JP2001324358A - Optical fiber sensor - Google Patents

Optical fiber sensor

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JP2001324358A
JP2001324358A JP2000140971A JP2000140971A JP2001324358A JP 2001324358 A JP2001324358 A JP 2001324358A JP 2000140971 A JP2000140971 A JP 2000140971A JP 2000140971 A JP2000140971 A JP 2000140971A JP 2001324358 A JP2001324358 A JP 2001324358A
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JP
Japan
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optical fiber
optical
ground
deformation
sensor
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JP2000140971A
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Japanese (ja)
Inventor
Masato Kurii
正人 栗井
Kazuya Ogata
和也 緒方
Yoshikazu Nomura
義和 野村
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Fujikura Ltd
Original Assignee
Fujikura Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology transforming displacement or deformation of an unstable geologic bed existing in a natural ground slant face, for example, into deformation of an optical fiber for safely and quickly performing optical observation of a deforming condition (the displacement direction and the like of soil) with high precision. SOLUTION: In an optical fiber sensor 1, a sensor body 1A provided with a flexible long slot rod 5 and a plurality of optical fibers 6 dispersedly arranged in a plurality of circumferential positions of the outer circumference part of the slot rod 5 along the longitudinal direction of the slot rod 5 respectively is inserted into a boring hole 3 formed in the ground 2 so that it can be integrally deformed with the ground 2 around the boring hole 3.

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、地盤の変形を光に
より監視する光ファイバセンサに係り、特に、地滑りや
土砂崩れ等の防災管理に好適な光ファイバセンサに関す
るものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an optical fiber sensor for monitoring the deformation of the ground with light, and more particularly to an optical fiber sensor suitable for disaster management such as landslide or landslide.

【0002】[0002]

【従来の技術】例えば、地滑りや土砂崩れ等の防災管理
は、これら地滑り、土砂崩れ等の発生する可能性の高い
領域(以下「監視対象領域」)の巡視等を頻繁に行って
状況を把握するといった対策が従来から採られている
が、これでは、巡視そのものが危険であること、移動に
時間が掛かるため情報の伝達が遅く警報の発報までに時
間が掛かること等、不都合が多い。このため、近年で
は、安全かつ迅速な監視を行える技術として、電気式の
各種センサを用いたものが一般的になっている。前記電
気式センサとしては、例えば、歪み計、傾斜計、地震
計、土圧計、伸縮計(歪み計あるいは差動トランス式セ
ンサを応用したもの)等であり、監視対象領域に設置し
た電気センサと、監視対象領域から離れた安全な場所に
設置した監視所との間を電気的に接続することで、監視
所にて監視対象領域の監視を安全に行える監視システム
を構築できる。
2. Description of the Related Art For example, disaster prevention management such as landslides and landslides is carried out by frequently patroling an area in which landslides and landslides are highly likely to occur (hereinafter referred to as "monitored area") and grasping the situation. Although measures have been taken in the past, there are many inconveniences such as the fact that the patrol itself is dangerous, that the movement takes time, the transmission of information is slow, and that it takes time to issue an alarm. For this reason, in recent years, as a technique for performing safe and quick monitoring, a technique using various electric sensors has been generally used. Examples of the electric sensor include a strain gauge, an inclinometer, a seismometer, an earth pressure gauge, an extensometer (a strain gauge or a differential transformer type sensor is applied), and an electric sensor installed in a monitoring target area. By electrically connecting a monitoring station installed in a safe place away from the monitoring target area, a monitoring system capable of safely monitoring the monitoring target area at the monitoring station can be constructed.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記電
気式センサでは、以下のような問題点がある。すなわ
ち、(1)電源を必要とするため、設置場所が電源を確
保できる場所に限定される上、保守管理に手間がかか
る、(2)落雷等による誘導電流や、付近の土木工事に
よって発生する振動等の外部撹乱要因の影響を受けやす
く、誤検出や故障を生じやすい、(3)計測データの管
理、収集のために別途信号線の布設や、無線設備の設置
等が必要となる、(4)前記(3)に鑑みて、各々の電
気式センサからのデータ収集には、各センサ個別の信号
線を必要とするため、信号線の布設等に掛かる手間が膨
大である、(5)データ伝送速度が(光よりも)遅いた
め、多数のセンサのデータを処理するには手間と時間が
掛かる、等がある。さらに、地滑りや土砂崩れ等の防災
管理では、地盤の表層のみならず地盤内部の土砂の動き
まで監視することがより効果的であるが、前記電気式セ
ンサでは、前記(1)の電源確保の問題等により、地中
深くへの設置が非常に難しいため、深部の地盤変形の検
出は殆ど実施されていないのが実状であった。
However, the electric sensor has the following problems. That is, (1) a power source is required, so that the installation place is limited to a place where the power source can be secured, and maintenance work is troublesome. (2) An induced current due to a lightning strike or the like, or a civil engineering work nearby. It is susceptible to external disturbance factors such as vibration, and is likely to cause erroneous detection or failure. (3) It is necessary to lay signal lines or install radio equipment separately for management and collection of measurement data. 4) In view of the above (3), collecting data from each electric sensor requires a signal line for each sensor individually, so that it takes a great deal of time to lay signal lines and the like. (5) Since the data transmission speed is slower than that of light, it takes time and effort to process data from a large number of sensors. Furthermore, in disaster management such as landslides and landslides, it is more effective to monitor not only the surface layer of the ground but also the movement of the earth and sand inside the ground. Due to such factors, it is very difficult to install the device deep underground, so that it has been almost impossible to detect the deformation of the ground at the deep portion.

【0004】本発明は、前述の課題に鑑みてなされたも
ので、目的位置への施工性に優れ、しかも、設置後の環
境の影響を受けにくく、地盤の変形の高精度に検出でき
る低コストの光ファイバセンサを提供することを目的と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and has excellent workability at a target position, is less susceptible to the environment after installation, and has a low cost for detecting ground deformation with high accuracy. It is an object of the present invention to provide an optical fiber sensor.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明では、地盤の変形
を光により監視する光ファイバセンサであって、可撓性
を有する長尺のスロットロッドと、このスロットロッド
の外周部の周方向複数箇所に分散配置されてそれぞれ前
記スロットロッドの長手方向に沿って配設された光ファ
イバとを備えてなるセンサ体が、地盤に形成されたボー
リング孔に挿入されて、前記ボーリング孔の周囲の前記
地盤と一体的に変形可能とされていることを特徴とする
光ファイバセンサを前記課題の解決手段とした。本発明
の光ファイバセンサでは、以下の構成を採用することが
より好ましい。請求項2記載の発明は、請求項1記載の
光ファイバセンサにおいて、前記スロットロッドは、前
記光ファイバが外側から嵌め込まれるスロット溝を外周
部に備えることを特徴とする。請求項3記載の発明は、
請求項1または2記載の光ファイバセンサにおいて、前
記光ファイバに初期歪みとして長手方向の伸び歪みが与
えられていることを特徴とする。
According to the present invention, there is provided an optical fiber sensor for monitoring the deformation of the ground by means of light, comprising: a long slot rod having flexibility; A sensor body comprising an optical fiber dispersedly disposed at a location and each disposed along the longitudinal direction of the slot rod, is inserted into a boring hole formed in the ground, and the sensor body around the boring hole is inserted. An optical fiber sensor characterized in that it can be integrally deformed with the ground is a means for solving the above problem. In the optical fiber sensor of the present invention, it is more preferable to adopt the following configuration. According to a second aspect of the present invention, in the optical fiber sensor according to the first aspect, the slot rod has a slot groove in which the optical fiber is fitted from the outside on an outer peripheral portion. The invention according to claim 3 is
3. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein a longitudinal elongation strain is given to the optical fiber as an initial strain.

【0006】本発明の光ファイバセンサでは、地盤が変
形すると、ボーリング孔に挿入されているスロットロッ
ドと、このスロットロッドの長手方向に沿って配設され
た光ファイバとが、地盤と一体的に変形される。ここ
で、光ファイバに光を入射し、その戻り光を観測(光試
験)した結果、光ファイバの損失増大や、ブリルアン散
乱光を検出することで、地盤の変形を検出することがで
きる。
In the optical fiber sensor of the present invention, when the ground is deformed, the slot rod inserted into the boring hole and the optical fiber disposed along the longitudinal direction of the slot rod are integrated with the ground. Be transformed. Here, light is incident on the optical fiber, and the return light thereof is observed (optical test). As a result, loss of the optical fiber is increased and Brillouin scattered light is detected, whereby deformation of the ground can be detected.

【0007】本発明の光ファイバセンサでは、非線形現
象の一つであるブリルアン散乱光の周波数シフト量が光
ファイバの歪みに依存することを利用して、光ファイバ
の長手方向の歪み量の連続的な分布を高精度に観測する
ことで、地盤の変形を検出、監視することができる。す
なわち、長手方向の歪みが与えられた光ファイバに試験
光を入射した時に生じる後方散乱光の一つであるブリル
アン散乱光の波長は、光ファイバに入射した試験光の波
長からずれており、この周波数シフト量から、光ファイ
バの歪み量を把握することができる。また、試験光の入
射後、ブリルアン散乱光が受光、観測されるまでの時間
(戻り時間)により、光ファイバの歪み発生位置の概略
を把握することができる。
The optical fiber sensor of the present invention utilizes the fact that the amount of frequency shift of Brillouin scattered light, which is one of the non-linear phenomena, depends on the distortion of the optical fiber. By observing a precise distribution with high accuracy, it is possible to detect and monitor deformation of the ground. That is, the wavelength of the Brillouin scattered light, which is one of the backscattered light generated when the test light is incident on the optical fiber having the longitudinal strain, is shifted from the wavelength of the test light incident on the optical fiber. The amount of distortion of the optical fiber can be grasped from the amount of frequency shift. In addition, an outline of a strain occurrence position of the optical fiber can be grasped by a time (return time) from the entrance of the test light to the reception and observation of the Brillouin scattered light.

【0008】例えば、地盤と一体的な変形を受ける光フ
ァイバに、ブリルアン散乱光の観測用の光パルス試験器
(いわゆるBOTDR)を接続し、この光パルス試験器
を用いて光ファイバに光試験(試験光の入射と戻り光の
観測)を行ってブリルアン散乱光を観測することで、地
盤の変形を検出することができる。ところで、本発明の
光ファイバセンサを構成するセンサ体では、スロットロ
ッドの外周部の周方向複数箇所に光ファイバを分散配置
しているから、センサ体が曲げられるような地盤の変形
が生じると、センサ体の曲げの外側に位置する光ファイ
バに、光ファイバセンサの設置時に比べて長手方向の伸
び歪みが与えられ、センサ体の曲げの内側に位置する光
ファイバには伸び歪みは与えられない。すなわち、スロ
ットロッドに対する設置位置によって、光ファイバに与
えられる伸び歪みの大きさが異なる。したがって、光フ
ァイバセンサを構成する複数本の各光ファイバについ
て、光試験により長手方向の歪み量の変化を観測するこ
とで、地盤の変形によって伸び歪みが与えられた光ファ
イバの分布が判明するから、これにより、地盤に変形が
生じたこと、および、地盤の変形方向を把握できる。地
盤の変形方向は、地盤の変形による伸び歪みの付与が観
測されなかった光ファイバの設置位置から、地盤の変形
によって伸び歪みが与えられた光ファイバの設置位置へ
向て土砂が変位したものとして把握できる。また、観測
されたブリルアン散乱光の周波数シフト量から光ファイ
バの歪み量を把握できるから、これにより、地盤の変形
量を、各光ファイバ単位で把握できる。さらに、観測さ
れたブリルアン散乱光の戻り時間から、地盤の変形位置
を計測できる。
For example, an optical pulse tester (so-called BOTDR) for observing Brillouin scattered light is connected to an optical fiber that undergoes deformation integrally with the ground, and an optical test is performed on the optical fiber using this optical pulse tester. By observing the Brillouin scattered light by performing test light incidence and return light observation, deformation of the ground can be detected. By the way, in the sensor body constituting the optical fiber sensor of the present invention, since the optical fibers are dispersedly arranged at a plurality of positions in the circumferential direction of the outer peripheral portion of the slot rod, when the ground deforms such that the sensor body is bent, The optical fiber located outside the bend of the sensor body is given a longitudinal elongation strain as compared with the installation of the optical fiber sensor, and the optical fiber located inside the bend of the sensor body is not given the elongation strain. That is, the magnitude of the elongation strain given to the optical fiber differs depending on the installation position with respect to the slot rod. Therefore, for each of the plurality of optical fibers constituting the optical fiber sensor, by observing the change in the amount of strain in the longitudinal direction by an optical test, the distribution of the optical fibers subjected to the elongation strain due to the deformation of the ground can be determined. Thus, it is possible to grasp that the ground has been deformed and the direction of deformation of the ground. The direction of deformation of the ground is assuming that the earth and sand have been displaced from the installation position of the optical fiber where extension strain due to the deformation of the ground was not observed to the installation position of the optical fiber where extension strain was given by the deformation of the ground. I can understand. Further, since the distortion amount of the optical fiber can be grasped from the observed frequency shift amount of the Brillouin scattered light, the deformation amount of the ground can be grasped for each optical fiber. Further, the deformation position of the ground can be measured from the observed return time of the Brillouin scattered light.

【0009】[0009]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図1は、本発明の光ファイバセン
サの1実施の形態である深度変位センサ1を構成する複
数本の光ファイバ6間の接続状態を示す断面図、図2は
深度変位センサ1を示す図であって、(a)は横断面図
(長手方向に垂直の断面図)、(b)は側面図である。
図3〜図5は、光ファイバ6として適用可能な光ファイ
バケーブルの断面構造を示す断面図、図6は深度変位セ
ンサ1の施工作業を示す図であって、地盤2のボーリン
グ孔3へのセンサ体1Aの挿入状態を示す。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a connection state between a plurality of optical fibers 6 constituting a depth displacement sensor 1 according to an embodiment of the optical fiber sensor of the present invention, and FIG. (A) is a transverse sectional view (sectional view perpendicular to the longitudinal direction), and (b) is a side view.
3 to 5 are cross-sectional views illustrating a cross-sectional structure of an optical fiber cable applicable as the optical fiber 6, and FIG. 6 is a view illustrating a construction operation of the depth displacement sensor 1 and is illustrated in FIG. The insertion state of the sensor body 1A is shown.

【0010】図1、図2(a)、(b)、図6に示すよ
うに、深度変位センサ1は、地盤2に形成したボーリン
グ孔3に挿入されたパイプ4と、このパイプ4に挿入さ
れた長尺のセンサ体1Aとを備えて構成されている。
As shown in FIGS. 1, 2 (a), (b), and FIG. 6, a depth displacement sensor 1 includes a pipe 4 inserted into a boring hole 3 formed in the ground 2, and a pipe 4 inserted into the pipe 4. And a long sensor body 1A.

【0011】前記センサ体1Aは、スロットロッド5
と、このスロットロッド5の外周部の周方向複数箇所に
分散配置(図2(a)、(b)では4箇所に分散配置)
されてそれぞれ前記スロットロッド5の長手方向に沿っ
て配設された光ファイバ6とを備えて構成されている。
スロットロッド5は、例えばポリエチレン等の合成樹脂
から形成されて可撓性を有している。また、スロットロ
ッド5には、前記光ファイバ6が外側から嵌め込まれる
スロット溝7が、外周部の周方向複数箇所に分散配置さ
れた構成になっている。
The sensor body 1A includes a slot rod 5
And distributed at a plurality of locations on the outer peripheral portion of the slot rod 5 in the circumferential direction (in FIGS. 2A and 2B, distributed at four locations).
And an optical fiber 6 arranged along the longitudinal direction of the slot rod 5.
The slot rod 5 is formed of, for example, a synthetic resin such as polyethylene and has flexibility. Further, the slot rod 5 has a configuration in which slot grooves 7 into which the optical fiber 6 is fitted from the outside are dispersedly arranged at a plurality of locations in the circumferential direction of the outer peripheral portion.

【0012】図2(a)、(b)において具体的には、
スロットロッド5は、4つの板状部5aが中心軸部5b
から4方向に均等に突出された断面十字状に形成されて
おり、各板状部5aの突出方向先端に前記スロット溝7
が形成されている。前記板状部5aは、スロットロッド
5の長手方向全長にわたって形成されており、前記スロ
ット溝7は前記スロットロッド5の長手方向に沿った前
記板状部5aの延在方向全長を貫通して形成されてい
る。このセンサ体1Aでは、4つの前記スロット溝7の
それぞれに嵌め込まれた光ファイバ6によって、スロッ
トロッド5の断面方向にて対向する位置に配置された光
ファイバ6の対が、2対形成されている。
In FIGS. 2A and 2B, specifically,
The slot rod 5 has four plate-like portions 5a having a central shaft portion 5b.
Are formed in a cross-shaped cross section which is evenly protruded in four directions from each other.
Are formed. The plate-shaped portion 5a is formed over the entire length of the slot rod 5 in the longitudinal direction, and the slot groove 7 is formed to extend through the entire length of the plate-shaped portion 5a along the length of the slot rod 5 in the extended direction. Have been. In this sensor body 1A, two pairs of optical fibers 6 arranged at positions facing each other in the cross-sectional direction of the slot rod 5 are formed by the optical fibers 6 fitted into the four slot grooves 7, respectively. I have.

【0013】前記光ファイバ6としては光ファイバコー
ド、光ファイバ心線等、各種構成が採用可能であるが、
ここでは、ボーリング孔3への挿入作業時の光特性の維
持、埋設後にも内部の光ファイバの光特性を安定に維持
できる防水性、長手方向の伸び歪みの計測信頼性等に鑑
みて、光ファイバケーブルを採用している。図3〜図5
は、光ファイバ6として採用可能な光ファイバケーブル
の構造例を示す断面図である。なお、図3〜図5におい
て、各光ファイバ6の断面構造の違いに対応して、説明
の便宜上、区別のため、符合6a〜6cを付して説明す
る。また、光ファイバケーブル6a〜6cに共通の構成
を説明する場合は、これら光ファイバケーブル6a〜6
cを「光ファイバ6」あるいは「光ファイバケーブル
6」として総称する場合がある。光ファイバケーブルで
ある光ファイバ6の内部光ファイバについても、各光フ
ァイバ6別に、符合9a〜9cを付して説明するが、こ
れら内部光ファイバ9a〜9cを「内部光ファイバ9」
として総称する場合がある。
As the optical fiber 6, various configurations such as an optical fiber cord and an optical fiber core can be adopted.
Here, in consideration of the maintenance of the optical characteristics at the time of the insertion work into the boring hole 3, the waterproofness that can stably maintain the optical characteristics of the internal optical fiber even after being buried, the measurement reliability of the elongation strain in the longitudinal direction, etc. Uses fiber cable. 3 to 5
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a structural example of an optical fiber cable that can be used as the optical fiber 6. 3 to 5, corresponding to the difference in the cross-sectional structure of each optical fiber 6, the description is given with reference numerals 6a to 6c for convenience of explanation. In addition, when describing a configuration common to the optical fiber cables 6a to 6c, these optical fiber cables 6a to 6c
c may be collectively referred to as “optical fiber 6” or “optical fiber cable 6”. The internal optical fibers of the optical fiber 6 which is an optical fiber cable will also be described with reference numerals 9a to 9c for each optical fiber 6, but these internal optical fibers 9a to 9c will be referred to as "internal optical fibers 9".
In some cases.

【0014】図3〜図5に示す光ファイバケーブル6a
〜6cは、断面円形の樹脂製シース8の断面中央部に内
部光ファイバ9を埋設するとともに、この内部光ファイ
バ9の対向する両側にてテンションメンバ10を前記シ
ース8中に埋設したものであり、いずれも中実の断面構
造を有している。なお、各光ファイバケーブル6a〜6
cの違いは、シース8の断面中央部に埋設される内部光
ファイバが異なる点である。
The optical fiber cable 6a shown in FIGS.
Reference numerals 6c to 6c denote a resin sheath 8 having a circular cross section, in which an internal optical fiber 9 is embedded in the center of the cross section, and tension members 10 are embedded in the sheath 8 on both sides of the internal optical fiber 9 facing each other. , All have a solid cross-sectional structure. In addition, each of the optical fiber cables 6a to 6
The difference of c is that the internal optical fiber embedded in the center of the cross section of the sheath 8 is different.

【0015】図3に示す光ファイバケーブル6aは、シ
ース8の断面中央部に内部光ファイバ9aとして光ファ
イバ素線を1本埋設したものである。図4に示す光ファ
イバケーブル6bは、シース8の断面中央部に、内部光
ファイバ9bとして、多心光ファイバテープ心線(図4
では4心テープ心線)を埋設したものである。前記光フ
ァイバテープ心線である内部光ファイバ9bは、樹脂製
被覆内に複数本の光ファイバ素線11を並列に固定して
テープ状に形成したものであり、断面厚さ方向に垂直の
幅方向(内部の光ファイバ素線11の配列方向)を、該
内部光ファイバ9bの両側のテンションメンバ10間を
結ぶ直線と一致させて埋設される。この光ファイバケー
ブル6bでは、内部光ファイバ9b内に並列された複数
本の光ファイバ素線11と、内部光ファイバ9bの両側
のテンションメンバ10とが同一平面上に並列に配列さ
れている。図5に示す光ファイバケーブル6cは、シー
ス8の断面中央部に、内部光ファイバ9cとしての単心
光ファイバ心線と、温度補正用光ファイバ心線12とを
1本ずつ並行に埋設したものである。この光ファイバケ
ーブル6cでは、断面中央部の2本の光ファイバ9c、
12と、その両側に対向配置されたテンションメンバ1
0とが、ほぼ同一平面上に並列に配列されている。
The optical fiber cable 6a shown in FIG. 3 has a sheath 8 in which a single optical fiber is buried as an internal optical fiber 9a in the center of the cross section. The optical fiber cable 6b shown in FIG. 4 has a multi-core optical fiber ribbon (FIG.
In this example, a four-core tape is embedded. The internal optical fiber 9b, which is the optical fiber ribbon, is formed by fixing a plurality of optical fiber wires 11 in parallel in a resin coating and forming the tape into a tape shape, and has a width perpendicular to the cross-section thickness direction. It is embedded so that the direction (the arrangement direction of the internal optical fiber wires 11) coincides with the straight line connecting the tension members 10 on both sides of the internal optical fiber 9b. In the optical fiber cable 6b, a plurality of optical fiber wires 11 arranged in parallel in the internal optical fiber 9b and the tension members 10 on both sides of the internal optical fiber 9b are arranged in parallel on the same plane. The optical fiber cable 6c shown in FIG. 5 is one in which a single-core optical fiber as an internal optical fiber 9c and a temperature-correcting optical fiber 12 are buried in parallel at the center of the cross section of the sheath 8. It is. In this optical fiber cable 6c, two optical fibers 9c at the center of the cross section,
12 and tension members 1 opposed to each other on both sides thereof
0 are arranged in parallel on substantially the same plane.

【0016】図3〜図5に示した光ファイバケーブル6
は、いずれも、断面方向において対向する両側に配設さ
れたテンションメンバ10(ここでは鋼線)によって、
これらテンションメンバ10が配設された平面(配設平
面)に沿った方向には曲げにくく、前記配設平面に垂直
の方向には、曲がりやすい曲げ特性を有する。そして、
これら光ファイバケーブル6は、前記テンションメンバ
10の配設平面が、スロットロッド5の中心軸部5bを
中心とする半径に対して垂直になる向きで、前記スロッ
トロッド5のスロット溝7に嵌め込まれる。これによ
り、地盤2の部分的な変形により深度変位センサ1に曲
げ変形が与えられた際には、光ファイバケーブル6の地
盤2との一体的な変形が円滑になされる。また、図4に
示す光ファイバケーブル6bは、光ファイバテープ心線
である内部光ファイバ9bに、面方向には曲げにくく、
厚さ方向には曲げやすい曲げ特性が存在するが、この内
部光ファイバ9bの面方向はテンションメンバ10の配
設平面にほぼ一致されているので、2本のテンションメ
ンバ10によって与えられる光ファイバケーブル6bの
曲げ特性には殆ど影響しない。図5に示す光ファイバケ
ーブル6cも、シース8中に並行に埋設された内部光フ
ァイバ9cおよび温度補正用光ファイバ心線12の位置
が、テンションメンバ10の配設平面上にほぼ一致され
ているので、2本のテンションメンバ10によって与え
られる光ファイバケーブル6cの曲げ特性には殆ど影響
しない。
The optical fiber cable 6 shown in FIGS.
Are all provided by tension members 10 (here, steel wires) arranged on both sides facing each other in the cross-sectional direction.
It has a bending characteristic in which it is difficult to bend in a direction along a plane (arrangement plane) on which the tension members 10 are arranged, and easily bends in a direction perpendicular to the arrangement plane. And
These optical fiber cables 6 are fitted into the slot grooves 7 of the slot rod 5 in such a direction that the plane in which the tension members 10 are provided is perpendicular to the radius of the slot rod 5 centered on the central shaft portion 5b. . Thereby, when bending deformation is given to the depth displacement sensor 1 due to partial deformation of the ground 2, the optical fiber cable 6 is smoothly deformed integrally with the ground 2. Further, the optical fiber cable 6b shown in FIG. 4 is hardly bent in the plane direction to the internal optical fiber 9b which is the optical fiber ribbon,
Although there is a bending characteristic that is easy to bend in the thickness direction, since the plane direction of the internal optical fiber 9b substantially coincides with the plane in which the tension member 10 is provided, the optical fiber cable provided by the two tension members 10 6b has little effect on the bending characteristics. Also in the optical fiber cable 6c shown in FIG. 5, the positions of the internal optical fiber 9c and the temperature correcting optical fiber 12 buried in parallel in the sheath 8 are substantially coincident with the plane on which the tension member 10 is provided. Therefore, the bending characteristics of the optical fiber cable 6c provided by the two tension members 10 are hardly affected.

【0017】図6は、ボーリング孔3に挿入、埋設され
たパイプ4に対するスロットロッド5および光ファイバ
6の挿入作業を示す図であって、パイプ4に挿入された
スロットロッド5の挿入後端側近傍を示す斜視図であ
る。図7は、スロットロッド5のボーリング孔3に対す
る挿入先端部に設けられる挿入ヘッド13近傍を示す断
面図である。図8は、図7の挿入ヘッド13の断面構造
を示す図であって、(a)は図7のA−A線断面矢視
図、(b)は図7のB−B線断面矢視図、(c)は図7
のC−C線断面矢視図である。
FIG. 6 is a view showing an operation of inserting the slot rod 5 and the optical fiber 6 into the pipe 4 inserted and buried in the boring hole 3, and shows the insertion rear end side of the slot rod 5 inserted into the pipe 4. It is a perspective view which shows the vicinity. FIG. 7 is a cross-sectional view showing the vicinity of an insertion head 13 provided at an insertion end portion of the slot rod 5 into the boring hole 3. 8A and 8B are views showing a cross-sectional structure of the insertion head 13 in FIG. 7, wherein FIG. 8A is a cross-sectional view taken along the line AA of FIG. 7, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along the line BB of FIG. FIG. 7C shows FIG.
FIG. 5 is a sectional view taken along line CC of FIG.

【0018】図7および図8(a)〜(c)において、
挿入ヘッド13は、スロットロッド5の挿入先端部に固
定部品14により固定される固定部15と、この固定部
15のさらに挿入先端方向(図7右側)に連設されたケ
ーシング16とを備えて構成されている。
In FIGS. 7 and 8 (a) to 8 (c),
The insertion head 13 includes a fixing portion 15 fixed to the insertion end portion of the slot rod 5 by a fixing component 14, and a casing 16 connected to the fixing portion 15 further in the insertion end direction (right side in FIG. 7). It is configured.

【0019】前記固定部15は、スロットロッド5の挿
入先端部5cとほぼ一致する形状の収納溝15aを内部
に有するパイプ状であり、具体的には、固定部品14と
してのボルトを前記スロットロッド5に貫通させ、この
ボルトを固定部15の両側から締め付けることによりス
ロットロッド5の挿入先端部5cに固定される。
The fixing portion 15 is in the form of a pipe having therein a receiving groove 15a having a shape substantially coinciding with the insertion end portion 5c of the slot rod 5. Specifically, a bolt as the fixing component 14 is connected to the slot rod 5. The slot rod 5 is fixed to the insertion end 5c of the slot rod 5 by tightening the bolt from both sides of the fixing portion 15.

【0020】前記ケーシング16は、有底円筒状に形成
されており、その内部には、スロットロッド5に沿って
配設された光ファイバ6同士の光接続部17が収納され
ている。前記光接続部17は具体的には、ケーシング1
6内にて、光ファイバケーブルである光ファイバ6から
口出しされた内部光ファイバ9同士の接続部であり、例
えば、融着接続部やコネクタ接続部等である。前記内部
光ファイバ9は、単心あるいは多心の光ファイバ心線や
光ファイバ素線等であり、例えば、図3〜図5に示した
光ファイバケーブル6a〜6cの内部光ファイバ9a〜
9c等である。
The casing 16 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and accommodates therein an optical connection portion 17 between the optical fibers 6 arranged along the slot rod 5. The optical connection part 17 is specifically,
Inside 6, there is a connecting portion between the internal optical fibers 9 led out from the optical fiber 6, which is an optical fiber cable, such as a fusion splicing portion or a connector connecting portion. The internal optical fiber 9 is a single-core or multi-core optical fiber core wire, an optical fiber strand, or the like. For example, the internal optical fibers 9a to 6c of the optical fiber cables 6a to 6c shown in FIGS.
9c and the like.

【0021】ケーシング16の内部は、前記光ファイバ
6や光接続部17の特性維持のため、内部の水密性が確
保されるようになっている。図7および図8(a)〜
(c)に示すケーシング16は、円筒状のスリーブ16
aと、このスリーブ16aのボーリング孔3に対する挿
入先端部を密閉する先端蓋16bとを備えて構成されて
いる。前記スリーブ16aの挿入後端部(先端蓋16b
に対向する反対側)の後端開口部16cは、ゴムブッシ
ュ18によって密閉されている。前記ゴムブッシュ18
は、挿入ヘッド13を構成する固定部15から突設され
た嵌合突部15bの先端に設けられており、前記後端開
口部16cは、前記嵌合突部15bの嵌合によって、確
実に密閉される。これにより、ケーシング16内部の水
密性が確保される。また、ケーシング16の構成部材、
具体的には、スリーブ16aや先端蓋16b等の材質と
しては、長期にわたって水密性を安定に確保できるこ
と、土圧等に対する充分な強度を有することに鑑みて、
例えば、ステンレスなどの耐食性金属材料等が採用され
る。
The watertightness of the inside of the casing 16 is ensured in order to maintain the characteristics of the optical fiber 6 and the optical connection portion 17. FIG. 7 and FIG.
The casing 16 shown in FIG.
a and a tip lid 16b for sealing the insertion tip of the sleeve 16a into the boring hole 3. The insertion rear end of the sleeve 16a (tip lid 16b
The rear end opening 16 c (opposite side to the front side) is sealed by a rubber bush 18. The rubber bush 18
Is provided at the distal end of a fitting protrusion 15b protruding from the fixing portion 15 constituting the insertion head 13, and the rear end opening 16c is securely inserted by the fitting protrusion 15b. Sealed. Thereby, the watertightness inside the casing 16 is ensured. Also, components of the casing 16,
Specifically, in view of the fact that the material of the sleeve 16a, the tip lid 16b, and the like can stably secure water tightness over a long period of time and has sufficient strength against earth pressure and the like,
For example, a corrosion-resistant metal material such as stainless steel is used.

【0022】ケーシング16内部には、前記ゴムブッシ
ュ18を貫通して光ファイバ6が引き込まれ、これら光
ファイバ6同士の光接続部17(詳細には内部光ファイ
バ9同士の光接続部)が、余長19とともに収納され
る。また、ケーシング16内に引き込まれた光ファイバ
6は、該ケーシング16内に設けられた光ファイバ固定
部20によって固定される。前記光ファイバ固定部20
は、ここでは、光ファイバケーブルである光ファイバ6
を把持固定する把持部品である。光接続部17は、スロ
ットロッド5の対向する位置に配設された対を構成する
光ファイバ6同士を接続するものである。前記光接続部
17としては、具体的には、光ファイバ6の内部光ファ
イバ9同士の融着接続部や、コネクタ接続部等である。
なお、スロットロッド5の対向する位置に配設された対
を構成する光ファイバ6間の光接続は、前記光接続部1
7を介した接続に限定されない。例えば、1本の光ファ
イバケーブルを、ケーシング16内にて反転させた構成
も採用可能であり、この場合は、スロットロッド5に対
向する対を構成する両光ファイバ6間が、ケーシング1
6内の反転部を介して光接続されていることになる。
The optical fiber 6 is drawn into the casing 16 through the rubber bush 18, and an optical connection 17 between the optical fibers 6 (specifically, an optical connection between the internal optical fibers 9) is provided. It is stored together with the extra length 19. The optical fiber 6 drawn into the casing 16 is fixed by an optical fiber fixing section 20 provided in the casing 16. The optical fiber fixing section 20
Here, the optical fiber 6 is an optical fiber cable.
This is a gripping component for gripping and fixing the. The optical connection section 17 connects the optical fibers 6 constituting a pair disposed at positions facing each other to the slot rod 5. Specifically, the optical connection portion 17 is a fusion splicing portion between the internal optical fibers 9 of the optical fiber 6, a connector connecting portion, or the like.
The optical connection between the pair of optical fibers 6 disposed at the opposing positions of the slot rod 5 is performed by the optical connection unit 1.
7 is not limited. For example, a configuration in which one optical fiber cable is inverted in the casing 16 can be adopted. In this case, the space between the two optical fibers 6 forming a pair facing the slot rod 5 is the casing 1.
6 is optically connected via the inversion section.

【0023】ケーシング16内には、前記光接続部17
を保持するホルダ21と、前記余長19を湾曲保持する
余長処理部22とが設けられている。具体的には、前記
ホルダ21および余長処理部22は、ケーシング16の
内部に固定された固定板23にそれぞれ設けられてい
る。前記ホルダ21は前記固定板23の複数箇所に設け
られている。また、前記余長処理部22は、前記固定板
23に沿って湾曲配線された内部光ファイバ9を図示し
ない支持具によって固定板23に押え込む構成になって
いる。また、前記光ファイバ固定部20も、前記固定板
23に組み立てられており、前記光ファイバ6に作用し
た引張力は、光ファイバ固定部20および固定板23を
介してケーシング16に伝達される。
In the casing 16, the optical connection portion 17 is provided.
Is provided, and a surplus length processing unit 22 for curving and holding the surplus length 19 is provided. Specifically, the holder 21 and the excess length processing unit 22 are provided on a fixing plate 23 fixed inside the casing 16. The holder 21 is provided at a plurality of locations on the fixing plate 23. The extra-length processing unit 22 is configured to press the internal optical fibers 9 that are curved and routed along the fixing plate 23 into the fixing plate 23 by using a support (not shown). Further, the optical fiber fixing portion 20 is also assembled to the fixing plate 23, and the tensile force applied to the optical fiber 6 is transmitted to the casing 16 via the optical fiber fixing portion 20 and the fixing plate 23.

【0024】深度変位センサ1を地盤2中に設置するに
は、図6に示すように、まず、地盤2に形成されたボー
リング孔3にパイプ4を挿入し、次いで、前記パイプ4
に対してスロットロッド5を光ファイバ6とともにパイ
プ4に挿入する。つまり、現場にて、センサ体1Aを組
み立てつつ、パイプ4に挿入していく。スロットロッド
5は、挿入先端部に取り付けられた挿入ヘッド13(図
7参照)からパイプ4に挿入していく。
To install the depth displacement sensor 1 in the ground 2, first, as shown in FIG. 6, a pipe 4 is inserted into a boring hole 3 formed in the ground 2, and then the pipe 4
Then, the slot rod 5 is inserted into the pipe 4 together with the optical fiber 6. That is, the sensor body 1A is inserted into the pipe 4 while being assembled at the site. The slot rod 5 is inserted into the pipe 4 from an insertion head 13 (see FIG. 7) attached to the insertion tip.

【0025】光ファイバ6は、スロットロッド5の周囲
のスロット溝7に嵌め込んだ状態で、スロットロッド5
とともにパイプ4に挿入される。図2(a)、(b)に
示すように、スロット溝7に嵌め込んだ光ファイバ6の
スロットロッド5からの突出部分は無いから、パイプ4
に対するスロットロッド5と一体的な光ファイバ6の挿
入作業時に、光ファイバ6がパイプ4内面に接触するこ
とが無く、これにより、光ファイバ6のスロットロッド
5に対する位置ずれやスロット溝7からの離脱等の不都
合を防止できる。
The optical fiber 6 is inserted into the slot groove 7 around the slot rod 5 and
Together with the pipe 4. As shown in FIGS. 2A and 2B, there is no projecting portion of the optical fiber 6 fitted into the slot groove 7 from the slot rod 5, so that the pipe 4
When the optical fiber 6 integrated with the slot rod 5 is inserted into the pipe 4, the optical fiber 6 does not come into contact with the inner surface of the pipe 4, thereby displacing the optical fiber 6 with respect to the slot rod 5 or separating from the slot groove 7. And the like can be prevented.

【0026】スロットロッド5は、パイプ4内面との間
に隙間が生じないようにして挿入することが好ましい。
これにより、地盤2の変形によるパイプ4とスロットロ
ッド5との一体的な変形を実現でき、さらに、このスロ
ットロッド5と一体的な光ファイバ6の変形に伴う伸び
歪みを光ファイバ6に確実に与えることができるから、
地盤2変形の検出精度を向上できる。
It is preferable that the slot rod 5 is inserted so that no gap is formed between the slot rod 5 and the inner surface of the pipe 4.
As a result, the pipe 4 and the slot rod 5 can be integrally deformed by the deformation of the ground 2, and further, the extension strain accompanying the deformation of the optical fiber 6 integrated with the slot rod 5 can be reliably applied to the optical fiber 6. Because you can give
The detection accuracy of the deformation of the ground 2 can be improved.

【0027】深度変位センサ1を構成する光ファイバ6
に初期歪みとして長手方向の伸び歪みを確保するには、
所定の張力を確保しながら光ファイバ6をスロットロッ
ド5に装着(具体的にはスロット溝7への嵌め込み)
し、スロットロッド5のパイプ4への挿入作業も前記張
力を維持しつつ進める。そして、完成された深度変位セ
ンサ1の各光ファイバ6に、前記張力により、初期歪み
として長手方向の伸び歪みが確保されるようにする。
Optical fiber 6 constituting depth displacement sensor 1
In order to secure longitudinal elongation strain as initial strain,
Attach the optical fiber 6 to the slot rod 5 while securing a predetermined tension (specifically, fit into the slot groove 7).
Then, the operation of inserting the slot rod 5 into the pipe 4 proceeds while maintaining the tension. The tension is applied to each of the optical fibers 6 of the completed depth displacement sensor 1 so that a longitudinal elongation strain is secured as an initial strain.

【0028】図6に示すように、スロットロッド5は継
ぎ足し可能であり、パイプ4への挿入長が足りなくなっ
たら、新たなスロットロッド5の継ぎ足しを行って、パ
イプ4への挿入を継続すれば良い。板状部5aを複数備
えるスロットロッド5同士の継ぎ足しは、例えば、図9
に示すように、各スロットロッド5の板状部5a同士を
連結プレート31を介して連結するなどの手法により簡
単に実現できる。また、スロットロッド5間では、中心
軸線回りの位置決め固定も必要であるが、前記板状部5
aが複数突設されているスロットロッド5同士の継ぎ足
しでは、例えば前記連結プレート31を用いた連結等の
ように、各板状部5aを利用した固定構造とすること
で、中心軸線回りの位置決め固定も効率良く簡単に行う
ことができ、しかも、継ぎ足し部に充分な強度を確保し
やすい。例えば、パイプ4への挿入作業にて作用する捻
り力等によって、継ぎ足し部に中心軸線回りの位置ずれ
が生じたり、あるいは、継ぎ足し部の連結が解除されて
しまうといった不都合を生じにくいといった利点があ
る。
As shown in FIG. 6, the slot rod 5 can be extended, and when the insertion length into the pipe 4 becomes short, a new slot rod 5 is extended and the insertion into the pipe 4 is continued. good. The addition of the slot rods 5 provided with a plurality of plate-shaped portions 5a is, for example, as shown in FIG.
As shown in (1), the plate-like portions 5a of the respective slot rods 5 can be easily realized by a method of connecting the plate-like portions 5a to each other via the connection plate 31. Also, between the slot rods 5, it is necessary to fix the position around the central axis,
In the extension of the slot rods 5 each having a plurality of projecting portions a, by using a fixing structure using each plate-like portion 5a as in, for example, connection using the connection plate 31, positioning around the central axis is performed. Fixing can be performed efficiently and easily, and moreover, it is easy to secure sufficient strength at the refill portion. For example, there is an advantage that a displacement such as a displacement around the central axis of the replenishing portion or a disconnection of the replenishing portion is less likely to occur due to a torsion force or the like acting on the insertion operation into the pipe 4. .

【0029】継ぎ足された新たなスロットロッド5に
は、パイプ4への挿入現場にて、光ファイバ6の取り付
けを行う。スロットロッド5に対する光ファイバ6の取
り付けは、スロットロッド5のスロット溝7に対する光
ファイバ6の嵌め込みにより簡単に行うことができる。
An optical fiber 6 is attached to the newly added slot rod 5 at the site of insertion into the pipe 4. The optical fiber 6 can be easily attached to the slot rod 5 by fitting the optical fiber 6 into the slot groove 7 of the slot rod 5.

【0030】スロットロッド5および光ファイバ6のパ
イプ4に対する挿入作業が完了したら、パイプ4内に充
填材24を充填して、スロットロッド5および光ファイ
バ6をパイプ4と一体化させる。前記充填材としては、
パイプ4内に隙間無く充填でき、しかも、充填後、地盤
2の変形に伴うパイプ4やスロットロッド5や光ファイ
バ6の挙動を拘束しないものが採用される。さらには、
防水性を備えるものであることがより好ましい。採用可
能な充填材としては、例えば、ベントナイト等に、適し
たものが多く存在する。ベントナイトは、水を加えてゲ
ル状態あるいはコロイド状態になるから、パイプ4内に
注入することで、容易に隙間無く充填することができ
る。充填後、乾燥すると細かい粒子状になるから、地盤
2の変形に対するパイプ4やスロットロッド5や光ファ
イバ6の挙動を拘束せず、深度変位センサ1全体並びに
センサ体1Aの地盤2と一体的な変形を実現できる。ま
た、ゲル状態でも(例えば、雨水や地下水の浸透による
ゲル化)、地盤2の変形に対する深度変位センサ1の変
形挙動を拘束しないから、この場合でも、深度変位セン
サ1の地盤2と一体的な変形を実現できる。さらに、ベ
ントナイト(ベントナイト泥水)には、防水性に優れる
ものが多く、優れた防水性が得られるベントナイトを採
用することで、パイプ4内の浸水を防止でき、これによ
る深度変位センサ1やセンサ体1Aの変形特性の安定
や、光ファイバ6や挿入ヘッド7内の光接続部17の光
特性の安定維持を実現できる。なお、パイプ4の周囲
も、充填材の充填によって、ボーリング孔3内面との間
の隙間を埋没させることが好ましい。但し、この充填材
としても、地盤2の変形に対するパイプ4の変形を拘束
しないものである必要があり、例えば、前記ベントナイ
ト等が採用される。これにより、パイプ4が地盤2とよ
り一体的に変形挙動するようになるから、地盤2と深度
変位センサ1とのより一体的な変形を実現できる。
When the insertion of the slot rod 5 and the optical fiber 6 into the pipe 4 is completed, the pipe 4 is filled with a filler 24 to integrate the slot rod 5 and the optical fiber 6 with the pipe 4. As the filler,
A pipe that can be filled in the pipe 4 without gaps and that does not restrict the behavior of the pipe 4, the slot rod 5, and the optical fiber 6 accompanying the deformation of the ground 2 after the filling is adopted. Moreover,
More preferably, it has waterproofness. As a filler that can be used, for example, there are many suitable fillers such as bentonite. Since bentonite becomes a gel state or a colloid state by adding water, it can be easily filled without gaps by injecting it into the pipe 4. After filling and drying, the particles become fine particles. Therefore, the behavior of the pipe 4, the slot rod 5, and the optical fiber 6 with respect to the deformation of the ground 2 is not restricted, and the whole depth displacement sensor 1 and the ground 2 of the sensor body 1A are integrated. Deformation can be realized. Further, even in the gel state (for example, gelation due to penetration of rainwater or groundwater), the deformation behavior of the depth displacement sensor 1 with respect to the deformation of the ground 2 is not restricted, so even in this case, the depth displacement sensor 1 is integrated with the ground 2. Deformation can be realized. Furthermore, bentonite (bentonite muddy water) is often excellent in waterproofness, and by using bentonite that provides excellent waterproofness, water in the pipe 4 can be prevented, and thereby the depth displacement sensor 1 and the sensor body can be prevented. It is possible to realize the stability of the deformation characteristics of 1A and the stable maintenance of the optical characteristics of the optical fiber 6 and the optical connection portion 17 in the insertion head 7. In addition, it is preferable that the gap between the pipe 4 and the inner surface of the boring hole 3 is also buried by filling the filler. However, it is necessary that the filler does not restrict the deformation of the pipe 4 with respect to the deformation of the ground 2, and for example, the bentonite is used. As a result, the pipe 4 behaves more integrally with the ground 2, so that the ground 2 and the depth displacement sensor 1 can be more integrally deformed.

【0031】図1に示すように、センサ体1Aを構成す
る全ての光ファイバ6は、ボーリング孔3に対する挿入
先端側での接続と、挿入後端側、すなわち地上側での接
続とによって、連続する1本の光線路を形成しており、
この光線路の一端は、光ファイバケーブル25を介して
光パルス試験器26(BOTDR)と接続される。図1
において具体的には、光ファイバケーブル25を介して
光パルス試験器26と接続された光ファイバ6(説明の
便宜上、以下「光ファイバ61」と称する場合がある)
は、深度変位センサ1の深度方向(地表からの延在方
向)最深部にて、別の光ファイバ6(説明の便宜上、以
下「光ファイバ62」と称する場合がある)の一端と接
続されている。この光ファイバ62は、図2(a)に示
すように、スロットロッド5において、光ファイバ61
に対して対向配置された光ファイバである。図1におい
て、前記光ファイバ62の他端は、地上の接続箱27に
て、別の光ファイバ6(説明の便宜上、以下「光ファイ
バ63」と称する場合がある)の一端と接続され、この
光ファイバ63の他端は、深度変位センサ1の深度方向
最深部にて、スロットロッド5において該光ファイバ6
3に対して対向配置された光ファイバ6(説明の便宜
上、以下「光ファイバ64」と称する場合がある)の一
端と接続されている。したがって、この深度変位センサ
1では、スロットロッド5の周囲の複数箇所に配設され
た光ファイバ6が一本の光線路を形成するから、光パル
ス試験器26からの試験光による光試験を1回行うだ
け、全ての光ファイバ6についてのブリルアン散乱光の
観測を行うことができる。
As shown in FIG. 1, all the optical fibers 6 constituting the sensor body 1A are continuously connected to the boring hole 3 at the insertion end side and at the insertion rear end side, that is, at the ground side. To form a single optical line,
One end of this optical line is connected to an optical pulse tester 26 (BOTDR) via an optical fiber cable 25. FIG.
Specifically, the optical fiber 6 connected to the optical pulse tester 26 via the optical fiber cable 25 (hereinafter, may be referred to as “optical fiber 61” for convenience of description).
Is connected to one end of another optical fiber 6 (hereinafter, may be referred to as “optical fiber 62” for convenience of explanation) at the deepest part of the depth displacement sensor 1 in the depth direction (extending direction from the ground surface). I have. As shown in FIG. 2A, the optical fiber 62 is
The optical fiber is arranged to face the optical fiber. In FIG. 1, the other end of the optical fiber 62 is connected to one end of another optical fiber 6 (hereinafter, may be referred to as “optical fiber 63” for convenience of explanation) at a connection box 27 on the ground. The other end of the optical fiber 63 is the deepest part of the depth displacement sensor 1 in the depth direction, and
The optical fiber 6 is connected to one end of the optical fiber 6 (hereinafter, may be referred to as “optical fiber 64” for convenience of description) arranged opposite to the optical fiber 3. Therefore, in the depth displacement sensor 1, since the optical fibers 6 arranged at a plurality of locations around the slot rod 5 form one optical path, the optical test using the test light from the optical pulse It is possible to observe the Brillouin scattered light for all the optical fibers 6 only by performing this operation once.

【0032】光ファイバ61、62間を接続する光接続
部17、並びに、光ファイバ63、64間を接続する光
接続部17は、具体的には、深度変位センサ1の深度方
向最深部に配置された挿入ヘッド13(図1中図示略)
のケーシング16内に収納される。地上に設けられた接
続箱27には、光ファイバケーブル25と光ファイバ6
1との間の光接続部28や、光ファイバ62、63間を
接続する光接続部29が収納される。図1において、前
記接続箱27は、ボーリング孔3上に設置されており、
該ボーリング孔3の浸水防止等、深度変位センサ1の保
護機能をも有する。
The optical connecting part 17 for connecting the optical fibers 61 and 62 and the optical connecting part 17 for connecting the optical fibers 63 and 64 are specifically arranged at the deepest part of the depth displacement sensor 1 in the depth direction. Insertion head 13 (not shown in FIG. 1)
In the casing 16. An optical fiber cable 25 and an optical fiber 6 are connected to a connection box 27 provided on the ground.
1 and an optical connection portion 29 for connecting the optical fibers 62 and 63 to each other. In FIG. 1, the connection box 27 is installed on the boring hole 3,
It also has a function of protecting the depth displacement sensor 1, such as preventing the boring hole 3 from being flooded.

【0033】また、地盤2の複数箇所に設置した深度変
位センサ1間にて、センサ体1Aの光ファイバ6同士を
接続(図1では、一方の深度変位センサ1の光ファイバ
64と他方の深度変位センサ1の光ファイバ61との接
続)して、複数の深度変位センサ1の各センサ体1Aを
構成する複数本の光ファイバ6により、連続する1本の
光線路を形成することも可能である。この場合、形成さ
れた光線路への光パルス試験器26からの試験光の入射
により、接続された複数の深度変位センサ1の光ファイ
バ6の光試験を1回で行うことができるから、光試験の
効率を大幅に向上できる。図1において、具体的には、
接続される一方の深度変位センサ1の光ファイバ64
と、他方の深度変位センサ1の光ファイバ61とを、光
ファイバケーブル30を介して接続することで、各深度
変位センサ1にて連続する1本の光線路同士が接続され
て、光パルス試験器26に対して連続する1本の光線路
が形成されている。この構成によれば、深度変位センサ
1間での光ファイバ6同士の接続によって、1本の光線
路によって光試験される深度変位センサ1の数を、自由
に設定することができ、多数の深度変位センサ1の光フ
ァイバ6の光試験を1回で行うことが可能である。これ
により、複数本の光ファイバ6の光試験を実質的に同時
に行うことができる。なお、深度変位センサ1の光ファ
イバ6と、深度変位センサ1間の接続用の光ファイバケ
ーブル30との間の光接続部32は、接続箱27内に収
納される。
Further, the optical fibers 6 of the sensor body 1A are connected to each other between the depth displacement sensors 1 installed at a plurality of locations on the ground 2 (in FIG. 1, the optical fiber 64 of one depth displacement sensor 1 and the other By connecting the displacement sensor 1 to the optical fiber 61), a plurality of optical fibers 6 constituting each sensor body 1A of the plurality of depth displacement sensors 1 can form one continuous optical path. is there. In this case, when the test light from the optical pulse tester 26 is incident on the formed optical path, the optical test of the optical fibers 6 of the plurality of connected depth displacement sensors 1 can be performed at one time. Test efficiency can be greatly improved. In FIG. 1, specifically,
Optical fiber 64 of one connected depth displacement sensor 1
And the optical fiber 61 of the other depth displacement sensor 1 via the optical fiber cable 30 to connect one continuous optical line in each depth displacement sensor 1 to perform an optical pulse test. One continuous optical line is formed for the container 26. According to this configuration, by connecting the optical fibers 6 between the depth displacement sensors 1, the number of the depth displacement sensors 1 to be optically tested by one optical path can be freely set, and a large number of depth displacements can be set. The optical test of the optical fiber 6 of the displacement sensor 1 can be performed once. Thereby, the optical test of the plurality of optical fibers 6 can be performed substantially simultaneously. The optical connection part 32 between the optical fiber 6 of the depth displacement sensor 1 and the optical fiber cable 30 for connection between the depth displacement sensors 1 is housed in the connection box 27.

【0034】この深度変位センサ1では、ボーリング孔
3の深度方向の寸法、パイプ4の長さやスロットロッド
5のパイプ4への挿入条長によって、深度方向の設置寸
法を簡単に調整できる。図1では、深度方向の設置寸法
の等しい深度変位センサ1を、地盤2に複数形成した状
態を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、
同一の地盤2に、深度方向の寸法が異なるようにして深
度変位センサ1を複数形成することも可能である。これ
により、例えば、ボーリング孔3を地下水脈に到達させ
ないことで、深度変位センサ1の施工性を向上したり、
深度変位センサ1の深度方向最深部を岩盤等の安定地盤
に到達させて、変形の観測対象の地盤に対する安定な観
測基準位置を確保することで、地盤2の変形の検出精度
を向上できるといった利点がある。
In the depth displacement sensor 1, the installation dimension in the depth direction can be easily adjusted by the depth dimension of the boring hole 3, the length of the pipe 4, and the length of the slot rod 5 inserted into the pipe 4. FIG. 1 illustrates a state in which a plurality of depth displacement sensors 1 having the same installation dimension in the depth direction are formed on the ground 2, but the present invention is not limited to this.
A plurality of depth displacement sensors 1 can be formed on the same ground 2 with different dimensions in the depth direction. Thereby, for example, the drilling hole 3 is prevented from reaching the groundwater vein, so that the workability of the depth displacement sensor 1 is improved,
The advantage that the deepest part of the depth displacement sensor 1 in the depth direction reaches a stable ground such as a bedrock to secure a stable observation reference position with respect to the ground to be subjected to the deformation, thereby improving the detection accuracy of the deformation of the ground 2. There is.

【0035】センサ体1Aでは、スロットロッド5の外
周部に設けられた各光ファイバ6に、初期歪みとして長
手方向の伸び歪みを与えておくことを基本とする。前記
初期歪みとしては、例えば、光ファイバ6の長さに対し
て0.1%程度の長手方向の伸び歪みを与える。なお、
このセンサ体1Aを構成する光ファイバ6は、挿入ヘッ
ド13の光ファイバ固定部20と、地表付近に設けられ
た光ファイバ固定部32(図1参照)とに固定されてい
るため、深度変位センサ1の曲げ変形等によって両端が
パイプ4内に引き込まれることは無い。
In the sensor body 1A, the optical fiber 6 provided on the outer peripheral portion of the slot rod 5 is basically provided with a longitudinal elongation strain as an initial strain. As the initial strain, for example, a longitudinal elongation strain of about 0.1% with respect to the length of the optical fiber 6 is given. In addition,
Since the optical fiber 6 constituting the sensor body 1A is fixed to the optical fiber fixing section 20 of the insertion head 13 and the optical fiber fixing section 32 (see FIG. 1) provided near the ground, a depth displacement sensor is provided. Both ends will not be drawn into the pipe 4 due to the bending deformation or the like.

【0036】この深度変位センサ1およびセンサ体1A
は、地盤2の変形に追従して一体的に変形されるように
なっている。地盤2の変形によって、深度変位センサ1
に曲げ変形が生じると、スロットロッド5と一体化され
ている光ファイバ6がスロットロッド5とともに深度変
位センサ1全体と一体的に変形される結果、センサ体1
Aの変形により伸び歪みが増大する光ファイバ6と、逆
に、伸び歪みが減少する光ファイバ6とが生じる。つま
り、曲げの外側に位置する光ファイバ6には初期歪みに
加えて、センサ体1Aの湾曲の外側の条長増大により伸
び歪みが与えられることで伸び歪みが増大し、センサ体
1Aの湾曲の内側に位置する光ファイバ6は、センサ体
1Aの湾曲変形に伴う条長減少により伸び歪みが減少す
る。
The depth displacement sensor 1 and the sensor body 1A
Are integrally deformed following the deformation of the ground 2. Depth displacement sensor 1 due to deformation of ground 2
When the bending deformation occurs, the optical fiber 6 integrated with the slot rod 5 is deformed integrally with the entire depth displacement sensor 1 together with the slot rod 5, and as a result, the sensor body 1 is deformed.
An optical fiber 6 whose elongation strain increases due to the deformation of A and an optical fiber 6 whose elongation strain decreases conversely occur. That is, in addition to the initial strain, the optical fiber 6 located outside the bend is subjected to an elongation strain due to an increase in the length of the outside of the curve of the sensor body 1A. The elongation strain of the optical fiber 6 located on the inner side is reduced due to the decrease in the strip length due to the bending deformation of the sensor body 1A.

【0037】光ファイバの光試験により観測されるブリ
ルアン散乱光の周波数シフト量は、光ファイバに与えら
れている伸び歪みの大きさに依存するから、深度変位セ
ンサ1を構成する各光ファイバ6の光試験におけるブリ
ルアン散乱光の観測結果により、観測されたブリルアン
散乱光の周波数シフト量が光ファイバ6に与えられた初
期歪みによって得られる値からずれていることを検出す
ることで、地盤2の変形発生を検出できる。また、ブリ
ルアン散乱光の戻り時間から、伸び歪み発生箇所の概略
位置(光パルス試験器26からの距離)を計測できるか
ら、伸び歪みの発生した光ファイバ6の存在する深度変
位センサ1の位置を割り出すことで、地盤2の変形位置
を把握できる。さらに、伸び歪みが増加した光ファイバ
6と、伸び歪みが減少した光ファイバ6の分布を把握す
ることで、センサ体1Aや深度変位センサ1の変形方
向、すなわち、センサ体1Aや深度変位センサ1に変形
を与えた外力(変形力)の方向を把握できるから、これ
により地盤2の変位方向を把握できる。また、観測され
たブリルアン散乱光の周波数シフト量の変化量(増加量
または減少量)から把握される各光ファイバ6毎の伸び
歪みの変化量(増加量または減少量)から、地盤2の変
位量を換算、把握できる。なお、光パルス試験器26に
よる光ファイバ6の光試験は、随時、断続的あるいは連
続的に行われ、これにより、実質的に、地盤2の変形の
常時監視が実現される。
The amount of frequency shift of the Brillouin scattered light observed by the optical test of the optical fiber depends on the magnitude of the elongation strain given to the optical fiber. The deformation of the ground 2 is detected by detecting that the frequency shift amount of the observed Brillouin scattered light deviates from the value obtained by the initial strain given to the optical fiber 6 based on the observation result of the Brillouin scattered light in the optical test. Occurrence can be detected. Further, since the approximate position (distance from the optical pulse tester 26) of the extension strain occurrence location can be measured from the return time of the Brillouin scattered light, the position of the depth displacement sensor 1 where the optical fiber 6 in which the extension strain has occurred exists. By determining, the deformation position of the ground 2 can be grasped. Further, by grasping the distribution of the optical fiber 6 whose elongation strain has increased and the optical fiber 6 whose elongation strain has decreased, the deformation direction of the sensor body 1A or the depth displacement sensor 1, that is, the sensor body 1A or the depth displacement sensor 1 Since the direction of the external force (deformation force) that deforms the ground can be grasped, the direction of displacement of the ground 2 can be grasped. In addition, the displacement of the ground 2 is calculated from the change amount (increase or decrease) of the elongation strain of each optical fiber 6 that is grasped from the change amount (increase or decrease) of the frequency shift amount of the observed Brillouin scattered light. Convert and understand the quantity. Note that the optical test of the optical fiber 6 by the optical pulse tester 26 is performed intermittently or continuously as needed, whereby substantially constant monitoring of deformation of the ground 2 is substantially realized.

【0038】変形されたセンサ体1Aの曲げの外側と内
側の境界付近では、伸縮いずれの変形も受けない光ファ
イバ6が生じる場合もある。この光ファイバ6には初期
歪みが増減すること無く維持されているから、この光フ
ァイバ6の光試験結果からは、前記初期歪みによって得
られる周波数シフト量のブリルアン散乱光が観測され
る。逆に、この光ファイバ6を検出することで、変形さ
れた深度変位センサ1の曲げの外側と内側の境界位置の
把握に利用できる。
In the vicinity of the boundary between the outside and inside of the bent sensor body 1A, an optical fiber 6 that does not undergo any expansion or contraction may occur. Since the initial distortion is maintained in the optical fiber 6 without increasing or decreasing, Brillouin scattered light having a frequency shift amount obtained by the initial distortion is observed from the optical test result of the optical fiber 6. Conversely, by detecting this optical fiber 6, it can be used to grasp the boundary position between the outside and the inside of the bending of the deformed depth displacement sensor 1.

【0039】地盤2の土砂の変位による深度変位センサ
1並びにセンサ体1Aの湾曲変形では、梁の撓みモデル
を想定することで、地盤2の変形方向並びに変位量を把
握できる。例えば、地盤2の表層の土砂の移動のみによ
る深度変位センサ1の湾曲変形では、深度変位センサ1
の地表に近い箇所に位置する部分が、それよりも深度方
向奥部にて安定な地盤2中に固定されている部分に対し
て湾曲変形することになる。深度変位センサ1並びにセ
ンサ体1Aに片持ち梁の撓みモデルを想定することで、
地盤2の変位方向、変位量が把握される。また、深度方
向中央部の土砂の移動による深度変位センサ1の変形で
は、両端支持梁の撓みモデルを想定することで、地盤2
の変形方向、変位量を把握できる。いずれの場合でも、
深度変位センサ1の湾曲変形によって与えられる伸び歪
みの変化、伸び歪みの変化量を光ファイバ6の光試験に
よって観測されるブリルアン散乱光の周波数シフト量か
ら各光ファイバ6毎に換算、算出することで、深度変位
センサ1並びにセンサ体1Aと一体的に変形した地盤2
の変形の状況、変位量を把握できる。
In the case of the bending deformation of the depth displacement sensor 1 and the sensor body 1A due to the displacement of the soil on the ground 2, the deformation direction and the amount of displacement of the ground 2 can be grasped by assuming a bending model of the beam. For example, in the bending deformation of the depth displacement sensor 1 caused only by the movement of the soil on the surface of the ground 2, the depth displacement sensor 1
The portion located closer to the ground surface is curved and deformed with respect to the portion fixed in the stable ground 2 at a deeper portion in the depth direction. By assuming a bending model of the cantilever for the depth displacement sensor 1 and the sensor body 1A,
The displacement direction and displacement amount of the ground 2 are grasped. Further, in the deformation of the depth displacement sensor 1 due to the movement of the earth and sand in the depth direction center, the ground 2
The direction of deformation and the amount of displacement. In either case,
The change of the elongation strain given by the bending deformation of the depth displacement sensor 1 and the amount of change of the elongation strain are converted and calculated for each optical fiber 6 from the frequency shift amount of the Brillouin scattered light observed by the optical test of the optical fiber 6. And the ground 2 deformed integrally with the depth displacement sensor 1 and the sensor body 1A.
The state of deformation and the amount of displacement can be grasped.

【0040】例えば図2(b)中仮想線に例示したよう
に、地盤2の変形によってセンサ体1Aが湾曲変形され
ると、湾曲の外側に位置する光ファイバ61の伸び歪み
が増大される。逆に、湾曲の内側に位置する光ファイバ
62では伸び歪みが減少する。各光ファイバ6の光試験
の結果、センサ体1Aを構成する光ファイバ61〜64
の少なくとも1本にブリルアン散乱光の周波数シフト量
の変化が観測されれば、地盤2の変形が検出されたこと
になるが、このセンサ体1Aでは、湾曲の内側・外側で
対向する光ファイバ61、62のブリルアン散乱光の周
波数シフト量の変化が逆になっていることが判明するこ
とで、該センサ体1Aの変形方向をも把握できる。
For example, as illustrated by the phantom line in FIG. 2B, when the sensor body 1A is bent and deformed by the deformation of the ground 2, the extension strain of the optical fiber 61 located outside the curve is increased. Conversely, in the optical fiber 62 located inside the curve, the elongation strain decreases. As a result of the optical test of each optical fiber 6, the optical fibers 61 to 64 constituting the sensor body 1A
If the change in the frequency shift amount of the Brillouin scattered light is observed in at least one of the two, the deformation of the ground 2 has been detected. In this sensor body 1A, the optical fibers 61 facing the inside and outside of the curve are used. , 62, the change in the frequency shift amount of the Brillouin scattered light is reversed, so that the direction of deformation of the sensor body 1A can also be grasped.

【0041】また、湾曲の外側の光ファイバ61と湾曲
の内側の光ファイバ62との間の中間に位置する光ファ
イバ63、64は、センサ体1Aとの一体的な湾曲によ
る条長増大によって、伸び歪みが増大する。但し、この
光ファイバ63、64の伸び歪みの増加量は、湾曲の外
側の光ファイバ61に比べて非常に小さいものとなる。
また、センサ体1Aの変形が極めて微小であったり、複
雑であったりすると、光ファイバ63、64には、伸び
歪みが与えられないこともある。そして、センサ体1A
の各光ファイバ6の光試験により、各光ファイバ61〜
64個別のブリルアン散乱光の周波数シフト量の変化を
把握し、伸び歪みが増大した光ファイバと伸び歪みが減
少した光ファイバの分布、すなわち、伸び歪みの増大が
最大の光ファイバ6の位置や伸び歪みの減少が最大の光
ファイバ6の位置、その他の光ファイバ6の伸び歪みの
増減等を把握し、さらに、各光ファイバ61〜64の伸
び歪みの変化量を把握することで、センサ体1Aに変形
を与えた地盤2の変位方向、変位量を詳細に把握できる
のである。
The optical fibers 63 and 64 located between the optical fiber 61 outside the curve and the optical fiber 62 inside the curve have an increased length due to the integral bending with the sensor body 1A. Elongation strain increases. However, the amount of increase in the extension strain of the optical fibers 63 and 64 is much smaller than that of the optical fiber 61 outside the curve.
If the deformation of the sensor body 1A is extremely small or complicated, the optical fibers 63 and 64 may not be given an elongation strain. And the sensor body 1A
The optical test of each of the optical fibers 6
The change of the frequency shift amount of the 64 individual Brillouin scattered light is grasped, and the distribution of the optical fiber having the increased elongation strain and the distribution of the optical fiber having the reduced elongation strain, that is, the position and elongation of the optical fiber 6 where the elongation strain is the largest increase By grasping the position of the optical fiber 6 where the decrease of the strain is the largest, increase / decrease of the extension strain of the other optical fibers 6, and the like, and further grasping the change amount of the extension strain of each of the optical fibers 61 to 64, the sensor body 1A is obtained. The displacement direction and the displacement amount of the ground 2 having deformed the ground can be grasped in detail.

【0042】センサ体1Aを構成する各光ファイバ61
〜64には、光パルス試験器26の空間分解能に対応し
てブリルアン散乱光を観測可能な条長が確保されてお
り、しかも、図1に示すように、光ファイバ61、62
間、光ファイバ62、63間、光ファイバ63、64間
の各光接続部17、29近傍には、無歪み状態の余長6
6、65、66が確保されている。光ファイバ61〜6
4の光試験では、これら余長66、65、66の位置に
ブリルアン散乱光が観測されないから、ブリルアン散乱
光の観測結果を各光ファイバ61〜64について個別に
把握することができる。なお、光ファイバ61、62
間、光ファイバ63、64間にそれぞれ確保された余長
65は、詳細には各光ファイバ61〜64端末から引き
出された内部光ファイバ9の余長であり、図7に示すよ
うに、挿入ヘッド13の余長処理部22に無歪み状態で
収納される。一方、光ファイバ62、63間の接続に伴
う余長66も、これら光ファイバ62、63端末から引
き出された内部光ファイバ9の余長であり、図1に示す
ように、接続箱27内に無歪み状態で収納される。
Each optical fiber 61 constituting the sensor body 1A
1 to 64, a strip length capable of observing Brillouin scattered light corresponding to the spatial resolution of the optical pulse tester 26 is secured, and furthermore, as shown in FIG.
In the vicinity of the optical connection portions 17 and 29 between the optical fibers 62 and 63 and between the optical fibers 63 and 64, the remaining length 6 in an undistorted state is provided.
6, 65 and 66 are secured. Optical fibers 61-6
In the optical test of No. 4, since Brillouin scattered light is not observed at the positions of these extra lengths 66, 65, 66, the observation result of Brillouin scattered light can be individually grasped for each of the optical fibers 61 to 64. The optical fibers 61 and 62
The extra length 65 secured between the optical fibers 63 and 64 is, in detail, the extra length of the internal optical fiber 9 pulled out from the terminal of each of the optical fibers 61 to 64, and as shown in FIG. The head 13 is stored in the extra length processing unit 22 without distortion. On the other hand, the extra length 66 associated with the connection between the optical fibers 62 and 63 is also the extra length of the internal optical fiber 9 drawn out from the terminals of the optical fibers 62 and 63, and as shown in FIG. It is stored without distortion.

【0043】光ファイバ61〜64の長手方向の一部分
に局所的な伸び歪みが与えられている場合は、光パルス
試験器26の空間分解能の精度で、伸び歪み発生箇所の
深度方向の位置を把握することも可能である。これによ
り、深度方向での地盤2の変形位置をも詳細に把握する
ことが可能である。
When a local elongational strain is given to a part of the optical fibers 61 to 64 in the longitudinal direction, the position of the elongational strain occurrence position in the depth direction is grasped with the accuracy of the spatial resolution of the optical pulse tester 26. It is also possible. Thereby, it is possible to grasp the deformation position of the ground 2 in the depth direction in detail.

【0044】センサ体1Aに設けられている複数本の光
ファイバ6を連続する1本の光線路として光試験を行う
構成により、これら光ファイバ6に関する伸び歪みの変
化のデータを同時に取得できるから、刻々と変化する地
盤2の変形に対して、信頼性の高い観測を実現できる。
複数の深度変位センサ1の光ファイバ6同士の接続によ
り連続する1本の光線路が形成されている構成により、
この光線路の1回の光試験により、複数の深度変位セン
サ1について、地盤2の変形の有無を監視することがで
きる。変形による地盤2の変位方向や、変位量も、複数
の深度変位センサ1個別に計測、算出することができ
る。しかも、複数の各深度変位センサ1の各光ファイバ
6の光試験データを実質的に同時に取得できるから、こ
れらのデータの分析により、深度変位センサ1を設置し
た領域の地盤2の変形状態を総合的に、具体的に把握で
きる。
With a configuration in which a plurality of optical fibers 6 provided in the sensor body 1A are subjected to an optical test as one continuous optical line, data on changes in elongation strain regarding these optical fibers 6 can be obtained simultaneously. Observation with high reliability can be realized with respect to the ever-changing deformation of the ground 2.
With the configuration in which one continuous optical path is formed by connecting the optical fibers 6 of the plurality of depth displacement sensors 1,
With one optical test of this optical path, the presence or absence of deformation of the ground 2 can be monitored for the plurality of depth displacement sensors 1. The displacement direction and displacement amount of the ground 2 due to deformation can also be measured and calculated individually for the plurality of depth displacement sensors 1. In addition, since the optical test data of each optical fiber 6 of each of the plurality of depth displacement sensors 1 can be obtained substantially simultaneously, the deformation state of the ground 2 in the area where the depth displacement sensor 1 is installed can be comprehensively analyzed by analyzing these data. And specifically.

【0045】図10は、地盤斜面の不安定地盤等におけ
る地滑りや土砂崩れ等の災害発生の予兆現象である地盤
2の歪発生を検出、監視する光監視システム40を示
す。図10において、符合41は監視所、42は分岐接
続箱、43は表層変位センシング部、44は深度変位セ
ンシング部、45は受圧ボックス、46は接続ボック
ス、47は光ファイバケーブル、48は監視対象領域で
ある。
FIG. 10 shows an optical monitoring system 40 for detecting and monitoring the occurrence of distortion of the ground 2 which is a predictive phenomenon of a disaster such as a landslide or a landslide in an unstable ground on a ground slope. In FIG. 10, reference numeral 41 is a monitoring station, 42 is a branch connection box, 43 is a surface displacement sensing unit, 44 is a depth displacement sensing unit, 45 is a pressure receiving box, 46 is a connection box, 47 is an optical fiber cable, and 48 is a monitoring target. Area.

【0046】図10および図11に示すように、表層変
位センシング部43は、前記監視対象領域48の地盤2
の表層55の変位、変状を検出するものであり、監視対
象領域48の表層55に直線的に埋設布設された1本の
光ファイバ49の長手方向複数箇所を、前記表層55に
配列して埋設された受圧ボックス45間や受圧ボックス
45と接続ボックス46に固定し、前記光ファイバ49
をこれら受圧ボックス45間や受圧ボックス45と接続
ボックス46との間に張設した構成になっている。深度
変位センシング部44は、地盤2の監視対象領域48の
複数箇所に設置した各深度変位センサ1(図1、図2
(a)、(b)等に例示)を構成する光ファイバ6を接
続して、連続する一本の光線路50を形成したものであ
る。この光線路50は、具体的には、深度変位センサ1
を構成する光ファイバ6、深度変位センサ1間に布設さ
れて各深度変位センサ1の光ファイバ6間を接続する光
ファイバケーブル、光線路50の長手方向両端を形成す
る光ファイバケーブル等から構成される。前記深度変位
センサ1は、監視対象領域48の地盤2の表層から深度
方向に延在形成されている。
As shown in FIG. 10 and FIG. 11, the surface displacement sensing section 43
Of the optical fiber 49 linearly buried and laid in the surface layer 55 of the monitoring target area 48 in the longitudinal direction at a plurality of positions in the surface layer 55. The optical fiber 49 is fixed between the buried pressure receiving box 45 and between the pressure receiving box 45 and the connection box 46.
Are stretched between the pressure receiving boxes 45 and between the pressure receiving box 45 and the connection box 46. The depth displacement sensing unit 44 includes the depth displacement sensors 1 (FIGS. 1 and 2) installed at a plurality of locations in the monitoring target area 48 of the ground 2.
The optical fibers 6 constituting (a) and (b) are connected to form a single continuous optical line 50. This optical line 50 is, specifically, a depth displacement sensor 1
, An optical fiber cable laid between the depth displacement sensors 1 to connect the optical fibers 6 of the respective depth displacement sensors 1, an optical fiber cable forming both ends in the longitudinal direction of the optical line 50, and the like. You. The depth displacement sensor 1 is formed to extend from the surface layer of the ground 2 in the monitoring target area 48 in the depth direction.

【0047】図10および図11に示すように、受圧ボ
ックス45間に張設された光ファイバ49や、受圧ボッ
クス45と接続ボックス46との間に張設された光ファ
イバ49は、いずれも、表層55の滑り方向(表面に沿
った方向)の変位を検出する単独の表層変位センサ5
6、57を構成する。表層変位センシング部43は、前
記受圧ボックス45と前記接続ボックス46とを、接続
ボックス46が一端または両端となるようにして配列し
て構成されるから、表層変位センサ56は表層センシン
グ部43の延在方向端部に配設され、表層変位センサ5
7は両端の表層変位センサ56間に配列されている。
As shown in FIGS. 10 and 11, the optical fiber 49 stretched between the pressure receiving box 45 and the optical fiber 49 stretched between the pressure receiving box 45 and the connection box 46 are both A single surface layer displacement sensor 5 for detecting displacement of the surface layer 55 in the sliding direction (direction along the surface)
6, 57 are constituted. Since the surface displacement sensing unit 43 is configured by arranging the pressure receiving box 45 and the connection box 46 such that the connection box 46 is at one end or both ends, the surface displacement sensor 56 is an extension of the surface sensing unit 43. Surface displacement sensor 5
7 are arranged between the surface displacement sensors 56 at both ends.

【0048】各表層変位センサ56、57は、表層55
に埋設されたスライドパイプ58と、このスライドパイ
プ58内に挿入された光ファイバ49と、前記スライド
パイプ58の外側に設けられた外装パイプ59とを備え
て構成されている。スライドパイプ58や外装パイプ5
9は、光ファイバ49を保護する保護管として機能す
る。スライドパイプ58や外装パイプ59としては、剛
性によって曲げを生じにくく、かつ、長期の埋設に耐え
得る耐食性を有することで、内部の光ファイバ49の伸
び歪みの変化に影響を与えないものが採用される。パイ
プ58、59として採用可能な樹脂管としては、例え
ば、FEP(テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロ
プロピレン合重合体)製パイプがある。FEPは、強
度、耐熱性、耐薬品性に優れており、側圧に対して曲が
りにくく、しかも、日照等による地盤2の温度上昇によ
っても強度低下が無く、長期の埋設に耐え得る優れた耐
食性を発揮する。光ファイバ49としては、光ファイバ
ケーブル等が採用される。光ファイバ49として採用可
能な光ファイバケーブルとしては、例えば、図3〜図5
に示す断面構造のものである。図3〜図5に示した断面
構造の光ファイバケーブルは、断面中央部の両側に対向
配置されたテンションメンバ10によって、伸縮特性が
安定に得られる。
Each of the surface displacement sensors 56 and 57 has a surface 55
, A slide pipe 58 embedded in the slide pipe 58, an optical fiber 49 inserted into the slide pipe 58, and an exterior pipe 59 provided outside the slide pipe 58. Slide pipe 58 and exterior pipe 5
9 functions as a protection tube for protecting the optical fiber 49. As the slide pipe 58 and the exterior pipe 59, those that hardly bend due to rigidity and have corrosion resistance enough to withstand long-term burial and do not affect the change in the elongation strain of the internal optical fiber 49 are employed. You. As a resin pipe that can be adopted as the pipes 58 and 59, for example, there is a pipe made of FEP (tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer). FEP is excellent in strength, heat resistance, and chemical resistance, hardly bends with respect to lateral pressure, and does not decrease in strength even when the temperature of the ground 2 rises due to sunshine or the like, and has excellent corrosion resistance that can withstand long-term burial. Demonstrate. As the optical fiber 49, an optical fiber cable or the like is employed. As an optical fiber cable that can be adopted as the optical fiber 49, for example, FIGS.
The sectional structure shown in FIG. In the optical fiber cable having the cross-sectional structure shown in FIGS. 3 to 5, the stretching members can be stably provided with the expansion and contraction characteristics by the tension members 10 arranged on both sides of the center of the cross section.

【0049】図11および図12(a)、(b)に示す
ように、受圧ボックス45は、コンクリート等から形成
される台座45aと、この台座45a上の対向する両側
に設けられたパイプホルダ部45bと、両側のパイプホ
ルダ部45b間に設けられた光ファイバ固定部45c
と、台座45a上を覆って前記パイプホルダ部45b並
びに前記光ファイバ固定部45cを収納するカバー45
dとを備えて構成されている。図11および図13
(a)、(b)に示すように、接続ボックス46は、コ
ンクリート等から形成される台座46aと、この台座4
6a上の対向する両側に設けられたパイプホルダ部46
bと、両側のパイプホルダ部46b間の中央部に設けら
れた接続部収納部46cと、この接続部収納部46cと
両側の前記パイプホルダ部46bとの間にそれぞれ設け
られた光ファイバ固定部46dと、台座46a上を覆っ
て、前記パイプホルダ部46b、接続部収納部46c、
光ファイバ固定部46dを収納するカバー45eとを備
えて構成されている。
As shown in FIGS. 11, 12 (a) and 12 (b), the pressure receiving box 45 comprises a pedestal 45a made of concrete or the like, and pipe holders provided on both sides of the pedestal 45a facing each other. 45b and an optical fiber fixing portion 45c provided between the pipe holder portions 45b on both sides.
And a cover 45 which covers the pedestal 45a and accommodates the pipe holder 45b and the optical fiber fixing portion 45c.
d. 11 and 13
As shown in (a) and (b), the connection box 46 includes a pedestal 46a made of concrete or the like and a pedestal 4a.
Pipe holder portions 46 provided on opposite sides on the upper surface 6a
b, a connection part storage part 46c provided at the center between the pipe holder parts 46b on both sides, and optical fiber fixing parts provided respectively between the connection part storage part 46c and the pipe holder parts 46b on both sides. 46d, covering the pedestal 46a, the pipe holder portion 46b, the connection portion storage portion 46c,
And a cover 45e for accommodating the optical fiber fixing portion 46d.

【0050】図10〜図13(a)、(b)に示すよう
に、受圧ボックス45間に張設された光ファイバ49に
よって構成された表層変位センサ56のスライドパイプ
58の長手方向両端部は、隣り合う一対の受圧センサ4
5のパイプホルダ部45bにそれぞれスライド移動自在
に支持されている。受圧センサ45と接続ボックス46
との間に配設された表層変位センサ56のスライドパイ
プ58の長手方向両端部は、接続ボックス46のパイプ
ホルダ部46bと、これに隣り合う受圧センサ45のパ
イプホルダ部45bとにそれぞれスライド移動自在に支
持されている。
As shown in FIGS. 10 to 13 (a) and 13 (b), both ends in the longitudinal direction of the slide pipe 58 of the surface layer displacement sensor 56 constituted by the optical fiber 49 stretched between the pressure receiving boxes 45. , A pair of adjacent pressure receiving sensors 4
5 are respectively slidably supported by the pipe holder portions 45b. Pressure receiving sensor 45 and connection box 46
The slide pipe 58 of the surface displacement sensor 56 disposed between the two ends slides in the pipe holder 46b of the connection box 46 and the pipe holder 45b of the pressure sensor 45 adjacent thereto. It is freely supported.

【0051】光ファイバ49は、受圧ボックス45に引
き通されており、受圧ボックス45の光ファイバ固定部
45cは、前記光ファイバ49の途中を固定する。各表
層変位センサ56、57を構成する光ファイバ49は、
これら光ファイバ固定部45c、46dに固定されるこ
とで、初期歪みとして与えられた長手方向の伸び歪みが
維持される。
The optical fiber 49 is drawn through the pressure receiving box 45, and the optical fiber fixing portion 45 c of the pressure receiving box 45 fixes the optical fiber 49 in the middle. The optical fiber 49 constituting each of the surface layer displacement sensors 56 and 57 includes:
By being fixed to these optical fiber fixing portions 45c and 46d, the longitudinal elongation strain given as the initial strain is maintained.

【0052】光ファイバ固定部45c、46dは、光フ
ァイバ49を固定する固定ブロック60と、受圧ボック
ス45や接続ボックス46の台座45a、46aに固定
され、前記固定ブロック60を収納する枠状のフレーム
61と、このフレーム61の対向する両側から前記固定
ブロック60を挟み込む1対の固定位置調整部材62と
を備えて構成されている。前記固定位置調整部材62
は、フレーム61からの突出寸法を変更することで、フ
レーム61内での固定ブロック60の固定位置を、前記
光ファイバ49の長手方向に沿って調整できる。受圧ボ
ックス45や接続ボックス46の光ファイバ固定部45
c、46dにて、固定位置調整部材62によって固定ブ
ロック60の固定位置を調整することにより、各表層変
位センサ56、57における光ファイバ49の初期歪み
の調整、メンテナンス等の作業を容易に行うことができ
る。
The optical fiber fixing portions 45c and 46d are fixed to a fixing block 60 for fixing the optical fiber 49, and a frame-like frame fixed to the pedestals 45a and 46a of the pressure receiving box 45 and the connection box 46, and for accommodating the fixing block 60. 61, and a pair of fixed position adjusting members 62 that sandwich the fixed block 60 from opposite sides of the frame 61. The fixed position adjusting member 62
By changing the projecting dimension from the frame 61, the fixing position of the fixing block 60 in the frame 61 can be adjusted along the longitudinal direction of the optical fiber 49. Optical fiber fixing part 45 of pressure receiving box 45 or connection box 46
By adjusting the fixed position of the fixed block 60 by the fixed position adjusting member 62 at c and 46d, adjustment of the initial strain of the optical fiber 49 in each of the surface layer displacement sensors 56 and 57, maintenance and other operations can be easily performed. Can be.

【0053】接続ボックス46の接続部収納部46c
は、表層変位センシング部43を構成する光ファイバ4
9と、外部の別の光ファイバとの光接続部を余長ととも
に収納するものである。図10、図11に示すように、
表層変位センシング部43同士は、前記接続ボックス4
6を介して光ファイバ49同士を光接続することで、連
結することができる。表層変位センシング部43と深度
変位センシング部44とは、表層変位センシング部43
を構成する光ファイバ49と、深度変位センシング部4
4の光線路50の両端を構成する光ファイバ(光ファイ
バケーブル)とを、接続ボックス46を介して光接続す
ることで、連結することができる。光ファイバ49同士
の光接続部や、光ファイバ49と光線路50を構成する
光ファイバとの光接続部は、余長とともに接続部収納部
46cに収納する。図13(a)は、光ファイバケーブ
ルである光ファイバ49同士の接続を例示しており、各
光ファイバ49の端末に口出しした光ファイバ(光ファ
イバ心線、光ファイバ素線等)同士の光接続部を余長と
ともに接続部収納部46c内に収納し、接続部収納部4
6cとその両側の光ファイバ固定部46dとの間にそれ
ぞれ配置したケーブル余長処理部46fに、光ファイバ
49の光ファイバケーブル部分に確保した余長を湾曲処
理するようになっている。このように、表層変位センシ
ング部43の光ファイバ49は、接続ユニット46によ
り、別の光ファイバケーブル等の光線路と容易に光接続
することができるため、これにより、例えば、複数の表
層変位センシング部43同士の連結、別の光ファイバセ
ンサ(深度変位センシング部44等)との連結等を実現
できる。なお、前記「光接続部」は、光ファイバ同士の
融着接続部や、コネクタ接続部である。
The connection box storage section 46c of the connection box 46
Are the optical fibers 4 constituting the surface displacement sensing unit 43
9 and an optical connection portion to another external optical fiber with an extra length. As shown in FIGS. 10 and 11,
The surface displacement sensing units 43 are connected to each other by the connection box 4.
The optical fibers 49 can be connected by optically connecting them via the optical fiber 6. The surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 44 are
, An optical fiber 49 and a depth displacement sensing unit 4
Optical fibers (optical fiber cables) constituting both ends of the fourth optical line 50 can be optically connected via the connection box 46 to be connected. The optical connection part between the optical fibers 49 and the optical connection part between the optical fiber 49 and the optical fiber constituting the optical line 50 are stored in the connection part storage part 46c together with the extra length. FIG. 13A exemplifies a connection between optical fibers 49 which are optical fiber cables, and an optical fiber (optical fiber core wire, optical fiber element wire, etc.) connected to the end of each optical fiber 49. The connection portion is stored in the connection portion storage portion 46c together with the extra length, and the connection portion storage portion 4 is stored.
The cable extra length processing section 46f disposed between the optical fiber 6c and the optical fiber fixing sections 46d on both sides of the optical fiber 49b is configured to bend the extra length secured in the optical fiber cable portion of the optical fiber 49. As described above, since the optical fiber 49 of the surface displacement sensing unit 43 can be easily optically connected to an optical line such as another optical fiber cable by the connection unit 46, for example, a plurality of surface displacement sensing The connection between the units 43, the connection with another optical fiber sensor (such as the depth displacement sensing unit 44, etc.) can be realized. The “optical connection part” is a fusion splicing part between optical fibers or a connector connecting part.

【0054】例えば、図10に示す監視ライン53は、
表層変位センシング部43と、深度変位センシング部4
4と、表層変位センシング部43とをこの順で直列に連
結したものであり、各センシング部43、44の光ファ
イバ49や光線路50は互いに接続されて連続する1本
のセンシング用光線路を構成している。また、別の監視
ライン54は、3本の表層変位センシング部43を直列
に連結したものであり、各表層変位センシング部43を
構成する光ファイバ49は互いに接続されて連続する1
本のセンシング用光線路を構成している。なお、各監視
ライン54、54を構成するセンシング用光線路の光パ
ルス試験器26から最も遠い端末は、無反射処理され
る。
For example, the monitoring line 53 shown in FIG.
Surface displacement sensing unit 43 and depth displacement sensing unit 4
4 and the surface displacement sensing unit 43 are connected in series in this order, and the optical fiber 49 and the optical line 50 of each of the sensing units 43 and 44 are connected to each other to form one continuous optical line for sensing. Make up. Further, another monitoring line 54 is formed by connecting three surface layer displacement sensing units 43 in series, and the optical fibers 49 constituting each surface layer displacement sensing unit 43 are connected to each other so as to be continuous.
This constitutes a sensing optical line. The terminal farthest from the optical pulse tester 26 of the optical path for sensing constituting each of the monitoring lines 54, 54 is subjected to non-reflection processing.

【0055】監視対象領域48の地盤2に設置された表
層変位センシング部43の光ファイバ49や、深度変位
センシング部44の光線路50は、監視対象領域48近
傍に設置された分岐接続箱42を介して、監視所41側
の光ファイバケーブル47と接続され、この光ファイバ
ケーブル47を介して、前記監視所41に設置された光
パルス試験器26に対して試験光入射可能に接続され
る。前記光パルス試験器26により、表層変位センシン
グ部43の光ファイバ49や、深度変位センシング部4
4の光線路50の光試験を行うことで、前記監視対象領
域48から離れた場所に設置された監視所41にて、前
記監視対象領域48の地盤2の変形、変位の発生を監視
できる。これにより、地滑りや土砂崩れの危険の無い安
全な場所からの、地盤2の変形、変位等の監視を実現で
きる。
The optical fiber 49 of the surface displacement sensing unit 43 installed on the ground 2 in the monitored area 48 and the optical line 50 of the depth displacement sensing unit 44 are connected to the branch connection box 42 installed near the monitored area 48. Via the optical fiber cable 47 on the monitoring station 41 side, the optical fiber cable 47 is connected via the optical fiber cable 47 to the optical pulse tester 26 installed at the monitoring station 41 so that test light can enter. By the optical pulse tester 26, the optical fiber 49 of the surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 4
By performing the optical test of the optical path 50 of No. 4, it is possible to monitor the deformation and displacement of the ground 2 in the monitoring target area 48 at the monitoring station 41 installed at a location away from the monitoring target area 48. This makes it possible to monitor the deformation and displacement of the ground 2 from a safe place where there is no danger of landslide or landslide.

【0056】図10において具体的には、監視対象領域
48の地盤2に設置された監視ライン53、54は、い
ずれも端部に表層変位センシング部43を備えており、
各監視ライン53、54のセンシング用光線路と監視所
41側の光ファイバケーブル47との間の接続は、前記
分岐接続箱42から監視対象領域48に引き込むように
して布設した光ファイバケーブル51、52を、各監視
ライン53、54端部の表層変位センシング部43の端
部に設けられている接続ボックス46にて、光ファイバ
49と接続することで実現されている。これにより、各
監視ライン53、54のセンシング用光線路が光パルス
試験器26に対して光試験可能に接続されている。
In FIG. 10, specifically, the monitoring lines 53 and 54 installed on the ground 2 in the monitoring target area 48 are both provided with a surface displacement sensing unit 43 at the end.
The connection between the sensing optical line of each of the monitoring lines 53 and 54 and the optical fiber cable 47 on the monitoring station 41 side is performed by connecting the optical fiber cable 51 laid from the branch connection box 42 to the monitoring target area 48, This is realized by connecting 52 to an optical fiber 49 at a connection box 46 provided at the end of the surface displacement sensing unit 43 at the end of each of the monitoring lines 53 and 54. Thereby, the sensing optical lines of the respective monitoring lines 53 and 54 are connected to the optical pulse tester 26 so that an optical test is possible.

【0057】監視ライン53、54のセンシング用光線
路には、光パルス試験器26に対する接続の切り替え
と、試験光の入射とによって、繰り返し光試験が行われ
る。各監視ライン53、54のセンシング用光線路につ
いて、断続的に光試験を行うことで、実質的に、常時監
視を実現できる。監視ライン53のセンシング用光線路
の光試験では、該監視ライン53を構成する二つの表層
変位センシング部43の光ファイバ49、および、深度
変位センシング部44の光線路50とを、1回の試験光
の入射により光試験することができる。監視ライン54
のセンシング用光線路の光試験では、3本の表層変位セ
ンシング部43の光ファイバ49を、1回で光試験する
ことができる。したがって、この光監視システム40で
は、該光監視システム40を構成する表層変位センシン
グ部43や深度変位センシング部44の光線路の光試験
の回数を減少することができ、光試験の能率を高めるこ
とができる。しかも、1本の監視ラインに設けられてい
る複数の光ファイバセンサ(深度変位センサ1、表層変
位センサ56、57)の光試験データを実質的に同時に
取得できるから、広範囲にわたって、地盤2の変形の同
時監視を実現できる。
The optical test is repeatedly performed on the sensing optical lines of the monitoring lines 53 and 54 by switching the connection to the optical pulse tester 26 and inputting the test light. By performing an optical test intermittently with respect to the sensing optical line of each of the monitoring lines 53 and 54, substantially constant monitoring can be realized. In the optical test of the sensing optical line of the monitoring line 53, the optical fiber 49 of the two surface displacement sensing units 43 and the optical line 50 of the depth displacement sensing unit 44 constituting the monitoring line 53 are tested once. A light test can be performed by light incidence. Monitoring line 54
In the optical test of the sensing optical line, the optical test of the optical fibers 49 of the three surface displacement sensing units 43 can be performed once. Therefore, in the optical monitoring system 40, the number of optical tests on the optical lines of the surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 44 constituting the optical monitoring system 40 can be reduced, and the efficiency of the optical test can be increased. Can be. In addition, since the optical test data of a plurality of optical fiber sensors (depth displacement sensor 1, surface displacement sensors 56 and 57) provided on one monitoring line can be acquired substantially simultaneously, the deformation of the ground 2 over a wide range can be obtained. Can be monitored simultaneously.

【0058】表層変位センシング部43の光ファイバ4
9の光試験のデータから、ブリルアン散乱光の周波数シ
フト量が初期歪みによって与えられた値から変化したこ
とが判明したら、表層55の変形や変位の発生が検出さ
れている。深度変位センシング44の各深度変位センサ
1の光ファイバ6の光試験のデータから、ブリルアン散
乱光の周波数シフト量が初期歪みによって与えられた値
から変化したことが判明したら、地盤2の変形や変位の
発生が検出されている。なお、監視ライン53を構成す
る各センシング部43、44、43間の光試験データ
や、監視ライン54を構成する各センシング部43、4
3、43の光試験データは、接続ボックス46に確保さ
れた無歪みの余長によって、ブリルアン散乱光が観測さ
れない部分が生じることで、センシング部毎に判別する
ことができる。
The optical fiber 4 of the surface displacement sensing unit 43
When it is found from the data of the optical test No. 9 that the frequency shift amount of the Brillouin scattered light has changed from the value given by the initial strain, the occurrence of deformation or displacement of the surface layer 55 has been detected. If it is found from the data of the optical test of the optical fiber 6 of each depth displacement sensor 1 of the depth displacement sensing 44 that the frequency shift amount of the Brillouin scattered light has changed from the value given by the initial strain, the deformation and displacement of the ground 2 Has been detected. The optical test data between the sensing units 43, 44, 43 forming the monitoring line 53, and the sensing units 43, 4 forming the monitoring line 54,
The optical test data of Nos. 3 and 43 can be determined for each sensing unit because a portion where Brillouin scattered light is not observed occurs due to the undistorted extra length secured in the connection box 46.

【0059】表層変位センサ56、57は、地滑りや土
砂崩れの発生時に予想される土砂の変位方向に添わせる
ようにして配設される。地盤2の表層55の土砂の変位
によって、受圧ボックス45や接続ボックス46が表層
55の土砂と一体的に変位し、受圧ボックス45同士間
の距離や、受圧ボックス45と接続ボックス46との間
の距離が増大すると、光ファイバ49の伸び歪みが増大
する。光ファイバ49の光試験による該光ファイバ49
からのブリルアン散乱光の観測結果から、光ファイバ4
9の伸び歪みの増大(ブリルアン散乱光の周波数シフト
量の増大)を検出することで、表層55の変形や変位の
発生を、表層変位センサ56、57単位で検出すること
ができる。また、ブリルアン散乱光の光パルス試験器2
6への戻り時間から、表層55の変形や変位を検出した
表層変位センサ56、57を特定することができ、これ
により、変形や変位の発生箇所の位置を把握することが
できる。また、ブリルアン散乱光の周波数シフト量の増
加量から地盤2の変位量を算出することもできる。これ
により、表層55の変状を詳細に把握できる。
The surface displacement sensors 56 and 57 are provided so as to be in the displacement direction of the landslide expected when a landslide or a landslide occurs. Due to the displacement of the soil on the surface layer 55 of the ground 2, the pressure receiving box 45 and the connection box 46 are displaced integrally with the soil on the surface layer 55, and the distance between the pressure receiving boxes 45 and the distance between the pressure receiving box 45 and the connection box 46 are increased. As the distance increases, the elongation strain of the optical fiber 49 increases. The optical fiber 49 is obtained by an optical test of the optical fiber 49.
Observation of Brillouin scattered light from
By detecting an increase in elongation strain (an increase in the frequency shift amount of Brillouin scattered light) of No. 9, the occurrence of deformation or displacement of the surface layer 55 can be detected by the surface layer displacement sensors 56 and 57. In addition, an optical pulse tester 2 for Brillouin scattered light
6, the surface displacement sensors 56 and 57 that have detected the deformation and displacement of the surface layer 55 can be specified, whereby the positions of the locations where the deformation and displacement occur can be grasped. Further, the displacement amount of the ground 2 can be calculated from the increase amount of the frequency shift amount of the Brillouin scattered light. Thereby, the deformation of the surface layer 55 can be grasped in detail.

【0060】一方、受圧ボックス45同士間の距離、受
圧ボックス45と接続ボックス46同士間の距離が短縮
するような変形力を受ける表層変位センサ56、57で
は、光ファイバ49の伸び歪みが減少する。但し、スラ
イドパイプ58の長手方向両端部に設けられたストッパ
58aがパイプホルダ部45b、46bに突き当たる
と、スライドパイプ58が軸力を負担することで、受圧
ボックス45同士間、受圧ボックス45と接続ボックス
46との間の離間距離のそれ以上の縮小が規制されるか
ら、後に、受圧ボックス45同士間の離間距離や、受圧
ボックス45と接続ボックス46との間の離間距離が増
大するような地盤2の変形、変位が生じると、光ファイ
バ49の初期歪みが減少すること無く維持される。
On the other hand, in the surface displacement sensors 56 and 57 which receive a deformation force such that the distance between the pressure receiving boxes 45 and the distance between the pressure receiving boxes 45 and the connection boxes 46 are reduced, the elongation strain of the optical fiber 49 is reduced. . However, when the stoppers 58a provided at both ends in the longitudinal direction of the slide pipe 58 abut against the pipe holders 45b and 46b, the slide pipe 58 bears an axial force, so that the pressure receiving boxes 45 are connected to each other and connected to the pressure receiving box 45. Since further reduction of the separation distance between the pressure receiving box 45 and the connection box 46 is restricted, further reduction of the separation distance between the pressure receiving box 45 and the connection box 46 increases. When the deformation and displacement 2 occur, the initial strain of the optical fiber 49 is maintained without reduction.

【0061】この光監視システム40では、表層変位セ
ンシング部43および深度変位センシング部44の光フ
ァイバ49、6の光試験によって得られる面的データ
と、鉛直方向データとによって、地盤2の変形位置、変
形規模等を詳細に把握できる。しかも、表層変位センシ
ング部43および深度変位センシング部44は、構成が
簡単で、設置が容易であるから、監視対象領域48が広
大であっても短期間で効率良く設置でき、低コスト化で
きる。
In the light monitoring system 40, the deformation position of the ground 2 and the vertical position data are obtained based on the surface data obtained by the optical test of the optical fibers 49 and 6 of the surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 44 and the vertical direction data. Deformation scale etc. can be grasped in detail. Moreover, since the surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 44 have a simple configuration and are easy to install, even if the monitoring target area 48 is large, it can be efficiently installed in a short period of time, and the cost can be reduced.

【0062】表層変位センシング部43や深度変位セン
シング部44を構成する深度変位センサ1や表層変位セ
ンサ56、57は、これらを構成する光ファイバ6、4
9自体がデータ伝送用の通信線として機能するから、別
途、データ伝送用の通信線の設置は不要である。しか
も、無電源でセンシング可能であるから電源確保の必要
が無い。また、誘導電流等の電磁ノイズの影響を受けな
いから、例えば電気機器が設置された建物の近くや、山
岳部等の落雷の発生しやい場所等であっても問題無く設
置することができ、設置場所の自由度が向上する。ま
た、深度変位センサ1や表層変位センサ56、57は、
初期歪みが与えられた光ファイバ6、49の伸び歪みの
変化を検出する構成であるから、地盤2の微小な変形や
変位を精度良く検出することができる。このため、地滑
りや土砂崩れ等の予兆現象である地盤2の微小な変形や
変位の検出に、効果的に役立てることができる。特に、
深度変位センサ1は、従来検出が困難であった深度方向
の変形、変位の高精度の検出を実現できるといった利点
がある。
The depth displacement sensor 1 and the surface displacement sensors 56 and 57 constituting the surface displacement sensing unit 43 and the depth displacement sensing unit 44 are optical fibers 6 and 4 constituting these components.
Since 9 itself functions as a communication line for data transmission, it is not necessary to separately provide a communication line for data transmission. Moreover, since sensing can be performed without a power supply, there is no need to secure a power supply. In addition, since it is not affected by electromagnetic noise such as induced current, it can be installed without any problem even in places where electrical equipment is installed, such as near a building where a lightning strike is likely to occur, such as in a mountainous area. The degree of freedom of the installation location is improved. In addition, the depth displacement sensor 1 and the surface displacement sensors 56 and 57
Since the configuration is such that the change in the elongation strain of the optical fibers 6 and 49 to which the initial strain has been applied is detected, it is possible to accurately detect minute deformation and displacement of the ground 2. For this reason, it can be effectively used for detecting minute deformation or displacement of the ground 2, which is a predictive phenomenon such as a landslide or a landslide. In particular,
The depth displacement sensor 1 has an advantage that it is possible to realize high-precision detection of deformation and displacement in the depth direction, which has conventionally been difficult to detect.

【0063】なお、光パルス試験器26から光ファイバ
6、49に試験光を入射した時に、フレネル反射光が検
出されたならば、光ファイバ6、49の破断等の断線を
検出している。この場合、試験光の入射からフレネル反
射光の受光までの経過時間によって光ファイバ6、49
の断線位置を概略特定できるので、例えば工事等によっ
て誤って切断された光ファイバ6、49の切断箇所を容
易に発見でき、補修作業時間等を短縮できる。このよう
に、この光監視システム40によれば、随時、光パルス
試験器26による光ファイバ6、49の光試験を行うこ
とで、光伝送系に係る故障の監視をも行うことができ
る。
If the Fresnel reflected light is detected when the test light enters the optical fibers 6 and 49 from the optical pulse tester 26, a break such as breakage of the optical fibers 6 and 49 is detected. In this case, the optical fibers 6 and 49 depend on the elapsed time from the entrance of the test light to the reception of the Fresnel reflected light.
Of the optical fiber 6, 49 that has been erroneously cut due to, for example, construction, can be easily found, and the repair work time and the like can be shortened. As described above, according to the optical monitoring system 40, the optical pulse tester 26 performs an optical test on the optical fibers 6 and 49 as needed, so that a failure in the optical transmission system can be monitored.

【0064】ブリルアン散乱光の入射光に対する周波数
のシフト量は、光ファイバが無歪みの場合でも、約1M
Hz/℃程度の温度依存性を有するため、数十℃にわた
る大きい温度変化が生じる場合には計測データを補正す
る必要がある。光ファイバは、布設場所の状況や環境、
例えば日照や火山地帯の地熱等により、常温よりも数十
℃、あるいはそれ以上高い温度に加熱される可能性があ
るから、より精度の高い監視を行うにはブリルアン散乱
光の計測データの温度補正が不可欠である。
The frequency shift amount of the Brillouin scattered light with respect to the incident light is about 1M even when the optical fiber has no distortion.
Since it has a temperature dependency of about Hz / ° C., it is necessary to correct measurement data when a large temperature change over several tens of degrees C. occurs. The optical fiber is used for
For example, it may be heated to several tens of degrees Celsius or higher than normal temperature due to sunshine or geothermal heat in volcanic areas.For more precise monitoring, temperature correction of Brillouin scattered light measurement data is required. Is essential.

【0065】図5に示す光ファイバ6cでは、このこと
を考慮して、伸び歪みが与えられる内部光ファイバ9c
とは別に温度補正用光ファイバ心線12を並設してい
る。温度補正用光ファイバ心線12は、ステンレス等か
らなる保護管12a内に光ファイバ12b(温度補正用
光ファイバ)をルースに収納したものであり、光ファイ
バ6cに伸び歪みが与えられても、温度補正用光ファイ
バ12bには伸び歪みは作用せず、無歪み状態を維持で
き、この温度補正用光ファイバ12bの光特性に何等影
響を与えないようになっている。初期歪みを与えた内部
光ファイバ9cに伸縮歪が与えられても、温度補正用光
ファイバ12bの光特性に何等影響しないことは言うま
でも無い。
In consideration of this, the optical fiber 6c shown in FIG.
Separately, optical fibers 12 for temperature correction are juxtaposed. The temperature compensating optical fiber core 12 is one in which an optical fiber 12b (temperature compensating optical fiber) is loosely housed in a protective tube 12a made of stainless steel or the like. No elongational strain acts on the temperature compensating optical fiber 12b, and the strain-free state can be maintained, so that the optical characteristics of the temperature compensating optical fiber 12b are not affected at all. It goes without saying that even if the internal optical fiber 9c to which the initial distortion is applied is given an expansion / contraction distortion, the optical characteristics of the temperature correcting optical fiber 12b are not affected at all.

【0066】つまり、長手方向の歪みが与えられない温
度補正用光ファイバ12bの光試験データは、温度変化
の影響のみを反映するから、この温度補正用光ファイバ
12bの光試験データを利用することで、歪み検出用の
内部光ファイバ9cの光試験データを補正することがで
きる。温度補正用光ファイバ12bの光試験データか
ら、ブリルアン散乱光の入射光に対する周波数の温度変
化によるシフト量を把握できるから、この把握された周
波数のシフト量を、内部光ファイバ9cの光試験によっ
て観測されたブリルアン散乱光の周波数のシフト量から
差し引くことで(初期歪み分の周波数シフト量も考慮す
る)、内部光ファイバ9cの伸縮歪に起因するブリルア
ン散乱光の周波数のシフト量を把握できる。
That is, since the optical test data of the temperature compensating optical fiber 12b to which no longitudinal distortion is given reflects only the influence of the temperature change, it is necessary to use the optical test data of the temperature compensating optical fiber 12b. Thus, the optical test data of the internal optical fiber 9c for distortion detection can be corrected. From the optical test data of the temperature compensating optical fiber 12b, the shift amount of the frequency of the Brillouin scattered light with respect to the incident light due to the temperature change can be grasped, and the grasped frequency shift amount is observed by the optical test of the internal optical fiber 9c. By subtracting from the frequency shift amount of the Brillouin scattered light thus performed (the frequency shift amount of the initial distortion is also taken into consideration), the frequency shift amount of the Brillouin scattered light caused by the expansion and contraction distortion of the internal optical fiber 9c can be grasped.

【0067】また、光ファイバ6cの前記光パルス試験
器26側から遠い側の端部にて、歪み検出用の光ファイ
バ9cと温度補正用の光ファイバ12bとを接続してル
ープ状にし、光ファイバ9c、12bの一方からの試験
光の入射により両光ファイバ9c、12bを光試験し、
ブリルアン散乱光を観測することによっても、計測デー
タの温度補正が可能である。この場合、光ファイバ9c
の光試験結果からは前記初期歪みによるブリルアン散乱
光のデータが得られるのに対し、温度補正用の光ファイ
バ12bの光試験結果からはブリルアン散乱光の検出デ
ータが殆ど得られないことから、これにより1回の光試
験により得られた計測データから各光ファイバ9c、1
2bの計測データを判別して個別に把握することが可能
である。そして、前述と同様に、温度補正用光ファイバ
12bの光試験データから把握されたブリルアン散乱光
の入射光に対する周波数の温度変化によるシフト量を、
内部光ファイバ9cの光試験によって観測されたブリル
アン散乱光の周波数のシフト量から差し引くことで、内
部光ファイバ9cの伸縮歪に起因するブリルアン散乱光
の周波数のシフト量を把握できる。この温度補正方法に
よれば、1回の光試験によって、歪み検出用の光ファイ
バ9cと温度補正用の光ファイバ12bの両光ファイバ
9c、12bを光試験できるから、例えば、複数箇所の
光ファイバセンサの光ファイバをそれぞれ光パルス試験
器に対して切替接続しつつ歪み発生の有無を監視する場
合では、光パルス試験器に対する光ファイバの切替接続
回数を減少でき、監視作業の単純化、各光ファイバセン
サの光ファイバの光試験間隔(時間)の短縮等を実現で
きる。
At the end of the optical fiber 6c farther from the optical pulse tester 26 side, an optical fiber 9c for distortion detection and an optical fiber 12b for temperature correction are connected to form a loop. Optical test is performed on both optical fibers 9c and 12b by inputting test light from one of the fibers 9c and 12b,
Observing Brillouin scattered light also enables temperature correction of the measured data. In this case, the optical fiber 9c
Although the data of the Brillouin scattered light due to the initial strain can be obtained from the optical test results of the above, the detection data of the Brillouin scattered light can hardly be obtained from the optical test results of the optical fiber 12b for temperature correction. From the measurement data obtained by one optical test, each optical fiber 9c, 1
The measurement data of 2b can be discriminated and grasped individually. Then, as described above, the shift amount due to the temperature change of the frequency with respect to the incident light of the Brillouin scattered light, which is grasped from the optical test data of the temperature correcting optical fiber 12b,
By subtracting from the shift amount of the frequency of the Brillouin scattered light observed by the optical test of the internal optical fiber 9c, the shift amount of the frequency of the Brillouin scattered light due to the stretching strain of the internal optical fiber 9c can be grasped. According to this temperature correction method, both optical fibers 9c and 12b of the optical fiber 9c for distortion detection and the optical fiber 12b for temperature correction can be optically tested by one optical test. In the case of monitoring the occurrence of distortion while switching the optical fibers of the sensor to the optical pulse tester, the number of switching of the optical fibers to the optical pulse tester can be reduced, which simplifies the monitoring work, It is possible to shorten the optical test interval (time) of the optical fiber of the fiber sensor.

【0068】計測データの温度補正方法としては、前述
のものに限定されず、例えば、温度補正用光ファイバ1
2bへの入射光のラマン散乱光の後方散乱光を光パルス
試験器にて受光観測したデータから、ブリルアン散乱光
の計測データを補正する手法も採用可能である。なお、
温度補正用光ファイバ12bは、無歪み状態を維持する
必要があるため、例えば、光ファイバ6cの途中の適宜
箇所に設置した成端箱内等に、温度補正用光ファイバ1
2bの余長を確保しておき、光ファイバ6cに伸び歪み
が与えられたときには、ブリルアン散乱光検出用の内部
光ファイバ9cには伸び歪みが与えられる一方、温度補
正用光ファイバ12bは前記余長が光ファイバ6c(詳
細には保護管12a)内に引き込まれることで無歪み状
態が維持される構成等が採用可能である。
The method for correcting the temperature of the measured data is not limited to the above-described method.
It is also possible to adopt a method of correcting measurement data of Brillouin scattered light from data obtained by receiving and observing the backscattered light of the Raman scattered light of the incident light to the 2b with an optical pulse tester. In addition,
Since it is necessary to maintain the distortion-free optical fiber 12b, for example, the temperature-correcting optical fiber 1b is placed in a termination box installed at an appropriate position in the middle of the optical fiber 6c.
When an extra length of 2b is secured and an extension strain is given to the optical fiber 6c, an extension strain is given to the internal optical fiber 9c for detecting Brillouin scattered light, while the temperature compensating optical fiber 12b is attached to the extra fiber. A configuration in which the distortion-free state is maintained by drawing the length into the optical fiber 6c (specifically, the protection tube 12a) can be adopted.

【0069】前記実施の形態では、深度変位センサ1を
構成するセンサ体として、スロットロッド5の周囲の複
数箇所に、初期歪みが与えられた光ファイバ6が配設さ
れた構成のセンサ体1Aを例示したが、本発明はこれに
限定されず、スロットロッドの周囲にほぼ無歪み状態の
光ファイバが張設された構成も採用可能である。この場
合、本発明に係る光ファイバセンサである深度変位セン
サを構成するセンサ体の湾曲変形の内側に位置する光フ
ァイバには伸び歪みが与えられないから、光試験を行っ
てもブリルアン散乱光は検出されないが、湾曲の外側に
位置して伸び歪みが与えられた光ファイバからは光試験
によりブリルアン散乱光が観測される。そして、ブリル
アン散乱光が観測された光ファイバと、ブリルアン散乱
光が観測されない光ファイバの分布から、光ファイバセ
ンサやセンサ体に変形を与えた外力(変形力)の方向を
把握できる。また、ブリルアン散乱光が観測された光フ
ァイバが複数本ある場合は、これら光ファイバに観測さ
れたブリルアン散乱光の周波数シフト量の分布から、光
ファイバセンサやセンサ体に変形を与えた外力の方向を
より詳細に把握できるとともに、この外力の大きさも算
出可能である。但し、センサ体の湾曲変形の内外両側の
光ファイバの伸び歪みの変化を確実に検出できる点、湾
曲変形の内外両側の光ファイバの光試験によるブリルア
ン散乱光の周波数シフト量の変化量(センサ体の変形前
との比較での変化量)からセンサ体に変形を与えた地盤
の変位量を算出可能である点では、初期歪みとして長手
方向の伸び歪みが与えられた光ファイバが配設されてな
るセンサ体を採用することが有利であり、これにより、
より詳細かつ精度の高いに地盤の変形監視を実現できる
利点がある。
In the above embodiment, the sensor body 1A having the configuration in which the optical fibers 6 with the initial strain are provided at a plurality of positions around the slot rod 5 is used as the sensor body constituting the depth displacement sensor 1. Although illustrated, the present invention is not limited to this, and a configuration in which an optical fiber in a substantially strain-free state is stretched around the slot rod can be adopted. In this case, since the optical fiber located inside the curved deformation of the sensor body constituting the depth displacement sensor, which is the optical fiber sensor according to the present invention, is not given an elongation strain, even if an optical test is performed, Brillouin scattered light is Although not detected, Brillouin scattered light is observed by an optical test from an optical fiber located outside the curve and subjected to elongation strain. The direction of the external force (deformation force) that deforms the optical fiber sensor or the sensor body can be grasped from the distribution of the optical fiber where the Brillouin scattered light is observed and the distribution of the optical fiber where the Brillouin scattered light is not observed. In addition, when there are a plurality of optical fibers in which Brillouin scattered light is observed, the direction of the external force that deforms the optical fiber sensor or the sensor body is obtained from the distribution of the frequency shift amount of the Brillouin scattered light observed in these optical fibers. Can be grasped in more detail, and the magnitude of the external force can be calculated. However, the change in the elongation strain of the optical fibers on both the inside and outside of the curved deformation of the sensor body can be reliably detected, and the change in the frequency shift amount of the Brillouin scattered light by the optical test of the optical fibers on both the inside and outside of the curved deformation (sensor body) In the point that the amount of displacement of the ground that deformed the sensor body can be calculated from the amount of change in comparison with before deformation), an optical fiber provided with an elongation strain in the longitudinal direction as the initial strain is provided. It is advantageous to employ a sensor body that:
There is an advantage that the deformation of the ground can be monitored in more detail and with high accuracy.

【0070】本発明の光ファイバセンサを適用した光監
視システムの監視対象(光ファイバセンサの設置位置)
としては、地滑りや土砂崩れの発生の危険のある地山斜
面の土塊や不安定地層等に限定されず、例えば、地山斜
面の岩盤、平坦地、湿地帯等の不安定地層、河川堤防等
の各種堤体等、各種採用可能である。また、本発明の光
ファイバセンサ(深度変位センサ)を適用した光監視シ
ステムにおいて、前記深度変位センサに加えて適用され
る表層変位センサとしては、前記図10〜図13
(a)、(b)に例示した構成のものに限定されず、各
種構成のものが採用可能である。
Object to be monitored by optical monitoring system to which optical fiber sensor of the present invention is applied (position where optical fiber sensor is installed)
It is not limited to soil masses and unstable strata on a mountain slope where there is a risk of occurrence of landslides and landslides.For example, rock strata on a mountain slope, flat terrain, unstable strata such as wetlands, river embankments, etc. Various types of embankments can be adopted. In the optical monitoring system to which the optical fiber sensor (depth displacement sensor) according to the present invention is applied, the surface displacement sensor applied in addition to the depth displacement sensor includes the above-described FIGS.
The configuration is not limited to those illustrated in (a) and (b), and various configurations can be employed.

【0071】[0071]

【発明の効果】本発明の光ファイバセンサによれば、地
盤に形成されたボーリング孔に挿入されたセンサ体が、
地盤の変形により一体的に変形されて、曲げが与えられ
ると、該センサ体を構成するスロットロッドの周囲に分
散して配設された光ファイバの内、曲げ変形によるセン
サ体の湾曲の外側の光ファイバには変形による伸び歪み
が与えられる反面、湾曲の内側の光ファイバには変形に
よる伸び歪みが与えられないことを利用して、地盤の変
形を検出できるとともに、これらセンサ体の湾曲によっ
て与えられる伸び歪みの異なる光ファイバの分布を把握
することで、センサ体に湾曲変形を与えた外力(変形
力)の方向、即ち、地盤の変形方向をも把握することが
できる。各光ファイバの伸び歪みは、試験光の入射によ
る後方散乱光としてのブリルアン散乱光の観測(光試
験)により把握すれば良いから、データ収集用の信号線
を別途布設したり、検出用の電源を確保する必要は無
い。また、落雷等の誘導電流の影響を受けず、検出精度
を安定に確保できる。また、前記光ファイバセンサは、
ボーリング孔に挿入設置するだけで、ボーリング孔の全
長にわたって地盤の深度方向に延在するように設置でき
るから、深度方向各部の地盤の変形検出を容易に実現で
きるといった優れた効果を奏する。
According to the optical fiber sensor of the present invention, the sensor body inserted into the boring hole formed in the ground,
When the bend is given by being integrally deformed by the deformation of the ground, of the optical fibers dispersed and disposed around the slot rods constituting the sensor body, the optical fibers outside the curve of the sensor body due to the bending deformation. While the optical fiber is subjected to elongation strain due to deformation, the fact that the elongation strain due to deformation is not applied to the optical fiber inside the curve can be used to detect deformation of the ground, By grasping the distribution of the optical fibers having different elongation strains, it is possible to grasp the direction of the external force (deformation force) that gives the sensor body a curved deformation, that is, the deformation direction of the ground. Since the elongation strain of each optical fiber can be determined by observing Brillouin scattered light as backscattered light due to the incidence of test light (optical test), a signal line for data collection is separately laid or a power supply for detection is used. There is no need to secure Further, the detection accuracy can be stably secured without being affected by an induced current such as a lightning strike. In addition, the optical fiber sensor,
By simply inserting the drilling hole into the borehole, it can be installed so as to extend in the depth direction of the ground over the entire length of the borehole, so that an excellent effect of easily detecting the deformation of the ground in each part in the depth direction is achieved.

【0072】請求項2記載の光ファイバセンサによれ
ば、前記スロットロッドは、前記光ファイバが外側から
嵌め込まれるスロット溝を外周部に備えるから、センサ
体の組立作業性を向上できる。これにより、例えば、現
場でのセンサ体の組み立ても容易になり、ボーリング孔
への挿入長に対応した長さのセンサ体が、現場で簡単に
得られるようになり、結果、光ファイバセンサの施工能
率を向上できるといった優れた効果を奏する。
According to the optical fiber sensor of the present invention, since the slot rod is provided with a slot groove in which the optical fiber is fitted from the outside, the operability of assembling the sensor body can be improved. As a result, for example, assembling of the sensor body at the site is also facilitated, and a sensor body having a length corresponding to the length of insertion into the boring hole can be easily obtained at the site. It has an excellent effect of improving efficiency.

【0073】請求項3記載の光ファイバセンサによれ
ば、スロットロッドの周囲に配設された光ファイバに初
期歪みとして長手方向の伸び歪みが与えられているか
ら、センサ体の湾曲の外側にあって伸び歪みが増大した
光ファイバと、湾曲の内側にあって伸び歪みが減少した
光ファイバの分布を把握することで、センサ体に変形を
与えた外力の方向をより詳細に把握できる。また、各光
ファイバの伸び歪みの増減を、光ファイバの光試験によ
り観測されるブリルアン散乱光の周波数シフト量の変化
量から把握すれば、センサ体に変形を与えた外力の大き
さ(強さ)をも算出できるといった優れた効果を奏す
る。
According to the optical fiber sensor of the third aspect, since the optical fiber disposed around the slot rod is subjected to the elongational strain in the longitudinal direction as the initial strain, the optical fiber is located outside the curve of the sensor body. By grasping the distribution of the optical fiber having the increased elongation strain and the distribution of the optical fiber inside the bend and having reduced elongation strain, the direction of the external force that has deformed the sensor body can be grasped in more detail. Also, if the increase or decrease of the elongation strain of each optical fiber is grasped from the change of the frequency shift amount of the Brillouin scattered light observed by the optical test of the optical fiber, the magnitude (intensity) of the external force that deforms the sensor body is obtained. ) Can be calculated.

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

【図1】 本発明の光ファイバセンサの1実施の形態で
ある深度変位センサを示す断面図であって、センサ体を
構成する光ファイバ間の接続状態を模式的に示す。
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a depth displacement sensor which is an embodiment of an optical fiber sensor according to the present invention, and schematically shows a connection state between optical fibers constituting a sensor body.

【図2】 図1の光ファイバセンサに適用されるセンサ
体を示す図であって、(a)は横断面図(長手方向に垂
直の断面図)、(b)は側面図である。
FIGS. 2A and 2B are diagrams showing a sensor body applied to the optical fiber sensor of FIG. 1, wherein FIG. 2A is a cross-sectional view (a cross-sectional view perpendicular to the longitudinal direction), and FIG.

【図3】 図2のセンサ体に適用される光ファイバの断
面構造の一例を示す図であって、内部光ファイバとし
て、1本の光ファイバ素線がシース中央部に埋設された
光ファイバケーブルを示す断面図である。
FIG. 3 is a view showing an example of a cross-sectional structure of an optical fiber applied to the sensor body of FIG. 2, and as an internal optical fiber, an optical fiber cable in which one optical fiber is buried in a central portion of a sheath; FIG.

【図4】 図2のセンサ体に適用される光ファイバの断
面構造の一例を示す図であって、内部光ファイバとし
て、多心光ファイバテープ心線が、シースの断面中央部
に埋設された光ファイバケーブルを示す断面図である。
FIG. 4 is a view showing an example of a cross-sectional structure of an optical fiber applied to the sensor body of FIG. 2, in which a multi-core optical fiber ribbon is buried in the center of the cross-section of the sheath as an internal optical fiber. It is sectional drawing which shows an optical fiber cable.

【図5】 図2のセンサ体に適用される光ファイバの断
面構造の一例を示す図であって、内部光ファイバとし
て、センシング用の内部光ファイバと、温度補正用光フ
ァイバ心線とが、シースの断面中央部に埋設された光フ
ァイバケーブルを示す断面図である。
5 is a view showing an example of a cross-sectional structure of an optical fiber applied to the sensor body of FIG. 2, wherein an internal optical fiber for sensing and an optical fiber core for temperature correction are used as internal optical fibers; It is sectional drawing which shows the optical fiber cable buried in the center part of the cross section of a sheath.

【図6】 図1の光ファイバセンサの施工作業を示す図
であって、ボーリング孔に挿入されたパイプにセンサ体
を挿入した状態を示す斜視図である。
FIG. 6 is a perspective view showing a state in which a sensor body is inserted into a pipe inserted into a boring hole, showing a work of installing the optical fiber sensor of FIG. 1;

【図7】 図2のセンサ体のボーリング孔への挿入先端
部に取り付けられた挿入ヘッドを示す断面図である。
7 is a cross-sectional view showing an insertion head attached to a tip of the sensor body of FIG. 2 inserted into a boring hole.

【図8】 図7の挿入ヘッドの断面構造を示す図であっ
て、(a)は図7のA−A線断面矢視図、(b)は図7
のB−B線断面矢視図、(c)は図7のC−C線断面矢
視図である。
8A and 8B are diagrams showing a cross-sectional structure of the insertion head of FIG. 7, wherein FIG. 8A is a cross-sectional view taken along line AA of FIG. 7, and FIG.
FIG. 8C is a cross-sectional view taken along line BB of FIG. 7, and FIG.

【図9】 図6の施工作業においてボーリング孔に挿入
されるセンサ体のスロットロッドを継ぎ足すための連結
構造の一例を示す側面図である。
FIG. 9 is a side view showing an example of a connection structure for adding a slot rod of a sensor body inserted into a boring hole in the construction work of FIG. 6;

【図10】 本発明の光ファイバセンサを用いて構成し
た光監視システムを示す光配線図である。
FIG. 10 is an optical wiring diagram showing an optical monitoring system configured using the optical fiber sensor of the present invention.

【図11】 図10の光監視システムに適用される表層
変位センシング部の一例を示す正断面図である。
FIG. 11 is a front sectional view showing an example of a surface displacement sensing unit applied to the light monitoring system of FIG. 10;

【図12】 図11の表層変位センシング部を構成する
受圧ボックスを示す図であって、(a)は平面図(但し
カバーを外した状態)、(b)は側断面図である。
12A and 12B are diagrams showing a pressure receiving box constituting the surface displacement sensing unit in FIG. 11, wherein FIG. 12A is a plan view (with a cover removed) and FIG. 12B is a side sectional view.

【図13】 図11の表層変位センシング部を構成する
接続ボックスを示す図であって、(a)は平面図(但し
カバーを外した状態)、(b)は側断面図である。
13A and 13B are diagrams showing a connection box constituting the surface displacement sensing unit of FIG. 11, wherein FIG. 13A is a plan view (with a cover removed), and FIG. 13B is a side sectional view.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…光ファイバセンサ(深度変位センサ)、1A…セン
サ体、2…地盤、3…ボーリング孔、5…スロットロッ
ド、6,61,62,63,64…光ファイバ(光ファ
イバケーブル)、7…スロット溝。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Optical fiber sensor (depth displacement sensor), 1A ... Sensor body, 2 ... Ground, 3 ... Boring hole, 5 ... Slot rod, 6, 61, 62, 63, 64 ... Optical fiber (optical fiber cable), 7 ... Slot groove.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 義和 千葉県佐倉市六崎1440番地 株式会社フジ クラ佐倉事業所内 Fターム(参考) 2D044 EA07 2F065 AA65 DD11 DD15 EE01 FF33 FF41 GG08 LL02 PP01 QQ44 2F076 BA11 BB09 BD01 BD02 BD06 2H038 AA05 AA12  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Yoshikazu Nomura 1440 Mutsuzaki, Sakura-shi, Chiba F-term in Fujikura Sakura Office (reference) 2D044 EA07 2F065 AA65 DD11 DD15 EE01 FF33 FF41 GG08 LL02 PP01 QQ44 2F076 BA11 BB09 BD01 BD02 BD06 2H038 AA05 AA12

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 地盤(2)の変形を光により監視する光
ファイバセンサであって、 可撓性を有する長尺のスロットロッド(5)と、このス
ロットロッドの外周部の周方向複数箇所に分散配置され
てそれぞれ前記スロットロッドの長手方向に沿って配設
された光ファイバ(6、61、62、63、64)とを
備えてなるセンサ体(1A)が、地盤に形成されたボー
リング孔(3)に挿入されて、前記ボーリング孔の周囲
の前記地盤と一体的に変形可能とされていることを特徴
とする光ファイバセンサ(1)。
An optical fiber sensor for monitoring deformation of a ground (2) by light, comprising: an elongated slot rod (5) having flexibility; A sensor body (1A) including optical fibers (6, 61, 62, 63, 64) distributed and arranged along the longitudinal direction of the slot rod, respectively, comprises a boring hole formed in the ground. An optical fiber sensor (1) inserted into (3) and capable of being integrally deformed with the ground around the boring hole.
【請求項2】 前記スロットロッドは、前記光ファイバ
が外側から嵌め込まれるスロット溝(7)を外周部に備
えることを特徴とする請求項1記載の光ファイバセン
サ。
2. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein the slot rod has a slot groove (7) in which the optical fiber is fitted from the outside.
【請求項3】 前記光ファイバに初期歪みとして長手方
向の伸び歪みが与えられていることを特徴とする請求項
1または2記載の光ファイバセンサ。
3. The optical fiber sensor according to claim 1, wherein a longitudinal elongation strain is given to the optical fiber as an initial strain.
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