JP2001249036A - 地盤の側方流動測定装置 - Google Patents
地盤の側方流動測定装置Info
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- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】サーボ型計器利用の地盤側方流動変位の測定装
置を提供する。 【解決手段】所定位置の垂直線Ｈに沿い、地盤の変位計
測対象土層３の頂部２及び底部４に電気出力式速度計51
及び52をそれぞれ設ける。頂部２と底部４における速度
計51、52の出力V1、V2の差の積分により、変位計測対象
土層３の頂部２の変位Ｙ（動的変位）を動的変位算出回
路13によって算出する。好ましくは、所定位置の垂直線
Ｈに沿って変位計測対象土層３の深さ方向に平行な複数
の階層に電気出力式傾斜計61、62、63をそれぞれ設け、
各階層傾斜計61、62、63の検出角度θ1、θ2、θ3の正
接（tanθ1、tanθ2、tanθ3）と当該階層の垂直方向厚
さα1、α2、α3との積を算出する乗算器17、及び全て
の階層の前記積を対象土層３の底部側から順次加算して
対象土層３内の側方変位の分布を算出する加算回路18を
有する静的変位算出回路14により、地表面の側方流動値
を算出する。
置を提供する。 【解決手段】所定位置の垂直線Ｈに沿い、地盤の変位計
測対象土層３の頂部２及び底部４に電気出力式速度計51
及び52をそれぞれ設ける。頂部２と底部４における速度
計51、52の出力V1、V2の差の積分により、変位計測対象
土層３の頂部２の変位Ｙ（動的変位）を動的変位算出回
路13によって算出する。好ましくは、所定位置の垂直線
Ｈに沿って変位計測対象土層３の深さ方向に平行な複数
の階層に電気出力式傾斜計61、62、63をそれぞれ設け、
各階層傾斜計61、62、63の検出角度θ1、θ2、θ3の正
接（tanθ1、tanθ2、tanθ3）と当該階層の垂直方向厚
さα1、α2、α3との積を算出する乗算器17、及び全て
の階層の前記積を対象土層３の底部側から順次加算して
対象土層３内の側方変位の分布を算出する加算回路18を
有する静的変位算出回路14により、地表面の側方流動値
を算出する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は地盤の側方流動測
定装置に関し、とくに地震時の液状化現象や地すべり等
による地表面の変位を測定する地盤の側方流動測定装置
に関する。
定装置に関し、とくに地震時の液状化現象や地すべり等
による地表面の変位を測定する地盤の側方流動測定装置
に関する。
【０００２】
【従来の技術】軟弱地盤及びその近傍の地盤表面には、
大地震の時に液状化現象が生じる層（以下、可液状化層
という。）があり、地震発生時に液状化した層の地表面
が大きく側方に流動して変位（以下、側方流動変位とい
う。）する。
大地震の時に液状化現象が生じる層（以下、可液状化層
という。）があり、地震発生時に液状化した層の地表面
が大きく側方に流動して変位（以下、側方流動変位とい
う。）する。
【０００３】従来、側方流動変位の値は、適切な計測装
置がないため、地震発生前後の航空写真からおおよその
大きさを推定するに過ぎなかった。また液状化現象の発
生を間隙水検出器で検知し、その検出に応じて側方流動
変位を計測することが試みられているが、間隙水検出器
は目詰まりを生じ易く、正確な検出や計測は困難であっ
た。
置がないため、地震発生前後の航空写真からおおよその
大きさを推定するに過ぎなかった。また液状化現象の発
生を間隙水検出器で検知し、その検出に応じて側方流動
変位を計測することが試みられているが、間隙水検出器
は目詰まりを生じ易く、正確な検出や計測は困難であっ
た。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】他方、大地震時に、湾
岸・河川近傍では大きな側方流動が発生することが分か
っており、側方流動による構造物の被害を分析するた
め、正確な側方流動変位の値を把握するための測定装置
の開発が求められている。
岸・河川近傍では大きな側方流動が発生することが分か
っており、側方流動による構造物の被害を分析するた
め、正確な側方流動変位の値を把握するための測定装置
の開発が求められている。
【０００５】図２を参照するに、本発明者等は、地表面
の側方流動変位を測定する原理として、サーボ型振動計
及びサーボ型傾斜計を利用する次の３通りの方法を検討
した。ここに「サ−ボ型」とは、機械的物理量を精密に
測定する目的で、測定値を自動平衡の原理により電気信
号として出力する型式をいう。 ａ）加速度計８の測定値信号（Acc）を２回積分する。 ｂ）速度計５の測定値信号（Vel）を１回積分する。 ｃ）傾斜計６の測定値信号（θ）から求める。
の側方流動変位を測定する原理として、サーボ型振動計
及びサーボ型傾斜計を利用する次の３通りの方法を検討
した。ここに「サ−ボ型」とは、機械的物理量を精密に
測定する目的で、測定値を自動平衡の原理により電気信
号として出力する型式をいう。 ａ）加速度計８の測定値信号（Acc）を２回積分する。 ｂ）速度計５の測定値信号（Vel）を１回積分する。 ｃ）傾斜計６の測定値信号（θ）から求める。
【０００６】図７はサーボ型傾斜計の原理的構成の一例
を示す。図７では、ケースが角度θだけ傾斜すると、振
子の重りが地球の引力Ftにより変位ｘだけ動く。この
時、駆動コイルにより振子には反対方向の力Fsが働き、
変位ｘが零となるよう制御される（サーボ機構）。ここ
で下記式(1)〜(2)の関係が成立する。式(1)において、
Ｍは振子の重りの質量、ｇは重力加速度、Ftは重りに変
位方向に働く力であってこの場合は重力の重り変位方向
成分を表す。また式(2)において、ｉはコイルの電流、F
sはコイル電流が重りに及ぼす力、Ｇは磁石とコイルに
より決定される定数を表す。重力の重り変位方向成分と
コイルの電流による力とが平衡してｘ＝0となった時
は、Ft＝Fsとなるので、下記式(3)〜(5)が成立する。よ
って、電流ｉを測定すれば、電流ｉの測定値から傾斜角
θが求まる。
を示す。図７では、ケースが角度θだけ傾斜すると、振
子の重りが地球の引力Ftにより変位ｘだけ動く。この
時、駆動コイルにより振子には反対方向の力Fsが働き、
変位ｘが零となるよう制御される（サーボ機構）。ここ
で下記式(1)〜(2)の関係が成立する。式(1)において、
Ｍは振子の重りの質量、ｇは重力加速度、Ftは重りに変
位方向に働く力であってこの場合は重力の重り変位方向
成分を表す。また式(2)において、ｉはコイルの電流、F
sはコイル電流が重りに及ぼす力、Ｇは磁石とコイルに
より決定される定数を表す。重力の重り変位方向成分と
コイルの電流による力とが平衡してｘ＝0となった時
は、Ft＝Fsとなるので、下記式(3)〜(5)が成立する。よ
って、電流ｉを測定すれば、電流ｉの測定値から傾斜角
θが求まる。
【０００７】図８はサーボ型速度計の原理的構成の一例
を示す。この場合は、振子の重りＭに働く力は、ケース
の傾斜によってではなく、式(6)に示すように慣性力に
より生じる。また、駆動コイルに流れる電流ｉは、式
(7)に示すように、静電容量Ｃの電荷の変化率、即ち端
子電圧Evの変化率に比例した量として与えられる。サー
ボ型機構により、電流ｉが重りに及ぼす力Fsが重りの慣
性力Ftに等しく、即ちFt＝Fsとなって振子がバランスし
た時に次の式(8)の関係が成立し、従って式(9)及び(10)
が成立する。式(9)及び(10)において、∫α・dtは加速
度を積分した値で速度を表すことになる。即ち、Evは速
度に比例した信号となる。
を示す。この場合は、振子の重りＭに働く力は、ケース
の傾斜によってではなく、式(6)に示すように慣性力に
より生じる。また、駆動コイルに流れる電流ｉは、式
(7)に示すように、静電容量Ｃの電荷の変化率、即ち端
子電圧Evの変化率に比例した量として与えられる。サー
ボ型機構により、電流ｉが重りに及ぼす力Fsが重りの慣
性力Ftに等しく、即ちFt＝Fsとなって振子がバランスし
た時に次の式(8)の関係が成立し、従って式(9)及び(10)
が成立する。式(9)及び(10)において、∫α・dtは加速
度を積分した値で速度を表すことになる。即ち、Evは速
度に比例した信号となる。
【０００８】
【数１】 Ft＝M×g×Sinθ …………………………………………………………(1) Fs＝G×i ……………………………………………………………………(2) M×ｇ×Sinθ＝G×i ………………………………………………………(3) Sinθ＝｛G／（M×g）｝×ｉ ……………………………………………(4) θ＝Sin-1〔{G／（M×g）}×ｉ〕 ………………………………………(5) Ft＝M×α（αは加速度） ………………………………………………(6) i＝k×（dEv／dt）（kは定数） …………………………………………(7) M×α＝G×ｉ＝G×k×（dEv／dt） ……………………………………(8) Ev＝｛M／（G×C×R）｝∫α・dt ………………………………………(9) ∫α・dt＝Ev(G×C×R)／M ……………………………………………(10)
【０００９】前記３通りの地表面の側方流動変位の前記
測定方法ａ、ｂ及びｃは、それぞれ次の問題点を有す
る。 ａ）の方法は、ゆっくりとした変位（長周期変位）では
加速度の値（Acc）が極めて小さくなり、実用的な精度
が得られない。 ｂ）の方法は、必要な精度が得られるが、速度計は原理
的に静的なもの、例えば極めて遅い地震振動に対する感
度が低い。また、速度計のみでは、地震振動終結後の最
終的変位を正確に計測することはできない。 ｃ）の方法は、地盤の深さ方向の厚さαを確定しない限
り変位を算出できず、傾斜計の出力θのみで変位を求め
ることはできない。また傾斜計の使用については、動的
に変化する現象に対して生じる誤差の問題を解決する必
要がある。
測定方法ａ、ｂ及びｃは、それぞれ次の問題点を有す
る。 ａ）の方法は、ゆっくりとした変位（長周期変位）では
加速度の値（Acc）が極めて小さくなり、実用的な精度
が得られない。 ｂ）の方法は、必要な精度が得られるが、速度計は原理
的に静的なもの、例えば極めて遅い地震振動に対する感
度が低い。また、速度計のみでは、地震振動終結後の最
終的変位を正確に計測することはできない。 ｃ）の方法は、地盤の深さ方向の厚さαを確定しない限
り変位を算出できず、傾斜計の出力θのみで変位を求め
ることはできない。また傾斜計の使用については、動的
に変化する現象に対して生じる誤差の問題を解決する必
要がある。
【００１０】本発明者等は、サーボ型振動計及びサーボ
型傾斜計による側方流動測定装置における上記問題点の
解決に鋭意努力し、研究を重ねた結果、実用性のある地
盤の側方流動測定装置の開発に成功した。
型傾斜計による側方流動測定装置における上記問題点の
解決に鋭意努力し、研究を重ねた結果、実用性のある地
盤の側方流動測定装置の開発に成功した。
【００１１】従って、本発明の目的は、電気出力式計器
利用の地盤の側方流動変位の測定装置を提供するにあ
る。
利用の地盤の側方流動変位の測定装置を提供するにあ
る。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
め、本発明者は、地盤の液状化現象や地すべり等が地表
から一定深さに限って発生することに注目した。即ち、
地表からの深さが一定値以上、例えば10ｍ以上の地下で
は液状化現象や地すべり等が発生せず、地盤の側方流動
が生じないとされている。
め、本発明者は、地盤の液状化現象や地すべり等が地表
から一定深さに限って発生することに注目した。即ち、
地表からの深さが一定値以上、例えば10ｍ以上の地下で
は液状化現象や地すべり等が発生せず、地盤の側方流動
が生じないとされている。
【００１３】このことは、地盤の液状化現象や地すべり
等を起こす可流動化層（以下、変位計測対象土層という
ことがある。）に一定の厚さ、例えば厚さ10ｍがあり、
地表に至る可流動化層の頂部と実質上側方流動が生じな
い可流動化層の底部とを想定できることを意味する。こ
の底部とは、可流動化層の最下部であって、地震や地す
べり時に側方流動が生じないとされている深い地盤に接
し実質上側方流動を生じないとみなされる部分であると
想定する。
等を起こす可流動化層（以下、変位計測対象土層という
ことがある。）に一定の厚さ、例えば厚さ10ｍがあり、
地表に至る可流動化層の頂部と実質上側方流動が生じな
い可流動化層の底部とを想定できることを意味する。こ
の底部とは、可流動化層の最下部であって、地震や地す
べり時に側方流動が生じないとされている深い地盤に接
し実質上側方流動を生じないとみなされる部分であると
想定する。
【００１４】複数のサーボ型計器を用い、その中の一計
器を前記変位計測対象土層の底部に設置し、他の計器を
該対象土層の厚さの中間部分又は頂部に設置し、前記底
部の一計器の出力に対する他の計器出力の相対値を連続
的に監視すれば、側方流動前の位置と側方流動後の位置
との間の側方流動変位を算出できる。本発明は、この原
理に基づくものである。ただし、前記計器は測定値を電
気的量として出力できるものであれば足り、サーボ型計
器に限定されず同様な機能をもつ電気出力式計器とする
ことができる。
器を前記変位計測対象土層の底部に設置し、他の計器を
該対象土層の厚さの中間部分又は頂部に設置し、前記底
部の一計器の出力に対する他の計器出力の相対値を連続
的に監視すれば、側方流動前の位置と側方流動後の位置
との間の側方流動変位を算出できる。本発明は、この原
理に基づくものである。ただし、前記計器は測定値を電
気的量として出力できるものであれば足り、サーボ型計
器に限定されず同様な機能をもつ電気出力式計器とする
ことができる。
【００１５】地震時や地すべり時に、前記底部の一計器
の出力が零であることを確認できれば、前記原理が維持
される。前記底部の一計器の出力が零でない場合にも、
前記底部の一計器の出力に対する他の計器出力の相対値
を得ることができる。
の出力が零であることを確認できれば、前記原理が維持
される。前記底部の一計器の出力が零でない場合にも、
前記底部の一計器の出力に対する他の計器出力の相対値
を得ることができる。
【００１６】図１を参照するに、本発明による地盤の側
方流動測定装置１は、所定位置の垂直線Ｈに沿い地盤の
変位計測対象土層３の頂部２及び底部４にそれぞれ設け
た電気出力式速度計51、52、及び前記頂部２と対象土層
底部４における速度計51、52の出力V1、V2の差の積分に
より対象土層３の頂部、即ち地盤の頂部２の変位Ｙ（動
的変位）を算出する動的変位算出回路13（図３参照）を
備えてなるものである。
方流動測定装置１は、所定位置の垂直線Ｈに沿い地盤の
変位計測対象土層３の頂部２及び底部４にそれぞれ設け
た電気出力式速度計51、52、及び前記頂部２と対象土層
底部４における速度計51、52の出力V1、V2の差の積分に
より対象土層３の頂部、即ち地盤の頂部２の変位Ｙ（動
的変位）を算出する動的変位算出回路13（図３参照）を
備えてなるものである。
【００１７】本発明の好ましい実施例では、前記側方流
動測定装置１へ付加的に、前記所定位置の垂直線Ｈに沿
い変位計測対象土層３の地盤表面に平行な複数の階層に
それぞれに設けた電気出力式傾斜計61、62、63、並びに
各階層傾斜計61、62、63の検出角度θ1、θ2、θ3の正
接（tanθ1、tanθ2、tanθ3）と当該階層の垂直方向厚
さα1、α2、α3との積を算出する乗算器17及び全ての
階層の前記積を対象土層３の底部側から順次加算して対
象土層３内の側方変位の分布を算出する加算回路18を有
する静的変位算出回路14（図３参照）を設ける。
動測定装置１へ付加的に、前記所定位置の垂直線Ｈに沿
い変位計測対象土層３の地盤表面に平行な複数の階層に
それぞれに設けた電気出力式傾斜計61、62、63、並びに
各階層傾斜計61、62、63の検出角度θ1、θ2、θ3の正
接（tanθ1、tanθ2、tanθ3）と当該階層の垂直方向厚
さα1、α2、α3との積を算出する乗算器17及び全ての
階層の前記積を対象土層３の底部側から順次加算して対
象土層３内の側方変位の分布を算出する加算回路18を有
する静的変位算出回路14（図３参照）を設ける。
【００１８】更に好ましくは、図３に示すように、動的
変位算出回路13と静的変位算出回路14の出力に対する周
波数分析回路19、及び該周波数分析回路19の出力に基づ
いて両変位算出回路13、14の合成出力を周波数別に算出
する合成回路20を設ける。
変位算出回路13と静的変位算出回路14の出力に対する周
波数分析回路19、及び該周波数分析回路19の出力に基づ
いて両変位算出回路13、14の合成出力を周波数別に算出
する合成回路20を設ける。
【００１９】
【発明の実施の形態】図１及び３を参照して、本発明に
よる地盤の側方流動測定装置の一実施例について、その
作用を説明する。電気出力式速度計51、52の出力V
1(t)、V2(t)は何れも変位Ｙの微係数(dY/dt)を検出して
出力するので、次の(11)式及び(12)式が成立する。また
動的変位算出回路13の差分回路10が（V1(t)−V2(t)）を
与えるので、動的変位算出回路13の積分回路11の出力Yd
は下記(13)式で与えられる。(11)〜(13)式において、Y1
は頂部速度計51の変位を表し、Y2は底部速度計52の変位
を表す。
よる地盤の側方流動測定装置の一実施例について、その
作用を説明する。電気出力式速度計51、52の出力V
1(t)、V2(t)は何れも変位Ｙの微係数(dY/dt)を検出して
出力するので、次の(11)式及び(12)式が成立する。また
動的変位算出回路13の差分回路10が（V1(t)−V2(t)）を
与えるので、動的変位算出回路13の積分回路11の出力Yd
は下記(13)式で与えられる。(11)〜(13)式において、Y1
は頂部速度計51の変位を表し、Y2は底部速度計52の変位
を表す。
【００２０】
【数２】 V1(t)＝dY1/dt ………………………………………………(11) V2(t)＝dY2/dt ………………………………………………(12) Yd＝∫(V1(t)−V2(t)）dt ＝∫｛dY1/dt−dY2/dt｝dt＝Y1−Y2 …………………(13)
【００２１】図１において、底部速度計52が変位計測対
象土層３の頂部２、即ち地盤の表面から対象土層３の厚
さ以上の十分深い位置に設置されていれば、地震時に地
盤の液状化現象が発生し又は地すべり等により変位計測
対象土層３に側方流動変位が生じても、底部速度計52は
移動することなく変位を生じず、底部速度計52の変位Y2
は零に保たれる。図６は、変位計測対象土層３の下方に
地盤の不動層Ｕが想定できる場合を例示する。
象土層３の頂部２、即ち地盤の表面から対象土層３の厚
さ以上の十分深い位置に設置されていれば、地震時に地
盤の液状化現象が発生し又は地すべり等により変位計測
対象土層３に側方流動変位が生じても、底部速度計52は
移動することなく変位を生じず、底部速度計52の変位Y2
は零に保たれる。図６は、変位計測対象土層３の下方に
地盤の不動層Ｕが想定できる場合を例示する。
【００２２】従って、積分回路11の出力Ydは、地盤所定
位置の垂直線Ｈの位置として表される所定位置に対する
頂部速度計51の変位Y1に等しくなり、地盤液状化や地す
べり発生前の所定位置に対する地盤の側方流動変位を表
す。
位置の垂直線Ｈの位置として表される所定位置に対する
頂部速度計51の変位Y1に等しくなり、地盤液状化や地す
べり発生前の所定位置に対する地盤の側方流動変位を表
す。
【００２３】よって、本発明の目的である「電気出力式
計器利用の地盤の側方流動変位の測定装置」の提供が達
成される。
計器利用の地盤の側方流動変位の測定装置」の提供が達
成される。
【００２４】
【実施例】頂部速度計51は、運動中に動的出力を発生す
るが、図１に点線で示す変位後の位置で停止した後は、
その停止位置を示すような静的出力は発生しない。即
ち、速度計利用の地盤側方流動変位Ydは、変位を演算処
理の出力としてのみ与え、頂部速度計51及び底部速度計
52の出力として直接的に与えるものではない。
るが、図１に点線で示す変位後の位置で停止した後は、
その停止位置を示すような静的出力は発生しない。即
ち、速度計利用の地盤側方流動変位Ydは、変位を演算処
理の出力としてのみ与え、頂部速度計51及び底部速度計
52の出力として直接的に与えるものではない。
【００２５】以上の説明において、変位計測対象土層３
の底部４の速度計52の位置が動かずその出力が零である
としたが、底部４の速度計52が移動する場合には、積分
回路11の出力Ydは、底部速度計52の変位に対する頂部速
度計51の相対的変位を示すのみで、地盤所定位置に対す
る頂部速度計51の変位を示すことはできない。
の底部４の速度計52の位置が動かずその出力が零である
としたが、底部４の速度計52が移動する場合には、積分
回路11の出力Ydは、底部速度計52の変位に対する頂部速
度計51の相対的変位を示すのみで、地盤所定位置に対す
る頂部速度計51の変位を示すことはできない。
【００２６】電気出力式速度計51、52は、変位の変化が
遅く長周期の変化である時は出力が小さくなり、測定精
度が低下する。他方、図１の電気出力式傾斜計６は長周
期の変位変化の測定を可能にする。
遅く長周期の変化である時は出力が小さくなり、測定精
度が低下する。他方、図１の電気出力式傾斜計６は長周
期の変位変化の測定を可能にする。
【００２７】図１及び３の実施例において、傾斜計の原
理を利用する場合には、変位計測対象土層３に厚さ
α1、α2、α3の階層を想定する。ただし、階層の数は
この例に限定されない。各階層の厚さ方向中間部位にそ
れぞれ電気出力式傾斜計61、62、63を前記所定位置の垂
直線Ｈに沿って設置する。地震発生時や地すべり時にお
けるそれらの傾斜計61、62、63の出力が角度θ1(t)、θ
2(t)、θ3(t)であったとすると、地表面の側方流動値Ys
は次の(14)式で与えられる。
理を利用する場合には、変位計測対象土層３に厚さ
α1、α2、α3の階層を想定する。ただし、階層の数は
この例に限定されない。各階層の厚さ方向中間部位にそ
れぞれ電気出力式傾斜計61、62、63を前記所定位置の垂
直線Ｈに沿って設置する。地震発生時や地すべり時にお
けるそれらの傾斜計61、62、63の出力が角度θ1(t)、θ
2(t)、θ3(t)であったとすると、地表面の側方流動値Ys
は次の(14)式で与えられる。
【００２８】
【数３】 Ys＝Y1＋Y2＋Y3 ＝α1・sinθ1(t)＋α2・sinθ2(t)＋α3・sinθ3(t) …………(14)
【００２９】(14)式から明らかなように、傾斜計６によ
る側方流動値Ysは変位計測対象土層３の厚さ方向の変位
分布を与えるが、そのためには各階層の厚さαの値が必
要である。また傾斜計６は、永久的な側方流動変位の値
に比例した出力を発生する。
る側方流動値Ysは変位計測対象土層３の厚さ方向の変位
分布を与えるが、そのためには各階層の厚さαの値が必
要である。また傾斜計６は、永久的な側方流動変位の値
に比例した出力を発生する。
【００３０】傾斜計６の出力における所定周波数fB以上
の周波数の高周波雑音を除去するため、図３の実施例で
は、傾斜計61、62、63の出力をローパスフィルター15に
通す。ローパスフィルター15の出力を傾斜角度検出器16
及び乗算器17に加え、前記各階層の傾斜計61、62、63の
検出角度θ1、θ2、θ3の正接（tanθ1、tanθ2、tanθ
3）と当該階層の垂直方向厚さα1、α2、α3との積（α
1・sinθ1(t)、α2・sinθ2(t)、α3・sinθ3(t)）とし
て階層ごとの変位Y1、Y2、Y3を求める。全ての階層ごと
の前記積を変位計測対象土層３の底部側から順次加算し
て対象土層３の側方変位Ｙを加算器18により算出する。
こうして、所定周波数fB以上の周波数の高周波雑音成分
による誤差を避けている。傾斜積分器16と乗算器17と加
算器18とは、静的変位算出回路14を形成する。
の周波数の高周波雑音を除去するため、図３の実施例で
は、傾斜計61、62、63の出力をローパスフィルター15に
通す。ローパスフィルター15の出力を傾斜角度検出器16
及び乗算器17に加え、前記各階層の傾斜計61、62、63の
検出角度θ1、θ2、θ3の正接（tanθ1、tanθ2、tanθ
3）と当該階層の垂直方向厚さα1、α2、α3との積（α
1・sinθ1(t)、α2・sinθ2(t)、α3・sinθ3(t)）とし
て階層ごとの変位Y1、Y2、Y3を求める。全ての階層ごと
の前記積を変位計測対象土層３の底部側から順次加算し
て対象土層３の側方変位Ｙを加算器18により算出する。
こうして、所定周波数fB以上の周波数の高周波雑音成分
による誤差を避けている。傾斜積分器16と乗算器17と加
算器18とは、静的変位算出回路14を形成する。
【００３１】地震振動等に含まれる異なった周波数の変
位Ｙを求めるため、図１及び３の実施例は、動的変位算
出回路13及び静的変位算出回路14の出力を周波数分析回
路19及び合成回路20に加える。図４は、こうして求めた
周波数に対する変位の変化を示す特性の一例であり、特
性21は傾斜計による測定値を示し、特性22は速度計によ
る測定値を示す。
位Ｙを求めるため、図１及び３の実施例は、動的変位算
出回路13及び静的変位算出回路14の出力を周波数分析回
路19及び合成回路20に加える。図４は、こうして求めた
周波数に対する変位の変化を示す特性の一例であり、特
性21は傾斜計による測定値を示し、特性22は速度計によ
る測定値を示す。
【００３２】複数の速度計５と傾斜計６を所定位置の垂
直線Ｈに沿って設置するため、図５に示す可塑性の保護
管24を使うことができる。保護管24の材料の一例は、例
えば塩化ビニル樹脂製パイプである。図示例では、頂部
速度計51、底部速度計52、及び３個の傾斜計61、62、63
を５本の可撓性合成樹脂性保護管24にそれぞれ挿入す
る。それらの保護管24の中心軸を同一線上に配置する。
直線Ｈに沿って設置するため、図５に示す可塑性の保護
管24を使うことができる。保護管24の材料の一例は、例
えば塩化ビニル樹脂製パイプである。図示例では、頂部
速度計51、底部速度計52、及び３個の傾斜計61、62、63
を５本の可撓性合成樹脂性保護管24にそれぞれ挿入す
る。それらの保護管24の中心軸を同一線上に配置する。
【００３３】隣接保護管24をフレキシブル継手26によっ
て接続する。各計器51、52、61、62、63の出力ケーブル
27を、難伸性ワイヤ25と共に頂部速度計51の保護管24か
ら外部へ引き出す。このように結合した保護管24の列を
所定位置の垂直線Ｈに沿って変位計測対象土層３中に埋
設すれば、速度計51、52、及び傾斜計61、62、63を所定
間隔で設置することができる。多数の保護管24に代え
て、一本又は少数本の長尺可撓性保護管を使ってもよ
い。
て接続する。各計器51、52、61、62、63の出力ケーブル
27を、難伸性ワイヤ25と共に頂部速度計51の保護管24か
ら外部へ引き出す。このように結合した保護管24の列を
所定位置の垂直線Ｈに沿って変位計測対象土層３中に埋
設すれば、速度計51、52、及び傾斜計61、62、63を所定
間隔で設置することができる。多数の保護管24に代え
て、一本又は少数本の長尺可撓性保護管を使ってもよ
い。
【００３４】図５の例では、３個の電気出力式傾斜計
61、62、63をそれぞれ対応保護管24の中間部分に設置
し、頂部及び底部速度計51及び52を結合後の保護管24の
列の両端に設置している。この場合、頂部及び底部速度
計51及び52は、測定すべき変位計測対象土層３の頂部及
び底部に配置される。
61、62、63をそれぞれ対応保護管24の中間部分に設置
し、頂部及び底部速度計51及び52を結合後の保護管24の
列の両端に設置している。この場合、頂部及び底部速度
計51及び52は、測定すべき変位計測対象土層３の頂部及
び底部に配置される。
【００３５】図６は、保護管24の他の実施例を変位計測
対象土層３に設置した状況を示す。図中、点線は側方変
位後の位置を示し、符号28は演算回路を纏めて示すもの
で動的変位算出回路13と静的変位算出回路14及び関連回
路を含み、符号29は記録装置を示す。図中の符号Ｕは、
変位計測対象土層３の下にある側方流動が生じない地盤
を示す。
対象土層３に設置した状況を示す。図中、点線は側方変
位後の位置を示し、符号28は演算回路を纏めて示すもの
で動的変位算出回路13と静的変位算出回路14及び関連回
路を含み、符号29は記録装置を示す。図中の符号Ｕは、
変位計測対象土層３の下にある側方流動が生じない地盤
を示す。
【００３６】図１及び３に例示する地盤側方流動測定装
置の仕様の一例は次の通りである。
置の仕様の一例は次の通りである。
【００３７】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明の地
盤の側方流動測定装置は、地盤の変位計測対象土層内に
設置した電気出力式計測器を用いて、液状化や地すべり
後の地盤の側方流動変位を測定するので、次の顕著な効
果を奏する。
盤の側方流動測定装置は、地盤の変位計測対象土層内に
設置した電気出力式計測器を用いて、液状化や地すべり
後の地盤の側方流動変位を測定するので、次の顕著な効
果を奏する。
【００３８】（イ）地盤表面液状化や地すべりの発生後
の地盤の側方変位を正確に測定できる。 （ロ）変位計測対象土層内の側方変位の分布を測定する
ことができる。 （ハ）地中埋設管（ガス管・水道管）、港湾構造物を含
む土木構造物および軟弱地盤に建設された建築構造物が
大地震時に受ける外力を正確に評価できる。 （ニ）側方流動変位の実測値を将来の合理的な耐震設計
法の開発に利用できる。 （ホ）地盤の側方流動の自動測定を可能にする。
の地盤の側方変位を正確に測定できる。 （ロ）変位計測対象土層内の側方変位の分布を測定する
ことができる。 （ハ）地中埋設管（ガス管・水道管）、港湾構造物を含
む土木構造物および軟弱地盤に建設された建築構造物が
大地震時に受ける外力を正確に評価できる。 （ニ）側方流動変位の実測値を将来の合理的な耐震設計
法の開発に利用できる。 （ホ）地盤の側方流動の自動測定を可能にする。
【図１】は、本発明による地盤の側方流動測定装置のブ
ロック図である。
ロック図である。
【図２】は、本発明の原理の説明に使うブロック図であ
る。
る。
【図３】は、図１の測定装置の電気回路のブロック図で
ある。
ある。
【図４】は、図３の回路の出力特性の一例を示す図であ
る。
る。
【図５】は、電気出力式計測器に対する保護管の一例の
説明図である。
説明図である。
【図６】は、電気出力式計測器に対する保護管の他の一
例の説明図である。
例の説明図である。
【図７】は、サーボ型傾斜計の一例の構造を示す説明図
である。
である。
【図８】は、サーボ型速度計の一例の構造を示す説明図
である。
である。
１…側方流動測定装置 ２…頂部 ３…変位計測対象土層 ４…底部 ５…速度計 ６…傾斜計 ８…加速度計 10…差分回路 11…積分回路 13…動的側方流動測定装置 14…静的側方流動測定装置 15…ローパスフィルタ 16…傾斜積分回路 17…乗算回路 18…加算回路 19…周波数分析回路 20…合成回路 21…傾斜計による測定値 22…速度計による測定値 24…保護管 25…難伸性ワイヤ 26…フレキシブル継手 27…出力ケーブル 28…演算回路 29…記録装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０１Ｃ 7/02 Ｇ０１Ｃ 7/02 9/00 9/00 Ｚ 9/06 9/06 Ｅ 9/12 9/12 Ｐ Ｇ０１Ｐ 3/42 Ｇ０１Ｐ 3/42 Ｚ (72)発明者 大保 直人 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 丹羽 正徳 東京都調布市飛田給二丁目19番１号 鹿島 建設株式会社技術研究所内 (72)発明者 清水 善久 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 小金丸 健一 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 中山 渉 東京都港区海岸一丁目５番20号 東京瓦斯 株式会社内 (72)発明者 横井 勇 千葉県柏市逆井藤の台13−９ Ｆターム(参考） 2D043 AA09 AB00 BA10 2F069 AA06 AA68 BB40 GG06 GG12 GG14 GG41 GG56 GG58 HH30 NN04 NN06 NN19 2F076 BA01 BB09 BD17 BD19 BE09 BE16
Claims (6)
- 【請求項１】所定位置の垂直線に沿い地盤の変位計測対
象土層の頂部及び底部にそれぞれ設けた電気出力式速度
計、及び前記頂部と底部における速度計の出力速度の差
の積分により前記対象土層頂部の変位を算出する動的変
位算出回路を備えてなる地盤の側方流動測定装置。 - 【請求項２】請求項１の流動測定装置において、前記垂
直線に沿い変位計測対象土層の地盤表面に平行な複数の
階層にそれぞれに設けた電気出力式傾斜計、並びに前記
各階層傾斜計の検出角度の正接と当該階層の垂直方向厚
さとの積を算出する乗算器及び全ての階層の前記積を前
記対象土層の底部側から順次加算して前記対象土層内の
側方変位の分布を算出する加算回路を有する静的変位算
出回路を備えてなる地盤の側方流動測定装置。 - 【請求項３】請求項２の流動測定装置において、前記傾
斜計と静的変位算出回路との間にローパスフィルターを
接続してなる地盤の測方流動測定装置。 - 【請求項４】請求項２又は３の流動測定装置において、
前記動的変位算出回路及び静的変位算出回路の出力の周
波数分析回路、及び該周波数分析回路の出力に基づいて
前記両変位算出回路の合成出力を周波数別に算出する合
成回路を備えてなる地盤の側方流動測定装置。 - 【請求項５】請求項４の流動測定装置において、前記頂
部速度計と底部速度計と複数階層に設けた傾斜計とをそ
れぞれ内蔵する保護管、全ての前記保護管を前記変位計
測対象土層の頂部から底部までの厚さに等しい長さの軸
線に沿って結合して保護管列とする中空の可撓性継手、
並びに前記保護管列の前記頂部速度計側の端へ引き出さ
れる前記速度計及び傾斜計の出力ケーブルを備えてなる
地盤の側方流動測定装置。 - 【請求項６】請求項５の流動測定装置において、前記傾
斜計をそれぞれ対応する保護管の長さ方向中間部位に保
持し、前記頂部速度計を保護管列の一端に保持し、前記
底部速度計を保護管列の他端に保持してなる地盤の側方
流動測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061539A JP2001249036A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 地盤の側方流動測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000061539A JP2001249036A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 地盤の側方流動測定装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001249036A true JP2001249036A (ja) | 2001-09-14 |
Family
ID=18581666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000061539A Pending JP2001249036A (ja) | 2000-03-07 | 2000-03-07 | 地盤の側方流動測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001249036A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009216637A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Sinfonia Technology Co Ltd | ダム堤体の変位計測装置 |
| JP2012225853A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Tokyo Sokushin:Kk | 津波警報システム |
| CN104813137A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-07-29 | 智利天主教教皇大学 | 用于控制装置的实时结构测量(rtsm) |
| CN108643159A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-12 | 浙江省水利河口研究院 | 软基深水筑堤深层水平位移监测装置及方法 |
-
2000
- 2000-03-07 JP JP2000061539A patent/JP2001249036A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009216637A (ja) * | 2008-03-12 | 2009-09-24 | Sinfonia Technology Co Ltd | ダム堤体の変位計測装置 |
| JP2012225853A (ja) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Tokyo Sokushin:Kk | 津波警報システム |
| CN104813137A (zh) * | 2012-09-21 | 2015-07-29 | 智利天主教教皇大学 | 用于控制装置的实时结构测量(rtsm) |
| US9823112B2 (en) | 2012-09-21 | 2017-11-21 | Pontificia Universidad Catolica De Chile | Real-time structural measurement (RTSM) for control devices |
| CN108643159A (zh) * | 2018-06-04 | 2018-10-12 | 浙江省水利河口研究院 | 软基深水筑堤深层水平位移监测装置及方法 |
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