JP2004163294A - 光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 - Google Patents
光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2004163294A JP2004163294A JP2002330190A JP2002330190A JP2004163294A JP 2004163294 A JP2004163294 A JP 2004163294A JP 2002330190 A JP2002330190 A JP 2002330190A JP 2002330190 A JP2002330190 A JP 2002330190A JP 2004163294 A JP2004163294 A JP 2004163294A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- optical fiber
- displacement
- fiber cable
- deformation
- detection target
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 239000013307 optical fiber Substances 0.000 title claims abstract description 141
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 title claims abstract description 123
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 title abstract 7
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 102
- 238000000253 optical time-domain reflectometry Methods 0.000 claims abstract 5
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 43
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 20
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 claims description 8
- 238000004891 communication Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 9
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 8
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 3
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000031481 Pathologic Constriction Diseases 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 230000001174 ascending effect Effects 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000011835 investigation Methods 0.000 description 1
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 230000036262 stenosis Effects 0.000 description 1
- 208000037804 stenosis Diseases 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
- Optical Transform (AREA)
Abstract
【課題】本発明は、線状護岸構造物に一般に出回っている通信用の光ファイバセンサを汎用してあらかじめ敷設しておき、護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を検知・測定し、変状を検知する光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置を提供することを目的とするものである。
【解決手段】本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置は、光ファイバケーブルと変位・変状センシング装置、変位・変状管理装置とを備え、前記変位・変状センシング装置は係止部とベース板、光ファイバケーブル、検出信号とを有し、前記変位・変状管理装置は、ＯＴＤＲ測定装置を有することを特徴とするものである。
【選択図】 図１
【解決手段】本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置は、光ファイバケーブルと変位・変状センシング装置、変位・変状管理装置とを備え、前記変位・変状センシング装置は係止部とベース板、光ファイバケーブル、検出信号とを有し、前記変位・変状管理装置は、ＯＴＤＲ測定装置を有することを特徴とするものである。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＴＤＲすなわちＯｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ方法に基づいて光ファイバケーブルの損失を検出する装置を使用して建築土木工事等に関連して光ファイバセンサを敷設した例えば線状構造物の不等沈下及び施工継ぎ目などにおける変位・変状を測定検知する光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置に関するものである。
【従来の技術】
従来、例えば線状構造物の不等沈下測定や変位・変状検知手段としては、目視による構造物の変位・変状観察、水準器による水準測量、また電気式変位計などによる相対変位計測等の方法が知られている。
【０００２】
しかしながら、前記従来の検知、計測方法ではそのほとんどが直接現地に赴く必要があり、しかも波浪・塩水等悪環境下において、安定した検知、計測を長期的に行うことはきわめて困難なことであった。
【０００３】
また、測定装置、すなわちいわゆるＢＯＴＤＲやＦＢＧ方式の様に光ファイバセンサを用いた測定装置もすでに提案されているが、これらの装置では、センシングに温度依存性があり、温度変化による変動を補正しなければ正確な測定結果が得られないとの課題があった。
【０００４】
さらに、前記の測定装置あるいはセンサはそれら自体が非常に高価であるとの課題もあった。
【０００５】
一方で、海洋軟弱地盤上の埋め立て護岸工事などでは、護岸建設中及び埋め立て途中段階の荷重増加に伴う基礎地盤の不等沈下やすべり面の発生が原因となり、護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の目開きなど護岸機能を損なう変位・変状が発生する場合がある。
【０００６】
従って海洋護岸構造物などの線状構造物を軟弱地盤上に構築し埋め立てや盛土を行う場合には、構築が完成した護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の変状をリアルタイムに検知、計測し、その原因に対し迅速かつ効果的な対策を講じる必要がある。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の課題に鑑みて創案されたものであり、線状護岸構造物に一般に出回っている通信用の光ファイバセンサを汎用してあらかじめ敷設しておき、埋め立て途中及び埋め立て完了後における護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を、長距離にわたって連続的に検知し、その相対変位を測定し、変状を検知する光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、温度変化による変動を補正する必要がなく、さらに、測定装置が安価に提供できる光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置は、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして検知対象構造物の一面側に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他面側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて前記他面側の検知対象構造物に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側の検知対象構造物の一面に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他方側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて他方側の検知対象構造物の一面に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とするものである。
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【０００８】
図１において符号１は検知対象構造物である護岸構造物の躯体を示し、符号２は前記護岸構造物の躯体と躯体間の継ぎ目を示している。
【０００９】
また、符号３は第１矢印を示し、該第１矢印３は、継ぎ目２における左右方向への変位を表し、符号４は第２矢印を示し、該第２矢印４は継ぎ目２における上下方向の変位を表し、符号５は第３矢印を示し、該第３矢印５は継ぎ目２における前後方向の変位を各々表している。
【００１０】
ここで、本発明の第１実施例による構造物変位・変状検知装置は、検知対象構造物である護岸構造物の躯体１に敷設された光ファイバケーブル６と、前記敷設された光ファイバケーブル６の間で、護岸構造物の躯体１，１間の検知すべき箇所である継ぎ目２に対応して設けられた変位・変状センシング装置７と、前記変位・変状センシング装置７からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置８とを備えて構成されている（図１，図４，図５参照）。
【００１１】
変位・変状センシング装置７は、隣り合う護岸構造物躯体１，１の継ぎ目２近傍側面に跨がるようにして設置される。
【００１２】
すなわち、継ぎ目２を境にして一方側（図１の右側）の護岸構造物躯体１側面には係止部９が設けられる。
【００１３】
そして、該係止部９に接続されて、他方側（図１の左側）の護岸構造物躯体１側に向かって突設する連結杆１０がワイヤー等連結部材２１を介して設けられている。
【００１４】
この連結杆１０の先端部には水平方向に揺動する揺動突起１１が形成されており、該揺動突起１１の上下方向側には揺動突起１１を挟み込むように一定の間隔をもって一対の固定突起１２，１２が形成されており、それらが取り付けられたベース板１３が前記他方側護岸構造物躯体１に固定されている。
【００１５】
尚、下側の固定突起１２は比較的大型のものが使用され、かつ周回する光ファイバケーブル６が揺動しないよう固定部材２８，２８でその回動が規制されている。
【００１６】
また、上方向の固定突起１２は２個用いられ、図に向かって右側の固定突起１２を通過した光ファイバケーブル６は連結杆１０を横断して下側の固定突起１２に周回されている。
【００１７】
そして、その途中には各固定突起１２に周回された光ファイバケーブル６に伸張力を与えるべくバネ等で形成された伸張部材２９が設けられている。
【００１８】
尚、本実施例において、図１，図４から理解されるように、上下の固定突起１２は例えば２個ずつ設けられているが何らこの実施例による数に限定されるものではない。
【００１９】
ここで、前記連結杆１０が図１における水平方向へ揺動できるよう揺動ガイド溝１４が前記ベース板１３に形成されている。
【００２０】
前記のように、前記上下に設けられた一対の固定突起１２，１２と前記揺動突起１１間を縦方向に通過するよう光ファイバケーブル６が敷設されており、前記揺動突起１１の水平方向の揺動があると、すなわち継ぎ目２が左右方向に広がると、前記上下方向の固定突起１２，１２とその間の揺動突起１１間を通過する光ファイバケーブル６が揺動突起１１に押されて湾曲し折れ曲がったり、また破損したりする様形成されている。
【００２１】
そして、これにより、光ファイバケーブル６の歪みが検出出来るように構成されている。
【００２２】
ここで、図１では第１矢印３で示すように護岸構造物躯体１，１の左右方向の変位を主に検知すべく、その護岸構造物躯体１の側面に前記第１矢印３の方向に沿って前記変位・変状センシング装置７が設置されているが、第２矢印４や第３矢印５の方向の変位をも検知することが出来る。
【００２３】
前記変位・変状センシング装置７で検知された検出信号は例えば遠隔の管理事務所内に存する変位・変状管理装置８に送出され、該変位・変状管理装置８内のＯＴＤＲ測定装置２１により前記検出信号が解析されて護岸構造物躯体１の変位・変状の発生有無とその発生位置が検出される。
【００２４】
次に、図２に本発明の第２実施例を示す。
【００２５】
図２に示すように、本発明の第２実施例による構造物変位・変状検知装置は、検知対象構造物である護岸構造物躯体１に敷設された光ファイバケーブル６と、前記敷設されている光ファイバケーブル６の間で護岸構造物の躯体１，１間の検知すべき箇所である継ぎ目２に対応して設けられた変位・変状センシング装置７と、前記変位・変状センシング装置７からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置８とを備えて構成されている。
【００２６】
そして、本実施例による変位・変状センシング装置７は、隣り合う検知対象構造物である護岸構造物の躯体１，１の継ぎ目２近傍両側面に跨って設置される。尚、前記設置については、両側面に跨っての設置に限定されず、両上面あるいは両下面に跨っての設置でも構わないものである。
【００２７】
しかして、本実施例による変位・変状センシング装置７は、継ぎ目２を境にして、一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１の側面に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５に巻回された光ファイバケーブル６を上り勾配を有して斜め上方に延出させ、他方側（図２において左側）の護岸構造物躯体１側に設けられて、前記光ファイバケーブル６を巻回係止させる光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と、前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６に巻回され、さらに前記一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１側へ向け若干下がり勾配を有して延出させた光ファイバケーブル６を、一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１側に設けられて、巻回係止させる光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７と、さらにこの光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７の手前であって一方側の護岸構造物躯体１側面に設けられて、前記延出された光ファイバケーブル６を収納する水平歪み検出用収納溝部１８とを有して構成されている。
【００２８】
そして、前記水平歪み検出用収納溝部１８は図３から理解されるように、溝長手方向略中間位置で狭窄状態とされた溝となっており、その溝内を収納された光ファイバケーブル６が通過する。
【００２９】
そして、例えば護岸構造物躯体１，１が前後方向（図２及び図３において第３矢印５の方向）へ変位したとき、前記光ファイバケーブル６が前記狭窄状態の溝壁１９に当接して折れ曲がる様構成されているのである。
【００３０】
よって、これにより当該箇所での変位・変状が容易に検知できることとなっている。
【００３１】
尚、図２に示す第２実施例においても、第１矢印３は、継ぎ目２における左右方向への変位を表し、第２矢印４は継ぎ目２における上下方向の変位を表し、第３矢印５は継ぎ目２における前後方向の変位を各々表す。
【００３２】
そして、本実施例による変位・変状センシング装置７では、第１矢印３で示す左右方向の変位は光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７とにより複数回巻回された光ファイバケーブル６の折れ曲がりにより検知できる。すなわち光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７との間が開けば、その間隔が広くなり、それにより光ファイバケーブル６が引っ張られて、光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７に巻回されている光ファイバケーブル６が緊張されて折れ曲がるからである。
【００３３】
しかして、同様に第２矢印４で示す上下方向の変位は光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５とにより複数回巻回された光ファイバケーブル６の折れ曲がりにより検知できる。
次に、ＯＴＤＲ測定装置２０による検知につき簡単に説明する。
【００３４】
ここに、ＯＴＤＲ測定装置２１とは、光ファイバケーブル６の片端から光パルスを入射して、光ファイバケーブル６の長さ方向の各位置で発生した散乱光のうちで入射端側に戻ってくる反射光（レーリー散乱光）の特性を解析するための測定装置をいう。
【００３５】
ＯＴＤＲ測定装置２１は、敷設された光ファイバケーブル６にかかる張力とその張力の発生している位置を、光ファイバケーブル６の一方の端から計測し、断線や過度の屈曲による事故を防止するために使用されてきた経緯があるが、本発明では該ＯＴＤＲ測定装置２１を使用し、敷設した光ファイバケーブル６の過度屈曲、断線を検知し、その検知位置から建造物等の歪み等変位・変状箇所の検出を行うのである。
【００３６】
実施手順は、まず検知対象物である護岸構造物躯体１に光ファイバケーブル６を閉路状態にして敷設する。
【００３７】
次に、一定の間隔あるいは任意の間隔で護岸構造物躯体１，１の施工継ぎ目２等に変位・変状センシング装置７を設置し、その変位・変状センシング装置７内に光ファイバケーブル６をいわゆる一筆書き状に配置する。
【００３８】
尚、護岸構造物躯体１等検知箇所が複数ある場合には、変位・変状センシング装置７をその個数に応じて敷設すればよい。
【００３９】
光ファイバケーブル６及び変位センシング装置７の設置完了後、遠隔地に設けられた場所での変位・変状管理装置８により光ファイバケーブル６からの検出信号の検知を行う。
【００４０】
しかして、前記管理事務所内の変位・変状管理装置８では、対象領域内の構造物の不等沈下やはらみ出しなどの変状発生位置とその変位の増減を一元的にモニタリングすることも出来る。
【００４１】
尚、図５には、埋め立て土２２を囲むようにして護岸構造物１が立設され、該護岸構造物１に光ファイバケーブル６が閉路状態に設置されている状態が示されている。そして、変位・変状センシング装置７は所定間隔をおいて数十カ所に設置されている。
【００４２】
すなわち、いわゆる擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生概念図を示したものである。
【００４３】
この状態から光ファイバケーブル６に光パルス発信装置２３より発信された光パルスが光ファイバケーブル６に入射され、その反射光（レーリー散乱光）の状態を検知して護岸構造物１の継ぎ目の状態などがモニタリングされ、センシングされる。
【００４４】
ここで、図５に示すように、所定の箇所Ｚで光ファイバケーブル６が切断したときにおいても敷設してある光ファイバケーブル６の全長にわたってモニタリング及びセンシングすることが出来る。
【００４５】
すなわち２カ所の光チャンネルセレクタ２４に接続されている双方の光ファイバケーブル６から光パルスを入射してその反射光（レーリー散乱光）を検出すれば前記切断箇所までの状態が双方の反射光によって検知することが出来ることとなる。
【００４６】
尚、図５において符号２５は制御用及び監視用パソコンを示し、前述した光チャンネルセレクタ２４、光パルス発信装置２３及びＯＴＤＲ測定装置と共に変位・変状管理装置８が形成されている。
【００４７】
次に、図６は護岸構造物１を構成する１つのブロックがずれてしまったときの状態を示す。この様な場合に本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置がそのずれを確実にかつ迅速に検知することとなる。
【００４８】
尚、岩盤など堅い基礎地盤上にいわゆる線状構造物を構築する場合などでは、堅い岩盤の拘束（外部拘束という）によって収縮しようとするコンクリート製構造物にひび割れが発生することがある。
【００４９】
また、いわゆる外部拘束がなくても、コンクリート自体の乾燥収縮などによって線状コンクリート構造物の途中にひび割れＨが発生することがある。ひび割れＨが発生するとコンクリートの劣化を促進したり、コンクリート自体の水密性が損なわれる。
そして、構造物自体の寿命が短くなったり、構造物の有している機能に障害が生じることになる。
【００５０】
しかして、コンクリート構造物に所定の間隔で将来ひび割れが予想される箇所につき本発明による装置を設置することにより（図７参照）、ひび割れＨ発生の有無とそのひび割れ発生位置が特定することができる。
【００５１】
このように本発明の装置を線状コンクリート構造物のひび割れ発生監視装置としても活用することができるのである。
【００５２】
その他、土木・建築構造物物には図８乃至図１１に示すようなＢＯＸカルバート状構造物あるいはシールドタイプの構造物などの線状構造物２６があり、共同溝や地下鉄などに利用されている。
【００５３】
まず、ＢＯＸカルバート状構造物においては、周辺地盤の不等沈下などの変形に伴って構造物の施工継ぎ目あるいはひび割れが予想される箇所に変位変状が発生すると、その機能を損なう恐れがある。よって、このような地盤２７内の線状コンクリート構造物の施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングすることにも本発明の装置を活用することが出来る。
【００５４】
また、シールド工法で構築中あるいは構築された地下構造物では、シールド推進力や土圧によってセグメント間に変位・変状が発生する場合があり、施工中および施工後もセグメント間に発生する変位・変状を監視する必要がある。この際、図１０に示すようにセグメント間を跨ぐよう本発明による装置を設置すれば、セグメント間の変位・変状の発生を検知することが出来る。
【００５５】
図１２は敷設した光ファイバケーブル６が屈曲変形していないときの検出信号によるレベルを表した説明図であり、図１３は敷設した光ファイバケーブル６が屈曲変形したときの検出信号によるレベルを表した説明図である。
【００５６】
図１３から理解されるように、光ファイバケーブル６が屈曲変形したときの検出信号は、反射光受信レベルが急激に減衰しており、かかる箇所を特定することにより、護岸構造物躯体１の変位・変状箇所が特定できる。
【発明の効果】
かくして、本発明は以上の構成からなる。
【００５７】
そして、本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置であれば、対象領域内における線状構造物の不等沈下などの変位・変状を、連続的かつ広域的に、迅速に検知することができる。
【００５８】
また、構造物の不等沈下などを広域的かつ迅速に検知することによって効果的な追加調査計測が可能となり、特定された原因に対して確実に迅速に対策を講じることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の概略構成を説明する概略説明図である。
【図２】本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その１）である。
【図３】本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その２）である。
【図４】第１実施例による装置の概略構成を説明する概略説明図である。
【図５】本発明による装置を擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生検知のために設置した状態を説明する説明図である。
【図６】構造物を構成する１ブロックの変位・変状状態を示す概略説明図である。
【図７】コンクリート構造物に所定の間隔で本装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図８】本装置によって、地盤内の線状コンクリート構造物施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングする状態を説明する説明図（その１）である。
【図９】本装置によって、地盤内の線状コンクリート構造物施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングする状態を説明する説明図（その２）である。
【図１０】シールドセグメント縦断方向に本発明による装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図１１】シールドセグメント横断方向に本発明による装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図１２】正常な検出信号を受信したときのレベルを表した説明図である。
【図１３】光ファイバケーブルが屈曲変形した箇所の検出信号によるレベルを表した説明図である。
【符号の説明】
１ 護岸構造物
２ 継ぎ目
３ 第１矢印
４ 第２矢印
５ 第３矢印
６ 光ファイバケーブル
７ 変位・変状センシング装置
８ 変位・変状管理装置
９ 係止部
１０ 連結杆
１１ 揺動突起
１２ 固定突起
１３ ベース板
１４ 揺動ガイド溝
１５ 光ファイバケーブル巻回用第１突起部
１６ 光ファイバケーブル巻回用第２突起部
１７ 光ファイバケーブル巻回用第３突起部
１８ 水平歪み検出用収納溝部
１９ 狭窄状態の溝壁
２０ ＯＴＤＲ測定装置
２１ 連結部材
２２ 埋め立て土
２３ 光パルス発信装置
２４ 光チャンネルセレクタ
２５ 制御用及び監視用パソコン
２６ 線状構造物
２７ 地盤
２８ 固定部材
２９ 伸張部材
【発明の属する技術分野】
本発明は、ＯＴＤＲすなわちＯｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｍｅｔｅｒ方法に基づいて光ファイバケーブルの損失を検出する装置を使用して建築土木工事等に関連して光ファイバセンサを敷設した例えば線状構造物の不等沈下及び施工継ぎ目などにおける変位・変状を測定検知する光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置に関するものである。
【従来の技術】
従来、例えば線状構造物の不等沈下測定や変位・変状検知手段としては、目視による構造物の変位・変状観察、水準器による水準測量、また電気式変位計などによる相対変位計測等の方法が知られている。
【０００２】
しかしながら、前記従来の検知、計測方法ではそのほとんどが直接現地に赴く必要があり、しかも波浪・塩水等悪環境下において、安定した検知、計測を長期的に行うことはきわめて困難なことであった。
【０００３】
また、測定装置、すなわちいわゆるＢＯＴＤＲやＦＢＧ方式の様に光ファイバセンサを用いた測定装置もすでに提案されているが、これらの装置では、センシングに温度依存性があり、温度変化による変動を補正しなければ正確な測定結果が得られないとの課題があった。
【０００４】
さらに、前記の測定装置あるいはセンサはそれら自体が非常に高価であるとの課題もあった。
【０００５】
一方で、海洋軟弱地盤上の埋め立て護岸工事などでは、護岸建設中及び埋め立て途中段階の荷重増加に伴う基礎地盤の不等沈下やすべり面の発生が原因となり、護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の目開きなど護岸機能を損なう変位・変状が発生する場合がある。
【０００６】
従って海洋護岸構造物などの線状構造物を軟弱地盤上に構築し埋め立てや盛土を行う場合には、構築が完成した護岸構造物の不等沈下や施工継ぎ目の変状をリアルタイムに検知、計測し、その原因に対し迅速かつ効果的な対策を講じる必要がある。
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前記従来の課題に鑑みて創案されたものであり、線状護岸構造物に一般に出回っている通信用の光ファイバセンサを汎用してあらかじめ敷設しておき、埋め立て途中及び埋め立て完了後における護岸構造物の相対変位・変状発生の有無とその発生位置を、長距離にわたって連続的に検知し、その相対変位を測定し、変状を検知する光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置を提供することを目的とするものである。
【０００７】
また、温度変化による変動を補正する必要がなく、さらに、測定装置が安価に提供できる光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置は、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして検知対象構造物の一面側に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他面側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて前記他面側の検知対象構造物に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側の検知対象構造物の一面に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他方側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて他方側の検知対象構造物の一面に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とし、
または、
検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とするものである。
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図に示す実施の形態に基づいて説明する。
【０００８】
図１において符号１は検知対象構造物である護岸構造物の躯体を示し、符号２は前記護岸構造物の躯体と躯体間の継ぎ目を示している。
【０００９】
また、符号３は第１矢印を示し、該第１矢印３は、継ぎ目２における左右方向への変位を表し、符号４は第２矢印を示し、該第２矢印４は継ぎ目２における上下方向の変位を表し、符号５は第３矢印を示し、該第３矢印５は継ぎ目２における前後方向の変位を各々表している。
【００１０】
ここで、本発明の第１実施例による構造物変位・変状検知装置は、検知対象構造物である護岸構造物の躯体１に敷設された光ファイバケーブル６と、前記敷設された光ファイバケーブル６の間で、護岸構造物の躯体１，１間の検知すべき箇所である継ぎ目２に対応して設けられた変位・変状センシング装置７と、前記変位・変状センシング装置７からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置８とを備えて構成されている（図１，図４，図５参照）。
【００１１】
変位・変状センシング装置７は、隣り合う護岸構造物躯体１，１の継ぎ目２近傍側面に跨がるようにして設置される。
【００１２】
すなわち、継ぎ目２を境にして一方側（図１の右側）の護岸構造物躯体１側面には係止部９が設けられる。
【００１３】
そして、該係止部９に接続されて、他方側（図１の左側）の護岸構造物躯体１側に向かって突設する連結杆１０がワイヤー等連結部材２１を介して設けられている。
【００１４】
この連結杆１０の先端部には水平方向に揺動する揺動突起１１が形成されており、該揺動突起１１の上下方向側には揺動突起１１を挟み込むように一定の間隔をもって一対の固定突起１２，１２が形成されており、それらが取り付けられたベース板１３が前記他方側護岸構造物躯体１に固定されている。
【００１５】
尚、下側の固定突起１２は比較的大型のものが使用され、かつ周回する光ファイバケーブル６が揺動しないよう固定部材２８，２８でその回動が規制されている。
【００１６】
また、上方向の固定突起１２は２個用いられ、図に向かって右側の固定突起１２を通過した光ファイバケーブル６は連結杆１０を横断して下側の固定突起１２に周回されている。
【００１７】
そして、その途中には各固定突起１２に周回された光ファイバケーブル６に伸張力を与えるべくバネ等で形成された伸張部材２９が設けられている。
【００１８】
尚、本実施例において、図１，図４から理解されるように、上下の固定突起１２は例えば２個ずつ設けられているが何らこの実施例による数に限定されるものではない。
【００１９】
ここで、前記連結杆１０が図１における水平方向へ揺動できるよう揺動ガイド溝１４が前記ベース板１３に形成されている。
【００２０】
前記のように、前記上下に設けられた一対の固定突起１２，１２と前記揺動突起１１間を縦方向に通過するよう光ファイバケーブル６が敷設されており、前記揺動突起１１の水平方向の揺動があると、すなわち継ぎ目２が左右方向に広がると、前記上下方向の固定突起１２，１２とその間の揺動突起１１間を通過する光ファイバケーブル６が揺動突起１１に押されて湾曲し折れ曲がったり、また破損したりする様形成されている。
【００２１】
そして、これにより、光ファイバケーブル６の歪みが検出出来るように構成されている。
【００２２】
ここで、図１では第１矢印３で示すように護岸構造物躯体１，１の左右方向の変位を主に検知すべく、その護岸構造物躯体１の側面に前記第１矢印３の方向に沿って前記変位・変状センシング装置７が設置されているが、第２矢印４や第３矢印５の方向の変位をも検知することが出来る。
【００２３】
前記変位・変状センシング装置７で検知された検出信号は例えば遠隔の管理事務所内に存する変位・変状管理装置８に送出され、該変位・変状管理装置８内のＯＴＤＲ測定装置２１により前記検出信号が解析されて護岸構造物躯体１の変位・変状の発生有無とその発生位置が検出される。
【００２４】
次に、図２に本発明の第２実施例を示す。
【００２５】
図２に示すように、本発明の第２実施例による構造物変位・変状検知装置は、検知対象構造物である護岸構造物躯体１に敷設された光ファイバケーブル６と、前記敷設されている光ファイバケーブル６の間で護岸構造物の躯体１，１間の検知すべき箇所である継ぎ目２に対応して設けられた変位・変状センシング装置７と、前記変位・変状センシング装置７からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置８とを備えて構成されている。
【００２６】
そして、本実施例による変位・変状センシング装置７は、隣り合う検知対象構造物である護岸構造物の躯体１，１の継ぎ目２近傍両側面に跨って設置される。尚、前記設置については、両側面に跨っての設置に限定されず、両上面あるいは両下面に跨っての設置でも構わないものである。
【００２７】
しかして、本実施例による変位・変状センシング装置７は、継ぎ目２を境にして、一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１の側面に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５に巻回された光ファイバケーブル６を上り勾配を有して斜め上方に延出させ、他方側（図２において左側）の護岸構造物躯体１側に設けられて、前記光ファイバケーブル６を巻回係止させる光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と、前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６に巻回され、さらに前記一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１側へ向け若干下がり勾配を有して延出させた光ファイバケーブル６を、一方側（図２において右側）の護岸構造物躯体１側に設けられて、巻回係止させる光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７と、さらにこの光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７の手前であって一方側の護岸構造物躯体１側面に設けられて、前記延出された光ファイバケーブル６を収納する水平歪み検出用収納溝部１８とを有して構成されている。
【００２８】
そして、前記水平歪み検出用収納溝部１８は図３から理解されるように、溝長手方向略中間位置で狭窄状態とされた溝となっており、その溝内を収納された光ファイバケーブル６が通過する。
【００２９】
そして、例えば護岸構造物躯体１，１が前後方向（図２及び図３において第３矢印５の方向）へ変位したとき、前記光ファイバケーブル６が前記狭窄状態の溝壁１９に当接して折れ曲がる様構成されているのである。
【００３０】
よって、これにより当該箇所での変位・変状が容易に検知できることとなっている。
【００３１】
尚、図２に示す第２実施例においても、第１矢印３は、継ぎ目２における左右方向への変位を表し、第２矢印４は継ぎ目２における上下方向の変位を表し、第３矢印５は継ぎ目２における前後方向の変位を各々表す。
【００３２】
そして、本実施例による変位・変状センシング装置７では、第１矢印３で示す左右方向の変位は光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７とにより複数回巻回された光ファイバケーブル６の折れ曲がりにより検知できる。すなわち光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７との間が開けば、その間隔が広くなり、それにより光ファイバケーブル６が引っ張られて、光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第３突起部１７に巻回されている光ファイバケーブル６が緊張されて折れ曲がるからである。
【００３３】
しかして、同様に第２矢印４で示す上下方向の変位は光ファイバケーブル巻回用第２突起部１６と光ファイバケーブル巻回用第１突起部１５とにより複数回巻回された光ファイバケーブル６の折れ曲がりにより検知できる。
次に、ＯＴＤＲ測定装置２０による検知につき簡単に説明する。
【００３４】
ここに、ＯＴＤＲ測定装置２１とは、光ファイバケーブル６の片端から光パルスを入射して、光ファイバケーブル６の長さ方向の各位置で発生した散乱光のうちで入射端側に戻ってくる反射光（レーリー散乱光）の特性を解析するための測定装置をいう。
【００３５】
ＯＴＤＲ測定装置２１は、敷設された光ファイバケーブル６にかかる張力とその張力の発生している位置を、光ファイバケーブル６の一方の端から計測し、断線や過度の屈曲による事故を防止するために使用されてきた経緯があるが、本発明では該ＯＴＤＲ測定装置２１を使用し、敷設した光ファイバケーブル６の過度屈曲、断線を検知し、その検知位置から建造物等の歪み等変位・変状箇所の検出を行うのである。
【００３６】
実施手順は、まず検知対象物である護岸構造物躯体１に光ファイバケーブル６を閉路状態にして敷設する。
【００３７】
次に、一定の間隔あるいは任意の間隔で護岸構造物躯体１，１の施工継ぎ目２等に変位・変状センシング装置７を設置し、その変位・変状センシング装置７内に光ファイバケーブル６をいわゆる一筆書き状に配置する。
【００３８】
尚、護岸構造物躯体１等検知箇所が複数ある場合には、変位・変状センシング装置７をその個数に応じて敷設すればよい。
【００３９】
光ファイバケーブル６及び変位センシング装置７の設置完了後、遠隔地に設けられた場所での変位・変状管理装置８により光ファイバケーブル６からの検出信号の検知を行う。
【００４０】
しかして、前記管理事務所内の変位・変状管理装置８では、対象領域内の構造物の不等沈下やはらみ出しなどの変状発生位置とその変位の増減を一元的にモニタリングすることも出来る。
【００４１】
尚、図５には、埋め立て土２２を囲むようにして護岸構造物１が立設され、該護岸構造物１に光ファイバケーブル６が閉路状態に設置されている状態が示されている。そして、変位・変状センシング装置７は所定間隔をおいて数十カ所に設置されている。
【００４２】
すなわち、いわゆる擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生概念図を示したものである。
【００４３】
この状態から光ファイバケーブル６に光パルス発信装置２３より発信された光パルスが光ファイバケーブル６に入射され、その反射光（レーリー散乱光）の状態を検知して護岸構造物１の継ぎ目の状態などがモニタリングされ、センシングされる。
【００４４】
ここで、図５に示すように、所定の箇所Ｚで光ファイバケーブル６が切断したときにおいても敷設してある光ファイバケーブル６の全長にわたってモニタリング及びセンシングすることが出来る。
【００４５】
すなわち２カ所の光チャンネルセレクタ２４に接続されている双方の光ファイバケーブル６から光パルスを入射してその反射光（レーリー散乱光）を検出すれば前記切断箇所までの状態が双方の反射光によって検知することが出来ることとなる。
【００４６】
尚、図５において符号２５は制御用及び監視用パソコンを示し、前述した光チャンネルセレクタ２４、光パルス発信装置２３及びＯＴＤＲ測定装置と共に変位・変状管理装置８が形成されている。
【００４７】
次に、図６は護岸構造物１を構成する１つのブロックがずれてしまったときの状態を示す。この様な場合に本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置がそのずれを確実にかつ迅速に検知することとなる。
【００４８】
尚、岩盤など堅い基礎地盤上にいわゆる線状構造物を構築する場合などでは、堅い岩盤の拘束（外部拘束という）によって収縮しようとするコンクリート製構造物にひび割れが発生することがある。
【００４９】
また、いわゆる外部拘束がなくても、コンクリート自体の乾燥収縮などによって線状コンクリート構造物の途中にひび割れＨが発生することがある。ひび割れＨが発生するとコンクリートの劣化を促進したり、コンクリート自体の水密性が損なわれる。
そして、構造物自体の寿命が短くなったり、構造物の有している機能に障害が生じることになる。
【００５０】
しかして、コンクリート構造物に所定の間隔で将来ひび割れが予想される箇所につき本発明による装置を設置することにより（図７参照）、ひび割れＨ発生の有無とそのひび割れ発生位置が特定することができる。
【００５１】
このように本発明の装置を線状コンクリート構造物のひび割れ発生監視装置としても活用することができるのである。
【００５２】
その他、土木・建築構造物物には図８乃至図１１に示すようなＢＯＸカルバート状構造物あるいはシールドタイプの構造物などの線状構造物２６があり、共同溝や地下鉄などに利用されている。
【００５３】
まず、ＢＯＸカルバート状構造物においては、周辺地盤の不等沈下などの変形に伴って構造物の施工継ぎ目あるいはひび割れが予想される箇所に変位変状が発生すると、その機能を損なう恐れがある。よって、このような地盤２７内の線状コンクリート構造物の施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングすることにも本発明の装置を活用することが出来る。
【００５４】
また、シールド工法で構築中あるいは構築された地下構造物では、シールド推進力や土圧によってセグメント間に変位・変状が発生する場合があり、施工中および施工後もセグメント間に発生する変位・変状を監視する必要がある。この際、図１０に示すようにセグメント間を跨ぐよう本発明による装置を設置すれば、セグメント間の変位・変状の発生を検知することが出来る。
【００５５】
図１２は敷設した光ファイバケーブル６が屈曲変形していないときの検出信号によるレベルを表した説明図であり、図１３は敷設した光ファイバケーブル６が屈曲変形したときの検出信号によるレベルを表した説明図である。
【００５６】
図１３から理解されるように、光ファイバケーブル６が屈曲変形したときの検出信号は、反射光受信レベルが急激に減衰しており、かかる箇所を特定することにより、護岸構造物躯体１の変位・変状箇所が特定できる。
【発明の効果】
かくして、本発明は以上の構成からなる。
【００５７】
そして、本発明による光ファイバケーブルを使用した構造物変位・変状検知装置であれば、対象領域内における線状構造物の不等沈下などの変位・変状を、連続的かつ広域的に、迅速に検知することができる。
【００５８】
また、構造物の不等沈下などを広域的かつ迅速に検知することによって効果的な追加調査計測が可能となり、特定された原因に対して確実に迅速に対策を講じることができるという優れた効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による第１実施例の概略構成を説明する概略説明図である。
【図２】本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その１）である。
【図３】本発明による第２実施例の概略構成を説明する概略説明図（その２）である。
【図４】第１実施例による装置の概略構成を説明する概略説明図である。
【図５】本発明による装置を擁壁状のコンクリート構造物が線状に構築されている海洋護岸構造物における設置状況と地盤変形に伴う変位・変状の発生検知のために設置した状態を説明する説明図である。
【図６】構造物を構成する１ブロックの変位・変状状態を示す概略説明図である。
【図７】コンクリート構造物に所定の間隔で本装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図８】本装置によって、地盤内の線状コンクリート構造物施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングする状態を説明する説明図（その１）である。
【図９】本装置によって、地盤内の線状コンクリート構造物施工継ぎ目における変位・変状発生をモニタリング及びセンシングする状態を説明する説明図（その２）である。
【図１０】シールドセグメント縦断方向に本発明による装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図１１】シールドセグメント横断方向に本発明による装置を設置した状態を説明する説明図である。
【図１２】正常な検出信号を受信したときのレベルを表した説明図である。
【図１３】光ファイバケーブルが屈曲変形した箇所の検出信号によるレベルを表した説明図である。
【符号の説明】
１ 護岸構造物
２ 継ぎ目
３ 第１矢印
４ 第２矢印
５ 第３矢印
６ 光ファイバケーブル
７ 変位・変状センシング装置
８ 変位・変状管理装置
９ 係止部
１０ 連結杆
１１ 揺動突起
１２ 固定突起
１３ ベース板
１４ 揺動ガイド溝
１５ 光ファイバケーブル巻回用第１突起部
１６ 光ファイバケーブル巻回用第２突起部
１７ 光ファイバケーブル巻回用第３突起部
１８ 水平歪み検出用収納溝部
１９ 狭窄状態の溝壁
２０ ＯＴＤＲ測定装置
２１ 連結部材
２２ 埋め立て土
２３ 光パルス発信装置
２４ 光チャンネルセレクタ
２５ 制御用及び監視用パソコン
２６ 線状構造物
２７ 地盤
２８ 固定部材
２９ 伸張部材
Claims (4)
- 検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして検知対象構造物の一面側に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他面側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて前記他面側の検知対象構造物に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする
を光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知装置。 - 検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側の検知対象構造物の一面に設けられた係止部と、
該係止部に接続され、他方側の検知対象構造物側に延出する連結杆と連結杆先端に設けられた揺動突起と該揺動突起の両側に形成された一対の固定突起とが取り付けられて他方側の検知対象構造物の一面に固定されたベース板と、
前記一対の固定突起と前記揺動突起間に挟まれて敷設され、前記揺動突起の揺動により折れ曲がり、歪み検出可能とされた光ファイバケーブルと、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする
を光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知装置。 - 検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
検知対象構造物につき予想される変位・変状箇所近傍面に跨って設置され、
前記予想される変位・変状箇所を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知装置。 - 検知対象構造物に敷設された光ファイバケーブルと、
前記敷設された光ファイバケーブル間で、検知対象構造物の検知すべき箇所に対応して設けられた変位・変状センシング装置と、
前記変位・変状センシング装置からの検知内容を受信し、管理保持する変位・変状管理装置と、
を備え、
前記変位・変状センシング装置は、
隣り合う検知対象構造物の継ぎ目近傍両面に跨って設置され、
前記継ぎ目を境にして一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第１突起部と、該光ファイバケーブル巻回用第１突起部に巻回された光ファイバケーブルを勾配を有して延出させ、他方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記他方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第２突起部と、
前記光ファイバケーブル巻回用第２突起部に巻回され、前記一方側検知対象構造物側へ向け延出させた光ファイバケーブルを、一方側検知対象構造物側で巻回係止させる、前記一方側検知対象構造物に設けられた光ファイバケーブル巻回用第３突起部と、光ファイバケーブル巻回用第３突起部手前の一方側検知対象構造物に形成され、延出された光ファイバケーブルを収納する水平歪み検出用収納溝形成具と、
前記光ファイバケーブル内を伝播する検出信号と
を有し、
前記変位・変状管理装置は、
前記検出信号を測定するＯＴＤＲ測定装置を有する、
ことを特徴とする光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330190A JP3725513B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | 光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002330190A JP3725513B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | 光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2004163294A true JP2004163294A (ja) | 2004-06-10 |
| JP3725513B2 JP3725513B2 (ja) | 2005-12-14 |
Family
ID=32807939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002330190A Expired - Fee Related JP3725513B2 (ja) | 2002-11-14 | 2002-11-14 | 光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3725513B2 (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006215649A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置 |
| JP2007218720A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 光ファイバ変形検知センサ |
| JP2011080923A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 光ファイバセンサ |
| JP2016065806A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 株式会社オーシーシー | 地盤崩落検知システム |
| JP2017027488A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | Ｊｆｅ商事テールワン株式会社 | 補強土壁用簡易警報システム |
| CN107816947A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-20 | 国网江苏省电力公司南京供电公司 | 高压大截面电缆热位移监测装置 |
| JP2021156708A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 太平洋セメント株式会社 | ひずみ検知方法および固定治具 |
-
2002
- 2002-11-14 JP JP2002330190A patent/JP3725513B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006215649A (ja) * | 2005-02-01 | 2006-08-17 | Mitsubishi Electric Corp | ブラッグ格子センサの検出方法、その歪量検出方法及びその検出装置 |
| JP2007218720A (ja) * | 2006-02-16 | 2007-08-30 | Mitsubishi Electric Corp | 光ファイバ変形検知センサ |
| JP4730124B2 (ja) * | 2006-02-16 | 2011-07-20 | 三菱電機株式会社 | 光ファイバ変形検知センサ |
| JP2011080923A (ja) * | 2009-10-09 | 2011-04-21 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 光ファイバセンサ |
| JP2016065806A (ja) * | 2014-09-25 | 2016-04-28 | 株式会社オーシーシー | 地盤崩落検知システム |
| JP2017027488A (ja) * | 2015-07-27 | 2017-02-02 | Ｊｆｅ商事テールワン株式会社 | 補強土壁用簡易警報システム |
| CN107816947A (zh) * | 2017-10-19 | 2018-03-20 | 国网江苏省电力公司南京供电公司 | 高压大截面电缆热位移监测装置 |
| JP2021156708A (ja) * | 2020-03-26 | 2021-10-07 | 太平洋セメント株式会社 | ひずみ検知方法および固定治具 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3725513B2 (ja) | 2005-12-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rajeev et al. | Distributed optical fibre sensors and their applications in pipeline monitoring | |
| Zhu et al. | An optical fibre monitoring system for evaluating the performance of a soil nailed slope | |
| Iten et al. | Landslide monitoring using a road-embedded optical fiber sensor | |
| Mohamad et al. | Behaviour of an old masonry tunnel due to tunnelling-induced ground settlement | |
| JP4369437B2 (ja) | ２つのヒンジを備えたファイバブラッググレーティングセンサを用いた地盤の変位測定用歪み計 | |
| Culshaw et al. | Smart structures and applications in civil engineering | |
| CN105547364B (zh) | 路基内部监测的拼接型分布式光纤传感系统 | |
| JP2009294039A (ja) | 分布型光ファイバセンシングシステムを用いた構造物変状モニタリング方法及びその装置 | |
| CN106091975A (zh) | 盾构隧道管片接缝定点感测光缆二维变形监测方法 | |
| Li et al. | Experimental investigation on pipe-soil interaction due to ground subsidence via high-resolution fiber optic sensing | |
| JP3725513B2 (ja) | 光ファイバケーブル使用の構造物変位・変状検知装置 | |
| Komatsu et al. | Application of optical sensing technology to the civil engineering field with optical fiber strain measurement device (BOTDR) | |
| Zhang et al. | Distributed fiber optic sensors for tunnel monitoring: A state-of-the-art review | |
| Ravet et al. | Pipeline geohazard risk monitoring with optical fiber distributed sensors: Experience with andean and arctic routes | |
| Ravet et al. | A decade of pipeline geotechnical monitoring using distributed fiber optic monitoring technology | |
| JP4105123B2 (ja) | 光ファイバセンサ使用の構造物変位・変状検知システム | |
| JP2000046528A (ja) | 光ファイバセンサを用いた歪み計測方法 | |
| Inaudi et al. | Paradigm shifts in monitoring levees and earthen dams: distributed fiber optic monitoring systems | |
| Ghazali et al. | Development of distributed fibre optic inclinometer for landslide and geotechnical application | |
| Inaudi et al. | Geostructural monitoring with long-gage interferometric sensors | |
| Inaudi | Distributed Optical Fiber Sensors for Strain and Deformation Monitoring of Pipelines and Penstocks. | |
| KR100456485B1 (ko) | 광섬유 센서를 이용한 지중변형 계측방법 및 그 장치 | |
| CN113776450A (zh) | 一种基于光纤技术的地面变形监测系统及其监测方法 | |
| Soga et al. | Distributed fiber optics strain measurements for monitoring geotechnical structures | |
| JP2001324358A (ja) | 光ファイバセンサ |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040225 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20050630 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20050712 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050819 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20050920 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20050921 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 3725513 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313117 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090930 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100930 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100930 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110930 Year of fee payment: 6 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120930 Year of fee payment: 7 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130930 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130930 Year of fee payment: 8 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140930 Year of fee payment: 9 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |