく炭酸ガス等の水溶性ガスを満たすように構成されている。
【0028】
従って、粒状体1は、極めて超微量な空気だけが残存する供試体として作成されるように、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4に不要な空気の浸透が阻止される状態下で装填されることになる。
【0029】
さらに、供試体として成型する図1(b)の工程では、供試体用カラー2の圧縮シリンダー4にプレス用のピストン7を装填している。
【0030】
この時点では、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4との内部は、外気と遮断されていると共に、底蓋3のチューブ6には、図示していない真空ポンプを連結することで真空引きしていることから、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4との内部には、粒状体1と水と希薄な炭酸ガス及び超希薄な空気のみが存在することになる。しかして、継続して行われるピストン7へのプレス圧作用では、ガス領域がゼロとなった所望の供試体8が供試体用カラー2の内部に圧縮成形されることになる。
【0031】
従って、底蓋3と圧縮シリンダー4とから取り外された試験用成型容器9は、供試体用カラー2とこれに充填された供試体8とから構成されている。供試体8は、所定の密度にプレス成形されることで粒状体1と水と微量の炭酸ガス及び超微量の空気とで構成されている。しかるに、圧縮成形後に閉じ込められた炭酸ガスは、最終的に周囲の間隙水に溶け込むものであることから、供試体用カラー2の内部における供試体8は、最終的に超微量の空気のみを残存させる水で飽和した供試体として形成されることになる。
【0032】
図2は、上記図1の工程において変化する供試体の変転状態を顕微鏡的模擬図として示したものである。
【0033】
図2(a)は、粒状体の含水比が、目標となる密度になるまでプレス成形された段階に至ると、飽和した供試体のガス領域が、ちょうどゼロとなるような適度な値に調整されながら混練されている粒状体1の状態であり、基本的には、粒子10、水11及び空気12から構成されている。
【0034】
図2(b)は、不要な空気の浸透が阻止されている状態の下における粒状体1を、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4に充填した際の粒状体1の状態である。供試体用カラー2と圧縮シリンダー4とは、炭酸ガスの供給と真空引きとによって空気と炭酸ガスとの置換が図られており、この段階での粒状体1は、粒子10、圧縮された水11及び炭酸ガス13から構成され空気12が排除されることで微量化している。
【0035】
図2(c)は、供試体用カラー2と圧縮シリンダー4とで継続しているピストン7の圧縮と真空引き段階における供試体8の状態である。供試体8は、粒子10、所定の含水比にある水11、さらに微量の空気12及び微量化した炭酸ガス13から構成されている。
【0036】
図2(d)は、最終的な段階における供試体8の状態である。炭酸ガス13が周囲の間隙水に溶け込むことで、供試体8は、粒子10、所定の含水比にある水11及び超微量の空気12から構成されている。
【0037】
以上のように、供試体8には空気が残存する可能性はあるが、これらの超微量空気12は供試体8中に流れる浸透水の動向を妨げるような量とはなり得ないものである。
【0038】
次に、上記難透水性土質材料から成る供試体を用いる試験方法について説明する。
【0039】
図3は、本発明の難透水性土質材料の試験方法における試験工程を示す実施の形態である。
本発明による難透水性土質材料の試験方法は、供試体を作成する際に用いた供試体用カラーを試験装置における試験用成型容器として、そのまま装着することを特長にしており、供試体と試験用成型容器との間に空気が浸入することは排除できるように構成されている。
【0040】
図3(a)は、試験装置における試験用成型容器、水の注入系装置、排出系装置及び計測器具の配置状態を概要図として示している。
本実施の形態では、試験装置15における試験用成型容器9として供試体8を作成する際に用いた供試体用カラー2をそのまま採用しており、試験用成型容器9を試験装置15の上下蓋板16、16’の間に装着している。試験装置15の上下蓋板16、16’のそれぞれには、中空パイプ17、17と開閉バルブ18、18及び18’、18’を介して図示されていない真空ポンプが接続されており、中空パイプ17の各中間部には、予め脱気した水を保管している貯水タンク19の開閉バルブ21、22と集水タンク20の開閉バルブ21’、22’を介して連結されている。
【0041】
試験装置15は、試験用成型容器9を連結して貯水タンク19の開閉バルブ21、22と集水タンク20の開閉バルブ21’、22’とを閉鎖させた後に、上下の中空パイプ17に接続されている真空ポンプを稼働させて、これらの試験用成型容器9、水の注入系装置及び排出系装置の中空パイプ17内を真空引きしている。
【0042】
これによって、供試体用カラー2内の供試体8は、移行中に浸透される可能性のある空気をさらに入念に排除されるものであり、その結果として透水試験系には空気が混入されていないので、所定の含水比にある水で飽和した完全な供試体8を通して試験系における透水量を測定することが出来るものである。
【0043】
尚、透水試験系における空気の残存をさらに完全に防ぐ方法としては、系内を事前に炭酸ガス等の水溶性ガスによって置換しておいてから真空引きすることも可能である。
【0044】
図3(b)は、試験装置における開閉バルブの切り換えによって透水試験系内に脱気水を導く工程の概要図を示している。
本工程では、真空ポンプが接続されている側の中空パイプ17は、開閉バルブの18’の切り換えによって閉鎖されると共に、脱気した水を保管している貯水タンク19の開閉バルブ21、22と集水タンク20の開閉バルブ21’、22’及び中空パイプ17の開閉バルブ18を開放に切り換えることで、貯水タンク19と集水タンク20とが連通する通水状態を形成している。
【0045】
次いでの試験装置15は、貯水タンク19への注水圧制御用ガスの圧入によって、脱気した水を試験用成型容器9に浸透させながら集水タンク20へと導水しているが、水の注入系装置及び排出系装置の中空パイプ17内は、上記のように真空状態に形成されているので、貯水タンク19に貯留されている脱気された水は、供試体8を難なく浸透して飽和状態を形成している。
【0046】
以上のように、本発明による難透水性土質材料の試験方法では、試験装置の試験用成型容器として供試体を作成する際に用いた供試体用カラーをそのまま採用すると共に、試験装置外からの空気が供試体へ浸透するのを容易に阻止することで、飽和過程に必要な時間を従来のように長時間を要することなく殆どゼロにして、直ちに透水試験を開始出来るように構成している。
【0047】
図4は、本発明の試験方法において超微量の透水量を正確に測定するための実施の形態を示す概要図である。
【0048】
本実施の形態では、上記の事前処理によって集水タンク20に脱気水を満されており、透水量の測定はその後に行われるものである。
【0049】
測定の実施は、貯水タンク19に一定の注水圧制御用ガスを圧入することで貯水タンク19の脱気水を供試体8に注入し、供試体8から排水してくる脱気水を集水タンク20で受けた後に、集水タンク20の出口側に連結されている内径2mm程度の微小内径の透明なチューブ23から押し出されてくる排出水について、その排出水が示すメニスカスの移動速度を計測することで行われている。
【0050】
試験において計測される透水量は、前述した試算例のように0.346ml/日程度、もしくは、このさらに1/10程度の流量速度であることから、超微量計測についても考慮しなくてはならないが、本実施の形態のように内径2mmのチューブを採用しても、メニスカスの移動量が10mm/日に相当する透水量は、0.1×0.1×3.14×1=0.03ml/日となるものであるから、十分な分解能を発揮できるものである。
【0051】
又、難透水性土質材料の試験は、排出水のメニスカスの移動速度から透水速度(ml/s)を測定することで透水係数を測定するものであるが、上述の測定に用いる微小内径チューブ23は、集水タンク20の出口側でなく、中空パイプ17の開閉バルブ18に直結することも可能である。
【0052】
さらに、計測を微小内径チューブ23の先に図示していない集水袋を連結して置き、市販されている分解能0.001gを有する重量計を用いることで、集水袋に貯まった微量水の重量増加を毎日1回測定することでも透水速度(ml/s)の測定は可能である。
【0053】
以上のように、本発明による難透水性土質材料の試験方法では、供試体を作成する際に用いた供試体用カラーをそのまま試験用成型容器として採用して供試体に空気が浸透するのを阻止し、試験装置における試験用成型容器、注入系装置、排出系装置及び計測器具の配置を空気の浸透を阻止しながら構成することで、飽和過程に必要な時間を従来のように長時間を要することなく透水試験の実施を可能にしている。
【0054】
本発明による難透水性土質材料の試験方法は、上記実施の形態のように成型容器内空部の真空引きに限定されるものでなく、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きと供試体の更なる圧縮成形で残存空気を排除することでも実施可能である。
【0055】
以下に、本実施の形態を図5の概要図に基づいて詳細に説明するが、上記実施の形態と同様の部位については同一の符号で表示している。
【0056】
図5(a)は、試験装置における試験用成型容器、水の注入系装置、排出系装置及び計測器具の配置状態を概要図として示している。
本実施の形態では、試験装置25における試験用成型容器26として供試体8を作成する際に用いた供試体用カラー2と圧縮シリンダー4及びピストン7をそのまま採用しており、供試体8の真空引きを実施しながら圧縮も同時に実施している。
【0057】
本実施の形態では、試験用成型容器26を試験装置25の底板27の上に装着している。試験装置15の底板27とピストン7には、上記実施の形態と同様に中空パイプ17、17と開閉バルブ18、18及び18’、18’を介して図示されていない真空ポンプが接続されると共に、中空パイプ17の各中間部には、予め脱気した水を保管している貯水タンク19と集水タンク20とが開閉バルブ21、22と開閉バルブ21’、22’を介して連結されている。
【0058】
試験装置25は、試験用成型容器26を連結して貯水タンク19の開閉バルブ21、22と集水タンク20の開閉バルブ21’、22’とを閉鎖させた後に、ピストン7で供試体8の圧縮成形を継続させながら、各中空パイプ17に接続されている真空ポンプを稼働させて、これらの試験用成型容器26、水の注入系装置及び排出系装置の中空パイプ17内を真空引きしている。
【0059】
これによって、試験用成型容器26内の供試体8は、移行中に浸透される可能性のある空気をさらに排除されるものであり、その結果として透水試験系には空気が混入されることがいないので、所定の含水比にある水で飽和した完全な供試体8を通して試験系における透水量を測定することが出来るものである。
【0060】
この際に、透水試験系における空気の残存をさらに完全に防ぐ方法として、系内を事前に炭酸ガス等の水溶性ガスによって置換しておいて真空引きすることも上記実施の形態と同様である。
【0061】
図5(b)は、試験装置における開閉バルブの切り換えによって透水試験系内に脱気水を導く工程の概要図を示している。
本工程では、真空ポンプが接続されている側の中空パイプ17は、開閉バルブの18’の切り換えによって閉鎖されると共に、脱気した水を保管している貯水タンク19の開閉バルブ21、22と集水タンク20の開閉バルブ21’、22’及び中空パイプ17の開閉バルブ18を開放に切り換えることで、貯水タンク19と集水タンク20とが連通する通水状態を形成している。
【0062】
試験装置25は、貯水タンク19への注水圧制御用ガスの圧入で脱気した水を試験用成型容器26に浸透させながら集水タンク20へと導水しており、水の注入系装置及び排出系装置の中空パイプ17内は真空状態に形成されるので、貯水タンク19に貯留されている脱気された水は供試体8を難なく浸透して飽和状態を形成することになる。
【0063】
従って、本実施の形態の場合も、試験装置外からの空気が供試体へ浸透するのを阻止することで、飽和過程に必要な時間を従来のように長時間を要することなく殆どゼロにして、直ちに透水試験を開始出来るものであり、次いでの試験は上記実施の形態と同様である。
【0064】
さらに、空気等のガス領域が難透水性土質材料から成る供試体においてゼロになる状況について説明する。
【0065】
図6は、圧縮応力と乾燥密度との関係を示しており、供試体のプレス作業は、2000kNアムスラー載荷装置を使って約0.65mm/minの速度でプレスした実験結果であり、この実験は、プレス途中における供試体高さの計測値から難透水性土質材料の乾燥密度を求めてプレス圧と乾燥密度の関係をプロットしたものである。
【0066】
図示のように、本実験では、乾燥密度1.6に近づくと反力が急に立ち上っているが、この現象からも明らかなように、この時点では空気等のガス領域はゼロになっていることから、粘土粒子、間隙水あるいはプレス金型の金属における剛性挙動に移行したことを知ることができるものであり、上述してきた難透水性土質材料における空気等のガス領域をゼロにすることの可能性を確立できることが示されている。
【0067】
同じく、図7は、本発明によって圧縮成型された成型容器内の難透水性土質材料の供試体を用いながら、図4に示した本発明の試験方法で超微量の透水量を測定した実測データである。
【0068】
本試験は、難透水性土質材料として、乾燥密度1600kg/m3に相当する飽和度98.8%の市販のベントナイトを使用して、供試体の寸法は、50mmφ×20mmHのように形成しており、当該供試体に0.4MPaの圧力で脱気水を注入している。
【0069】
図7のグラフは、横軸に時間(秒)、縦軸に累計透水量(ml)を配したものであり、本試験における図4の排水側23でのメニスカス移動量から透水量を測定した値をプロットした実測値である。
【0070】
図示のように、当初の2日間では透水量の確認ができないものの3日目から充分に観測できる値を明らかにしている。因みに3日目〜8日目の透水量値から算出される透水係数は、8.4E−14m/sであり、3日目〜22日目における長期間の透水係数は、8.7E−14m/sである。
【0071】
以上、本発明を実施の形態に基づいて詳細に説明してきたが、本発明による難透水性土質材料の試験方法は、上記実施の形態に何ら限定されるものでなく、難透水性土質材料における透気試験にも同様に対処することも出来ることや試験用成型容器、水の注入系装置、排出系装置及び計測器具等に関して具体的に他の構成にすることは、本発明の上記の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の変更が可能であるのは当然のことである。
【0072】
【発明の効果】
請求項1に記載の難透水性土質材料の試験方法は、空気を予め排除した成型容器に圧縮成形後のガス領域がゼロになる水分量に調整した難透水性土質材の粒状体を充填し、次いで、粒状体を真空引きしながら圧縮成型することで難透水性土質材の供試体を作成し、しかる後に供試体を内蔵したままの成型容器を試験装置に移動させて設置し、成型容器中の供試体に注入系と排出系の各装置及び所定の計測器具を連結して試験するので、難透水性土質材料の供試体を、空気の含有を押さえながらの飽和過程を短時間で完了させると共に、供試体への空気の浸透が無いままの状態で各種特性を迅速に測定できる効果を奏している。
【0073】
請求項2に記載の難透水性土質材料の試験方法は、請求項1に記載の試験方法において、成型容器の空気排除を成型容器中への水溶性ガスの注入で空気を押出していることを特徴としているので、上記効果に加えて、空気が排除された環境の形成を容易にする効果を奏している。
【0074】
請求項3に記載の難透水性土質材料の試験方法は、請求項1又は2に記載の試験方法において、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きで残存空気を排除していることを特徴としているので、上記効果に加えて、供試体への空気の浸透を阻止できる効果を奏している。
【0075】
請求項4に記載の難透水性土質材料の試験方法は、請求項1又は2に記載の試験方法において、試験装置に移動させた成型容器を内空部の真空引きと圧縮成形で残存空気を排除していることを特徴としているので、上記効果に加えて、供試体への空気の浸透を阻止できる効果を奏している。
【図面の簡単な説明】
【 図1】本発明の難透水性土質材料の試験方法における供試体の製造工程を示す実施の形態図
【 図2】製造工程で変化する供試体の変転状態を示す顕微鏡的模擬図
【 図3】試験装置に試験用成型容器、水の注入系装置、排出系装置及び計測器具を配置する状態を示す概要図
【 図4】本発明の試験方法における計測の実施形態を示す概要図
【 図5】本発明における難透水性土質材料の試験方法に関する他の実施形態を示す概要図
【 図6】難透水性土質材料における圧縮応力と乾燥密度との関係を示す実験の結果図
【 図7】本発明における難透水性土質材料の試験方法での透水量実測データ図
【符号の説明】
1 粉状体、 2 供試体用カラー、 3 底蓋、 4 圧縮シリンダー、
5 注入パイプ、 6 チューブ、 7 ピストン、 8 供試体、
9 試験用成型容器、 10 粒子、 11 水、 12 空気、
13 炭酸ガス、 15、25 試験装置、 16、16’ 上下蓋板、
17 中空パイプ、 18、18’ 開閉バルブ、 19 貯水タンク、
20 集水タンク、 21、21’、22、22’ 開閉バルブ、
23 チューブ、 26 試験用成型容器、 27 底板、
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a test method for a hardly water-permeable soil material, and particularly relates to a test method for a hardly water-permeable soil material that makes it easy and quick to confirm the water permeability and gas permeability characteristics of the hardly water-permeable soil material.
[0002]
[Prior art]
When burying industrial waste or radioactive waste in the ground, it is effective to stop the water with a waste filler made of a soil material with a very low permeability coefficient. A material having a permeability coefficient of 1E-13 m / s or less is used as a soil material.
[0003]
Thus, the poorly water-permeable soil material does not show a correct water permeability when not saturated with water, and the granular bentonite high-density solidified material constituting the waste filler is contained therein. It has been found that by shaping so that the contained air becomes zero, it is possible to further improve the characteristics capable of maintaining the barrier function such as the required water shielding performance and radionuclide delay performance over a long period of time.
[0004]
However, since hardly permeable soil materials are installed around the waste buried underground, it is necessary to measure various characteristics such as permeability coefficient, diffusion coefficient, and mechanical characteristics in a state saturated with water. The permeability coefficient of the permeable soil material is 1E-8m / s to 1E-14m / s, which is very difficult to permeate. Therefore, in order to saturate the test specimen with water, high pressure water is injected into the specimen. Therefore, it is necessary to bring the water into a saturated state while gradually infiltrating water.
[0005]
That is, the dry density is 1600 kg / m Three Assuming that the permeability coefficient is 1E-13 m / s and the size of the specimen is 50 mmφ × 50 mmH, the air gap is about 30%, which is 30 ml. Therefore, if water is infiltrated into the specimen at a pressure of 10 atm, the amount of intrusion water is calculated as follows. It takes 87 days to saturate the specimen with a height of 50 mm. become.
[0006]
・ Q = k ・ i ・ A
= 1E-13 × 100 / 0.05 × 0.002 × 3600 × 24 × 1000000 = 0.346 ml / day
・ T = 30ml ÷ 0.346ml / day = 87 days
[0007]
For this reason, when reflecting in the facility design, it is possible to obtain material characteristics by giving a margin to the preliminary test schedule. In order to manage, since it is necessary to acquire quality test data of construction materials in a short time, a water permeability test that can be dealt with quickly is required.
[0008]
However, since the subsequent permeability test can measure each permeability coefficient by measuring the permeation flow rate for several types of injection pressure, the required time can be dealt with in several days. It is clear that it is most effective to improve the saturation process of the specimen in a short time in the water permeability test.
[0009]
And there is an air permeability test as a similar test for poorly water-permeable soil materials, but this test is also a test for grasping the characteristics of gas permeability using the hardly water-permeable soil material saturated with water. Therefore, it is effective to reduce the time required for saturation of the specimen in a short time as in the water permeability test.
[0010]
As described above, as a specimen for carrying out the water permeability / air permeability test and the mechanical test, it is necessary to gradually infiltrate while injecting high-pressure water into the hardly water-permeable soil material and to be saturated. When air is included, it is difficult to pursue characteristics that can maintain the barrier function such as the target water shielding performance and radionuclide delay performance over a long period of time. The establishment of the method was envied.
[0011]
As general water permeation and air permeation devices, those used for the test of water permeation pavement are introduced as follows, but the target specimen is a paved road, so the level of water permeation characteristics is completely different. Therefore, there is no room for consideration as a conventional example of the present invention.
[0012]
[Patent Document 1]
JP 2002-174588 A (page 3, identification code “0017” to page 4, identification code “0020” last line, FIGS. 1 and 2)
[0013]
In addition, the present inventors have already proposed a waste filler made of a soil material with a low permeability coefficient that can be used when burying industrial waste or radioactive waste in the ground, and a manufacturing apparatus thereof. (Japanese Patent Application No. 2002-173838) is still undeveloped about the water permeability and air permeability test methods for bentonite high density solidified bodies produced here, and it is hoped that a test method capable of rapid measurement will be established. It was rare.
[0014]
[Problems to be solved by the invention]
The present invention is proposed in view of the above situation, and the specimen of the hardly water-permeable soil material used in each of the water permeability or air permeability tests of the hardly water-permeable soil material is saturated while suppressing the inclusion of air. The present invention provides a method for testing a hardly water-permeable soil material that can complete the process in a short time and can quickly measure various properties in a state without containing air.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The method of testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1 is a granulated body of a hardly water-permeable soil material adjusted to a moisture amount that causes a gas region after compression molding to be zero in a molded container in which air is excluded in advance. Next, create a specimen of poorly water-permeable soil material by compressing the granular material while evacuating it, and then move the molding container with the specimen inside to the test equipment and install it. , Saturation process of test piece of poorly permeable soil material while suppressing air content Can be completed in a short time, and various characteristics can be measured quickly without air permeating into the specimen.
[0016]
The test method for a hardly water-permeable soil material according to claim 2 is the test method according to claim 1, wherein the molded container is air-excluded by extruding air by injecting a water-soluble gas into the molded container. In addition to the above functions, it is easy to form an environment in which air is excluded.
[0017]
The test method of the hardly water-permeable soil material according to claim 3 is the test method according to claim 1 or 2, wherein the molded container moved to the test device is evacuated by evacuating the inner space. In addition to the above functions, air is prevented from penetrating into the specimen.
[0018]
A test method for a hardly water-permeable soil material according to a fourth aspect of the present invention is the test method according to the first or second aspect, wherein the molded container moved to the test apparatus is evacuated and compressed in the inner space. Residual air is excluded, and in addition to the above functions, the penetration of air into the specimen is prevented.
[0021]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention, a molded container in which air has been excluded in advance is filled with a granular material of a hardly water-permeable soil material adjusted to a moisture amount that causes the gas region after compression molding to be zero, A specimen of a hardly water-permeable soil material is prepared by compressing and molding the granular material while evacuating it, and then the molding container with the specimen inside is moved to the testing device and installed, and the sample in the molding container is placed. It is based on testing by connecting each device of injection system and discharge system and the specified measuring instrument to the specimen, and extruding air by injecting water-soluble gas into the molded container and testing it. The molding container moved to the apparatus is characterized by eliminating residual air by evacuation of the inner space.
DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Embodiments relating to a test method for hardly water-permeable soil materials according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
[0022]
FIG. 1 shows a process for producing a specimen for a water permeability test, showing a process (a) of filling a molding container with granular material of a hardly water-permeable soil material and a process (b) of molding as a test specimen. Yes.
[0023]
In the figure, 1 is a granular material for forming a specimen, which is a mixture of a material containing smectite, such as commercially available bentonite, and an aggregate, etc., or a poorly permeable soil material having a low permeability coefficient such as clay. Made of wood, water and air.
[0024]
The water content ratio of the granular material 1 is kneaded while the gas region of the saturated specimen is adjusted to an appropriate value that is exactly zero when the granular material is press-molded to a target density. The target dry density is, for example, 1600 kg / m Three In this case, the soil particle density is ρs = 2.743 g / cm. Three Then, the water content is 26.0%.
[0025]
Reference numeral 2 denotes a specimen color for filling the granular material, which is disposed between the bottom lid 3 and the compression cylinder 4. The specimen collar 2 is used to form a specimen. The granular material 1 is charged. However, in the conventional specimen pressing process, since a water-soluble gas such as air or carbon dioxide gas is confined in the granular material 1, a desired saturated specimen cannot be produced.
[0026]
However, in the present embodiment, as in the step (a) in which the granular material is filled in the molding container, the tube connected to the bottom lid 3 and the vacuum pump in order to evacuate the specimen collar 2 and the compression cylinder 4. 6 is installed in advance, and the space into which the granular material 1 is put is evacuated before press molding, or the water is replaced with water-soluble gas in advance to remove the disturbing air in advance.
[0027]
That is, in the conventional method, since a gas that is not water-soluble, such as air, is not completely evacuated, a very small amount of air remains in the granular material and water, so that a completely saturated specimen is produced. Although it was difficult, in the case of the present embodiment, a water-soluble gas such as carbon dioxide gas is filled from the injection pipe 5 and at the same time, air components are sucked from the tube 6 provided on the bottom lid 3 and removed in advance. Thus, the intermediate portion between the specimen color 2 and the compression cylinder 4 is configured to be filled with water-soluble gas such as carbon dioxide gas instead of air.
[0028]
Accordingly, the granular material 1 is loaded in a state in which unnecessary air permeation is blocked in the specimen collar 2 and the compression cylinder 4 so that only a very minute amount of air remains. It will be.
[0029]
Further, in the step of FIG. 1B for molding as a specimen, a pressing piston 7 is loaded in the compression cylinder 4 of the specimen collar 2.
[0030]
At this time, the inside of the specimen collar 2 and the compression cylinder 4 is shut off from the outside air, and the tube 6 of the bottom lid 3 is evacuated by connecting a vacuum pump (not shown). Therefore, only the granular material 1, water, dilute carbon dioxide gas, and ultra-diluted air exist inside the collar 2 for the specimen and the compression cylinder 4. Thus, the desired pressure of the specimen 8 in which the gas region becomes zero is compression-molded inside the collar 2 for the specimen by the press pressure action on the piston 7 continuously performed.
[0031]
Therefore, the test molding container 9 removed from the bottom lid 3 and the compression cylinder 4 is composed of the specimen collar 2 and the specimen 8 filled therein. The specimen 8 is composed of the granular body 1, water, a small amount of carbon dioxide gas, and an extremely small amount of air by being press-molded to a predetermined density. However, since the carbon dioxide gas confined after the compression molding is finally dissolved in the surrounding pore water, the specimen 8 inside the specimen collar 2 finally leaves only a very small amount of air. It will be formed as a specimen saturated with water.
[0032]
FIG. 2 shows a microscopic simulation of the state of change of the specimen that changes in the process of FIG.
[0033]
Fig. 2 (a) shows that when the moisture content of the granular material reaches the target density, it is adjusted to an appropriate value so that the gas region of the saturated specimen is exactly zero. In this state, the granular material 1 is kneaded while being basically composed of particles 10, water 11 and air 12.
[0034]
FIG. 2B shows the state of the granular body 1 when the granular body 1 under the state where unnecessary air permeation is blocked is filled in the specimen collar 2 and the compression cylinder 4. The specimen collar 2 and the compression cylinder 4 are replaced with air and carbon dioxide by supplying carbon dioxide and evacuating. The granular material 1 at this stage is composed of particles 10 and compressed water. 11 and carbon dioxide gas 13, and the amount of air 12 is eliminated, thereby reducing the amount.
[0035]
FIG. 2 (c) shows the state of the specimen 8 in the stage of compression and evacuation of the piston 7 continuing with the specimen collar 2 and the compression cylinder 4. The specimen 8 is composed of particles 10, water 11 having a predetermined water content ratio, a minute amount of air 12, and a minute amount of carbon dioxide gas 13.
[0036]
FIG. 2D shows the state of the specimen 8 in the final stage. The carbon dioxide gas 13 dissolves in the surrounding pore water, so that the specimen 8 is composed of particles 10, water 11 having a predetermined moisture content, and an extremely small amount of air 12.
[0037]
As described above, there is a possibility that air remains in the specimen 8, but these ultra-trace air 12 cannot be an amount that hinders the trend of permeated water flowing in the specimen 8. .
[0038]
Next, a test method using a specimen made of the hardly water-permeable soil material will be described.
[0039]
FIG. 3 is an embodiment showing test steps in the test method for hardly water-permeable soil material of the present invention.
The test method for a hardly water-permeable soil material according to the present invention is characterized in that the specimen color used when preparing the specimen is directly mounted as a test molding container in the test apparatus. It is configured so that air can be prevented from entering between the molding container.
[0040]
Fig.3 (a) has shown as a schematic diagram the arrangement | positioning state of the molding container for a test in a test apparatus, the injection | pouring apparatus of water, a discharge system apparatus, and a measurement instrument.
In the present embodiment, the specimen color 2 used when creating the specimen 8 as the test molding container 9 in the test apparatus 15 is used as it is, and the test molding container 9 is used as the upper and lower lids of the test apparatus 15. It is mounted between the plates 16, 16 '. A vacuum pump (not shown) is connected to each of the upper and lower cover plates 16 and 16 ′ of the test apparatus 15 through hollow pipes 17 and 17 and open / close valves 18, 18 and 18 ′ and 18 ′. Each intermediate portion 17 is connected via open / close valves 21, 22 of a water storage tank 19 that stores deaerated water in advance and open / close valves 21 ′, 22 ′ of a water collection tank 20.
[0041]
The test device 15 is connected to the upper and lower hollow pipes 17 after connecting the test molded container 9 to close the open / close valves 21 and 22 of the water storage tank 19 and the open / close valves 21 ′ and 22 ′ of the water collection tank 20. The vacuum pump is operated to evacuate the inside of the hollow pipe 17 of the test molded container 9, the water injection system device, and the discharge system device.
[0042]
As a result, the specimen 8 in the specimen collar 2 further carefully excludes air that may be infiltrated during the transition, and as a result, air is mixed in the permeability test system. Therefore, the water permeability in the test system can be measured through the complete specimen 8 saturated with water having a predetermined water content ratio.
[0043]
As a method for further completely preventing air from remaining in the water permeation test system, it is possible to evacuate after replacing the interior of the system with a water-soluble gas such as carbon dioxide gas in advance.
[0044]
FIG. 3B shows a schematic diagram of a process for introducing deaerated water into the water permeation test system by switching the open / close valve in the test apparatus.
In this step, the hollow pipe 17 on the side to which the vacuum pump is connected is closed by switching the opening / closing valve 18 ′, and the opening / closing valves 21, 22 of the water storage tank 19 storing degassed water By switching the open / close valves 21 ′ and 22 ′ of the water collection tank 20 and the open / close valve 18 of the hollow pipe 17 to open, a water flow state in which the water storage tank 19 and the water collection tank 20 communicate with each other is formed.
[0045]
Next, the test apparatus 15 introduces the degassed water into the water collecting tank 20 while infiltrating the test molded container 9 by the injection of the water injection pressure control gas into the water storage tank 19. Since the inside of the hollow pipe 17 of the system device and the discharge system device is formed in a vacuum state as described above, the degassed water stored in the water storage tank 19 penetrates the sample 8 without difficulty and is saturated. Forming a state.
[0046]
As described above, in the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention, the specimen color used when creating the specimen as a test molding container of the testing apparatus is used as it is, and from the outside of the testing apparatus. By easily preventing air from penetrating into the specimen, the time required for the saturation process is reduced to almost zero without requiring a long time as in the prior art, and the water permeability test can be started immediately. .
[0047]
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment for accurately measuring an extremely small amount of water permeability in the test method of the present invention.
[0048]
In the present embodiment, the water collection tank 20 is filled with deaerated water by the above-described pretreatment, and the water permeability is measured after that.
[0049]
The measurement is carried out by injecting degassed water from the water storage tank 19 into the specimen 8 by injecting a constant water injection pressure control gas into the water tank 19, and collecting the degassed water discharged from the specimen 8. After being received by the tank 20, the meniscus moving speed indicated by the discharged water is measured with respect to the discharged water pushed out from the transparent tube 23 with a small inner diameter of about 2 mm connected to the outlet side of the water collecting tank 20. It is done by doing.
[0050]
Since the water permeability measured in the test is about 0.346 ml / day as in the above-described calculation example, or about 1/10 of this flow rate, it is necessary to consider ultra-trace measurement. However, even if a tube having an inner diameter of 2 mm is employed as in the present embodiment, the water permeation amount corresponding to the moving amount of the meniscus is 10 mm / day is 0.1 × 0.1 × 3.14 × 1 = 0. Since it is 03 ml / day, sufficient resolution can be exhibited.
[0051]
In the test of the hardly water-permeable soil material, the permeability coefficient (ml / s) is measured from the movement speed of the meniscus of the discharged water, and the small inner diameter tube 23 used for the above-described measurement. Can be directly connected to the open / close valve 18 of the hollow pipe 17 instead of the outlet side of the water collection tank 20.
[0052]
Furthermore, the measurement is carried out by connecting a water collection bag (not shown) to the tip of the minute inner diameter tube 23, and using a commercially available weighing scale having a resolution of 0.001 g, It is also possible to measure the water transmission rate (ml / s) by measuring the weight increase once a day.
[0053]
As described above, in the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention, the test specimen color used when preparing the specimen is directly used as a test molding container so that air penetrates into the specimen. Blocking the time required for the saturation process by increasing the time required for the saturation process by configuring the arrangement of the test molding container, injection system device, discharge system device and measuring instrument in the test device while preventing air penetration. It is possible to conduct a water permeability test without any need.
[0054]
The test method of the hardly water-permeable soil material according to the present invention is not limited to the vacuuming of the inner space of the molding container as in the above embodiment, but the vacuum of the inner space of the molding container moved to the test apparatus is not limited. It is also possible to eliminate residual air by pulling and further compression molding of the specimen.
[0055]
In the following, the present embodiment will be described in detail based on the schematic diagram of FIG. 5, but the same parts as those in the above embodiment are indicated by the same reference numerals.
[0056]
Fig.5 (a) has shown as a schematic diagram the arrangement | positioning state of the molding container for a test in a test apparatus, the injection | pouring apparatus of water, a discharge system apparatus, and a measurement instrument.
In the present embodiment, the specimen collar 2, the compression cylinder 4, and the piston 7 that are used when the specimen 8 is created as the test molding container 26 in the testing apparatus 25 are used as they are, and the specimen 8 is vacuumed. While performing the pulling, the compression is also performed at the same time.
[0057]
In the present embodiment, the test molding container 26 is mounted on the bottom plate 27 of the test apparatus 25. A vacuum pump (not shown) is connected to the bottom plate 27 and the piston 7 of the test apparatus 15 through the hollow pipes 17 and 17 and the open / close valves 18, 18 and 18 ′, 18 ′, as in the above embodiment. In addition, a water storage tank 19 and a water collection tank 20 for storing deaerated water in advance are connected to each intermediate portion of the hollow pipe 17 via open / close valves 21 and 22 and open / close valves 21 ′ and 22 ′. Yes.
[0058]
The test apparatus 25 connects the test molded container 26 to close the open / close valves 21 and 22 of the water storage tank 19 and the open / close valves 21 ′ and 22 ′ of the water collection tank 20, and then uses the piston 7 to close the specimen 8. While continuing the compression molding, the vacuum pumps connected to the hollow pipes 17 are operated to evacuate the hollow pipes 17 of the test molding container 26, the water injection system device, and the discharge system device. Yes.
[0059]
As a result, the specimen 8 in the test molding container 26 further excludes air that may permeate during the transition, and as a result, air may be mixed into the water permeability test system. Therefore, the water permeability in the test system can be measured through the complete specimen 8 saturated with water having a predetermined water content ratio.
[0060]
At this time, as a method for further completely preventing air from remaining in the water permeation test system, the inside of the system is previously replaced with a water-soluble gas such as carbon dioxide gas, and vacuuming is performed in the same manner as in the above embodiment. .
[0061]
FIG. 5B shows a schematic diagram of a process for introducing deaerated water into the water permeation test system by switching the open / close valve in the test apparatus.
In this step, the hollow pipe 17 on the side to which the vacuum pump is connected is closed by switching the opening / closing valve 18 ′, and the opening / closing valves 21, 22 of the water storage tank 19 storing degassed water By switching the open / close valves 21 ′ and 22 ′ of the water collection tank 20 and the open / close valve 18 of the hollow pipe 17 to open, a water flow state in which the water storage tank 19 and the water collection tank 20 communicate with each other is formed.
[0062]
The test device 25 guides water degassed by injection of a water injection pressure control gas into the water storage tank 19 and infiltrates the test molding vessel 26 to the water collection tank 20. Since the hollow pipe 17 of the system apparatus is formed in a vacuum state, the degassed water stored in the water storage tank 19 penetrates the specimen 8 without difficulty and forms a saturated state.
[0063]
Therefore, also in the case of this embodiment, the time required for the saturation process is made almost zero without requiring a long time as in the prior art by preventing the air from outside the test apparatus from penetrating into the specimen. The water permeability test can be started immediately, and the subsequent test is the same as in the above embodiment.
[0064]
Furthermore, the situation where the gas region such as air becomes zero in a specimen made of a hardly water-permeable soil material will be described.
[0065]
FIG. 6 shows the relationship between the compressive stress and the dry density. The pressing operation of the specimen is an experimental result of pressing at a speed of about 0.65 mm / min using a 2000 kN Amsler loading device. The relationship between the press pressure and the dry density is plotted by obtaining the dry density of the hardly water-permeable soil material from the measured value of the specimen height during the press.
[0066]
As shown in the figure, in this experiment, the reaction force suddenly rises when the dry density approaches 1.6, but as is apparent from this phenomenon, the gas region such as air is zero at this point. From this, it is possible to know that the transition to the rigid behavior of clay particles, pore water or metal of the press mold is made, and the gas region such as air in the hardly permeable soil material described above can be made zero. It has been shown that potential can be established.
[0067]
Similarly, FIG. 7 shows actual measurement data obtained by measuring a very small amount of water permeation by the test method of the present invention shown in FIG. 4 while using a specimen of a hardly water-permeable soil material in a molded container compression molded according to the present invention. It is.
[0068]
In this test, a dry density of 1600 kg / m as a hardly water-permeable soil material Three Using a commercially available bentonite with a saturation degree of 98.8%, the dimensions of the specimen are 50 mmφ x 20 mmH, and deaerated water is injected into the specimen at a pressure of 0.4 MPa. is doing.
[0069]
In the graph of FIG. 7, the horizontal axis represents time (seconds) and the vertical axis represents the cumulative water permeability (ml), and the water permeability was measured from the meniscus movement amount on the drainage side 23 in FIG. 4 in this test. It is the actual value which plotted the value.
[0070]
As shown in the figure, although the water permeability cannot be confirmed in the first two days, the value that can be sufficiently observed from the third day is clarified. Incidentally, the permeability coefficient calculated from the permeability value of the third day to the eighth day is 8.4E-14 m / s, and the long-term permeability coefficient from the third day to the 22nd day is 8.7E-14 m. / S.
[0071]
As described above, the present invention has been described in detail on the basis of the embodiment. However, the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and in the hardly water-permeable soil material. It is possible to deal with the air permeability test in the same manner, and to make other configurations specifically regarding the test molded container, the water injection system device, the discharge system device, the measuring instrument, etc., the above-mentioned purpose of the present invention It goes without saying that various modifications are possible without departing from the scope of the present invention.
[0072]
【The invention's effect】
The test method for a poorly water-permeable soil material according to claim 1 is a method in which a molded container in which air is excluded in advance is filled with a granular material of a hardly water-permeable soil material adjusted to a moisture amount that causes a gas region after compression molding to be zero. Then, a specimen of a hardly water-permeable soil material is created by compressing and molding the granular material while evacuating, and then the molding container with the specimen inside is moved to the test apparatus and installed, and the molding container Since the injection system and the discharge system and the specified measuring instruments are connected to the specimen in the test, the saturation process is completed in a short time while maintaining the air content of the specimen of the hardly permeable soil material. In addition, there is an effect that various characteristics can be quickly measured without air permeating into the specimen.
[0073]
The test method of the hardly water-permeable soil material according to claim 2 is the test method according to claim 1, wherein air is extruded by injecting a water-soluble gas into the molding container in order to eliminate air from the molding container. In addition to the above-described effects, it has the effect of facilitating the formation of an environment in which air is excluded.
[0074]
The test method for a hardly water-permeable soil material according to claim 3 is the test method according to claim 1 or 2, wherein the molded container moved to the test apparatus is evacuated from the inner space to remove residual air. Therefore, in addition to the above-described effects, the effect of preventing the penetration of air into the specimen is achieved.
[0075]
The test method of the hardly water-permeable soil material according to claim 4 is the test method according to claim 1 or 2, wherein the molding container moved to the test apparatus is evacuated and compressed to form residual air. Since it is characterized by eliminating, in addition to the above effects, the effect of preventing the penetration of air into the specimen is achieved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an embodiment showing a manufacturing process of a specimen in a test method for a hardly water-permeable soil material of the present invention.
FIG. 2 is a microscopic simulation diagram showing the state of transformation of a specimen that changes during the manufacturing process.
FIG. 3 is a schematic diagram showing a state in which a test molded container, a water injection system apparatus, a discharge system apparatus, and a measuring instrument are arranged in the test apparatus.
FIG. 4 is a schematic diagram showing an embodiment of measurement in the test method of the present invention.
FIG. 5 is a schematic view showing another embodiment relating to a test method for a hardly water-permeable soil material in the present invention.
[Fig. 6] Results of experiments showing the relationship between compressive stress and dry density in poorly permeable soil materials
[Fig. 7] Actual measured data of water permeability in the test method for hardly permeable soil materials in the present invention.
[Explanation of symbols]
1 powder, 2 color for specimen, 3 bottom lid, 4 compression cylinder,
5 injection pipe, 6 tube, 7 piston, 8 specimen,
9 Test container, 10 particles, 11 water, 12 air,
13 carbon dioxide, 15, 25 test equipment, 16, 16 'upper and lower cover plates,
17 hollow pipe, 18, 18 'open / close valve, 19 water storage tank,
20 water collection tank, 21, 21 ', 22, 22' opening and closing valve,
23 tubes, 26 molded containers for testing, 27 bottom plate,

Claims (4)

空気を予め排除した成型容器に圧縮成形後のガス領域がゼロになる水分量に調整した難透水性土質材の粒状体を充填し、次いで、該粒状体を真空引きしながら圧縮成型することで難透水性土質材の供試体を作成し、しかる後に該供試体を内蔵したままの成型容器を試験装置に移動させて設置し、該成型容器中の供試体に注入系と排出系の各装置及び所定の計測器具を連結して試験する難透水性土質材料の試験方法。  By filling the molding container in which air is excluded in advance with a granular material of a hardly water-permeable soil material adjusted to a moisture content that eliminates the gas region after compression molding, and then compressing the granular material while vacuuming Create a specimen of poorly permeable soil material, and then move and set the molding container with the specimen built in to the testing device, and put each of the injection system and the discharge system on the specimen in the molding container. And a method for testing a hardly water-permeable soil material to be tested by connecting a predetermined measuring instrument. 成型容器の空気排除が、成型容器中への水溶性ガスの注入で空気を押出していることを特徴とする請求項1に記載の難透水性土質材料の試験方法。  2. The method for testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1, wherein the air is excluded from the molded container by extruding air by injecting a water-soluble gas into the molded container. 試験装置に移動させた成型容器が、内空部の真空引きで残存空気を排除されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の難透水性土質材料の試験方法。  3. The method for testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1 or 2, wherein the molded container moved to the test apparatus is free of residual air by evacuation of the inner space. 試験装置に移動させた成型容器が、内空部の真空引きと圧縮成型で残存空気を排除されていることを特徴とする請求項1又は2に記載の難透水性土質材料の試験方法。  The method for testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1 or 2, wherein the molded container moved to the test apparatus is free of residual air by evacuation of the inner space and compression molding.
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