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JP4587054B2 - Test method for poorly water-permeable soil materials - Google Patents

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JP4587054B2 JP2008017607A JP2008017607A JP4587054B2 JP 4587054 B2 JP4587054 B2 JP 4587054B2 JP 2008017607 A JP2008017607 A JP 2008017607A JP 2008017607 A JP2008017607 A JP 2008017607A JP 4587054 B2 JP4587054 B2 JP 4587054B2
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

本発明は、吸水膨張性を有する粘土材料を含む透水性の非常に小さい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できる難透水性土質材料の試験方法に関する。   The present invention relates to a test method for a very low permeability permeable soil material including a clay material having water-absorbing expansibility, and in particular, it is difficult to easily and quickly confirm the permeability and permeability characteristics of the hardly permeable soil material. The present invention relates to a test method for permeable soil material.

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と骨材等を混練して高密度に転圧したものあるいはベントナイト単体を高密度に転圧したものを使った難透水性土質材料で、透水係数が1E−8m/s以下の土質材料が採用されている。   When embedding 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, and knead bentonite-based materials and aggregates. Thus, a poorly water-permeable soil material using a material that has been compacted at high density or a material that is compacted from bentonite alone, and a soil material having a water permeability of 1E-8 m / s or less is used.

難透水性土質材料の代表的なものはベントナイトがある。ベントナイトは、乾燥密度1500〜2000kg/m3にすると透水係数は1E−10m/s〜1E−14m/sになって不飽和状態であっても同様の不透水性を有している。   A representative example of the hardly permeable soil material is bentonite. Bentonite has a water permeability of 1E-10 m / s to 1E-14 m / s at a dry density of 1500 to 2000 kg / m3, and has similar water impermeability even in an unsaturated state.

このような極端に小さい透水係数は、ベントナイト中のスメクナイト粘土粒子が吸水膨張することによって発生する間隙径の極小化作用を要因にしている。即ち、ベントナイトは、完全に乾燥した状態ではスメクタイト粘土粒子の吸水膨張作用が働かないので、注水直後では透水係数は比較的大きい。しかるに、スメクタイト粘土粒子は数秒あるいは数分程度で吸水膨張を開始することから、透水係数が比較的大きい期間は非常に短いもので、その後は、ベントナイトの難透水性が確保されるからである。   Such an extremely small water permeability coefficient is caused by the effect of minimizing the pore diameter generated by the water absorption and expansion of smectite clay particles in bentonite. That is, bentonite has a relatively large water permeability coefficient immediately after water injection because the water absorption and expansion action of smectite clay particles does not work in a completely dry state. However, since smectite clay particles start to absorb water in a few seconds or minutes, the period when the water permeability coefficient is relatively large is very short, and thereafter, the poor permeability of bentonite is secured.

しかして、現場で転圧する難透水性土質材料は、転圧エネルギーの最も少ない最適含水比が存在しているが、その含水比は完全乾燥でもないし、完全飽和状態の含水比でもない。
このために、ベントナイトを主剤とする難透水性土質材料では、含水比10%程度から25%程度の範囲に調整してから転圧あるいはプレス成形することが一般的であって、プレス装置で圧縮成形するために適度な水分量に調整してから作成しているが、このような含水比に調整した難透水性土質材料は、吸水膨張を程良く発揮したスメクタイト粘土を含んでいるために、高密度に転圧もしくはプレス成形した場合は、程良い粘性を呈するためにその施工性が良いからである。
Thus, the hardly water-permeable soil material that is rolled on site has an optimum water content with the least amount of rolling energy, but the water content is neither completely dry nor completely saturated.
For this reason, in the poorly water-permeable soil material mainly composed of bentonite, the water content ratio is generally adjusted to a range of about 10% to about 25% and then rolled or press-molded, and compressed by a press device. Although it is created after adjusting to an appropriate amount of water for molding, the poorly water-permeable soil material adjusted to such a moisture content contains smectite clay that exhibits moderate water absorption expansion, This is because when the compaction or press molding is performed at a high density, the workability is good in order to exhibit a suitable viscosity.

このような材料では、大部分のスメクタイト粘土粒子が吸水膨張を発揮しており、土粒子の間隙に水と空気がまばらに存在している状態であるために、このままでは飽和過程において一定圧力で注水しても水はなかなか浸透しないものである。
しかしながら、上記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のに対し、廃棄物充填材を構成しているベントナイト高密度固化状体は、施工後において長時間を経た後には水で飽和した状態になるので、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は飽和状態で規定する必要があり、施工後の短時間の間に確認することが求められている。
In such materials, most of the smectite clay particles exhibit water absorption and expansion, and water and air are sparsely present in the gaps between the soil particles. Water does not readily penetrate even when injected.
However, the poorly permeable soil material does not show a correct hydraulic conductivity when not saturated with water, whereas the bentonite high-density solidified material constituting the waste filler has a long time after construction. Since it will be saturated with water after passing through, barrier functions such as water shielding performance and radionuclide delay performance over a long period of time need to be specified in a saturated state, and will be confirmed in a short time after construction It is demanded.

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ためには、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。   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. In order to saturate the test specimen with water, high-pressure water is injected into the specimen because the permeability coefficient of the permeable soil material is 1E-8 m / s to 1E-14 m / s, which is very difficult to permeate. Therefore, it is necessary to bring the water into a saturated state while gradually infiltrating water, and the actual situation is that it takes a long period of one month or more.

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、間隙率は約30%であるから30mlであり、施工に適する含水比にして転圧する場合には、その飽和度が80%前後になるので、供試体中に残存する空気の体積は6ml前後になっており、供試体に10atmの圧力で水を浸透させたとすると、供試体を飽和させるために必要な浸入水量は、下記のように計算される。   That is, if it is a bentonite material having a dry density of 1600 kg / m3, the water permeability is 1E-13 m / s, and the size of the specimen is 50 mmφ × 50 mmH, the porosity is about 30%, which is 30 ml, which is suitable for construction. When rolling at a water content ratio, the saturation is about 80%, so the volume of air remaining in the specimen is around 6 ml, and water is infiltrated into the specimen at a pressure of 10 atm. Then, the amount of intrusion water required to saturate the specimen is calculated as follows.

従って、高さ50mmの供試体が飽和するまでには、下記のように173日を要することになっていた。   Therefore, it took 173 days for the specimen having a height of 50 mm to be saturated.

・Q=k・i・A
=1E−13×100/0.05×0.002×3600×24×1000000=0.0346ml/日
・T=6ml÷0.0346ml/日=173日
・ Q = k ・ i ・ A
= 1E-13 × 100 / 0.05 × 0.002 × 3600 × 24 × 1000000 = 0.0346 ml / day T = 6 ml ÷ 0.0346 ml / day = 173 days

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は、実際に品質、管理するのに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ために、迅速に対処できる透水性試験が求められている。   For this reason, when reflecting it in the design of the facility, it is possible to obtain material characteristics by giving a margin to the preliminary test schedule, but in the case of constructing these members on site, Since it is necessary to acquire quality test data of construction materials in a short time for quality and control, a water permeability test that can be quickly dealt with is required.

又、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。   In addition, 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.

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。   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.

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った。   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, the conventional example of the present invention has no room for consideration.

特開902−64588号公報(第3頁、識別符号「006」〜第4頁、識別符号「009」末行、図1、2)JP-A-902-64588 (third page, identification code “006” to fourth page, last line of identification code “009”, FIGS. 1 and 2)

しかして、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(特願902−63838号)や、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、透気試験方法に関する提案(特願903−25952号)を行ってきたところであるが、現場施工等における実際の品質管理のためには、施工材料の品質試験データをさらに短時間で高精度に取得する必要があることから、迅速かつ高精度に対処できる透水性試験方法が求められている。   Accordingly, the present inventors have already proposed a waste filler made of a soil material with a low hydraulic conductivity that can be employed when industrial waste or radioactive waste is buried in the ground, and a device for manufacturing the same (patent application). 902-63838) and proposals on water permeability and air permeability test methods for bentonite high density solidified bodies produced here (Japanese Patent Application No. 903-25952). For quality control, it is necessary to acquire quality test data of construction materials with higher accuracy in a shorter time, and therefore a water permeability test method capable of coping with speed and accuracy is required.

本発明は、以上の状況に鑑みて提案するものであり、難透水性土質材料に対して実施する拡散特性、透水特性、透気特性及び力学特性等の各特性試験に用いる難透水性土質材料の供試体を、内部に含有される空気を除去しながら高圧水を浸透させることで水分飽和の過程を短時間で確実に完了させて、空気の含有が無い水分飽和の状態で各種特性試験を迅速に実施することができる難透水性土質材料の試験方法を提供している。   The present invention is proposed in view of the above situation, and the hardly water-permeable soil material used for each characteristic test such as diffusion property, water permeability property, air permeability property and mechanical property performed on the hardly water-permeable soil material. The test piece was completely infused with high-pressure water while removing the air contained in it to complete the moisture saturation process in a short time. A method for testing a hardly water-permeable soil material that can be carried out quickly is provided.

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、試験用容器に装填した難透水性土質材の供試体を試験装置に設置する第1工程、供試体中の水分を蒸発除去する第2工程、第2工程の後に真空引きによって供試体中の空気層を減縮させる第3工程、注入管から高圧水を注入して供試体中に水を浸透させる第4工程、該試験装置に適宜の計測器具を連結した後に所定の特性試験を行う第5工程から構成している。 The method for testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1 is a first step in which a specimen of a hardly water-permeable soil material loaded in a test container is installed in a test device, and evaporates moisture in the specimen. the second step of removing the third step of Genchijimi the air layer in the specimen by vacuum after the second step, a fourth step of infiltrating water into specimens by injecting high pressure water from the injection tube, the test It comprises the fifth step of performing a predetermined characteristic test after connecting an appropriate measuring instrument to the apparatus.

これによって、本発明による試験方法は、難透水性土質材の供試体中の水分を蒸発除去し、次いで、縮減させた供試体中の空気層に高圧水を注入して供試体中に水を浸透させることで供試体を水分飽和させており、供試体の水分飽和を迅速かつ高密度に完了して、以降における特性試験の円滑な実施を可能にしている。   Accordingly, the test method according to the present invention evaporates and removes moisture from the specimen of the hardly permeable soil material, and then injects high-pressure water into the air layer in the reduced specimen to cause water to enter the specimen. The specimen is saturated with water by infiltration, and moisture saturation of the specimen is completed quickly and with high density, enabling the subsequent performance tests to be carried out smoothly.

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、第2工程が、試験装置を高温乾燥炉に移動させて高温加熱しながら供試体中の水分を蒸発除去することを特徴としており、上記機能に加えて、高温加熱しながら供試体中の水分を蒸発除去することで、供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にしている。   The test method for a hardly water-permeable soil material according to claim 2 is the test method according to claim 1, wherein the second step is to move the test apparatus to a high-temperature drying furnace and heat the sample while heating at high temperature. In addition to the above function, the moisture in the specimen is removed by evaporation while heating at a high temperature, so that the moisture saturation of the specimen is made more rapid and dense.

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に記載の試験方法において、第2工程が、試験装置を真空引きすることで供試体中の水分を真空蒸発することを特徴としており、上記機能に加えて、真空引きして空気を除去するとともに、供試体中の水分を真空蒸発によって除去することで、供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にしている。   The test method of the hardly water-permeable soil material which is the invention described in claim 3 is the test method according to claim 1, wherein the second step is vacuum evaporation of the water in the specimen by evacuating the test apparatus. In addition to the above functions, the air is removed by evacuation, and the moisture in the specimen is removed by vacuum evaporation, so that the moisture saturation of the specimen can be made more rapid and dense. Yes.

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から請求項3のいずれか一つに記載の試験方法において、第工程が、試験装置に注入管から水溶性ガスを注入して、その後に真空引きすることで希薄微量の水溶性ガスのみを残存させることを特徴としており、上記機能に加えて、縮減させた空気層に水溶性ガスを充填して難透水性土質材の供試体に水溶性ガスのみを希薄微量に残存させて供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にしている。 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 any one of the first to third aspects, wherein the third step is a step of supplying water from the injection tube to the test device. by injecting the gender gases, then are characterized and Turkey to leave only water-soluble gas lean trace by vacuuming, in addition to the above functions, the water gas was filled in the air layer formed by reduction Thus, only a small amount of water-soluble gas is left in the specimen of the hardly permeable soil material, so that the moisture saturation of the specimen is made more rapid and dense.

請求項5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から請求項3のいずれか一つに記載の試験方法において、第3工程の後に、水溶性ガスを充填し、その後に真空引きして供試体中から空気を除去して希薄微量の水溶性ガスのみを残存させる工程をさらに含むことを特徴としており、上記機能に加えて、難透水性土質材の供試体に水溶性ガスのみを希薄微量に残存させて供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にしている。 The test method for a hardly water-permeable soil material according to claim 5 is the test method according to any one of claims 1 to 3, wherein a water-soluble gas is filled after the third step. , the following are characterized by vacuum to the in specimen further comprises the step of leaving only a water-soluble gas lean traces by removing the air, in addition to the above functions, specimens of low permeability soil material In addition, only a water-soluble gas is allowed to remain in a very small amount so that the water saturation of the specimen is made more rapid and dense.

請求項1に記載の難透水性土質材料の試験方法は、試験用容器に装填した難透水性土質材の供試体を試験装置に設置する第1工程、供試体中の水分を蒸発除去する第2工程、第2工程の後に真空引きによって供試体中の空気層を減縮させる第3工程、注入管から高圧水を注入して供試体中に水を浸透させる第4工程、該試験装置に適宜の計測器具を連結した後に所定の特性試験を行う第5工程から構成しているので、難透水性土質材の供試体中の水分を蒸発除去し、次いで、縮減させた供試体中の空気層に高圧水を注入して供試体中に水を浸透させることで供試体を水分飽和させており、供試体の水分飽和を迅速かつ高密度に完了して、以降における特性試験の円滑な実施を可能にできる効果を奏している。 The method for testing a hardly water-permeable soil material according to claim 1 is a first step in which a test piece of a hardly water-permeable soil material loaded in a test container is installed in a test device, wherein water in the test sample is removed by evaporation. 2 step, a third step of Genchijimi the air layer in the specimen by vacuum after the second step, a fourth step of infiltrating water into specimens by injecting high pressure water from the injection pipe, as appropriate to the test device Since it comprises the 5th process which performs a predetermined characteristic test after connecting the measuring instrument, the moisture layer in the specimen of the hardly water-permeable soil material is removed by evaporation, and then the air layer in the specimen is reduced. The sample is saturated with water by injecting high-pressure water into the sample and allowing water to penetrate into the sample, and the sample is quickly and densely saturated with water. There is an effect that can be made possible.

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、第2工程が、試験装置を高温乾燥炉に移動させて高温加熱しながら供試体中の水分を蒸発除去することを特徴としているので、上記効果に加えて、供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にできる効果を奏している。   The test method for a hardly water-permeable soil material according to claim 2 is the test method according to claim 1, wherein the second step is to move the test apparatus to a high-temperature drying furnace and heat the sample while heating at high temperature. Since it is characterized by evaporating and removing the moisture in the inside, in addition to the above-described effects, the effect of further rapidly and high-density moisture saturation of the specimen is achieved.

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に記載の試験方法において、第2工程が、試験装置を真空引きすることで供試体中の水分を真空蒸発することを特徴としているので、上記効果に加えて、供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にできる効果を奏している。   The test method of the hardly water-permeable soil material according to claim 3 is the test method according to claim 1, wherein the second step is to evaporate water in the specimen by vacuuming the test device. In addition to the above-described effects, it has the effect that the moisture saturation of the specimen can be further rapidly and densely formed.

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から請求項3のいずれか一つに記載の試験方法において、第工程が、試験装置に注入管から水溶性ガスを注入して、その後に真空引きすることで希薄微量の水溶性ガスのみを残存させることを特徴としているので、上記効果に加えて、縮減させた空気層に水溶性ガスを充填して難透水性土質材の供試体に水溶性ガスのみを希薄微量に残存させて供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にできる効果を奏している。 The test method of the hardly water-permeable soil material according to claim 4 is the test method according to any one of claims 1 to 3, wherein the third step is a step of supplying water-soluble gas from the injection pipe to the test apparatus. injected, since then have characterized and Turkey to leave only water-soluble gas lean trace by vacuuming, in addition to the above effects, filled with a water-soluble gas to the air layer formed by reduction in the flame Only a small amount of water-soluble gas remains in the specimen of the water-permeable soil material, so that the moisture saturation of the specimen can be increased more quickly and densely.

請求項5に記載の難透水性土質材料の試験方法は、請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の試験方法において、第3工程の後に、水溶性ガスを充填し、その後に真空引きして供試体中から空気を除去して希薄微量の水溶性ガスのみを残存させる工程をさらに含むことを特徴としているので、上記効果に加えて、難透水性土質材の供試体に水溶性ガスのみを希薄微量に残存させて供試体の水分飽和をさらに迅速かつ高密度にできる効果を奏している。 The method of testing low permeability soil material according to claim 5, in the test method according to any one of claims 1 to 3, after the third step, filling the water-soluble gas, after its In addition to the above effects, the method further includes the step of removing the air from the specimen by evacuation to leave only a small amount of water-soluble gas. Only a characteristic gas is allowed to remain in a very small amount so that the moisture saturation of the specimen can be further rapidly and densely produced.

本発明による難透水性土質材料の試験方法は、試験用容器に装填した難透水性土質材の供試体を試験装置に設置する第1工程、供試体中の水分を蒸発除去する第2工程、第2工程の後に真空引きによって供試体中の空気層を減縮させる第3工程、注入管から高圧水を注入して供試体中に水を浸透させる第4工程、該試験装置に適宜の計測器具を連結した後に所定の特性試験を行う第5工程から構成することを特徴としている。
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が、本実施の形態では、難透水性土質材料に対して実施する拡散特性、透水特性、透気特性及び力学特性等の各特性試験の内、透水特性試験に用いる難透水性土質材料の供試体を対象にしている。
The method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention includes a first step of installing a test piece of a hardly water-permeable soil material loaded in a test container in a test device, a second step of evaporating and removing moisture in the test sample, third step, a fourth step of infiltrating water into specimens by injecting high pressure water from the injection pipe to Genchijimi the air layer in the specimen by vacuum after the second step, an appropriate measurement instrument to the test device It comprises the 5th process of performing a predetermined characteristic test after connecting.
Hereinafter, embodiments relating to a test method for a hardly water-permeable soil material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In this embodiment, diffusion characteristics and water permeability properties performed on a hardly water-permeable soil material. Among various characteristic tests such as air permeability characteristics and mechanical characteristics, it is intended to be a specimen of a hardly water permeable soil material used for the water permeability characteristics test.

図1は、透水試験用の供試体を乾燥する工程を示しており、難透水性土質材の供試体を透水試験用容器に充填する工程(a)と供試体を乾燥する工程(b)を示している。
図において、1は、透水試験用容器2に充填されている難透水性土質材料の供試体であって、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内部に含侵されている水及び空気からできている。
FIG. 1 shows a step of drying a specimen for a water permeability test. The step (a) of filling a specimen for a water-impervious soil material into a container for a water permeability test and the step (b) of drying the specimen. Show.
In the figure, reference numeral 1 denotes a specimen of a hardly water-permeable soil material filled in a water permeability test container 2, which is a mixture of a material containing smectite such as commercially available bentonite and aggregates, clay, or the like. It consists of a low-permeability soil material with a low hydraulic conductivity and water and air impregnated inside.

しかして、難透水性土質材料は、粘土粒子の間隙に水が多く存在している領域において、吸水膨潤した粘土粒子が膨張して間隙を小さくして水を通り難くしており、水が十分に分布していない間隙領域では、粘土粒子は乾燥したままなので、空気はよく透過するが水は空気相に邪魔されて通り難くなっている。さらに、間隙水の中には空気の気泡が残留しているが、水は通過しても気泡はなかなか排除されないのが実態である。   Therefore, in the poorly permeable soil material, in the region where there is a lot of water in the gaps between the clay particles, the clay particles that have swelled and swollen expand to make the gaps small and difficult to pass through the water. In the interstitial region that is not distributed, the clay particles remain dry, so that air permeates well, but water is obstructed by the air phase and difficult to pass. Furthermore, although air bubbles remain in the pore water, the actual condition is that even if water passes, the bubbles are not easily eliminated.

又、本実施の形態では、施工現場等で採取された乾燥でも飽和でもない状態にある不飽和状態の供試体がばらばらにならないように、採取したら即時に透水試験用容器2に装填して供試体の破壊を防止している。しかるに、供試体の状況が良好であるならば透水試験用容器2に装填しなくても供試体は破壊しないので、透水試験用容器2に必ずしも充填される必要は無いものであって、供試体1のみを乾燥させる取扱も可能である。   Further, in this embodiment, when the sample is collected in an unsaturated state that is not dried or saturated, it is immediately loaded into the water permeation test container 2 so as not to be separated. The destruction of the specimen is prevented. However, if the state of the specimen is good, the specimen does not break even if it is not loaded in the water permeability test container 2, so that the water permeability test container 2 does not necessarily need to be filled. The handling which dries only 1 is also possible.

尚、土質材料は、転圧あるいはプレス成型し易い含水比に調整して施工するのが一般的であることから、施工後の飽和度は70〜90%程度を呈しているので、供試体1は不飽和状態にあるものである。   In addition, since it is common to adjust the soil material to a water content ratio that is easy to roll or press-mold, the degree of saturation after construction exhibits about 70 to 90%. Is in an unsaturated state.

供試体を乾燥する図1(b)の工程では、透水試験用容器2を乾燥炉3に入れて、例えば、110℃の乾燥炉に24時間定置することによって完全乾燥させるものであり、供試体の水分を全て水蒸気にして放出することで、供試体1の間隙中に残留している水分をゼロにすると共に供試体中の空気層を減少させて、供試体1をすかすか状態にしている。
図2〜4は、難透水性土質材料の試験方法における前処理工程を示す実施の形態である。
In the step of FIG. 1 (b) for drying the specimen, the water permeability test container 2 is placed in the drying furnace 3 and, for example, placed in a drying furnace at 110 ° C. for 24 hours to be completely dried. By releasing all the water in the form of water vapor, the water remaining in the gap between the specimens 1 is reduced to zero, and the air layer in the specimens is reduced to make the specimen 1 faint.
2-4 is embodiment which shows the pre-processing process in the test method of a hardly water-permeable soil material.

図2は、乾燥させた供試体を充填している透水試験用容器をそのまま試験装置に設置する工程を示している。
試験装置4は、透水試験用容器を設置できる上下蓋板、水の注入系装置、排出系装置及び計測器具から構成されており、透水試験用容器2を試験装置4の上下蓋板5、5’の間に装着している。試験装置4の上下蓋板5、5’のそれぞれには、後述するように中空パイプ6、6と開閉バルブ7、7及び7’、7’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6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8が開閉バルブ9、10を介して、貯水タンク11が開閉バルブ9’、10’を介して閉鎖状態で連結されている。
FIG. 2 shows a process of installing a water permeability test container filled with a dried specimen as it is in a test apparatus.
The test device 4 is composed of an upper and lower lid plate on which a water permeability test container can be installed, a water injection system device, a discharge system device, and a measuring instrument. 'Worn between. As will be described later, a vacuum pump (not shown) is connected to each of the upper and lower cover plates 5 and 5 ′ of the test apparatus 4 via hollow pipes 6 and 6 and open / close valves 7 and 7 ′ and 7 ′ and 7 ′. In each intermediate part of the hollow pipe 6, a water storage tank 8 for storing deaerated water in advance is closed via the opening / closing valves 9, 10, and the water storage tank 11 is closed via the opening / closing valves 9 ′, 10 ′. Linked in state.

図3は、試験装置における開閉バルブの切り換えによって、供試体中に水溶性ガスを導くことで空気を大気中に押し出す工程を示している。
図3(a)の供試体中に水溶性ガスを導く工程においては、中空パイプ6、6は、開閉バルブの7、7’を切り換えずに開放された状態にある。そして、脱気した水を保管している貯水タンク8の開閉バルブ9、10と排出側の貯水タンク11の開閉バルブ9’、10’を閉鎖にして置くことで、貯水タンク8、11を切り離している。
FIG. 3 shows a process of pushing air into the atmosphere by introducing a water-soluble gas into the specimen by switching the open / close valve in the test apparatus.
In the step of introducing the water-soluble gas into the specimen of FIG. 3A, the hollow pipes 6 and 6 are in an open state without switching the on-off valves 7 and 7 ′. Then, the storage tanks 8 and 11 are disconnected by closing the open / close valves 9 and 10 of the water storage tank 8 storing the degassed water and the open / close valves 9 'and 10' of the discharge water storage tank 11. ing.

この状態において、供試体1中に残留している微量の空気は、一方の中空パイプ6から供試体1に水溶性ガスを注入することで大気中に押し出されている。しかるに、水溶性ガスを供試体1に注入する以前において、供試体1に残存している空気を両方の中空パイプ6、6から排除することは、供試体1に対する水溶性ガスの注入を容易にすると同時に供試体1の空気層に充分に浸透させるものである。   In this state, a minute amount of air remaining in the specimen 1 is pushed out into the atmosphere by injecting a water-soluble gas into the specimen 1 from one hollow pipe 6. However, before the water-soluble gas is injected into the specimen 1, the air remaining in the specimen 1 is removed from both the hollow pipes 6 and 6 so that the water-soluble gas can be easily injected into the specimen 1. At the same time, it sufficiently penetrates into the air layer of the specimen 1.

次いでの図3(b)では、両方の中空パイプ6、6に真空ポンプを接続して、供試体1に満たされている水溶性ガスを真空抜きするものであり、供試体1の内部は、真空に近い希薄状態の微量の水溶性ガスのみが、含まれる状態に至る。しかして、供試体1からの水溶性ガスの真空抜きは、いずれか一方の中空パイプ6からであっても、両方の中空パイプ6、6からであったとしても可能である。   Next, in FIG. 3B, a vacuum pump is connected to both the hollow pipes 6 and 6, and the water-soluble gas filled in the specimen 1 is evacuated, and the inside of the specimen 1 is Only a small amount of water-soluble gas in a dilute state close to vacuum is included. Accordingly, the water-soluble gas from the specimen 1 can be evacuated from either one of the hollow pipes 6 or from both the hollow pipes 6 and 6.

次工程を示している図4では、試験装置における開閉バルブの切り換えによって供試体1内に脱気水を導く概要を示している。
本工程では、真空ポンプが接続されている注入側の中空パイプ6は、開閉バルブの7’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8の開閉バルブ9、10と排出側の貯水タンク11の開閉バルブ9’、10’及び排出側の中空パイプ6の開閉バルブ7を開放状態に切り換えて置くことで、貯水タンク8、11と供試体1とが通水状態を形成している。
FIG. 4 showing the next step shows an outline for introducing deaerated water into the specimen 1 by switching the open / close valve in the test apparatus.
In this step, the injection-side hollow pipe 6 to which the vacuum pump is connected is closed by switching the opening / closing valve 7 ′, and the opening / closing valves 9, 10 of the water storage tank 8 storing degassed water. And the open / close valves 9 ′ and 10 ′ of the discharge-side water storage tank 11 and the open / close valve 7 of the discharge-side hollow pipe 6 are switched to the open state so that the water storage tanks 8 and 11 and the specimen 1 are in a water-flowing state. Is forming.

次いで、貯水タンク8、11に圧入される注水圧制御用ガスは、脱気した圧力水を供試体1の内部に瞬間的に浸透させるが、水の注入系装置及び排出系装置の中空パイプ6、6内は、上記の工程によって供試体構成粒子の吸水膨潤状態を一時的に解除され、かつ、粒子間の間隙は真空状態に形成されているので、貯水タンク8、11に貯留されている脱気された水は、供試体1の上下端面から供試体1の内部に向けて難なく浸透するものであり、供試体1における飽和状態を容易かつ確実に形成している。   Next, the injection pressure control gas injected into the water storage tanks 8 and 11 instantaneously infiltrates the degassed pressure water into the specimen 1, but the hollow pipe 6 of the water injection system device and the discharge system device. , 6 is temporarily released from the water absorption swelling state of the specimen constituting particles by the above-mentioned process, and the gap between the particles is formed in a vacuum state, so that it is stored in the water storage tanks 8 and 11. The deaerated water penetrates without difficulty from the upper and lower end surfaces of the specimen 1 to the inside of the specimen 1 and forms a saturated state in the specimen 1 easily and reliably.

尚、上記の供試体1に対する脱気した圧力水の注入は、必ずしも、本実施の形態のように貯水タンク8、11から圧入される必要は無く、貯水タンク8、11のいずれか一方側からの注入であってもよいものである。   The injection of degassed pressure water into the specimen 1 is not necessarily carried out from the water storage tanks 8 and 11 as in the present embodiment, but from either one of the water storage tanks 8 and 11. May be injected.

図5は、上記の各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。
図5(a)は、施工現場で採取された状態の供試体を示している。
供試体は、その含水比が、転圧あるいはプレス成型し易い条件に調整されており、施工直後の飽和度は70〜90%を呈している。即ち、粘土粒子12は、吸水膨張している粒子と乾燥状態の粘土粒子とが混然とした状態にあり、残る領域は、水13及び空気14から構成されている。
FIG. 5 shows, as a microscopic simulation diagram, the transformation state of the specimen that changes in each of the above steps.
Fig.5 (a) has shown the test piece of the state extract | collected at the construction site.
The water content of the specimen is adjusted to conditions that facilitate rolling or press molding, and the degree of saturation immediately after construction exhibits 70 to 90%. That is, the clay particles 12 are in a state where the water-absorbing and expanding particles and the dry clay particles are mixed, and the remaining region is composed of water 13 and air 14.

そして、供試体1は、難透水性土質材料中の粘土粒子の間隙に水が多く存在している領域では、吸水膨潤した粘土粒子12が膨張して間隙を小さくして水を通り難くしており、水が十分に分布していない間隙領域では、粘土粒子12は乾燥したままなので、空気14はよく透過するが、水は空気相に邪魔されて通り難くなっている。   In the specimen 1 where the water is present in the gaps between the clay particles in the hardly permeable soil material, the water-swelled clay particles 12 expand to make the gaps difficult to pass through. In the gap region where water is not sufficiently distributed, since the clay particles 12 remain dry, the air 14 permeates well, but the water is obstructed by the air phase and is difficult to pass.

図5(b)は、乾燥された後の供試体に形成される変転状態を示している。
供試体1は、難透水性土質材料中の粘土粒子12の間隙に含有していた水分13と粘土粒子12を膨潤させていた水分とを蒸発させて殆どを外部に除去しているので、難透水性土質材料中には、収縮した状態の粘土粒子12と空気層14から構成されている。
FIG. 5B shows a transformed state formed in the specimen after being dried.
Since the specimen 1 evaporates the moisture 13 contained in the gaps between the clay particles 12 in the hardly water-permeable soil material and the moisture that swelled the clay particles 12 and removes most of them to the outside, it is difficult. The water-permeable soil material is composed of clay particles 12 and an air layer 14 in a contracted state.

図5(c)は、透水試験用容器2中の供試体1が、水溶性ガスである炭酸ガス4の供給と真空引きとによって空気14と希薄微量の炭酸ガス15との置換が図られている状態図であり、この段階での供試体1は、粒子12と希薄微量の炭酸ガス15から構成されている。   FIG. 5 (c) shows that the specimen 1 in the water permeability test container 2 is replaced with air 14 and a small amount of carbon dioxide 15 by supplying and evacuating carbon dioxide 4 which is a water-soluble gas. The specimen 1 at this stage is composed of particles 12 and a small amount of carbon dioxide 15.

図5(d)は、透水試験用容器2中の供試体1に脱気した水を瞬間的に注入させた際の供試体の飽和状態であり、暫時に最終段階に移行する供試体1の飽和状態である。   FIG. 5 (d) shows a saturated state of the specimen when the deaerated water is instantaneously injected into the specimen 1 in the water permeability test container 2, and the specimen 1 is shifted to the final stage for a while. It is saturated.

ベントナイト等の土質材料が吸水膨潤作用で透水性を著しく微小にするのは瞬間的でないことから、0.1〜1.0MPa程度の高圧で瞬間的に注入された脱気した水は、注水した水を供試体の全体に万遍なく拡散する。従って、供試体1は、粘土粒子12、所定の含水比にある水13及び微量化した炭酸ガス15から構成されることになる。   Since it is not instantaneous that soil materials such as bentonite make water permeability remarkably minute by the water absorption swelling action, degassed water injected instantaneously at a high pressure of about 0.1 to 1.0 MPa was injected. Spread water evenly throughout the specimen. Therefore, the specimen 1 is composed of clay particles 12, water 13 having a predetermined water content ratio, and a small amount of carbon dioxide gas 15.

そして、供試体の微小領域では、水が浸透できずに水分のない間隙が図示のように発生する。しかるに、高圧注水が瞬間状態から継続されることで、炭酸ガス15は水中に溶解して行くことになるものであることから、供試体における全ての間隙は、最終的に水で満たされることになる。   And in the micro area | region of a test body, water cannot permeate | transmit and a space | gap without a water | moisture content generate | occur | produces as shown in the figure. However, since the high-pressure water injection is continued from the instantaneous state, the carbon dioxide gas 15 is dissolved in the water, so that all the gaps in the specimen are finally filled with water. Become.

以上の経緯は、一般的に中途半端な含水状態にある難透水性土質材料は、水で満たされた間隙領域の中に空気相が残留しているためにこれが水と置き換われない状態にあることから、従来方式のように圧力水を注水しても供試体として飽和させることが困難であった問題点を、この試験方法は解決できたことを明らかにしている。   As described above, the poorly water-permeable soil material, which is generally in a half-water-containing state, remains in a state where it cannot be replaced by water because the air phase remains in the gap region filled with water. For this reason, it is clarified that this test method was able to solve the problem that it was difficult to saturate as a specimen even when water was injected as in the conventional method.

即ち、最初に、中途半端な含水状態にある難透水性土質材料を高温乾燥もしくは常温真空乾燥することによって水を全く無い状態に形成し、供試体構成粒子の吸水膨潤状態を一時的に解除させ、しかる後に炭酸ガスを注入することによって空気相を排除し、次いで真空引きすることで難透水性土質材料の間隙中には空気が全くない希薄炭酸ガス状態を形成して、供試体中に水が浸透しない条件を取り除いており、供試体1には、空気の残存する可能性が極めて少なく、仮に残存したとしても、このような超微量である空気14は、供試体1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からである。   That is, first, the water-impermeable soil material that is halfway in the water-containing state is formed into a state in which there is no water by high-temperature drying or vacuum drying at room temperature, and the water absorption swelling state of the specimen constituent particles is temporarily released. Thereafter, carbon dioxide gas is injected to eliminate the air phase, and then evacuation is performed to form a dilute carbon dioxide gas state in which no air is present in the gaps of the hardly water-permeable soil material. The sample 14 has a very low possibility of air remaining, and even if it remains, such an extremely small amount of air 14 flows into the test sample 1. This is because it cannot be an amount that would hinder the trend of the future.

従って、空気層のない難透水性土質材料に圧力水を高圧で注水すると、水は、瞬間的に供試体中に万遍なく行き渡って、粘土粒子の間隙中には水と水蒸気及び微量の炭酸ガスのみが存在することになり、炭酸ガスは、水溶性なので暫時間隙中の水に溶解して体積ゼロになると共に、水蒸気も圧力水に触れる段階で液化して水になることから同様の経過を経るので、この試験方法は、間隙を水で飽和させた難透水性土質材料から成る所望の供試体を作ることができる訳である。   Therefore, when high pressure water is poured into a poorly permeable soil material without an air layer, the water instantly spreads all over the specimen, and water, water vapor, and a small amount of carbonic acid are placed in the gaps between the clay particles. Since only gas exists, carbon dioxide gas is water-soluble, so it dissolves in the water in the gap for a while and becomes zero in volume. Therefore, this test method can produce a desired specimen made of a hardly water-permeable soil material in which the gap is saturated with water.

以上の難透水性土質材料の試験方法は、難透水性土質材の供試体を高温加熱して供試体中の水分を蒸発除去し、次いで設置した試験装置において真空引きすることで供試体中から空気層を縮減させ、しかる後に、高圧水を注入することで供試体中に水を浸透させて供試体を水分飽和させており、供試体の水分飽和を迅速かつ高密度に完了させて、以降における特性試験の円滑な実施を可能にしている。   The test method for the above hardly water-permeable soil material is that the sample of the hardly water-permeable soil material is heated at a high temperature to evaporate and remove the moisture in the sample, and then evacuated in the installed test apparatus. The air layer is reduced, and then water is infiltrated into the specimen by injecting high-pressure water to saturate the specimen, and moisture saturation of the specimen is completed quickly and densely. This makes it possible to conduct characteristic tests smoothly.

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が、上述した試験方法と同様の部分については、理解を容易にするために同一の符号で表現しており、重複する説明についてはこれを省略している。   In the following, an embodiment relating to a test method for a hardly water-permeable soil material according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The same reference numerals are used for the same parts as the test method described above to facilitate understanding. This is not shown for redundant explanations.

図6は、透水試験用の供試体を乾燥する工程を示しており、透水試験用容器に装填した供試体を試験装置に設置する工程(a)と試験装置に設置した状態の供試体を乾燥する工程(b)を示している。   FIG. 6 shows a step of drying a specimen for a water permeability test. The step (a) of installing the specimen loaded in the container for the water permeability test in the test apparatus and the specimen in a state of being installed in the test apparatus are dried. Step (b) is shown.

上記の試験方法では、供試体1を充填した透水試験用容器2の状態で高温乾燥させていたが、本実施の形態では、供試体1を充填した透水試験用容器2の試験装置4に予め設置している。   In the test method described above, high-temperature drying is performed in the state of the water permeability test container 2 filled with the specimen 1, but in the present embodiment, the test apparatus 4 of the water permeability test container 2 filled with the specimen 1 is preliminarily provided. It is installed.

供試体を乾燥する図6(b)の工程では、供試体1を充填した透水試験用容器2を予め設置している試験装置4を乾燥炉3に入れており、例えば、110℃の乾燥炉に24時間以上定置することによって完全乾燥させている。これによって、供試体中に含有されていた水分は全てを放出することで、供試体1の間隙中に残留している水分はゼロになって供試体1はすかすか状態に成っている。
尚、供試体中に含有されている水分を放出させる手段としては、上記のように乾燥炉によって完全乾燥させる他に、試験装置4を真空引きすることで供試体中の水分を真空蒸発させて除去することも可能である。
In the step of FIG. 6B for drying the specimen, the test apparatus 4 in which the water-permeable test container 2 filled with the specimen 1 is installed in advance is placed in the drying furnace 3, for example, a drying furnace at 110 ° C. For 24 hours or more to dry completely. As a result, all the water contained in the specimen is released, so that the water remaining in the gap of the specimen 1 becomes zero and the specimen 1 is in a faint state.
In addition, as a means for releasing moisture contained in the specimen, in addition to completely drying with a drying furnace as described above, the moisture in the specimen is vacuum evaporated by evacuating the test apparatus 4. It is also possible to remove it.

しかして、本実施の形態で乾燥される供試体1は、内部の間隙に若干の水蒸気と微量な水溶性ガスを残存させることですかすか状態に成っているが、充填されている透水試験用容器2を予め試験装置4に設置していることで、乾燥炉3から取り出して次工程の試験段階のために移動させても供試体が崩壊して分散することがない。
又、乾燥炉から取り出す直前に中空パイプ6を閉じるようにすると、供試体には、水蒸気のみが満たされて空気は希薄な状態にすることが出来る。
Thus, the specimen 1 to be dried in the present embodiment is in a faint state in which a slight amount of water vapor and a small amount of water-soluble gas remain in the internal gaps. Since 2 is installed in the test apparatus 4 in advance, the specimen does not collapse and disperse even if it is taken out from the drying furnace 3 and moved for the next test stage.
Further, if the hollow pipe 6 is closed immediately before taking out from the drying furnace, the specimen can be filled with only water vapor and the air can be made lean.

供試体1に対する次いでの処理工程は、上記の試験方法の場合と同様であり、併せて、各工程において変化する供試体の変転状態も同じく推移しているので、その処理工程についてはその説明を省略する。   The subsequent processing steps for the specimen 1 are the same as in the case of the above test method. In addition, the change state of the specimen that changes in each step is also changing. Omitted.

本発明による難透水性土質材料を用いて行う拡散特性、透水特性、透気特性及び力学特性等の各試験方法における以降の各工程は、発明者らが既に提案しているものと同様であるが、上記のように前処理された難透水性土質材料の供試体を用いて行われる試験方法について以下に説明する。   The subsequent steps in each test method such as diffusion characteristics, water permeability characteristics, air permeability characteristics and mechanical characteristics performed using the hardly water-permeable soil material according to the present invention are the same as those already proposed by the inventors. However, the test method performed using the specimen of the hardly water-permeable soil material pretreated as described above will be described below.

図7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。
本発明による難透水性土質材料の試験方法は、乾燥した供試体を充填している透水試験用容器をそのまま試験装置に装着しているので、供試体の飽和に至る工程においても供試体と透水試験用容器との間に空気が浸入することは排除できるものであり、試験精度の向上に貢献している。
FIG. 7 is a schematic diagram showing an embodiment for accurately measuring an extremely small amount of water permeation in a test process in the test method for a hardly water-permeable soil material of the present invention.
In the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention, a water-permeable test container filled with a dry specimen is directly attached to the test apparatus, so that the specimen and the water-permeable material can be used in the process leading to saturation of the specimen. It is possible to eliminate the intrusion of air between the test container and the test container, which contributes to the improvement of test accuracy.

従って、図7に示す実施の形態では、試験装置4における透水試験に用いる容器として供試体1を作成する際に用いた透水試験用容器2をそのまま採用しており、透水試験用容器2を試験装置4の上下蓋板5、5’の間に装着している。   Therefore, in the embodiment shown in FIG. 7, the water permeability test container 2 used when the specimen 1 is prepared as the container used for the water permeability test in the test apparatus 4 is used as it is, and the water permeability test container 2 is tested. The device 4 is mounted between the upper and lower cover plates 5 and 5 ′.

試験装置4の上下蓋板5、5’のそれぞれには、中空パイプ6、6と開閉バルブ7、7及び7’、7’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6、6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8の開閉バルブ9、10と貯水タンク11の開閉バルブ9’、10’を介して連結されている。   A vacuum pump (not shown) is connected to each of the upper and lower cover plates 5, 5 ′ of the test apparatus 4 through hollow pipes 6, 6 and open / close valves 7, 7, 7 ′, 7 ′. The intermediate portions 6 and 6 are connected via the open / close valves 9 and 10 of the water storage tank 8 storing the deaerated water and the open / close valves 9 ′ and 10 ′ of the water storage tank 11 in advance.

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、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することが出来るものである。   As described above, the method for testing a hardly water-permeable soil material according to the present invention is configured so that the time required for the saturation process can be almost zero without requiring a long time as in the prior art, and the water permeability test can be started immediately. It can be done.

本実施の形態における測定の実施は、図7のように、貯水タンク8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8の脱気水を供試体1に注入し、供試体1から排水してくる脱気水を排出側貯水タンク11で受けた後に、貯水タンク11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16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。   As shown in FIG. 7, the measurement in the present embodiment is performed by injecting degassed water from the water storage tank 8 into the specimen 1 by press-fitting a constant water injection pressure control gas into the water tank 8. After the degassed water discharged from the discharge water storage tank 11 is received, the discharged water pushed out from the transparent tube 16 having a small inner diameter of about 2 mm connected to the outlet side of the water storage tank 11, This is done by measuring the moving speed of the meniscus indicated by the discharged water.

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0.0346ml/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。   The amount of water measured in the test is about 0.0346 ml / day as in the above-described calculation example, or about 1/10 of this flow rate, so ultra-trace measurement must also be considered. 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.

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16は、排出側貯水タンク11の出口側でなく、中空パイプ6の開閉バルブ7もしくは試験装置4の上部蓋5に直結することも可能である。   In the test of the hardly permeable soil material, the permeability coefficient is measured by measuring the permeability rate (ml / s) from the movement speed of the meniscus of the discharged water. Can be directly connected to the open / close valve 7 of the hollow pipe 6 or the upper lid 5 of the test apparatus 4 instead of the outlet side of the discharge-side water storage tank 11.

さらに、計測を微小内径チューブ16の先に図示していない貯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、貯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。   Furthermore, the measurement is performed by connecting a water bag (not shown) to the tip of the small inner diameter tube 16 and using a commercially available weighing scale having a resolution of 0.001 g, thereby increasing the weight of the trace water stored in the water bag. It is possible to measure the water permeation rate (ml / s) by measuring once per day.

図8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、本発明に従って構成する、注水圧0.4MPaの条件で50mmФ×20mmHの供試体について、図7の排水側における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。   The graph of FIG. 8 has time (seconds) on the horizontal axis and cumulative water permeability (ml) on the vertical axis, and is a specimen of 50 mmФ × 20 mmH under the condition of a water injection pressure of 0.4 MPa, which is configured according to the present invention. Is a measured value obtained by plotting a value obtained by measuring the water permeation amount from the meniscus movement amount on the drain side in FIG.

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2日目〜7日目の透水量値から算出される透水係数は、4.3E−13m/sであり、17日目〜31日目における長期間の透水係数は、2.0E−13m/sである。   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 hydraulic conductivity calculated from the hydraulic conductivity value of the second day to the seventh day is 4.3E-13 m / s, and the long-term hydraulic conductivity from the 17th day to the 31st day is 2.0E-13 m. / S.

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は、実施の形態のように構成されているので、難透水性土質材の供試体を高温加熱して供試体中の水分を蒸発除去し、次いで、縮減させた供試体中の空気層に高圧水を注入して供試体中に水を浸透させることで供試体を水分飽和させており、供試体の水分飽和を迅速かつ高密度に完了して、以降における特性試験の円滑な実施を可能にできるものである。   As described above, since the test method for hardly permeable soil material according to the present invention is configured as in the embodiment, the specimen of the hardly permeable soil material is heated to a high temperature to evaporate moisture in the specimen. The sample is then saturated with water by injecting high-pressure water into the air layer in the sample that has been removed, and then allowing the sample to penetrate the water, thereby quickly and densely saturating the sample. It is possible to smoothly perform the characteristic test thereafter.

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対して実施する拡散特性、透気特性及び力学特性等の各特性試験にも同様に対処することも出来ることや試験用容器、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。   As described above, the present invention has been described in detail on the basis of the embodiment. However, the test method of the hardly water-permeable soil material according to the present invention is not limited to the above embodiment, and the hardly water-permeable soil material is used. It is possible to deal with each characteristic test such as diffusion characteristic, air permeability characteristic and mechanical characteristic to be carried out in the same way, and concretely regarding test container, water injection system apparatus, discharge system apparatus and measuring instrument etc. It goes without saying that other modifications can be made in various ways without departing from the spirit of the present invention.

本発明は、産業廃棄物あるいは放射性廃棄物の埋設処分に用いられ、吸水膨張性を有する粘土材料を含む透水性の非常に小さいベントナイト系難透水性土質材料について、拡散特性、透水特性、透気特性及び力学特性等の各特性試験の確認を簡素迅速にできる難透水性土質材料の試験方法として適用できる。   The present invention is used for burying and disposing of industrial waste or radioactive waste, and has a very low permeability to bentonite-based hardly permeable soil material including clay material having water absorption and expansion properties. It can be applied as a test method for poorly water-permeable soil materials that can simply and quickly confirm each property test such as properties and mechanical properties.

難透水性土質材料の試験方法において、供試体を透水試験用容器に充填して乾燥する工程を示す実施の形態図Embodiment showing a step of filling a specimen for water permeability test and drying in a test method for hardly water permeable soil material 本発明の難透水性土質材料の試験方法において、透水試験用容器を水の注入系装置、排出系装置及び計測器具を配置する試験装置に設置する工程図In the test method for poorly permeable soil material of the present invention, a process diagram for installing a water permeability test container in a test apparatus in which a water injection system apparatus, a discharge system apparatus and a measuring instrument are arranged. 供試体に水溶性ガスを注入して残存空気を排除し真空抜きすることで希薄微量の水溶性ガスで充満させる工程図Process diagram for filling a specimen with water-soluble gas, removing residual air, and evacuating to fill with a small amount of water-soluble gas 供試体に脱気水を瞬間的に注入して供試体を水飽和状態にする工程図Process diagram for instantaneously injecting deaerated water into the specimen to bring the specimen into water saturation 各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Microscopic simulation diagram showing the state of transformation of the specimen that changes in each process 本発明の難透水性土質材料の試験方法において、供試体の透水試験用容器を試験装置に設置して乾燥する工程を示す実施の形態図In the method for testing a hardly water-permeable soil material of the present invention, an embodiment showing a step of drying by installing a container for water permeability test of a specimen in a test apparatus. 本発明の難透水性土質材料の試験方法で、所定含水比の飽和状態にある供試体を配置する状態を示す概要図The schematic diagram which shows the state which arrange | positions the test body in the saturation state of predetermined moisture content by the test method of the hardly water-permeable soil material of this invention 本発明における難透水性土質材料の試験方法によって得た透水量実測データ図Water permeability actual measurement data obtained by the test method for poorly permeable soil material in the present invention

符号の説明Explanation of symbols

1 供試体、 2 透水試験用容器、 3 乾燥炉、 4 試験装置、 5、5’ 上下蓋板、 6 中空パイプ、 7、7’ 開閉バルブ、 8 貯水タンク、 9、9’、10、10’ 開閉バルブ、 9 透水試験用容器、 11 貯水タンク、 12 粘土粒子、 13 水、 14 空気、 15 炭酸ガス、 16 チューブ。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Specimen, 2 Permeability test container, 3 Drying furnace, 4 Test apparatus, 5, 5 'Upper / lower cover plate, 6 Hollow pipe, 7, 7' Open / close valve, 8 Water storage tank, 9, 9 ', 10, 10' Open / close valve, 9 Permeability test container, 11 Water storage tank, 12 Clay particles, 13 Water, 14 Air, 15 Carbon dioxide gas, 16 Tube.

Claims (5)

試験用容器に装填した難透水性土質材の供試体を試験装置に設置する第1工程、供試体中の水分を蒸発除去する第2工程、第2工程の後に真空引きによって供試体中の空気層を減縮させる第3工程、注入管から高圧水を注入して供試体中に水を浸透させる第4工程、該試験装置に適宜の計測器具を連結した後に所定の特性試験を行う第5工程から構成する難透水性土質材料の試験方法。 The first step in which the specimen of the hardly permeable soil material loaded in the test container is installed in the test apparatus, the second step in which water in the specimen is evaporated and removed , and the air in the specimen by vacuuming after the second step the third step of Genchijimi layer, a fourth step of infiltrating water into specimens by injecting high pressure water from the injection pipe, a fifth step of performing a predetermined characteristic test after connecting an appropriate measurement instrument to the test device Test method for poorly water-permeable soil materials composed of 第2工程が、試験装置を高温乾燥炉に移動させて高温加熱しながら供試体中の水分を蒸発除去す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 second step moves the test apparatus to a high-temperature drying furnace and evaporates and removes moisture in the specimen while heating at a high temperature. 第2工程が、試験装置を真空引きすることで供試体中の水分を真空蒸発す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 in the second step, the moisture in the specimen is vacuum evaporated by evacuating the test apparatus. 工程が、試験装置に注入管から水溶性ガスを注入して、その後に真空引きすることで希薄微量の水溶性ガスのみを残存させることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の難透水性土質材料の試験方法。 Third step, by injecting a water-soluble gas from the injection tube to the test apparatus, then the preceding claims 1, wherein the benzalkonium allowed to remain only soluble gas lean trace by evacuating the The method for testing a hardly water-permeable soil material according to any one of the above. 第3工程の後に、水溶性ガスを充填し、その後に真空引きして供試体中から空気を除去して希薄微量の水溶性ガスのみを残存させる工程をさらに含むことを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一つに記載の難透水性土質材料の試験方法。 After the third step, according to claim 1, filled with a water-soluble gas, wherein the vacuum to from in the specimen further comprises the step of leaving only a water-soluble gas lean traces by removing the air after its The method for testing a hardly water-permeable soil material according to any one of claims 1 to 3 .
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