JP2002090186A - 地盤・岩盤の歪み分布計測方法 - Google Patents

地盤・岩盤の歪み分布計測方法

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JP2002090186A
JP2002090186A JP2000278579A JP2000278579A JP2002090186A JP 2002090186 A JP2002090186 A JP 2002090186A JP 2000278579 A JP2000278579 A JP 2000278579A JP 2000278579 A JP2000278579 A JP 2000278579A JP 2002090186 A JP2002090186 A JP 2002090186A
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JP
Japan
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strain
optical fiber
casing
measuring
adhesive
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Application number
JP2000278579A
Other languages
English (en)
Inventor
Masabumi Ogawara
正文 大河原
Toshiyuki Mitachi
利之 三田地
Shoji Iwasaki
正二 岩崎
Toshio Kurashima
利雄 倉嶋
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SHAMEN HOZEN KYODO KUMIAI
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
SHAMEN HOZEN KYODO KUMIAI
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Publication date
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来の測定方法よりも、精度と作業性の向上
を図り、正確でかつリアルタイムで測定できるようにし
た地盤・岩盤の歪み分布計測方法を提供することにあ
る。 【解決手段】 予め設定した長さのケーシング1におけ
る外面の両側に一定の張力を与えながら光ファイバ3
を、接着剤5で仮止めした後、接着剤5と粘着テープ7
で全面接着せしめ、ついで、予め掘削されたボーリング
孔9に前記ケーシング1を埋設せしめると共に前記ボー
リング孔9と前記ケーシング1との隙間にセメントミル
クCを注入した状態で、前記光ファイバ3の一端に歪み
・損失統合型光パルス試験器11を接続し、光ファイバ
3中におけるブリルアン散乱光を基にして光ファイバ3
に生じる長さ方向歪みを前記歪み・損失統合型光パルス
試験器11で計測することにより、地すべりのすべり面
を計測することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、光ファイバを用
いて地盤・岩盤の歪み分布、主に地すべりのすべり面を
計測する地盤・岩盤の歪み分布計測方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来、地盤・岩盤における地すべりのす
べり面を測定する方法としては、主として地すべり地よ
り採取されたコアの性状から判定する方法と、パイプ歪
み計や孔内傾斜計などを孔内に埋設してすべり面の変位
をとらえることにより測定する方法の2つの方法がなさ
れている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上述した従
来測定方法では、精度と作業性の向上が図れず、さらな
る精度と作業性の向上が要望されているのが現状であ
る。
【0004】この発明は上述の課題を解決するためにな
されたもので、その目的は、従来の測定方法よりも、精
度と作業性の向上を図り、正確でかつリアルタイムで測
定できるようにした地盤・岩盤の歪み分布計測方法を提
供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項1によるこの発明の地盤・岩盤の歪み分布計測
方法は、予め設定した長さのケーシングにおける外面の
両側に一定の張力を与えながら光ファイバを、接着剤で
仮止めした後、接着剤と粘着テープで全面接着せしめ、
ついで、予め掘削されたボーリング孔に前記ケーシング
を埋設せしめると共に前記ボーリング孔と前記ケーシン
グとの隙間にセメントミルクを注入した状態で、前記光
ファイバの一端に歪み・損失統合型光パルス試験器を接
続し、光ファイバ中におけるブリルアン散乱光を基にし
て光ファイバに生じる長さ方向歪みを前記歪み・損失統
合型光パルス試験器で計測することにより、地すべりの
すべり面を計測することを特徴とするものである。
【0006】したがって、予め設定した長さのケーシン
グにおける外面の両側に一定の張力を与えながら光ファ
イバを、接着剤で仮止めし、その後、接着剤と粘着テー
プで全面接着せしめる。ついで、予め掘削されたボーリ
ング孔に前記ケーシングを埋設せしめると共に前記ボー
リング孔と前記ケーシングとの隙間にセメントミルクを
注入せしめる。そして、この状態で、前記光ファイバの
一端に歪み・損失統合型光パルス試験器を接続し、光フ
ァイバ中におけるブリルアン散乱光を基にして光ファイ
バに生じる長さ方向歪みが前記歪み・損失統合型光パル
ス試験器で計測されることにより、地すべりのすべり面
が正確で、かつリアルタイムで測定され、従来よりも精
度と作業性の向上が図られる。
【0007】請求項2によるこの発明の地盤・岩盤の歪
み分布計測方法は、請求項1記載の地盤・岩盤の歪み分
布計測方法において、前記ケーシングにおける外面の光
ファイバ接着部分の数カ所に温度センサを接着せしめて
歪み測定時の温度を測定することを特徴とするものであ
る。
【0008】したがって、前記ケーシングにおける外面
の光ファイバ接着部分の数カ所に温度センサを接着せし
めることによって、歪み測定時の温度が測定されて、デ
ータ解析時に温度の影響が除去される。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態につ
いて図面を参照して説明する。
【0010】図1および図2を参照するに、耐久性の良
好な例えばアルミからなる中空形状のケーシング1は例
えば口径50mm、長さが13mからなり、このケーシ
ング1の外面における両側には一定の張力を与えながら
例えば4心テープ心線(片端FCコネクタ)からなる光
ファイバ3が接着剤5により仮止めされる。そして、こ
の仮止めされた光ファイバ3が瞬間接着剤と粘着テープ
7によって、全面接着される。
【0011】この光ファイバ3が瞬間接着剤と粘着テー
プ7によって、全面接着されたケーシング1が、地盤に
予め掘削されたボーリング孔9に埋設される。この埋設
される光ファイバ5とボーリング孔9との隙間にはセメ
ントミルクCが注入されて敷設されることになる。
【0012】そして、前記光ファイバ3の一端が歪・損
失統合型光パルス試験器11に接続されている。この歪
・損失統合型光パルス試験器11にはコード13の一端
が接続されていると共にコード13の他端はプラグ15
に接続されている。このプラグ15にはコード17の一
端が接続されていると共にコード17の他端は電源19
に接続されている。この電源19の一例として、光ファ
イバ3が電磁誘導やノイズに影響されないことから簡易
型発電機(ガソリンエンジン付き)を使用することも可
能である。また、前記歪・損失統合型光パルス試験器1
1にはコード21の一端が接続されていると共にコード
217の他端は出力手段としてのモニタ23に接続され
ている。さらに、モニタ23にはコード25の一端が接
続されていると共にコード25の他端は前記プラグ15
に接続されている。このプラグ15は前記コード17を
介して前記電源19に接続されている。
【0013】前記ケーシング1に光ファイバ3を接着せ
しめた接着部分の数カ所に例えば熱電対の温度センサを
接着せしめると共に温度センサの他端にはケーブルを介
して地表に温度表示装置が設けられて、常にケーシング
1に接着された光ファイバ3付近の温度が検出されるよ
うになっている。
【0014】したがって、歪み測定時の温度を測定し、
データ解析時に温度の影響を除去し正確な歪みを測定す
ることができ、しかも、光ファイバ3を接着剤5でもっ
て、より簡単、かつ容易に強固に敷設せしめることがで
きる。
【0015】前記歪・損失統合型光パルス試験器7は、
OTDR(Brillouin Optical Ti
me Domain Reflectometer)と
も呼ばれ、その原理について説明すると、光ファイバ3
の長さ方向の歪み分布と光損失分布の両方が測定するこ
とができるものであるが、本実施の形態では前者の光フ
ァイバ3の長さ方向の歪み分布が関係するので、その歪
み分布の測定について説明する。
【0016】すなわち、光ファイバ3中のブリルアン散
乱光は非常に微弱であることから、歪み分布を測定する
ために、ブリルアン散乱光を高感度に検出することがで
きるコヒーレント検波(信号光と参照光とを干渉させ、
中間周波数帯の電気信号に変換する検波方法)が必要と
なる。前記ブリルアン散乱光は、光ファイバ3中に入射
された光が光ファイバ3中を伝播する際に引き起こす、
周期的な光ファイバガラスの密度のゆらぎによる散乱光
であるが、この密度のゆらぎも光ファイバ3中を伝播す
るため、光通信に使用される光ファイバ3では、ブリル
アン散乱光の周波数は、ドップラー効果により、光源の
波長が1.55μmの場合、低周波数側に約10GH
シフトするものである。
【0017】図3において、歪・損失統合型光パルス試
験器11の検出部27は、光源部29、光合分波器31
およびコヒーレント光受信器33を備えており、光源部
29におけるレーザ発振器35からの出力光を光合分波
器37によって、2つに分波し、その一方を光周波数変
換器39、光パルス変調器41を介してパルス光を作る
ための光源とし、他方をコヒーレント検波に使用する参
照光とする。
【0018】パルス光は、光合分波器31を介して光フ
ァイバ3に入射され、光ファイバ3中で発生する後方ブ
リルアン散乱光は、光合分波器31を介してコヒーレン
ト光受信器33で受信される。ブリルアン散乱光の周波
数が、上述のように、入射パルス光の周波数よりも約1
0GH低いため、ブリルアン散乱光の周波数と入射パ
ルス光との差がほぼ等しくなるように、前記光周波数変
換器39によって予め高周波数側に約10GHシフト
させたパルス光を光ファイバ3に入射させる。これによ
り、ブリルアン散乱光と参照光の周波数がほぼ等しくな
り、コヒーレント検波によりブリルアン散乱光を高感度
に検出することが可能となる。光周波数変換器39を用
いて入射パルス光の周波数を変化させる毎にブリルアン
散乱光を測定し、光ファイバ3の長さ方向の各計測箇所
においてブリルアン散乱光の強度が最大になる周波数を
測定し、光ファイバ3の長さ方向の歪みを測定すること
ができるのである。
【0019】前記歪・損失統合型光パルス試験器11の
制御部43は、図4に示されているように、CPU45
を備えており、このCPU45には種々のデータを入力
せしめるための例えばキーボードのごとき入力手段47
が接続されていると共に種々のデータ、グラフなどを表
示せしめる例えばCRTのごとき前記モニタ29が接続
されている。また、前記CPU45には前記検出部27
のコヒーレント光受信器49が接続されている。
【0020】さらに、前記CPU45には図5に示され
ているように、予めブリルアン散乱光の周波数と歪みと
が比例関係にあるデータが求められてファイルされた周
波数と歪みとの関係ファイル49が接続されている。前
記CPU45には光ファイバ3の長さ方向における歪み
が求められてファイルされる歪みデータファイル51が
接続されていると共にこの歪みデータファイル51にフ
ァイルされた最初に測定された歪みデータと一定時間後
に測定した測定時の歪みデータとを基にして歪み差すな
わち地すべりを演算せしめる演算手段53が接続されて
いる。
【0021】上記構成により、図1に示されいる状態
で、ブリルアン散乱光の周波数を検出部27のコヒーレ
ント光受信器33で計測せしめ、この計測されたブリル
アン散乱光の周波数を制御部43の周波数と歪みとの関
係ファイル49に取り込ませることにより、予め求めら
れているブリルアン散乱光の周波数と歪みとの比例関係
で光ファイバ3の長さ方向の歪みが求められる。この求
められた光ファイバ3の長さ方向の歪みが歪みデータフ
ァイル51にファイルされると共に例えばモニタ23に
表示せしめると、図6に示されているように、曲線A
(初期値)が画かれる。
【0022】同様にして、歪・損失統合型光パルス試験
器11で、後日再度計測すると、ブリルアン散乱光の周
波数を検出部27のコヒーレント光受信器33で計測せ
しめ、この計測されたブリルアン散乱光の周波数を制御
部43の周波数と歪みとの関係ファイル51に取り込ま
せることにより、予め求められているブリルアン散乱光
の周波数と歪みとの比例関係で光ファイバ3の長さ方向
の歪みが求められる。この求められた光ファイバ3の長
さ方向の歪みが歪みデータファイル51にファイルされ
ると共に例えばモニタ23に表示せしめると、図6に示
されているように、曲線B、曲線Cが画かれる。
【0023】この画かれた曲線A、曲線Bおよび曲線C
並びに曲線Bの値と曲線Aの値との差、曲線Cの値と曲
線Bの値との差を演算手段69で演算処理することによ
り、例えば地面から5m深さにおける歪みすなわち地す
べりを連続的にリアルタイムで正確かつ容易に計測せし
めることができる。
【0024】なお、この発明は前述した実施の形態に限
定されることなく、適宜な変更を行うことによりその他
の態様で実施し得るものである。
【0025】
【発明の効果】以上のごとき発明の実施の形態の説明か
ら理解されるように、請求項1の発明によれば、予め設
定した長さのケーシングにおける外面の両側に一定の張
力を与えながら光ファイバを、接着剤で仮止めし、その
後、接着剤と粘着テープで全面接着せしめる。ついで、
予め掘削されたボーリング孔に前記ケーシングを埋設せ
しめると共に前記ボーリング孔と前記ケーシングとの隙
間にセメントミルクを注入せしめる。そして、この状態
で、前記光ファイバの一端に歪み・損失統合型光パルス
試験器を接続し、光ファイバ中におけるブリルアン散乱
光を基にして光ファイバに生じる長さ方向歪みが前記歪
み・損失統合型光パルス試験器で計測されることによ
り、地すべりのすべり面を正確で、かつリアルタイムに
測定せしめることができ、従来よりも精度と作業性の向
上を図ることができる。
【0026】請求項2の発明によれば、前記ケーシング
における外面の光ファイバ接着部分の数カ所に温度セン
サを接着せしめることによって、歪み測定時の温度が測
定されて、データ解析時に温度の影響を除去せしめるこ
とができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の例えば岩盤の歪み分布を計測せしめ
る岩盤の歪み分布方法の説明図である。
【図2】光ファイバを埋設せしめる状態を示した一例の
正面図である。
【図3】歪・損失統合型光パルス試験器の検出部の回路
説明図である。
【図4】歪・損失統合型光パルス試験器の制御部の構成
ブロック図である。
【図5】ブリルアン散乱光の周波数と歪みとの関係を表
した図である。
【図6】光ファイバにより歪みを計測したデータを示す
グラフである。
【符号の説明】
1 ケーシング 3 光ファイバ 5 接着剤 7 粘着テープ 9 ボーリング孔 11 歪・損失統合型光パルス試験器 23 モニタ(出力手段) 27 検出部 43 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 岩崎 正二 岩手県盛岡市上堂3丁目18−40 (72)発明者 倉嶋 利雄 東京都千代田区大手町二丁目3番1号 日 本電信電話株式会社内 Fターム(参考) 2D043 AA00 AB00 BA10 2F065 AA65 CC00 EE01 FF12 FF33 FF41 FF69 GG04 JJ15 LL02 NN08 PP01 QQ23 QQ44 SS13 2F076 BB09 BD02 BD06 BD07

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 予め設定した長さのケーシングにおける
    外面の両側に一定の張力を与えながら光ファイバを、接
    着剤で仮止めした後、接着剤と粘着テープで全面接着せ
    しめ、ついで、予め掘削されたボーリング孔に前記ケー
    シングを埋設せしめると共に前記ボーリング孔と前記ケ
    ーシングとの隙間にセメントミルクを注入した状態で、
    前記光ファイバの一端に歪み・損失統合型光パルス試験
    器を接続し、光ファイバ中におけるブリルアン散乱光を
    基にして光ファイバに生じる長さ方向歪みを前記歪み・
    損失統合型光パルス試験器で計測することにより、地す
    べりのすべり面を計測することを特徴とする地盤・岩盤
    の歪み分布計測方法。
  2. 【請求項2】 前記ケーシングにおける外面の光ファイ
    バ接着部分の数カ所に温度センサを接着せしめて歪み測
    定時の温度を測定することを特徴とする請求項1記載の
    地盤・岩盤の歪み分布計測方法。
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104315989A (zh) * 2014-10-30 2015-01-28 三峡大学 一种测量岩石区域形变的方法
JP2015522303A (ja) * 2012-03-29 2015-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ファイバー光学部品の形状センシングシステム及びその作動方法
CN112254662A (zh) * 2020-10-15 2021-01-22 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 一种适用于深部破碎岩体的三维应变测量装置及方法
CN116026267A (zh) * 2022-12-12 2023-04-28 中铁西北科学研究院有限公司 基于多滑面b型深孔测斜曲线的滑动面位置精准确定方法
JP7439348B1 (ja) 2023-04-20 2024-02-28 南京大学 スライディングゾーン歪み進展に基づく貯水池地域地すべり変形監視および早期警報方法

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2015522303A (ja) * 2012-03-29 2015-08-06 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ ファイバー光学部品の形状センシングシステム及びその作動方法
CN104315989A (zh) * 2014-10-30 2015-01-28 三峡大学 一种测量岩石区域形变的方法
CN112254662A (zh) * 2020-10-15 2021-01-22 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 一种适用于深部破碎岩体的三维应变测量装置及方法
CN112254662B (zh) * 2020-10-15 2022-04-01 中国平煤神马能源化工集团有限责任公司 一种适用于深部破碎岩体的三维应变测量装置及方法
CN116026267A (zh) * 2022-12-12 2023-04-28 中铁西北科学研究院有限公司 基于多滑面b型深孔测斜曲线的滑动面位置精准确定方法
CN116026267B (zh) * 2022-12-12 2023-09-08 中铁西北科学研究院有限公司 基于多滑面b型深孔测斜曲线的滑动面位置精准确定方法
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