JP2000214268A - Elastic wave measuring device - Google Patents

Elastic wave measuring device

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JP2000214268A
JP2000214268A JP11016618A JP1661899A JP2000214268A JP 2000214268 A JP2000214268 A JP 2000214268A JP 11016618 A JP11016618 A JP 11016618A JP 1661899 A JP1661899 A JP 1661899A JP 2000214268 A JP2000214268 A JP 2000214268A
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JP
Japan
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elastic wave
oscillator
hole
measuring device
wall surface
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Application number
JP11016618A
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Japanese (ja)
Inventor
Takuya Tani
卓也 谷
Hiromichi Hattori
弘通 服部
Tomoyuki Aoki
智幸 青木
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Taisei Corp
Original Assignee
Taisei Corp
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Publication date
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Publication of JP2000214268A publication Critical patent/JP2000214268A/en
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a small elastic wave measuring device capable of utilizing a boring hole with rough and narrow hole wall surface and exactly measuring elastic wave transmitting in a set section. SOLUTION: The elastic wave measuring device 10 for burying in a hole (boring hole H) and measuring elastic wave is provided with an oscillator and a receiver consisting of pressure sensors (piezoelectric elements 11 and 12) having an oscillation function and a reception function of elastic wave with a specific interval. It also has a hole wall surface fixing means (water packer 14) for fixing the oscillator and the receiver on the wall surface H1 in the hole by directly or indirectly pressing the oscillator or the receiver.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地盤等に形成され
た孔内に挿設して弾性波を測定するための弾性波測定装
置に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an elastic wave measuring device for measuring an elastic wave by being inserted into a hole formed in the ground or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】トンネル等の構造物を構築する際には、
地盤中を伝わる弾性波の速度を用いて対象地盤に関する
性状を把握するために、弾性波速度の測定を行うことが
一般的に行われている。
2. Description of the Related Art When constructing a structure such as a tunnel,
It is common practice to measure the velocity of an elastic wave in order to grasp the properties of the target ground using the velocity of the elastic wave propagating in the ground.

【0003】図4に示すように、従来は、ボーリング孔
H(例えば、トンネルTの坑道壁面から削孔したもの)
外に設置した発振器111から発振した弾性波を、ボー
リング孔H内に設置した受振器112で受振し、その到
達時間等を計測することにより弾性波の測定を行うこと
が一般的であった。しかし、当該方法では、ボーリング
孔H内に設置した一の装置で発振および受振を行う場合
と比較して、発振点から受振点までの距離が長くなり、
弾性波の伝播経路(例えば、図4に示すa〜c)が複雑
になることから、測定精度が低下するという問題点があ
った。
As shown in FIG. 4, conventionally, a boring hole H (for example, a hole drilled from a tunnel wall of a tunnel T) is used.
In general, an elastic wave oscillated from an oscillator 111 installed outside is received by a vibration receiver 112 installed in a borehole H, and its arrival time is measured to measure the elastic wave. However, in this method, the distance from the oscillation point to the vibration receiving point becomes longer as compared with the case where oscillation and vibration are received by one device installed in the borehole H,
Since the propagation path of the elastic wave (for example, a to c shown in FIG. 4) becomes complicated, there is a problem that the measurement accuracy is reduced.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】それに対し、孔内に設
置した一の装置で弾性波の測定を行う場合には、測定用
のボーリング孔を掘削し、当該ボーリング孔内に弾性波
測定装置(以下、「測定装置」という)を設置して測定
を行うことになる。その際、測定時ごとに、ロータリー
削岩機等を用いて孔壁面が滑らかになるように新たに測
定用のボーリング孔を削孔しているが、測定の度ごとに
ボーリングを行うと、時間や手間がかかるためコストが
増大するとともに、工事の進行を遅らせることがあるな
ど問題が多かった。そのため、地盤内の構造物をロック
ボルト等で補強する際に削孔するボーリング孔を利用し
て弾性波測定を行うことが可能であれば、施工に与える
影響を最小限に抑え、低いコストで弾性波速度による地
盤状況の評価ができることになる。
On the other hand, when an elastic wave is measured by one device installed in the hole, a boring hole for measurement is excavated, and an elastic wave measuring device ( Hereinafter, the measurement is performed by installing a “measuring device”. At this time, a new boring hole for measurement was drilled using a rotary rock drill or the like at each measurement so that the hole wall surface became smooth. In addition, there are many problems, such as the increase in cost due to the time and effort required, and the delay in the progress of construction work. Therefore, if it is possible to perform elastic wave measurement using boring holes that are drilled when reinforcing structures in the ground with rock bolts, etc., it is possible to minimize the effect on construction and reduce costs. The evaluation of the ground condition by the elastic wave velocity can be performed.

【0005】しかし、上記ロックボルト用のボーリング
孔は、孔径が最大でも66mmと非常に小さく、また回
転打撃式の油圧掘削機で高速掘削されるため、その孔壁
面が滑らかではないという問題点があった。加えて、従
来技術では、発振器および受振器が機械式のため測定装
置の小型化が難しく、弾性波の発振器と受振器を同じ筐
体に納めた小型の測定装置を製造して、ボーリング孔内
に当該測定装置を設置することは難しかった。
However, the above-mentioned boring holes for rock bolts have a very small hole diameter of 66 mm at the maximum and are excavated at a high speed by a rotary impact hydraulic excavator, so that the wall surface of the hole is not smooth. there were. In addition, in the prior art, it is difficult to miniaturize the measuring device because the oscillator and the geophone are mechanical, and a small measuring device in which the elastic wave oscillator and the geophone are housed in the same housing is manufactured, and the boring hole It was difficult to install the measuring device in the above.

【0006】また、測定装置は、発振器と受振器を一定
長の測定区間だけ離間して設ける必要があるため、長手
方向に長さを有する構造となる。したがって、測定装置
を小型化して上記ロックボルト用のボーリング孔に設置
可能な大きさとしても、凹凸を有する滑らかではない孔
壁面に測定装置を設置するためには、一定長を有する測
定装置を安定的に固定するための固定機構が必要にな
る。
Further, the measuring device has a structure having a length in the longitudinal direction because the oscillator and the geophone must be provided apart from each other by a certain length of the measuring section. Therefore, even if the measuring device is reduced in size to a size that can be installed in the boring hole for the lock bolt, in order to install the measuring device on a non-smooth hole wall surface having irregularities, the measuring device having a certain length must be stable. Therefore, a fixing mechanism for fixing the target is required.

【0007】さらに、測定装置を小型化して正確な測定
を行う場合、発振器から受振器に伝播する弾性波のう
ち、地盤中ではなく測定装置内部を伝播する弾性波の影
響を排除する必要がある。しかし、狭隘なボーリング孔
内に測定装置を設置する必要があるという空間的な制限
から、適切な対応を講じることが難しかった。
[0007] Furthermore, when the measuring device is miniaturized and accurate measurement is performed, it is necessary to eliminate the influence of the elastic wave propagating not inside the ground but inside the measuring device among the elastic waves propagating from the oscillator to the geophone. . However, it was difficult to take appropriate measures due to the spatial restriction that a measuring device had to be installed in a narrow borehole.

【0008】本発明は、上記のそれぞれの問題点を解決
するためになされたものであり、孔壁面が粗く、狭隘な
一のボーリング孔を利用することができるとともに、設
定した区間を伝播する弾性波を正確に測定することので
きる小型の弾性波測定装置を提供することを目的とす
る。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is possible to use a single boring hole having a rough hole wall surface and a narrow boring hole, and an elasticity propagating in a set section. It is an object of the present invention to provide a small elastic wave measuring device capable of accurately measuring a wave.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】要するに、請求項1記載
の弾性波測定装置は、孔内に挿設して弾性波を測定する
ための弾性波測定装置であって、弾性波の発振機能およ
び受振機能を有する圧力センサからなる発振器および受
振器を所定間隔離間して備えるとともに、直接的または
間接的に前記発振器および受振器を押圧することによ
り、前記孔内の孔壁面に前記発振器および受振器を固定
するための孔壁面固定手段を有することを特徴とするも
のである。
In short, an elastic wave measuring apparatus according to claim 1 is an elastic wave measuring apparatus for measuring an elastic wave by being inserted into a hole, and has an elastic wave oscillating function and an elastic wave oscillating function. An oscillator including a pressure sensor having a vibration receiving function and a vibration receiver are provided at predetermined intervals, and the oscillator and the vibration receiver are directly or indirectly pressed on the hole wall surface in the hole by pressing the oscillator and the vibration receiver. It has a hole wall fixing means for fixing the

【0010】ここで、前記圧力センサとして圧電素子、
ストレインセンサ等を用いることができる。特に、圧電
素子は、小型であるにもかかわらず応答性が良好であ
り、少ないエネルギーにより作動させることが可能であ
るため、測定装置を小型化する上で非常に好適である。
また、前記孔壁面固定手段としては、エアパッカー、液
体パッカー等の各種のパッカーを用いることが、測定装
置を簡素化する上で非常に好適である。
Here, a piezoelectric element is used as the pressure sensor,
A strain sensor or the like can be used. In particular, a piezoelectric element has good responsiveness despite its small size and can be operated with a small amount of energy. Therefore, the piezoelectric element is very suitable for miniaturizing a measuring device.
It is very preferable to use various packers such as an air packer and a liquid packer as the hole wall fixing means in order to simplify the measuring device.

【0011】したがって、本発明によれば、圧電素子等
の適切な前記発振器および受振器を用いることにより、
装置の小型化を図ることができる。また、前記孔壁面固
定手段を用いることで、孔壁面の粗いボーリング孔内に
おいても測定装置を安定的に固定することが可能となる
ことから、より正確に弾性波の測定を行うことができ
る。
Therefore, according to the present invention, by using an appropriate oscillator and a geophone, such as a piezoelectric element,
The size of the device can be reduced. Further, by using the hole wall surface fixing means, it becomes possible to stably fix the measuring device even in a boring hole having a rough hole wall surface, so that it is possible to more accurately measure an elastic wave.

【0012】また、請求項2記載の弾性波測定装置は、
請求項1記載の弾性波測定装置において、前記発振器と
受振器は、相互にその役割を変更することが可能である
ことを特徴としている。
Further, the elastic wave measuring device according to claim 2 is
2. The elastic wave measuring apparatus according to claim 1, wherein the oscillator and the geophone can change their roles mutually.

【0013】したがって、本発明によれば、例えば入力
と出力の信号経路を電気的な回路等を用いて切り替える
ことにより、前記発振器と受振器に関し、相互にその役
割を変更することができることとしたため、同一測定区
間において同一測定装置を用いて発振位置と受振位置を
変えた2通りの測定ができることになる。そのため、よ
り正確に弾性波の測定を行うことができる。
Therefore, according to the present invention, the roles of the oscillator and the geophone can be mutually changed by switching the input and output signal paths by using an electric circuit or the like. In the same measurement section, two types of measurements can be performed using the same measuring device while changing the oscillation position and the vibration receiving position. Therefore, it is possible to more accurately measure the elastic wave.

【0014】また、請求項3記載の弾性波測定装置は、
請求項1または請求項2記載の弾性波測定装置におい
て、前記発振器または前記受振器を、振動吸収部材を介
して測定装置本体に取り付けることにより、前記発振器
から前記測定装置本体を介して前記受振器に直接伝わる
弾性波を減衰消滅させることを特徴としている。ここ
で、前記振動吸収部材としては、特に防振ゴムを用いる
ことが好適である。
The elastic wave measuring device according to claim 3 is
3. The elastic wave measuring apparatus according to claim 1, wherein the oscillator or the vibration receiver is attached to a measurement device main body via a vibration absorbing member, so that the vibration receiver is connected to the oscillator via the measurement device main body. The characteristic feature is that the elastic wave transmitted directly to is attenuated and eliminated. Here, it is particularly preferable to use a vibration-proof rubber as the vibration absorbing member.

【0015】したがって、本発明によれば、前記振動吸
収部材を介して測定装置本体に発振器または受振器を取
り付けることにより、振動吸収部材が発振器から発せら
れた弾性波を吸収して、弾性波が測定装置本体内を伝播
して受振器に到達することを防止することができる。こ
れにより、非常に正確に弾性波の測定を行うことができ
る。
Therefore, according to the present invention, by attaching an oscillator or a geophone to the measuring device main body via the vibration absorbing member, the vibration absorbing member absorbs the elastic wave emitted from the oscillator, and the elastic wave is generated. It is possible to prevent the light from propagating in the measurement device main body and reaching the geophone. This makes it possible to measure the elastic wave very accurately.

【0016】[0016]

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態に基づいて詳細に説明する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail based on an embodiment shown in the drawings.

【0017】◎第1実施形態 図1に示すように、本発明の弾性波測定装置10(以
下、「測定装置」という)の主要部は、圧電素子11,
12からなる発振器および受振器と、連結板13と、孔
壁面固定手段である水パッカー14と、振動吸収部材で
ある防振ゴム15および防振ゴムスペーサ16とから形
成されている。発振器および受振器には、弾性波の発振
機能と受振機能を相互に有する圧電素子11,12が用
いられている。両圧電素子11,12は、発振・受振切
り替え回路を内部に有するプリアンプ20を介して制御
装置S(図2)に接続されており、入力と出力の信号経
路を電気的な回路で切り替えることで、発振器と受振器
の役割を変更することが可能となっている。
First Embodiment As shown in FIG. 1, a main part of an elastic wave measuring apparatus 10 (hereinafter, referred to as "measuring apparatus") of the present invention comprises a piezoelectric element 11,
12, a connecting plate 13, a water packer 14 as a hole wall fixing means, and a vibration-proof rubber 15 and a vibration-proof rubber spacer 16 as vibration absorbing members. Piezoelectric elements 11 and 12 having a function of oscillating an elastic wave and a function of receiving a vibration are used for the oscillator and the geophone. The two piezoelectric elements 11 and 12 are connected to a control device S (FIG. 2) via a preamplifier 20 having an oscillation / vibration switching circuit therein, and the input and output signal paths are switched by an electric circuit. It is possible to change the role of the oscillator and the geophone.

【0018】上記圧電素子11,12は、弾性波の測定
区間の区間長離間させた状態で、連結板13の両端部に
防振ゴム15とセンサ台座17を介して固定されてい
る。上記連結板13とセンサ台座17は、その両端部を
ボルト18とナット19により狭持されている。なお、
上記連結板13、防振ゴム15およびセンサ台座17の
所定位置にはボルト孔が穿設されており、上記ボルト1
8は当該ボルト孔に防振ゴムスペーサ16を介して螺嵌
されている。これにより、発振器により発振された弾性
波を、防振ゴム15および防振ゴムスペーサ16が吸収
して、減衰消滅させることができることから、弾性波が
連結板13内を伝播して受振器に到達することを防止す
ることができるようになっている。
The piezoelectric elements 11 and 12 are fixed to both ends of the connecting plate 13 via anti-vibration rubber 15 and a sensor pedestal 17 in a state where the piezoelectric elements 11 and 12 are separated from each other by a section length of an elastic wave measuring section. Both ends of the connection plate 13 and the sensor pedestal 17 are sandwiched between bolts 18 and nuts 19. In addition,
Bolt holes are formed at predetermined positions of the connection plate 13, the vibration isolating rubber 15, and the sensor pedestal 17.
Numeral 8 is screwed into the bolt hole via an anti-vibration rubber spacer 16. Thereby, the elastic wave oscillated by the oscillator can be absorbed by the vibration isolating rubber 15 and the vibration isolating rubber spacer 16 and can be attenuated and eliminated, so that the elastic wave propagates through the connecting plate 13 and reaches the geophone. Can be prevented.

【0019】連結板13における圧電素子11,12の
固定面の背面側には、連結板13を介して2つの圧電素
子11,12を孔壁面H1に押圧するための役割を果た
す水パッカー14がパッカー固定部材25により取り付
けられている。上記パッカー固定部材25は、上部側面
部が保護管22に取着されており、下面部は連結板13
上に固設されている。上記水パッカー14は送排水管2
4に接続されているとともに、その内部に水を貯溜する
ことができるゴム製のチューブ14aから形成されてい
る。また、上記チューブ14aの側面部は保護管22に
被覆されていないため、送水されることにより、外部空
間に向かって膨張することができるようになっている。
したがって、上記水パッカー14は、送水されることに
より、当該チューブ14aが膨張して保護管22の外側
に張り出し、孔壁面H1に当接して当該孔壁面H1から
の反力を得るとともに、連結板13側にも膨張して、当
該反力を連結板13に伝達することになる。そのため、
圧電素子11,12は、連結板13、防振ゴム15およ
びセンサ台座17を介して、孔壁面H1方向に押圧され
ることになり、孔壁面H1に固定されるようになってい
る。
On the back side of the connecting plate 13 on the fixing surface of the piezoelectric elements 11 and 12, a water packer 14 serving to press the two piezoelectric elements 11 and 12 against the hole wall surface H1 via the connecting plate 13 is provided. It is attached by a packer fixing member 25. The packer fixing member 25 has an upper side surface attached to the protective tube 22 and a lower surface connected to the connecting plate 13.
It is fixed on top. The water packer 14 is provided with the water pipe 2
4 and is formed of a rubber tube 14a capable of storing water therein. Further, since the side surface of the tube 14a is not covered with the protective tube 22, it can be expanded toward the external space by being supplied with water.
Therefore, when the water is supplied, the water packer 14 expands the tube 14a so as to protrude outside the protective tube 22, and comes into contact with the hole wall surface H1 to obtain a reaction force from the hole wall surface H1 and the connecting plate. The reaction force is also transmitted to the connecting plate 13 by expanding to the side of the connecting plate 13. for that reason,
The piezoelectric elements 11 and 12 are pressed in the direction of the hole wall surface H1 via the connecting plate 13, the vibration isolating rubber 15, and the sensor pedestal 17, and are fixed to the hole wall surface H1.

【0020】また、上記圧電素子11,12の発振と受
振を切り替えるための役割、および受振した弾性波の電
気的信号を増幅するための役割を果たすプリアンプ20
が、導線23により圧電素子11,12に接続されてい
る。上記圧電素子11,12、連結板13およびプリア
ンプ20は、保護管22の内部に収納されている。ただ
し、上記保護管22の圧電素子11,12の取り付け位
置に対応する部位には孔部が形成されており、上記圧電
素子11,12の下面の一部が当該孔部から突出して、
孔壁面H1に当接することができる構造になっている。
The preamplifier 20 serves to switch between oscillation and reception of the piezoelectric elements 11 and 12 and to amplify an electric signal of the received elastic wave.
Are connected to the piezoelectric elements 11 and 12 by the conducting wire 23. The piezoelectric elements 11 and 12, the connection plate 13 and the preamplifier 20 are housed inside a protection tube 22. However, a hole is formed in a portion of the protective tube 22 corresponding to the mounting position of the piezoelectric elements 11, 12, and a part of the lower surface of the piezoelectric elements 11, 12 protrudes from the hole,
It has a structure capable of contacting the hole wall surface H1.

【0021】さらに、当該測定装置10をボーリング孔
Hに出し入れするためのロッドRが保護管22に設けら
れているとともに、圧電素子11,12及びプリアンプ
20への電力供給、発振および受振の際の電気的信号を
圧電素子11,12と外部で受け渡しするための導線2
3、並びに、水パッカー14に送排水するための送排水
管24を内部に有している管路21が上記ロッドRに付
設している。なお、図2に示すように、上記導線23お
よび送排水管24は、それぞれ制御装置S、送水ポンプ
Pに接続されている。ここで、制御装置Sとは、測定装
置10の操作全体を制御するための装置であり、例え
ば、圧電素子11,12の発振・受振切り替えスイッ
チ、水パッカー14の送排水の制御手段等を備えてい
る。また、上記制御装置Sは、図示しない電力供給手
段、データ入出力装置、データ解析手段等に接続されて
いる。
Further, a rod R for taking the measuring device 10 into and out of the boring hole H is provided in the protective tube 22 and supplies power to the piezoelectric elements 11 and 12 and the preamplifier 20 for oscillation and vibration. Conducting wire 2 for passing electric signals to and from piezoelectric elements 11 and 12 outside
3, and a pipe 21 having a water supply / drainage pipe 24 for water supply / drainage to the water packer 14 is attached to the rod R. In addition, as shown in FIG. 2, the conducting wire 23 and the water supply / drainage pipe 24 are connected to the control device S and the water supply pump P, respectively. Here, the control device S is a device for controlling the entire operation of the measuring device 10, and includes, for example, a switch for oscillating / receiving vibration of the piezoelectric elements 11 and 12, a control unit for sending / draining the water packer 14, and the like. ing. The control device S is connected to a power supply unit (not shown), a data input / output device, a data analysis unit, and the like.

【0022】本発明の第1実施形態の測定装置10は上
記のように構成されており、以下に当該測定装置10に
より、トンネルTの坑道壁面から削孔したボーリング孔
Hを使用して、弾性波を測定する場合の方法について説
明する。
The measuring device 10 according to the first embodiment of the present invention is configured as described above. The measuring device 10 uses the boring hole H drilled from the tunnel wall of the tunnel T to elastically measure the elasticity. A method for measuring a wave will be described.

【0023】まず、図2に示すように、ロッドRを操作
して、掘削されたボーリング孔H内の弾性波を測定する
位置に、測定装置10を挿設する。次に、制御装置Sに
より、送排水管24を介して、水パッカー14に水を注
入する。すると、図1(b)に示すように、水パッカー
14のチューブ14aが膨張して、孔壁面H1に当接す
る。その後、送水を継続して行うと、チューブ14aが
孔壁面H1から受ける反力により連結板13を介して、
圧電素子11,12に下向きの力が付与されるため、圧
電素子11,12が孔壁面H1に当接して、測定装置1
0が孔壁面H1に固定されることになる。
First, as shown in FIG. 2, the rod R is operated to insert the measuring device 10 at a position for measuring an elastic wave in the excavated borehole H. Next, the control device S injects water into the water packer 14 via the water pipe 24. Then, as shown in FIG. 1B, the tube 14a of the water packer 14 expands and comes into contact with the hole wall surface H1. Thereafter, when the water supply is continuously performed, the reaction force received by the tube 14a from the hole wall surface H1 via the connecting plate 13 causes
Since a downward force is applied to the piezoelectric elements 11 and 12, the piezoelectric elements 11 and 12 come into contact with the hole wall surface H1 and the measuring device 1
0 is fixed to the hole wall surface H1.

【0024】続いて、制御装置Sによりプリアンプ20
を操作して、圧電素子11が発振器、圧電素子12が受
振器となるように設定する。そして、発振器(圧電素子
11)から発振された弾性波を、受振器(圧電素子1
2)により受振して、その到達時間および波形等(図2
に示す経路A)を計測することにより第1回目の測定を
行う。その後、制御装置Sにより、プリアンプ20を操
作して、圧電素子12を発振器、圧電素子11を受振器
に変更し、発振器(圧電素子12)から発振された弾性
波を、受振器(圧電素子11)を用いて受振することに
より、第1回目と同様の測定(図2に示す経路B)を行
う。
Subsequently, the control device S controls the preamplifier 20.
Is set so that the piezoelectric element 11 is an oscillator and the piezoelectric element 12 is a vibration receiver. Then, the elastic wave oscillated from the oscillator (piezoelectric element 11) is transmitted to the vibration receiver (piezoelectric element 1).
2), its arrival time, waveform, etc.
The first measurement is performed by measuring the path A) shown in FIG. Thereafter, the control device S operates the preamplifier 20 to change the piezoelectric element 12 to an oscillator and the piezoelectric element 11 to a vibration receiver, and to transmit the elastic wave oscillated from the oscillator (piezoelectric element 12) to the vibration receiver (piezoelectric element 11). ), The same measurement (path B shown in FIG. 2) as in the first measurement is performed.

【0025】測定終了後には、制御装置Sを操作して、
水パッカー14のチューブ14aから排水することによ
り、測定装置10の孔壁面H1からの拘束を解除し、次
の測定位置に測定装置10を移動して、上記作業を繰り
返すことになる。
After the measurement is completed, the controller S is operated to
By draining the water from the tube 14a of the water packer 14, the restraint from the hole wall surface H1 of the measuring device 10 is released, the measuring device 10 is moved to the next measuring position, and the above operation is repeated.

【0026】上記のように、発振器と受振器を相互に切
り替え可能としたことにより、入力と出力の信号経路を
電気的な回路で切り替えることで、同一の測定位置で受
振位置と発振位置を変えた2通りの測定ができることに
なるため、非常に正確に弾性波の測定を行うことができ
る。
As described above, since the oscillator and the geophone can be switched to each other, the input and output signal paths are switched by an electric circuit, so that the oscillation position and the oscillation position can be changed at the same measurement position. Since two types of measurement can be performed, it is possible to measure the elastic wave very accurately.

【0027】また、上記の弾性波の測定において、発振
器から発振された弾性波は、地盤中を通り受振器で測定
されることになる。その際、発振器により発生した弾性
波が連結板13、すなわち、測定装置10本体内を伝播
して受振器に到達することが考えられる。しかし、防振
ゴム15および防振ゴムスペーサ16により、発振され
た弾性波を吸収することができることから、当該問題は
生じないことになり、対象地盤中を通過した弾性波のみ
を測定することができる。
In the above-described measurement of the elastic wave, the elastic wave oscillated from the oscillator passes through the ground and is measured by the geophone. At that time, it is conceivable that the elastic wave generated by the oscillator propagates through the connecting plate 13, that is, the inside of the main body of the measuring apparatus 10, and reaches the geophone. However, since the oscillated elastic wave can be absorbed by the vibration-isolating rubber 15 and the vibration-isolating rubber spacer 16, the problem does not occur. Therefore, only the elastic wave that has passed through the target ground can be measured. it can.

【0028】◎第2実施形態 第2実施形態の測定装置30は、第1実施形態の測定装
置10と比較して、孔壁面固定手段が異なるにすぎな
い。そのため、その説明は、当該孔壁面固定手段に関連
する部分についてのみとするとともに、既に説明した部
材等と同一の役割を果たす部材等に関しては、同一の符
号を付しその説明は省略する。
Second Embodiment The measuring device 30 of the second embodiment differs from the measuring device 10 of the first embodiment only in the hole wall fixing means. Therefore, the description will be made only for the portion related to the hole wall surface fixing means, and the members and the like which have the same role as the members and the like already described will be denoted by the same reference numerals and the description thereof will be omitted.

【0029】本発明の第2実施形態における孔壁面固定
手段についても、水パッカー34を使用する構造となっ
ているが、当該水パッカー34が保護管42の内部に設
けられていることが、第1実施形態の場合とは異なって
いる。図3に示すように、水パッカー34の両端部には
パッカー位置保持用ガイド41が設けられており、当該
水パッカー34は、パッカー位置保持用ガイド41によ
り、保護管42の上部内壁面に固定されている。また、
圧電素子11,12側の連結板13と保護管42との間
には、当該連結板13と保護管42とを離間する方向に
付勢する板バネ45が設けられている。さらに、圧電素
子11,12の両側面部における保護管42の下部内壁
面には、ガイドストッパ46が付設されている。
The hole wall surface fixing means according to the second embodiment of the present invention also has a structure in which the water packer 34 is used, but the water packer 34 is provided inside the protection tube 42. This is different from the case of the first embodiment. As shown in FIG. 3, packer position holding guides 41 are provided at both ends of the water packer 34, and the water packer 34 is fixed to the upper inner wall surface of the protection tube 42 by the packer position holding guides 41. Have been. Also,
A leaf spring 45 is provided between the connection plate 13 and the protection tube 42 on the side of the piezoelectric elements 11 and 12 to urge the connection plate 13 and the protection tube 42 in a direction separating from each other. Further, guide stoppers 46 are provided on the lower inner wall surface of the protection tube 42 on both side surfaces of the piezoelectric elements 11 and 12.

【0030】なお、上記保護管42の圧電素子11,1
2の取り付け位置に対応する部位には孔部が形成されて
おり、上記圧電素子11,12は当該孔部から突出およ
び引込み自在となっている。また、連結板13は保護管
42には固定されておらず、センサ台座17がガイドス
トッパ46に当接する位置にまで、保護管42内部を移
動自在に形成されている。
The piezoelectric elements 11 and 1 of the protective tube 42 are
A hole is formed at a position corresponding to the mounting position of 2, and the piezoelectric elements 11 and 12 can freely protrude and retract from the hole. Further, the connecting plate 13 is not fixed to the protection tube 42, and is formed so as to be movable inside the protection tube 42 to a position where the sensor pedestal 17 contacts the guide stopper 46.

【0031】本発明の第2実施形態の測定装置30は上
記のように構成されており、以下に当該測定装置30
を、ボーリング孔H内の孔壁面H1に固定する方法につ
いて説明する。なお、それ以外の弾性波を測定する方法
については、第1実施形態の場合と同様であるため、そ
の説明は省略する。
The measuring device 30 according to the second embodiment of the present invention is configured as described above.
Is fixed to the hole wall surface H1 in the boring hole H. The other method of measuring the elastic wave is the same as that of the first embodiment, and the description is omitted.

【0032】まず、制御装置を操作して、送排水管24
を介して、水パッカー34に水を注入する。すると、図
3(b)に示すように、水パッカー34のチューブ34
aが保護管42の内部で膨張する。当該膨張したチュー
ブ34aは、保護管42の管壁から反力を受けて連結板
13を押圧する。ここで、圧電素子11,12は、連結
板13に取り付けられているため、連結板13が下向き
の力で押圧されることにより、圧電素子11,12は保
護管42の外部に突出し、孔壁面H1に当接する。した
がって、水パッカー34に継続して水を注入すると、最
終的には、測定装置30は、圧電素子11,12の下部
当接面および、保護管42の上面部で孔壁面H1と当接
することになるため、安定的に固定されることになる。
First, by operating the control device, the water supply / drainage pipe 24 is operated.
, Water is injected into the water packer 34. Then, as shown in FIG. 3B, the tube 34 of the water packer 34
a expands inside the protection tube 42. The expanded tube 34 a receives a reaction force from the tube wall of the protection tube 42 and presses the connecting plate 13. Here, since the piezoelectric elements 11 and 12 are attached to the connecting plate 13, when the connecting plate 13 is pressed by a downward force, the piezoelectric elements 11 and 12 protrude to the outside of the protective tube 42, and the hole wall surface is formed. Contact H1. Therefore, when water is continuously injected into the water packer 34, the measuring device 30 will eventually contact the lower contact surfaces of the piezoelectric elements 11 and 12 and the hole wall surface H1 at the upper surface of the protective tube 42. Therefore, it is fixed stably.

【0033】さらに、測定終了後には、制御装置Sを操
作することにより、送排水管24を介して、水パッカー
34のチューブ34aから排水する。すると、保護管4
2の管壁からの反力がなくなり、板バネ45が保護管4
2を、連結板34と保護管42が離間する方向に付勢す
ることになるため、圧電素子11,12が保護管42内
部に引き込まれ、孔壁面H1からの拘束が解除されるこ
とになる。
Further, after the measurement is completed, the controller S is operated to drain the water from the tube 34a of the water packer 34 through the water supply / drain pipe 24. Then, protection tube 4
The reaction force from the tube wall of No. 2 is eliminated, and the leaf spring 45
2 is urged in the direction in which the connecting plate 34 and the protective tube 42 are separated from each other, so that the piezoelectric elements 11 and 12 are drawn into the protective tube 42, and the restriction from the hole wall surface H1 is released. .

【0034】上記、第2実施形態の測定装置30は、装
置全体が保護管42で被覆されているため、第1実施形
態と比較して、装置の挿入および引出し時において、破
損等が生じることが少ないといった利点がある。
Since the measuring device 30 of the second embodiment is entirely covered with the protective tube 42, damage and the like may occur when the device is inserted and withdrawn when compared with the first embodiment. There is an advantage that there is little.

【0035】以上、本発明について、好適な実施形態の
一例を説明した。しかし、本発明は、上記測定装置1
0,30に限られず、上記の各構成要素については、本
発明の趣旨を逸脱しない範囲で、適宜設計変更が可能で
ある。
As described above, an example of a preferred embodiment of the present invention has been described. However, the present invention relates to the measuring device 1 described above.
The design of each of the above components is not limited to 0 and 30, and design changes can be made as appropriate without departing from the spirit of the present invention.

【0036】特に、孔壁面固定手段は、直接的または間
接的に発振器および受振器を押圧することにより孔壁面
に当該発振器および受振器を固定するための手段であ
り、上記水パッカーに限定されることはない。したがっ
て、複数の油圧ジャッキ等により孔壁面や保護管から反
力を得て、孔壁面に当該発振器および受振器を固定する
もの等であってもよいことは言うまでもない。
In particular, the hole wall surface fixing means is a means for directly or indirectly pressing the oscillator and the vibration receiver to fix the oscillator and the vibration receiver to the hole wall surface, and is limited to the water packer. Never. Therefore, it is needless to say that the oscillator and the geophone may be fixed to the hole wall surface by obtaining a reaction force from the hole wall surface or the protection tube by a plurality of hydraulic jacks or the like.

【0037】[0037]

【発明の効果】上記のように、本発明の弾性波測定装置
は小型化することができるため、非常に軽量であり、人
力のみで弾性波測定作業を行うことが可能となることか
ら、短時間でその作業を行うことができる。また、弾性
波測定作業は、孔壁面が滑らかではないボーリング孔を
使用して行うことができ、新たに測定用のボーリングを
必要としないため測定に要する費用を抑えることができ
る。さらに、孔内における任意区間で弾性波の測定が可
能であることから、対象地盤の性状を簡便にかつ精度よ
く把握することが可能になる。
As described above, since the elastic wave measuring apparatus of the present invention can be reduced in size, it is very lightweight, and the elastic wave measuring operation can be performed only by human power. You can do that in time. Further, the elastic wave measurement operation can be performed using a boring hole whose hole wall surface is not smooth, and a new boring for measurement is not required, so that the cost required for measurement can be reduced. Further, since the elastic wave can be measured in an arbitrary section in the hole, it is possible to easily and accurately grasp the properties of the target ground.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の弾性波測定装置の第1実施形態におけ
る側断面図であり、(a)は弾性波測定装置のボーリン
グ孔内への挿入、引出し時を示しており、(b)は弾性
波測定装置の固定時を示している。
FIG. 1 is a side sectional view of a first embodiment of an elastic wave measuring apparatus according to the present invention, wherein FIG. 1 (a) shows insertion and withdrawal of an elastic wave measuring apparatus into a boring hole, and FIG. This shows a state where the elastic wave measuring device is fixed.

【図2】本発明の弾性波測定装置を用いて弾性波の測定
を行う場合の概念図である。
FIG. 2 is a conceptual diagram in a case where an elastic wave is measured using the elastic wave measuring device of the present invention.

【図3】本発明の弾性波測定装置の第2実施形態におけ
る側断面図であり、(a)は弾性波測定装置のボーリン
グ孔内への挿入、引出し時を示しており、(b)は弾性
波測定装置の固定時を示している。
FIG. 3 is a side sectional view of a second embodiment of the elastic wave measuring device according to the present invention, in which (a) shows insertion and extraction of the elastic wave measuring device into a boring hole, and (b) shows This shows a state where the elastic wave measuring device is fixed.

【図4】従来の弾性波の測定を行う場合の概念図であ
る。
FIG. 4 is a conceptual diagram in a case where a conventional elastic wave is measured.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

T トンネル H ボーリング孔 H1 孔壁面 R ロッド S 制御装置 10,30 弾性波測定装置 11,12 圧電素子 13 連結板 14,34 水パッカー 14a,34a チューブ 15 防振ゴム 16 防振ゴムスペーサ 20 プリアンプ 22,42 保護管 41 パッカー位置保持用ガイド 45 板バネ 46 ガイドストッパ T Tunnel H Boring hole H1 Hole wall surface R Rod S Controller 10,30 Elastic wave measuring device 11,12 Piezoelectric element 13 Connecting plate 14,34 Water packer 14a, 34a Tube 15 Anti-vibration rubber 16 Anti-vibration rubber spacer 20 Preamplifier 22, 42 Protection tube 41 Packer position holding guide 45 Leaf spring 46 Guide stopper

フロントページの続き (72)発明者 青木 智幸 東京都新宿区西新宿一丁目25番1号 大成 建設株式会社内 Fターム(参考) 2D043 AB08 BA10 Continuation of front page (72) Inventor Tomoyuki Aoki 1-25-1, Nishishinjuku, Shinjuku-ku, Tokyo F-term (reference) in Taisei Corporation 2D043 AB08 BA10

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 孔内に挿設して弾性波を測定するための
弾性波測定装置であって、 弾性波の発振機能および受振機能を有する圧力センサか
らなる発振器および受振器を所定間隔離間して備えると
ともに、 直接的または間接的に前記発振器および受振器を押圧す
ることにより、前記孔内の孔壁面に前記発振器および受
振器を固定するための孔壁面固定手段を有することを特
徴とする弾性波測定装置。
1. An elastic wave measuring device for measuring an elastic wave by being inserted into a hole, wherein an oscillator and a geophone comprising a pressure sensor having an elastic wave oscillating function and a vibration receiving function are separated by a predetermined distance. Elastic means, which has hole wall fixing means for directly or indirectly pressing the oscillator and the geophone on the wall of the hole to fix the oscillator and the geophone on the hole. Wave measuring device.
【請求項2】 前記発振器と受振器は、相互にその役割
を変更することが可能であることを特徴とする請求項1
記載の弾性波測定装置。
2. The apparatus according to claim 1, wherein said oscillator and said geophone can change their roles mutually.
An elastic wave measuring apparatus as described in the above.
【請求項3】 前記発振器または前記受振器を、振動吸
収部材を介して測定装置本体に取り付けることにより、
前記発振器から前記測定装置本体を介して前記受振器に
直接伝わる弾性波を減衰消滅させることを特徴とする請
求項1または請求項2記載の弾性波測定装置。
3. By attaching the oscillator or the geophone to a measuring device main body via a vibration absorbing member,
3. The elastic wave measuring apparatus according to claim 1, wherein the elastic wave transmitted directly from the oscillator to the vibration receiver via the measuring apparatus main body is attenuated and eliminated.
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