JP2005037313A - Stress measurement probe - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a low-cost stress measurement probe for measuring stresses with high accuracy by creating artificial cracks in a desired direction not depending on a stress field by a simple mechanism. <P>SOLUTION: This stress measurement probe 1 is inserted into an under-ground dug drill hole to generate cracks for stress measurement. This probe comprises a pair of semi-cylindrical pressure shells 2a to 2d for generating cracks by contacting with a hole wall of the drill hole, a pair of semi-elliptic pressure plates 4a to 4d for pressing the pressure shells 2a to 2d by contacting with the inner sides of the pair of pressure shells 2a to 2d, at least one piston for pressing the pressure plates 4a to 4d from the inner sides of the pair of pressure plates 4a to 4d, cylinder boxes 6a and 6b for housing the piston, and a displacement measurement part 11 for measuring the displacement of the cracks. The semi-cylindrical pressure shells 2a to 2d are formed so that their wall thicknesses are thicker in their semi-cylinder middle parts than in their semi-cylinder both end parts. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、地下掘削されたボーリング孔に人工亀裂を造成して岩盤の応力測定を行うボアホールジャッキ式一面破砕法の応力測定プローブに関する。   The present invention relates to a borehole jack type one-side crushing stress measurement probe for measuring stress of a rock mass by creating an artificial crack in a borehole drilled underground.

一般に、坑内や露天の採掘をしたり、トンネル、大深度地下空洞、岩盤斜面やダム等の大規模な建設工事をしたりする場合には信頼性が高くかつ合理的な設計を行うために岩盤の応力測定が行われている。また、地震は通常静止している断層の両側の岩石が急激に滑って揺れを起こすことによって生じるものであり、断層面に働いている力、すなわち、断層面の両側の岩石を互いに押し付け合う成分である法線応力と両側の岩石を滑らせようとする成分であるせん断応力の時間的変化を調べることによって地震がいつ発生するのかを知ることができるため、地震の予知にも大深度岩盤の応力測定が利用されている。   In general, when excavating underground or open pits, or when constructing large-scale construction works such as tunnels, deep underground cavities, rock slopes, and dams, the bedrock is used for reliable and rational design. The stress measurement is performed. In addition, earthquakes are usually caused by rocks on both sides of a fault that are stationary and suddenly slip and shake. The force acting on the fault surface, that is, the component that presses the rocks on both sides of the fault surface against each other It is possible to know when an earthquake occurs by examining temporal changes in the normal stress and shear stress, which is a component that tries to slide rocks on both sides. Stress measurement is used.

岩盤の初期岩盤応力を測定する方法としては応力解放法とボーリング孔内への載荷によって岩盤内に人工亀裂を造成する方法とが広く利用されており、応力解放法では応力を受けている岩盤内部を堀削したボーリング孔の先端付近表面に歪ゲージを貼り付けてボーリング孔をオーバーコアリングすることによって周囲の拘束圧、すなわち、応力を解放し、このときに生じる歪や形状変形を測定することにより初期岩盤応力を計測することができるものである。しかしながら、応力解放法では岩盤を連続体と仮定して装置をボーリング孔内に設置するものであるため、岩盤内の亀裂等の不連続面の滑り変形や膨潤挙動を引き起こす応力を正確に検出することができない。そのため、特許文献1では前部構造体と後部構造体からなる細長い形状の装置の前部構造体及び後部構造体にそれぞれ互いに直交する3枚の平面及び3個の変位センサを設けることによって特定の不連続面やその近傍に作用する応力を3次元的に計測することを可能にしている。   As methods for measuring the initial rock mass stress of the rock mass, the stress release method and the method of creating an artificial crack in the rock mass by loading in the borehole are widely used. Attaching a strain gauge to the surface near the tip of the borehole drilled to overcoring the borehole, release the surrounding restraint pressure, that is, stress, and measure the strain and shape deformation that occurs at this time It is possible to measure the initial rock stress. However, since the stress release method assumes that the rock mass is a continuum and installs the device in the borehole, it accurately detects the stress that causes the sliding deformation and swelling behavior of discontinuous surfaces such as cracks in the rock mass. I can't. Therefore, in Patent Document 1, a specific structure is provided by providing three planes and three displacement sensors orthogonal to each other in the front structure and the rear structure of an elongated device composed of a front structure and a rear structure. The stress acting on the discontinuous surface and its vicinity can be measured three-dimensionally.

一方、ボーリング孔内への載荷によって岩盤内に人工亀裂を造成する方法としては水圧破砕法、乾式二面破砕法、乾式一面破砕法及びプレートフラクチャリング法等が知られている。ここで、図9を用いて各応力測定方法について説明する。
図9(a)は従来技術に係る水圧破砕法の原理を説明するための概念図であり、図9(b)は従来技術に係る乾式二面破砕法の原理を説明するための概念図である。また、図9(c)は従来技術に係る乾式一面破砕法の原理を説明するための概念図であり、図9(d)は従来技術に係るプレートフラクチャリング法の原理を説明するための概念図である。これらの図には、図9中破線で示されている人工亀裂が発生する方向、最大主応力σの方向、最小主応力σの方向及び載荷手段の配置関係とボーリング孔内の載荷による人工亀裂の圧力変化を表すグラフが示されている。
On the other hand, the hydraulic fracturing method, the dry two-side crushing method, the dry one-side crushing method, the plate fracturing method, and the like are known as methods for creating an artificial crack in the rock by loading into the borehole. Here, each stress measuring method is demonstrated using FIG.
FIG. 9A is a conceptual diagram for explaining the principle of the hydraulic fracturing method according to the prior art, and FIG. 9B is a conceptual diagram for explaining the principle of the dry two-side crushing method according to the prior art. is there. FIG. 9 (c) is a conceptual diagram for explaining the principle of the dry one-side crushing method according to the prior art, and FIG. 9 (d) is a concept for explaining the principle of the plate fracturing method according to the prior art. FIG. In these figures, the artificial cracking direction indicated by the broken line in FIG. 9, the direction of the maximum principal stress σ 1 , the direction of the minimum principal stress σ 2 , the placement relationship of the loading means, and the loading in the borehole A graph showing the pressure change of the artificial crack is shown.

水圧破砕法では孔壁26内にプローブを挿入し、このプローブ内部に高圧水を流してボーリング孔の孔壁26全面に均一な水圧を加えて孔壁26に亀裂を発生させた後に図9(a)に示すように再度水圧を加えて亀裂を再開口させ、このときの再開口圧、すなわち、載荷圧Pと水圧をかけるのを止めた直後に検出される人工亀裂の閉口圧Pを測定することで最大主応力σ及び最小主応力σを算出する方法である。水圧破砕法を用いた応力測定システムについては後述する。符号Pは人工亀裂の閉口圧である。 In the hydraulic crushing method, a probe is inserted into the hole wall 26, high pressure water is allowed to flow inside the probe, and uniform water pressure is applied to the entire surface of the hole wall 26 of the borehole to generate cracks in the hole wall 26 (FIG. 9). again added to water pressure as shown in a) re opened crack, reopening pressure at this time, i.e., closed pressure P s of the artificial cracks to be detected immediately after stop of applying a loading pressure P r hydraulically Is used to calculate the maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 . A stress measurement system using the hydraulic fracturing method will be described later. Code P s is the closed pressure artificial cracks.

また、乾式二面破砕法では水圧破砕法と同様に孔壁26全面に均一な載荷圧を加えて孔壁26内に人工亀裂を発生させ、その後再び孔壁26内に載荷圧を加えて再開口圧Pを測定することで最大主応力σ及び最小主応力σを算出するものであり、図9(b)に示すようにプローブの外周面に形成された柔軟で弾性変形可能なウレタンスリーブ27内に高圧流体を流すことによって孔壁26に載荷圧を加えるものである。したがって、このような構造、すなわち、ウレタンスリーブ27に流体を流す構造とすることで流体を貯留しているタンクと孔内との間に密閉空間が形成されるため、水圧破砕法のように流体を孔壁26内に垂れ流さないでよいという効果がある。Pn1及びPn2はそれぞれ1次亀裂の再開口圧及び2次亀裂の再開口圧である。 In the dry two-side crushing method, similar to the hydraulic fracturing method, a uniform loading pressure is applied to the entire hole wall 26 to generate an artificial crack in the hole wall 26, and then the loading pressure is again applied to the hole wall 26 to resume. The maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 are calculated by measuring the mouth pressure P n and are flexible and elastically deformable formed on the outer peripheral surface of the probe as shown in FIG. 9B. A loading pressure is applied to the hole wall 26 by flowing a high-pressure fluid through the urethane sleeve 27. Therefore, since such a structure, that is, a structure in which the fluid flows through the urethane sleeve 27, a sealed space is formed between the tank storing the fluid and the inside of the hole. Is effective in not flowing down into the hole wall 26. P n1 and P n2 are the reopening pressure of the primary crack and the reopening pressure of the secondary crack, respectively.

さらに、乾式一面破砕法では水圧破砕法や乾式二面破砕法と同様に孔壁26全面に均一な載荷圧を加えて孔壁26内に人工亀裂を発生させ、その後再び孔壁26内に載荷圧を加えて再開口圧Pを測定することで最大主応力σ及び最小主応力σを算出するものであり、図9(c)に示すように図9(b)に示す乾式二面破砕法のプローブの外周面をさらにハーフパイプ状の鋼板からなる摩擦シェル28で覆ったものである。このような構造の乾式一面破砕法においてはウレタンスリーブ27内に送り込まれた高圧流体による流圧を摩擦シェル28を介して孔壁26に加えることによって特定破砕一面以外の孔壁26周辺を摩擦シェル28で力学的に固結させ、最大主応力σ及び最小主応力σの発生しない方向、すなわち、応力場に依存しない方向に人工亀裂を造成することができる。したがって、任意に設定した方向に人工亀裂を造成することが可能となる。 Furthermore, in the dry one-side crushing method, a uniform loading pressure is applied to the entire surface of the hole wall 26 to generate an artificial crack in the hole wall 26 as in the hydraulic fracturing method and the dry two-side crushing method. The maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 are calculated by measuring the reopening pressure P n by applying pressure, and as shown in FIG. 9C, the dry type two stress shown in FIG. The outer peripheral surface of the surface crushing probe is further covered with a friction shell 28 made of a half-pipe steel plate. In the dry one-side crushing method having such a structure, the periphery of the hole wall 26 other than the specific crushing one surface is a friction shell by applying the fluid pressure by the high-pressure fluid fed into the urethane sleeve 27 to the hole wall 26 through the friction shell 28. It is possible to form an artificial crack in a direction in which the maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 are not generated, that is, a direction not depending on the stress field. Therefore, it is possible to create an artificial crack in an arbitrarily set direction.

プレートフラクチャリング法では高圧流体の流圧による載荷力ではなく孔壁26の曲率半径と同じ曲率半径の外周面を有する一対の蒲鉾型プレート29a,29bを多連のボアホールジャッキで加圧することによって特定の一面に亀裂を発生させ、その人工亀裂の再開口圧Pを測定することによって最大主応力σ及び最小主応力σを算出するものである。符号Gは載荷力である。 In the plate fracturing method, a pair of vertical plates 29a and 29b having outer peripheral surfaces having the same radius of curvature as the radius of curvature of the hole wall 26 are identified by pressurizing with a plurality of borehole jacks instead of the loading force due to the flow pressure of the high-pressure fluid. The maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 are calculated by generating a crack on one surface and measuring the reopening pressure P n of the artificial crack. Reference sign G is a loading force.

ここで、最もよく用いられている水圧破砕法を用いた応力測定システムについて説明する。
図10は従来技術に係るワイヤライン方式による水圧破砕応力測定システムの概念図である。
図10に示すようにワイヤライン方式による水圧破砕応力測定システムはボーリング孔の孔壁に密接させる上下一対のパッカー30,30、パッカー30,30への高圧水の流入量を調節する流路切替バルブ31及び圧力計32から構成されるプローブと、このプローブをボーリング孔に挿入するためのスチールケーブル34、滑車及びウインチ37からなるワイヤライン機構と、プローブに高圧水を供給するための高圧ホース33、ポンプ36、(図示していないが)水タンク及び流量計35からなる高圧水供給系と、2つのパッカー30,30の相対的な動きから水圧破砕による人工亀裂の開口変位量を計測・制御する増幅器38、A/Dコンバーター39及びコンピュータ40からなる計測・制御系とから構成されている。このような構造によりプローブをボーリング孔に挿入した後に高圧ホース33を介してポンプ36から高圧水をプローブ内に送り込んでパッカー30,30をボーリング孔内で膨張させることによってボーリング孔の孔壁を破砕する。すると、この破砕とともに破砕で発生した人工亀裂による応力で上下2つのパッカー30,30が押し返されてこれらが移動する。したがって、2つのパッカー30,30の相対的な動きを計測することによって水圧破砕による人工亀裂の開口変位量を算出し人工亀裂の応力を測定することができる。また、計測されたデータはコンピュータ40によって記録・解析され、コンピュータ40の画面上で人工破砕の挙動をリアルタイムで観測することができる。加えて、この水圧破砕応力測定システムでは深さ約1000mでの応力測定を行うことが可能である。
Here, a stress measurement system using the most commonly used hydraulic fracturing method will be described.
FIG. 10 is a conceptual diagram of a hydraulic crushing stress measurement system using a wireline method according to the prior art.
As shown in FIG. 10, the hydraulic crushing stress measurement system based on the wire line system is a pair of upper and lower packers 30 and 30 that are brought into close contact with the bore wall, and a flow path switching valve that adjusts the amount of high-pressure water flowing into the packers 30 and 30. 31 and a pressure gauge 32, a steel cable 34 for inserting the probe into the borehole, a wire line mechanism including a pulley and a winch 37, and a high-pressure hose 33 for supplying high-pressure water to the probe. The opening displacement of the artificial crack due to hydraulic fracturing is measured and controlled from the relative movement of the pump 36, a high-pressure water supply system (not shown) including a water tank and a flow meter 35, and the two packers 30 and 30. A measurement / control system including an amplifier 38, an A / D converter 39, and a computer 40 is included. With this structure, after inserting the probe into the borehole, high-pressure water is fed from the pump 36 into the probe via the high-pressure hose 33 to expand the packers 30 and 30 in the borehole, thereby crushing the hole wall of the borehole. To do. Then, the upper and lower two packers 30 and 30 are pushed back by the stress caused by the artificial crack generated by the crushing together with the crushing, and these move. Therefore, by measuring the relative movement of the two packers 30, 30, the opening displacement amount of the artificial crack caused by hydraulic fracturing can be calculated, and the stress of the artificial crack can be measured. The measured data is recorded and analyzed by the computer 40, and the behavior of artificial crushing can be observed in real time on the screen of the computer 40. In addition, this hydraulic crushing stress measurement system can measure stress at a depth of about 1000 m.

しかしながら、図10に示すようなワイヤライン方式による水圧破砕応力測定システムを用いた応力の測定方法では破砕区間に作用する圧力を間接的に測定することになるため、正確な測定を行うのが困難であるという課題があった。   However, the stress measurement method using the wire-line-type hydraulic crushing stress measurement system as shown in FIG. 10 indirectly measures the pressure acting on the crushing section, which makes it difficult to perform accurate measurement. There was a problem of being.

このような課題に対処するため、いくつかの発明及び考案が開示されている。
例えば、特許文献2には、「水圧破砕式応力測定方法および装置」という名称で、困難な圧力密封加工を要するケーブルを用いることなしに高精度で応力を測定することのできる水圧破砕式応力測定方法および装置に関する発明が開示されている。
特許文献2に開示された水圧破砕式応力測定装置においては、図10に示す2つのパッカー30,30の間に測定装置を設け、この測定装置の両端、つまり、パッカー30,30と測定装置との連結部分にセンサライザを突設させ、さらに、測定装置側にショック吸収用のダンパを設けることで測定装置をボーリング孔の中心位置に配置させ、より正確に測定を行うことができる。
In order to cope with such a problem, several inventions and devices have been disclosed.
For example, Patent Literature 2 discloses a hydraulic crushing type stress measurement that can measure stress with high accuracy without using a cable that requires difficult pressure sealing processing under the name of “hydraulic crushing type stress measuring method and apparatus”. Inventions relating to methods and apparatus are disclosed.
In the hydraulic fracturing type stress measuring device disclosed in Patent Document 2, a measuring device is provided between the two packers 30 and 30 shown in FIG. 10, and both ends of the measuring device, that is, the packers 30 and 30 and the measuring device are provided. Further, by providing a sensor riser at the connecting portion, and providing a shock absorbing damper on the measuring device side, the measuring device can be arranged at the center position of the boring hole, so that more accurate measurement can be performed.

また、特許文献3には、「水圧破砕用パッカー」という名称で人工亀裂の開口量を直接計測することのできる水圧破砕用パッカーに関する発明が開示されている。
特許文献3に開示された水圧破砕用パッカーは、図10に示すパッカー30,30を複数のゴムシールと金属リングからなる層で形成し、かつ、パッカー30,30内部に圧ラインと注水ラインを設けたものであり、圧ラインを介してパッカー30内に圧力を加えた際にパッカー30を構成するゴムシールが圧縮されてパッカー30,3が径方向に膨張してボーリング孔の孔壁に固定される構造となっている。そして、パッカー30,30がボーリング孔の孔壁に固定された際に2つのパッカー30,30間に注水空間が形成される構造としている。したがって、パッカー30内に複数のゴムシール層を設けることによって人工亀裂の開口変位が拘束されないため、人工亀裂が形成される箇所で直接人工亀裂の開口変位量を計測することができる。
特開平11−304601号公報 特開平10−220160号公報 特開平9−256772号公報
Patent Document 3 discloses an invention relating to a hydraulic fracturing packer capable of directly measuring an opening amount of an artificial crack under the name “hydraulic fracturing packer”.
The packer for hydraulic fracturing disclosed in Patent Document 3 is formed by forming the packers 30 and 30 shown in FIG. 10 with layers made of a plurality of rubber seals and metal rings, and a pressure line and a water injection line are provided inside the packers 30 and 30. When a pressure is applied to the packer 30 through the pressure line, the rubber seal constituting the packer 30 is compressed and the packers 30 and 3 expand in the radial direction and are fixed to the hole wall of the borehole. It has a structure. And when the packers 30 and 30 are fixed to the hole wall of a boring hole, it is set as the structure where a water injection space is formed between the two packers 30 and 30. FIG. Therefore, since the opening displacement of the artificial crack is not constrained by providing a plurality of rubber seal layers in the packer 30, the opening displacement amount of the artificial crack can be directly measured at the place where the artificial crack is formed.
JP-A-11-304601 JP-A-10-220160 Japanese Patent Laid-Open No. 9-256772

しかしながら、上述の従来の技術においては、特許文献2及び特許文献3に開示されるような水圧破砕法では、ボーリング孔の孔壁全面に均一な水圧を加えるため、所望の方向に人工亀裂を造成することができないとともに、人工亀裂を再開口する前に人工亀裂内に注入圧と同程度の水圧が作用しているため再開口圧を正確に測定することができないという課題があった。さらに、主応力比σ/σ>3の応力場(岩盤)ではσ方向の孔壁における接線応力σθ=3σ−σ<0(引張応力)となり内圧載荷で亀裂を再開口させる前に既に再開口されているため、再開口圧の検出ができないという課題があった。 However, in the conventional technology described above, in the hydraulic crushing method as disclosed in Patent Document 2 and Patent Document 3, an artificial crack is formed in a desired direction in order to apply uniform water pressure to the entire hole wall of the borehole. There is a problem that the re-opening pressure cannot be accurately measured because a water pressure similar to the injection pressure is applied in the artificial crack before the artificial crack is re-opened. Furthermore, in the stress field (rock mass) with the principal stress ratio σ 1 / σ 2 > 3, the tangential stress σ θ = 3σ 2 −σ 1 <0 (tensile stress) in the hole wall in the σ 1 direction becomes reopened by internal pressure loading. Since the reopening has already been performed before the reopening, the reopening pressure cannot be detected.

また、乾式二面破砕法においては、高圧水がボーリング孔内に垂れ流されることがないものの、水圧破砕法と同様に所望の方向に人工亀裂を造成することができず、かつ、主応力比σ/σ>3の応力場では再開口圧の検出ができないとともに、プローブの外周面、つまり、孔壁と接触する面がウレタンスリーブで形成されているため正確な変位量を計測することができず計測値から得られる圧力〜孔径変化曲線上の屈曲点、すなわち、1次亀裂の再開口圧Pn1あるいは2次亀裂の再開口圧Pn2に対応する点が明瞭ではないという課題があった。また、これにより計測値から1次亀裂の再開口圧Pn1あるいは2次亀裂の再開口圧Pn2を検出し、これらの値を用いて応力を算出することができないという課題があった。加えて、1次亀裂の再開口圧Pn1あるいは2次亀裂の再開口圧Pn2の検出精度を向上させようとする場合には水圧破砕法の水圧よりも大きい水圧を加えなければならないため、プローブの耐圧性を水圧破砕法よりもさらに高くしなければならないという課題があった。 In the dry two-side crushing method, high-pressure water is not allowed to flow into the borehole, but it is not possible to create an artificial crack in the desired direction as in the hydraulic fracturing method, and the main stress ratio In the stress field of σ 1 / σ 2 > 3, the re-opening pressure cannot be detected, and the outer peripheral surface of the probe, that is, the surface in contact with the hole wall is formed of the urethane sleeve, so that an accurate displacement amount is measured. There is a problem that the point corresponding to the reopening pressure P n1 of the primary crack or the reopening pressure P n2 of the secondary crack is not clear. there were. Further, there is a problem that the reopening pressure P n1 of the primary crack or the reopening pressure P n2 of the secondary crack is detected from the measured value, and the stress cannot be calculated using these values. In addition, in order to improve the detection accuracy of the reopening pressure P n1 of the primary crack or the reopening pressure P n2 of the secondary crack, a water pressure larger than the water pressure of the hydraulic fracturing method must be applied. There was a problem that the pressure resistance of the probe had to be higher than that of the hydraulic fracturing method.

乾式一面破砕法においては、プローブのスリーブ外側にさらに摩擦シェルを設けることによって特定破砕一面以外の孔壁周辺を摩擦シェルで力学的に固結させ、最大主応力σ及び最小主応力σの発生しない方向、すなわち、応力場に依存しない方向に人工亀裂を造成することができるものの、乾式二面破砕法と同様に再開口圧Pの検出が難しくプローブの耐圧性を高くしなければならないという課題があった。また、特定破砕一面以外の孔壁周辺を摩擦シェルで力学的に団結させるための摩擦効果を発生させる機構やプローブのスリーブの破裂防止機構等は複雑な機構であるとともに、装置の故障が多いため装置の製造コストを向上させるだけでなく装置の信頼性が欠如しているという課題があった。 In the dry one-side crushing method, a friction shell is further provided outside the sleeve of the probe so that the periphery of the hole wall other than the specific crushing one surface is dynamically consolidated with the friction shell, and the maximum principal stress σ 1 and the minimum principal stress σ 2 Although an artificial crack can be created in a direction in which it does not occur, that is, in a direction that does not depend on the stress field, it is difficult to detect the reopening pressure Pn as in the dry two-side crushing method, and the pressure resistance of the probe must be increased. There was a problem. In addition, the mechanism that generates the friction effect for mechanically uniting the periphery of the hole wall other than the specific crushing surface with the friction shell and the mechanism for preventing the probe sleeve from rupturing are complex mechanisms, and there are many failures of the device. There was a problem that not only the manufacturing cost of the apparatus was improved but also the reliability of the apparatus was lacking.

また、プレートフラクチャリング法では載荷圧機構を孔壁の曲率半径と同じ曲率半径の外周面を有する一対の蒲鉾型プレートを多連のボアホールジャッキで加圧する構造とすることで特定の一面に亀裂を発生させることができるものの、孔壁の曲率半径と同じ曲率半径の外周面を有する一対の蒲鉾型プレートを作製するのには高度な技術が必要であるという課題があった。例えば、外周面の曲率半径が孔壁の曲率半径よりも小さい蒲鉾型プレートで孔壁を載荷した場合には、載荷方向で孔壁に加えられる直応力が最大となり蒲鉾型プレート両端部、つまり、一対の蒲鉾型プレートの当接部分に大きな直応力及びせん断応力が発生せず、しかも、孔壁載荷時の蒲鉾型プレートと孔壁内周面との接触範囲が孔壁内周面の半分程度であるため、蒲鉾型プレートが接触していない孔壁の部分で亀裂が生じるだけでなく亀裂が発生する場所を特定できないという課題があった。また逆に、外周面の曲率半径が孔壁の曲率半径よりも大きい蒲鉾型プレートで孔壁を載荷した場合には、蒲鉾型プレート両端部において大きな直応力とせん断応力が生じるものの、蒲鉾型プレートの剛性が大きいため蒲鉾型プレートと孔壁との接触部、すなわち、蒲鉾型プレート両端部でせん断破壊が生じてしまい、意図した載荷方向に垂直な孔径方向の孔壁に亀裂を造成することができないという課題があった。   In the plate fracturing method, the load pressure mechanism has a structure in which a pair of vertical plates having an outer peripheral surface having the same radius of curvature as the radius of curvature of the hole wall is pressed with multiple borehole jacks, thereby cracking a specific surface. Although it can be generated, there has been a problem that advanced technology is required to produce a pair of vertical plates having an outer peripheral surface having the same radius of curvature as that of the hole wall. For example, when the hole wall is loaded with a saddle plate whose radius of curvature of the outer peripheral surface is smaller than the curvature radius of the hole wall, the direct stress applied to the hole wall in the loading direction is maximized, that is, both ends of the saddle plate, Large direct stress and shear stress do not occur at the contact part of the pair of vertical plates, and the contact range between the vertical plate and the inner peripheral surface of the hole wall is about half that of the inner peripheral surface of the hole wall. Therefore, there is a problem that not only the crack is generated in the portion of the hole wall where the saddle type plate is not in contact, but also the place where the crack occurs cannot be specified. Conversely, when the hole wall is loaded with a saddle plate having a radius of curvature of the outer peripheral surface larger than that of the hole wall, a large direct stress and shear stress are generated at both ends of the saddle plate. Because of its high rigidity, shear failure occurs at the contact portion between the vertical plate and the hole wall, that is, both ends of the vertical plate, and it is possible to create a crack in the hole wall in the hole diameter direction perpendicular to the intended loading direction. There was a problem that it was not possible.

本発明はかかる従来の事情に対処してなされたものであり、簡単な機構で応力場に依存しない所望の方向に人工亀裂を造成して応力を高精度で測定することのできる安価な応力測定プローブを提供することを目的とする。   The present invention has been made in response to such a conventional situation, and is an inexpensive stress measurement capable of measuring stress with high accuracy by creating an artificial crack in a desired direction independent of a stress field with a simple mechanism. An object is to provide a probe.

上記目的を達成するため、請求項1記載の発明である応力測定プローブは、地下掘削されたボーリング孔内に挿入して亀裂を発生させ応力を測定する応力測定プローブであって、ボーリング孔の孔壁に当接して亀裂を発生させる一対の半円筒形状の加圧シェルと、この一対の加圧シェルの内側に当接して加圧シェルを押圧する一対の半楕円形状の加圧プレートと、この一対の加圧プレートの内側から加圧プレートを押圧する少なくとも1のピストンと、このピストンを収容するシリンダーボックスと、亀裂の変位を測定する変位測定部とを有し、半円筒形状の加圧シェルの肉厚は半円筒両端部よりも半円筒中央部の方が厚く形成されるものである。
上記構成の応力測定プローブにおいては、半円筒形状の加圧シェルの半円筒中央部の肉厚を半円筒両端部の肉厚よりも厚く形成することによって、載荷方向への短いピストン移動で加圧プレートと加圧シェルに載荷圧を加えるという作用を有するとともに、半円筒両端部を肉薄にすることで剛性を小さくし載荷圧を加えた際にほとんど隙間を生じることなく加圧シェルが孔壁に当接するという作用を有する。
In order to achieve the above object, a stress measurement probe according to claim 1 is a stress measurement probe which is inserted into a borehole drilled underground to generate a crack and measure the stress. A pair of semi-cylindrical pressure shells that abut against the wall to generate cracks, a pair of semi-elliptical pressure plates that abut against the inside of the pair of pressure shells and press the pressure shell, and A semi-cylindrical pressure shell having at least one piston that presses the pressure plate from the inside of the pair of pressure plates, a cylinder box that accommodates the piston, and a displacement measuring unit that measures the displacement of the crack. The wall thickness of the half cylinder is formed thicker at the center of the half cylinder than at both ends of the half cylinder.
In the stress measurement probe having the above configuration, the thickness of the semi-cylindrical central portion of the semi-cylindrical pressure shell is formed to be thicker than the thickness of both end portions of the semi-cylindrical, so that the pressure is applied with a short piston movement in the loading direction It has the effect of applying loading pressure to the plate and the pressure shell, and by reducing the rigidity by reducing the thickness of both ends of the half cylinder, the pressure shell can be applied to the hole wall with almost no gap when loading pressure is applied. It has the effect | action of contact | abutting.

また、請求項2記載の発明である応力測定プローブは、請求項1に記載の応力測定プローブにおいて、半円筒形状の加圧シェルの外周面表面に凹凸が形成されているものである。
上記構成の応力測定プローブにおいては、孔壁に載荷圧を加えた際に半円筒形状の加圧シェルの外周面表面に形成された凹凸が孔壁に食い込むという作用を有する。これにより、孔壁に載荷圧を伝達容易にしながら、しかも半円筒形状の加圧シェルが孔壁内で周方向にずれるのを防止するという作用を有する。
A stress measurement probe according to a second aspect of the present invention is the stress measurement probe according to the first aspect, wherein irregularities are formed on the outer peripheral surface of the semi-cylindrical pressure shell.
The stress measurement probe having the above-described configuration has an effect that irregularities formed on the outer peripheral surface of the semi-cylindrical pressure shell bite into the hole wall when a loading pressure is applied to the hole wall. Thus, it is possible to easily transmit the loading pressure to the hole wall and to prevent the semi-cylindrical pressure shell from being displaced in the circumferential direction in the hole wall.

また、請求項3記載の発明である応力測定プローブは、請求項1又は請求項2に記載の応力測定プローブにおいて、加圧プレートと加圧シェルは互いに挿通される少なくとも1のシェアピンを備え、このシェアピンは予め定められた所望のせん断力で破断されるものである。
上記構成の応力測定プローブにおいては、加圧プレートと加圧シェルを破断可能なシェアピンで連結することにより容易に加圧プレートと加圧シェルを分離することができるという作用を有する。
A stress measurement probe according to a third aspect of the present invention is the stress measurement probe according to the first or second aspect, wherein the pressure plate and the pressure shell include at least one shear pin inserted through each other. The shear pin is ruptured with a predetermined desired shearing force.
The stress measurement probe having the above configuration has an effect that the pressure plate and the pressure shell can be easily separated by connecting the pressure plate and the pressure shell with a breakable shear pin.

請求項4記載の発明である応力測定プローブは、請求項1乃至請求項3のいずれか1に記載の応力測定プローブにおいて、ピストンが複数備えられ、シリンダーボックスにこの複数のピストンを収容するものである。
上記構成の応力測定プローブにおいては、複数のピストンをシリンダーボックスに収容することでピストンが1つの加圧プレートを押圧する際にピストンを収容しているシリンダーボックスが反力で対となるもう1つの加圧プレートを押圧するという作用を有する。また、複数のピストンをシリンダーボックスに収容する構造とすることで、ピストン毎にシリンダーボックスに収容して複数のシリンダーボックスを設置するよりも強度に優れるという作用を有する。
A stress measurement probe according to a fourth aspect of the present invention is the stress measurement probe according to any one of the first to third aspects, wherein a plurality of pistons are provided, and the plurality of pistons are accommodated in a cylinder box. is there.
In the stress measurement probe having the above-described configuration, when a plurality of pistons are accommodated in the cylinder box, when the piston presses one pressure plate, the cylinder box that accommodates the piston is paired with a reaction force. It has the effect of pressing the pressure plate. Moreover, it has the effect | action that it is excellent in intensity | strength rather than accommodating in a cylinder box for every piston and installing a some cylinder box by setting it as the structure which accommodates a some piston in a cylinder box.

本発明の請求項1に記載の応力測定プローブにおいては、短い距離の載荷方向へのピストン移動で加圧シェルを孔壁の広範囲にフィットさせこの状態で孔壁の特定の場所を押圧することができるため、応力測定プローブをボーリング孔内で回転させて載荷方向を任意の方向に変えることによって孔壁の所望の場所に人工亀裂を生じさせることができる。これにより、高精度の応力測定を行うことが可能となる。   In the stress measurement probe according to claim 1 of the present invention, the pressure shell is fitted over a wide range of the hole wall by moving the piston in the loading direction over a short distance, and a specific place of the hole wall is pressed in this state. Therefore, an artificial crack can be generated at a desired location on the hole wall by rotating the stress measurement probe in the borehole to change the loading direction to an arbitrary direction. This makes it possible to perform highly accurate stress measurement.

また、本発明の請求項2に記載の応力測定プローブにおいては、請求項1の効果に加えて、半円筒形状の加圧シェルが周方向にずれるのを防止することができ、応力測定プローブを孔壁に安定して固定することができるという効果がある。   Moreover, in the stress measurement probe according to claim 2 of the present invention, in addition to the effect of claim 1, it is possible to prevent the semi-cylindrical pressure shell from shifting in the circumferential direction. There is an effect that it can be stably fixed to the hole wall.

本発明の請求項3に記載の応力測定プローブにおいては、請求項1及び請求項2の効果に加えて、孔内において応力測定プローブが何らかの原因で掛止してしまった場合に、予め設定された力以上で引き上げることでシェアピンを切断し、応力測定プローブの最外周の加圧シェルを置き去りにして加圧シェル以外の部品、すなわち加圧プレートやシリンダーボックスなどを回収することができる。   In the stress measurement probe according to claim 3 of the present invention, in addition to the effects of claims 1 and 2, the stress measurement probe is preset when the stress measurement probe is stuck in the hole for some reason. The shear pin can be cut by pulling it up with a greater force, and the pressure shell on the outermost periphery of the stress measurement probe can be left behind to recover parts other than the pressure shell, that is, the pressure plate and cylinder box.

最後に、本発明の請求項4に記載の応力測定プローブにおいては、請求項1乃至請求項3の効果に加えて、一直径方向へ荷重を加えることができ、また、強度上余裕があることからコンパクトな形状とすることができるという効果がある。   Finally, in the stress measurement probe according to the fourth aspect of the present invention, in addition to the effects of the first to third aspects, a load can be applied in one diameter direction and there is a margin in strength. Therefore, there is an effect that a compact shape can be obtained.

孔壁の所望の場所に人工亀裂を発生させて精度の高い応力測定を行うという目的を、簡単な構造で生産コストを向上させることなく実現した。   The objective of measuring the stress with high accuracy by generating an artificial crack at a desired location on the hole wall is realized with a simple structure and without increasing the production cost.

以下に、本発明に係る応力測定プローブの実施の形態を図1乃至図8に基づき説明する。   Hereinafter, an embodiment of a stress measurement probe according to the present invention will be described with reference to FIGS.

図1は本発明の実施例に係る応力測定プローブの概念図である。
応力測定プローブ1は岩盤内部に堀削したボーリング孔内へ載荷圧を加えて岩盤内に人工亀裂を造成しその人工亀裂の変位量を測定するのに使用するものである。図1に示すように、応力測定プローブ1は、ボーリング孔の孔壁に載荷圧を加えるパッカー1a,1bと、これらの間に設けられボーリング孔内に造成された人工亀裂の開口変位量を計測する変位測定部11及び2つのパッカー1a,1bのボーリング孔内での位置を測定する移動検出センサー12から構成されている。符号7はカプラーであり、ここに応力測定プローブ1を吊り下げるためのワイヤー等を固定するための吊り下げ手段を挿入するものである。このカプラー7の形状はねじ込み式でもソケット式でもよく応力測定プローブ1に吊り下げ手段を連結できるものであればよい。
FIG. 1 is a conceptual diagram of a stress measurement probe according to an embodiment of the present invention.
The stress measurement probe 1 is used to apply a loading pressure into a borehole drilled in the rock mass to create an artificial crack in the rock mass and measure the displacement of the artificial crack. As shown in FIG. 1, the stress measurement probe 1 measures the opening displacement amount of the artificial cracks formed between the packers 1a and 1b for applying a loading pressure to the hole wall of the borehole and the borehole. The displacement measuring unit 11 and the movement detecting sensor 12 for measuring the positions of the two packers 1a and 1b in the borehole. Reference numeral 7 denotes a coupler into which a suspension means for fixing a wire or the like for suspending the stress measurement probe 1 is inserted. The shape of the coupler 7 may be a screw-in type or a socket type as long as the hanging means can be connected to the stress measurement probe 1.

また、パッカー1aはボーリング孔の孔壁を直接押圧する一対の半円筒形状の加圧シェル2a,2bと、この内側に両端が加圧シェル2a,2bの両端とそれぞれ当接するように設けられた一対の半楕円形状の加圧プレート4a,4bと、加圧プレート4a,4bの内部に収容されたシリンダーボックス6aとから構成されており、シリンダーボックス6a内に収容された複数のピストン(図示せず)にオイル供給部8からオイルを送入することによって油圧でピストンをボーリング孔壁側へと駆動させて加圧プレート4a,4bを押圧することができる。
そして、さらにピストンで押圧された加圧プレート4a,4bが外側の加圧シェル2a,2bを押圧してこれらがボーリング孔の孔壁を押圧しボーリング孔内に人工亀裂を発生させることができる構造となっている。パッカー1bについても同様の機構でシリンダーボックス6b内の複数のピストンが加圧プレート4c,4d及びその外側の加圧シェル2c,2dを押圧してボーリング孔の孔壁を押圧し、ボーリング孔内に人工亀裂を発生させることができる。
The packer 1a is provided with a pair of semi-cylindrical pressurizing shells 2a and 2b that directly press the hole wall of the boring hole, and both ends thereof are in contact with both ends of the pressurizing shells 2a and 2b. A pair of semi-elliptical pressure plates 4a and 4b and a cylinder box 6a accommodated in the pressure plates 4a and 4b are provided, and a plurality of pistons (not shown) accommodated in the cylinder box 6a. 1), the pressure plate 4a, 4b can be pressed by hydraulically driving the piston toward the borehole wall side by feeding oil from the oil supply section 8.
Further, the pressure plates 4a and 4b pressed by the pistons press the outer pressure shells 2a and 2b so that they press the hole wall of the boring hole and generate an artificial crack in the boring hole. It has become. Also for the packer 1b, a plurality of pistons in the cylinder box 6b press the pressurizing plates 4c and 4d and the pressurizing shells 2c and 2d on the outside thereof by the same mechanism to press the hole wall of the boring hole, and into the boring hole. Artificial cracks can be generated.

さらに、図1に示すように加圧シェル2a〜2dの外周面には凹凸3a〜3dが形成されている。そのため、油圧によりシリンダーボックス6a,6b内に収容されている複数のピストンで加圧プレート4a〜4d及び加圧シェル2a〜2dに載荷圧を加えた場合に加圧シェル2a〜2dの外周面に形成された凹凸3a〜3dがボーリング孔の孔壁に食い込むため、載荷圧をより伝達しやすく、また加圧シェル2a〜2dが周方向へ回転するのを防止することができる。すなわち、ボーリング孔内に載荷圧を加えた際に加圧の衝撃等で応力測定プローブ1がボーリング孔内の設置位置からずれることがなく正確な変位量の測定を行うことができる。   Further, as shown in FIG. 1, irregularities 3 a to 3 d are formed on the outer peripheral surfaces of the pressure shells 2 a to 2 d. Therefore, when the loading pressure is applied to the pressure plates 4a to 4d and the pressure shells 2a to 2d with a plurality of pistons housed in the cylinder boxes 6a and 6b by hydraulic pressure, the outer circumferential surfaces of the pressure shells 2a to 2d are applied. Since the formed irregularities 3a to 3d bite into the hole wall of the boring hole, it is easier to transmit the loading pressure, and the pressurizing shells 2a to 2d can be prevented from rotating in the circumferential direction. That is, when a loading pressure is applied in the borehole, the stress measurement probe 1 is not displaced from the installation position in the borehole due to a pressurizing impact or the like, and an accurate displacement amount can be measured.

加えて、加圧シェル2aと加圧プレート4a、加圧シェル2bと加圧プレート4b、加圧シェル2cと加圧プレート4c、加圧シェル2dと加圧プレート4dはそれぞれ予め定められた所望のせん断力で破断することができるシェアピン5a〜5gと図示していないもう1つのシェアピンによって連結されているため、載荷時に加圧プレートと加圧シェルが破断されることなく一体となってボーリング孔の孔壁を押圧することができるとともに、ボーリング孔内で応力測定プローブ1が何らかの原因で固着などした場合には、シェアピン5a〜5gの切断により加圧プレート4a〜4dと加圧シェル2a〜2dを分離することが可能である。
その際には加圧シェル2a〜2dのみをボーリング孔内に放置して加圧プレート4a〜4d及びシリンダーボックス6a,6bなどを回収することが可能である。これにより、最小限の放棄量で済むとともに加圧プレート4a〜4d及びシリンダーボックス6a,6bを再利用することが可能となるため、万一の事故においてもコストを削減することができる。符号13a〜13gはシェアピン5a〜5gを挿入するための孔である。
In addition, the pressure shell 2a and the pressure plate 4a, the pressure shell 2b and the pressure plate 4b, the pressure shell 2c and the pressure plate 4c, and the pressure shell 2d and the pressure plate 4d are respectively set to predetermined desired values. Since the shear pins 5a to 5g that can be broken by a shearing force are connected by another shear pin (not shown), the pressure plate and the pressure shell are not broken at the time of loading without being broken. When the stress measurement probe 1 is stuck in the boring hole for some reason, the pressure plates 4a to 4d and the pressure shells 2a to 2d are disconnected by cutting the shear pins 5a to 5g. It is possible to separate.
At that time, it is possible to collect only the pressure shells 2a to 2d in the borehole and collect the pressure plates 4a to 4d and the cylinder boxes 6a and 6b. As a result, the minimum amount of abandonment is sufficient, and the pressure plates 4a to 4d and the cylinder boxes 6a and 6b can be reused, so that the cost can be reduced even in the event of an accident. Reference numerals 13a to 13g are holes for inserting the shear pins 5a to 5g.

加圧プレート4a,4bの中央部付近に設けられている孔9a,9bは変位測定部11内あるいは移動検出センサー12内の装置と計測データを記録・演算するコンピュータ(図示せず)を連結しているケーブル10a〜10dを応力測定プローブ1外部へ引き出すために設けられたものである。   Holes 9a and 9b provided near the center of the pressure plates 4a and 4b connect a device (not shown) for recording and calculating measurement data to a device in the displacement measuring unit 11 or the movement detecting sensor 12. The cables 10a to 10d are provided to be pulled out of the stress measurement probe 1.

また、図2は図1に示す本実施例に係る応力測定プローブの試作品の写真であり、応力測定プローブは外周面に凹凸が形成された2つのパッカーと、これらの間に設けられた変位測定部と、右側のパッカーの先端に取り付けられている移動検出センサーとから構成されており、左側のパッカーの端部には応力測定プローブを吊り上げるためのワイヤーが取り付けられている。図1では移動検出センサーにカバーがかけられた状態を図示したが、図2に示す応力測定プローブの試作品の写真ではカバーが取外された状態になっている。   FIG. 2 is a photograph of a prototype of the stress measurement probe according to the present embodiment shown in FIG. 1. The stress measurement probe includes two packers having irregularities formed on the outer peripheral surface and a displacement provided therebetween. The measurement unit and a movement detection sensor attached to the tip of the right packer are configured, and a wire for lifting the stress measurement probe is attached to the end of the left packer. FIG. 1 illustrates a state where the cover is applied to the movement detection sensor, but the cover is removed in the photograph of the prototype of the stress measurement probe illustrated in FIG. 2.

図3は図1中符号Aで示される方向への矢視図である。図3において、図1に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図1でも説明したがボーリング孔の孔壁14に直接接触する応力測定プローブ1の外周面、すなわち、加圧シェル2a,2bの外周面はボーリング孔の直径よりも小さい直径を有する同心円状の円形形状であり、加圧シェル2a,2bの直径をボーリング孔の直径よりも小さくすることで応力測定プローブ1をボーリング孔内に挿入する際に応力測定プローブ1が孔壁14に接触しない構造としている。これによって、応力測定プローブ1をボーリング孔内にスムーズに挿入することが可能となる。一方、加圧シェル2a,2bの内周面は半楕円形状になっており、また、加圧シェル2a,2bの中央部は両端部よりも厚肉な形状となっている。この形状の効果については後述する。
また、加圧シェル2a,2bの内側に設けられている加圧プレート4a,4bの外周面は半楕円形状でその両端部が加圧シェル2a,2bの両端部と当接した構造となっているが、加圧シェル2a,2bと加圧プレート4a,4bの間には小さな隙間が形成された構造となっている。
FIG. 3 is an arrow view in the direction indicated by the symbol A in FIG. 3, the same parts as those shown in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
As described in FIG. 1, the outer peripheral surface of the stress measurement probe 1 that directly contacts the hole wall 14 of the boring hole, that is, the outer peripheral surface of the pressure shells 2a and 2b is a concentric circular shape having a diameter smaller than the diameter of the boring hole. The shape of the pressure shells 2a and 2b is smaller than the diameter of the borehole so that the stress measurement probe 1 does not contact the hole wall 14 when the stress measurement probe 1 is inserted into the borehole. . As a result, the stress measurement probe 1 can be smoothly inserted into the borehole. On the other hand, the inner peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b are semi-elliptical, and the central portions of the pressure shells 2a and 2b are thicker than both ends. The effect of this shape will be described later.
Further, the outer peripheral surfaces of the pressure plates 4a and 4b provided inside the pressure shells 2a and 2b are semi-elliptical and have both end portions in contact with both end portions of the pressure shells 2a and 2b. However, a small gap is formed between the pressure shells 2a and 2b and the pressure plates 4a and 4b.

ここで、応力測定プローブ1の載荷手段の駆動原理について説明する。   Here, the driving principle of the loading means of the stress measurement probe 1 will be described.

図4(a)は加圧プレート及び加圧シェルを押圧する前の概念図であり、図4(b)は加圧プレート及び加圧シェルを押圧した後の概念図である。図4において、図1及び図3に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。   FIG. 4A is a conceptual diagram before pressing the pressure plate and the pressure shell, and FIG. 4B is a conceptual diagram after pressing the pressure plate and the pressure shell. 4, the same parts as those described in FIGS. 1 and 3 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.

上述したようにパッカー1aの外周面である加圧シェル2a,2bの外周面はボーリング孔の同心円形状に形成されており、加圧シェル2a,2bからなる円の直径、つまり、加圧プレート直径x、加圧シェル中央部肉厚tの2倍の長さ及び隙間aの2倍の長さの和の長さはボーリング孔の孔直径dよりも隙間aの2倍の長さ分だけ短くなっている。これを式で表すと(1)式のようになる。 As described above, the outer peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b, which are the outer peripheral surfaces of the packer 1a, are formed in the concentric shape of the bore holes, and the diameter of the circle formed by the pressure shells 2a and 2b, that is, the pressure plate diameter x, the total length of twice the thickness t of the pressure shell central portion and twice the length of the gap a 2 is twice as long as the gap a 1 than the hole diameter d of the borehole. Only shortened. This can be expressed by equation (1).

そのため、図4(a)に示すようにボーリング孔の孔壁14に載荷圧を加えていない場合には加圧シェル2a,2bがボーリング孔の孔壁14に接触していない状態となる。また、加圧シェル2a,2bの内周面は半楕円形状になっており、中央部が両端部よりも厚肉になっている。さらに、加圧シェル2a,2bの内側に設けられている加圧プレート4a,4bの外周面は加圧シェル2a,2bの内周面よりも短径の短い半楕円形状であり、加圧プレート4a,4bの外周面と加圧シェル2a,2bの内周面が両端部で当接しており、中央部では加圧シェル2a,2bの内周面と加圧プレート4a,4bの外周面の間には三日月形状の隙間が形成されている。   Therefore, as shown in FIG. 4A, when no loading pressure is applied to the hole wall 14 of the boring hole, the pressurized shells 2a and 2b are not in contact with the hole wall 14 of the boring hole. Further, the inner peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b are semi-elliptical, and the center portion is thicker than both end portions. Furthermore, the outer peripheral surfaces of the pressure plates 4a and 4b provided inside the pressure shells 2a and 2b have a semi-elliptical shape having a shorter diameter than the inner peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b. The outer peripheral surfaces of 4a and 4b and the inner peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b are in contact at both ends, and the inner peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b and the outer peripheral surfaces of the pressure plates 4a and 4b are in the center. A crescent-shaped gap is formed between them.

そして、このような形状の加圧プレート4a,4b及び加圧シェル2a,2bをパッカー1a内側から矢印D及び矢印Eの方向へと押圧すると、図4(b)に示すように加圧プレート4a,4bがそれぞれ矢印D及び矢印Eに移動して加圧シェル2a,2bを押圧する。これにより、加圧シェル2a,2bの両端部、すなわち、肉薄の部分が外側に湾曲されてボーリング孔の孔壁14側へと開かれるため、加圧シェル2a,2bの外周面がボーリング孔の孔壁14へと密着され加圧プレート4a,4bがそれぞれ加圧シェル2a,2bの内側に密着された状態となる。
加圧シェル2a,2b外径は、孔壁14内径よりも小さいため、孔壁14内に密着した際には加圧シェル2a,2bの両端部が外側へ湾曲して孔壁14に密着する必要がある。そのためには両端部の肉厚を減らして柔軟性を高めておく必要がある。また、加圧プレート4a,4bは加圧シェル2a,2bの内側に密着するように形成されているため、加圧プレート4a,4bの外周面の形状は、加圧シェル2a,2bが孔壁14に密着した状態における加圧シェル2a,2bの内周面の形状と同一となる。そのような形状であるため、通常時、すなわち加圧プレート4a,4bが加圧シェル2a,2bに密着していない状態(図4(a)に示す状態)では、aという隙間を生じるのである。
When the pressure plates 4a and 4b and the pressure shells 2a and 2b having such a shape are pressed in the directions of the arrow D and the arrow E from the inside of the packer 1a, the pressure plate 4a as shown in FIG. 4b move to arrows D and E, respectively, to press the pressure shells 2a and 2b. As a result, both end portions of the pressure shells 2a and 2b, that is, thin portions are curved outward and opened to the hole wall 14 side of the borehole, so that the outer peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b The pressure plates 4a and 4b are in close contact with the hole wall 14 and are in close contact with the inside of the pressure shells 2a and 2b, respectively.
Since the outer diameters of the pressure shells 2a and 2b are smaller than the inner diameter of the hole wall 14, both end portions of the pressure shells 2a and 2b are curved outward and are in close contact with the hole wall 14 when they are in close contact with the hole wall 14. There is a need. For this purpose, it is necessary to reduce the wall thickness at both ends to increase flexibility. In addition, since the pressure plates 4a and 4b are formed so as to be in close contact with the inside of the pressure shells 2a and 2b, the shape of the outer peripheral surface of the pressure plates 4a and 4b is such that the pressure shells 2a and 2b are hole walls. 14 is the same as the shape of the inner peripheral surface of the pressure shells 2a and 2b in a state of being in close contact with the pressure shell 14. Because of such a shape, a gap of a 2 is generated in the normal state, that is, in a state where the pressure plates 4a and 4b are not in close contact with the pressure shells 2a and 2b (the state shown in FIG. 4A). is there.

その後、さらに加圧プレート4a,4bを押圧すると、加圧シェル2a,2bの外周面に形成された凹凸3a,3bが孔壁14へと食い込み、加圧シェル2a,2bが孔壁14に固定された状態となる。
したがって、周方向への加圧シェル2a,2bのずれが抑制され、応力測定プローブ1をボーリング孔内に固定することができる。
矢印D及び矢印Eの方向への加圧プレート4a,4bの移動により加圧プレート4aと加圧プレート4bとの間には隙間a,aが形成されるが、この隙間a,aの内に亀裂15a,15bが造成される。なお、この隙間aは図4(a)に示す隙間aと隙間aを足した長さに相当するものであり、式で表すとa=a+aとなる。言い換えると、aとは加圧プレート4a,4bのストロークであり、このストロークを短くすることによって加圧プレート4a,4bを押圧するピストンのストロークを短くすることができ、これによってプローブをコンパクト化することができる。
このことを式(1)に照らして考察する。式(1)ではa+aとなるが、一定の大きさの加圧プレート4a,4bにおいて、ストローク、つまり隙間aをなるべく短くするためには、加圧シェル中央部肉厚tを大きくすることが必要となる。すなわち、加圧プレート4a,4bのストロークを短くとるために、加圧シェル2a,2cの中央部の肉厚を厚くとり、ストロークを稼いでいるのである。加えて、ストロークを短くすることによって加圧プレート4a,4bを押圧するシリンダーボックス6a,6bのストロークを短くすることができるため、シリンダーボックス6a,6bを小型化することが可能となる。
Thereafter, when the pressure plates 4a and 4b are further pressed, the irregularities 3a and 3b formed on the outer peripheral surfaces of the pressure shells 2a and 2b bite into the hole wall 14, and the pressure shells 2a and 2b are fixed to the hole wall 14. It will be in the state.
Accordingly, the displacement of the pressure shells 2a and 2b in the circumferential direction is suppressed, and the stress measurement probe 1 can be fixed in the boring hole.
The gaps a and a are formed between the pressure plate 4a and the pressure plate 4b by the movement of the pressure plates 4a and 4b in the directions of the arrows D and E. The gaps a and a Cracks 15a and 15b are created. The gap a corresponds to a length obtained by adding the gap a 1 and the gap a 2 shown in FIG. 4A, and is expressed as a = a 1 + a 2 . In other words, a is the stroke of the pressure plates 4a and 4b. By shortening the stroke, the stroke of the piston that presses the pressure plates 4a and 4b can be shortened, thereby making the probe compact. be able to.
This will be considered in the light of equation (1). In equation (1), a 1 + a 2 is obtained, but in order to make the stroke, that is, the gap a as short as possible, the thickness t of the pressure shell is increased in the pressure plates 4a and 4b having a certain size. It will be necessary. That is, in order to shorten the strokes of the pressure plates 4a and 4b, the thickness of the central portion of the pressure shells 2a and 2c is increased to increase the stroke. In addition, since the stroke of the cylinder boxes 6a and 6b that press the pressure plates 4a and 4b can be shortened by shortening the stroke, the cylinder boxes 6a and 6b can be reduced in size.

次に、図5を用いて加圧プレートを載荷する機構について説明する。   Next, a mechanism for loading the pressure plate will be described with reference to FIG.

図5は図1におけるB−B線矢視断面図である。図5において、図1、図3及び図4に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。   5 is a cross-sectional view taken along line BB in FIG. In FIG. 5, the same parts as those described in FIGS. 1, 3, and 4 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.

ボーリング孔の孔壁14を載荷する加圧シェル2a〜2d及び加圧プレート4a〜4dはシリンダーボックス6a,6bとこのシリンダーボックス6a,6b内に収容されている複数のピストン17a〜17hによって押圧される機構となっており、ピストン17a〜17h内部にはボルト18a〜18h、シリンダーボックス6a,6bに連結されたボルト19a〜19h及びこれらを取り巻きボルト18a〜18hの上下方向への駆動を制御するコイルスプリング20a〜20hが収容されている。
また、加圧プレート4a〜4dを押圧するピストン17a〜17hはオイル供給部8から送入されるオイルの油圧によって駆動され、流路16を介してオイルの流出方向Fに従ってシリンダーボックス6a,6b内にオイルを送入すると油圧とコイルスプリング20a〜20hの弾性力によってボルト18a〜18hとピストン17a〜17hが矢印Dの方向へと押し出される。そして、これと同時にピストン17a〜17hが押し出される力の反力でシリンダーボックス6a,6bが、ピストン17a〜17hが押し出される矢印Dの方向とは逆の方向である矢印Eの方向へと押し出される。
The pressure shells 2a to 2d and the pressure plates 4a to 4d for loading the hole wall 14 of the boring hole are pressed by the cylinder boxes 6a and 6b and a plurality of pistons 17a to 17h accommodated in the cylinder boxes 6a and 6b. The pistons 17a to 17h have bolts 18a to 18h, bolts 19a to 19h connected to the cylinder boxes 6a and 6b, and coils that control the vertical driving of the surrounding bolts 18a to 18h. The springs 20a to 20h are accommodated.
The pistons 17a to 17h that press the pressure plates 4a to 4d are driven by the oil pressure of the oil fed from the oil supply unit 8, and in the cylinder boxes 6a and 6b according to the oil outflow direction F through the flow path 16. When oil is fed into the bolts, the bolts 18a to 18h and the pistons 17a to 17h are pushed out in the direction of arrow D by the hydraulic pressure and the elastic force of the coil springs 20a to 20h. At the same time, the cylinder boxes 6a and 6b are pushed out in the direction of arrow E, which is opposite to the direction of arrow D in which the pistons 17a to 17h are pushed out, by the reaction force of the force pushing out the pistons 17a to 17h. .

これにより、ピストン17a〜17d,17e〜17hが加圧プレート4a,4cを矢印Dの方向へと押圧してさらに加圧プレート4a,4cが加圧シェル2a,2cを矢印Dの方向へと押圧する。それとともに、シリンダーボックス中央部6cで連結され一体に形成されているシリンダーボックス6a,6bが、均一の力で加圧プレート4b,4dを矢印Eの方向へと押圧してさらに加圧プレート4b,4dが加圧シェル2b,2dを矢印Eの方向へと押圧する。
そして、応力測定プローブ1の最外周面である加圧シェル2a〜2dがボーリング孔の孔壁14を載荷する仕組みとなっている。符号5hはシェアピンであり、符号21は応力測定プローブ1を吊り下げるワイヤー等を固定するカプラー7を応力測定プローブ1に取り付けるための吊金具である。
As a result, the pistons 17a to 17d and 17e to 17h press the pressure plates 4a and 4c in the direction of the arrow D, and the pressure plates 4a and 4c further press the pressure shells 2a and 2c in the direction of the arrow D. To do. At the same time, the cylinder boxes 6a and 6b connected and integrally formed at the center portion 6c of the cylinder box press the pressure plates 4b and 4d in the direction of arrow E with a uniform force to further pressurize the pressure plates 4b and 4b. 4d presses the pressure shells 2b and 2d in the direction of arrow E.
The pressure shells 2a to 2d, which are the outermost peripheral surfaces of the stress measurement probe 1, are configured to load the hole wall 14 of the boring hole. Reference numeral 5h denotes a shear pin, and reference numeral 21 denotes a hanging bracket for attaching the coupler 7 for fixing a wire or the like for suspending the stress measurement probe 1 to the stress measurement probe 1.

図6は図5に示すシリンダーボックスの試作品の写真であり、シリンダーボックス6a,6bからピストン17a〜17d,17e〜17hが押し出された状態を示すものである。   FIG. 6 is a photograph of a prototype of the cylinder box shown in FIG. 5, showing the pistons 17a to 17d and 17e to 17h being pushed out from the cylinder boxes 6a and 6b.

続いて、パッカー1a,1bの載荷圧によりボーリング孔内に造成された亀裂15a,15bの変位量を計測するための変位測定部11の実施例について説明する。   Next, an embodiment of the displacement measuring unit 11 for measuring the displacement amount of the cracks 15a and 15b formed in the borehole by the loading pressure of the packers 1a and 1b will be described.

図7は図1におけるC−C線矢視断面図である。図7において、図1、図3乃至図5に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図7はパッカー1a,1b間、すなわち、シリンダーボックス中央部6cに周設された変位測定部11を示す図であり、変位測定部11は載荷による亀裂15a,15bの開口変位量を直接計測する上ツメ22a,22b及び下ツメ23a,23bと、上ツメと下ツメとの距離を感知する距離センサー25a〜25dと、コイルスプリング24a〜24dとから構成されている。そして、載荷により亀裂15a,15bが開口すると、これに伴って上ツメ22a,22bが上方へと移動し距離センサー25a,25b及び距離センサー25c,25dによって上ツメ22aと下ツメ23aとの間の距離及び上ツメ22bと下ツメ23bとの間の距離が測定され、ケーブル(図示せず)等を介してこの情報がコンピュータ(図示せず)などの解析装置へと送られる構造となっている。なお、コイルスプリング24a〜24dは移動した上ツメ22a,22bを元の位置に戻すためのものである。
なお、図7においては上ツメ22a,22b及び下ツメ23a,23bのように直接亀裂15a,15bに接触させて亀裂15a,15bの開口変位量を測定する接触式のセンサを用いたが、亀裂15a,15bの開口変位量、つまり、距離を測定してこれを電気信号に変換して出力することができるものであればよく、例えば、レーザー等を用いた非接触式のセンサで亀裂15a,15bの開口変位量を測定するようにしてもよい。
7 is a cross-sectional view taken along the line CC in FIG. In FIG. 7, the same parts as those described in FIGS. 1, 3 to 5 are denoted by the same reference numerals, and description of the configuration is omitted.
FIG. 7 is a diagram showing a displacement measuring unit 11 provided between the packers 1a and 1b, that is, around the cylinder box center 6c. The displacement measuring unit 11 directly measures the opening displacement amount of the cracks 15a and 15b due to loading. The upper claws 22a and 22b and the lower claws 23a and 23b, distance sensors 25a to 25d for sensing the distance between the upper claws and the lower claws, and coil springs 24a to 24d are configured. When the cracks 15a and 15b are opened by loading, the upper claws 22a and 22b are moved upward accordingly, and the distance between the upper claws 22a and the lower claws 23a by the distance sensors 25a and 25b and the distance sensors 25c and 25d. The distance and the distance between the upper claw 22b and the lower claw 23b are measured, and this information is sent to an analysis device such as a computer (not shown) via a cable (not shown). . The coil springs 24a to 24d are for returning the moved upper claws 22a and 22b to their original positions.
In FIG. 7, contact type sensors that directly contact the cracks 15a and 15b and measure the opening displacement of the cracks 15a and 15b, such as the upper claws 22a and 22b and the lower claws 23a and 23b, are used. The opening displacement amount of 15a, 15b, that is, any distance can be used as long as it can measure the distance, convert it into an electrical signal, and output it. For example, the crack 15a, You may make it measure the opening displacement amount of 15b.

図8は本発明の実施の形態に係る応力測定プローブを用いた測定によって得られるデータを概念的に示した図である。図8において、図1、図3乃至図5、図7に記載されたものと同一部分については同一符号を付し、その構成についての説明は省略する。
図8に示すように、応力測定プローブ1を用いてボーリング孔の孔壁14を矢印D及び矢印Eの方向へと載荷すると、加圧プレート4aと加圧プレート4bとの開口部分、つまり、矢印D及び矢印Eで表される載荷圧方向と垂直な方向に亀裂を造成することができる。すなわち、孔壁14の特定の場所に亀裂を造成することができる。したがって、孔壁14の所望の場所において図8に示すような圧力と孔壁ひずみの関係を表すグラフを得ることができ、このグラフより再開口圧P及び応力を求めることができる。
また、岩盤の応力測定は、一般に、孔壁上に人工亀裂を造成した後一旦除荷し、次に、この人工亀裂を再開口させるために再び載荷を行い人工亀裂が再開口する瞬間の載荷圧を計測することによって行われるが、従来の乾式二面破砕法、乾式一面破砕法やプレートフラクチャリング法のように孔径変化から検出する方法では人工亀裂が再開口する瞬間を正確に検出することが困難であった。これに対して、本発明では孔径方向の変位を測定するのではなく、孔壁ひずみを測定することによって精度の高い測定を行うことが可能となる。計測データの演算方法等については説明を省略する。さらに、リーマ等を用いて孔壁14の面取りをすることによって応力測定プローブ1と孔壁14との親和性を向上させ、さらに測定精度を向上させることも可能である。
FIG. 8 is a diagram conceptually showing data obtained by measurement using the stress measurement probe according to the embodiment of the present invention. 8, parts that are the same as those shown in FIGS. 1, 3 to 5, and 7 are given the same reference numerals, and descriptions thereof are omitted.
As shown in FIG. 8, when the bore 14 of the boring hole is loaded in the directions of the arrow D and the arrow E using the stress measurement probe 1, the opening portion between the pressure plate 4a and the pressure plate 4b, that is, the arrow A crack can be created in a direction perpendicular to the loading pressure direction represented by D and arrow E. That is, a crack can be created at a specific location of the hole wall 14. Therefore, a graph representing the relationship between pressure and hole wall strain as shown in FIG. 8 can be obtained at a desired location of the hole wall 14, and the reopening pressure Pn and stress can be obtained from this graph.
In general, the stress of a rock mass is measured by loading the artificial crack on the hole wall, unloading it once, then loading it again to reopen the artificial crack, This is done by measuring the pressure, but with the method of detecting from the hole diameter change, such as the conventional dry two-side crushing method, dry one-side crushing method and plate fracturing method, the moment when the artificial crack reopens can be accurately detected. It was difficult. On the other hand, according to the present invention, it is possible to perform highly accurate measurement by measuring the hole wall strain, instead of measuring the displacement in the hole diameter direction. The description of the calculation method of measurement data is omitted. Furthermore, by chamfering the hole wall 14 using a reamer or the like, the affinity between the stress measurement probe 1 and the hole wall 14 can be improved, and the measurement accuracy can be further improved.

なお、図8に示す亀裂造成場所以外の孔壁14の所望の場所に亀裂を造成したい場合には、ボーリング孔内で応力測定プローブ1を回転させて亀裂を造成したい場所に加圧プレート4a,4bとの当接部分が配置されるようにすると所望の場所に亀裂を発生させることができる。応力測定プローブ1の回転角度はジャイロセンサ等の回転位置を表示できる装置を取り付けることで計測することが可能となる。
以上のことより、本発明の実施の形態に係る応力測定プローブでは水圧破砕法のように亀裂内への高圧流体の流入によって亀裂の再開高圧の検出が阻害されるということがなく、しかも、乾式一面破砕法のような複雑な機構が必要とされないため、簡単な機構で高精度の応力測定を行うことができ、生産コストを削減することも可能となる。
In addition, when it is desired to create a crack at a desired location on the hole wall 14 other than the location where the crack is created as shown in FIG. 8, the pressure measuring plate 4a, If a contact part with 4b is arranged, a crack can be generated at a desired location. The rotation angle of the stress measurement probe 1 can be measured by attaching a device that can display the rotation position, such as a gyro sensor.
From the above, in the stress measurement probe according to the embodiment of the present invention, the detection of the restarting high pressure of the crack is not hindered by the inflow of the high pressure fluid into the crack as in the hydraulic fracturing method, and the dry measurement method Since a complicated mechanism like the one-side crushing method is not required, highly accurate stress measurement can be performed with a simple mechanism, and the production cost can be reduced.

ボーリング孔内の所望の場所に亀裂を造成することができ、採掘工事やトンネル、地下空洞やダム等の大規模な土木工事においてより詳細な地質データを採取する装置に適用できるとともに、感度の高い地震予知装置を作製するのにも適用できる。また、ボーリング孔の検査だけでなく硬化後のコンクリートの強度試験等にも適用できる。   It can create cracks at desired locations in the borehole, and can be applied to equipment that collects more detailed geological data in large-scale civil works such as mining work, tunnels, underground cavities, and dams, and has high sensitivity. It can also be applied to make an earthquake prediction device. Moreover, it can be applied not only to the inspection of boring holes but also to the strength test of concrete after hardening.

本発明の実施例に係る応力測定プローブの概念図である。It is a conceptual diagram of the stress measurement probe which concerns on the Example of this invention. 図1に示す応力測定プローブの試作品の写真である。It is a photograph of the prototype of the stress measurement probe shown in FIG. 図1中符号Aで示される方向への矢視図である。It is an arrow view to the direction shown by the code | symbol A in FIG. (a)は加圧プレート及び加圧シェルを押圧する前の概念図であり、(b)は加圧プレート及び加圧シェルを押圧した後の概念図である。(A) is a conceptual diagram before pressing a pressure plate and a pressure shell, (b) is a conceptual diagram after pressing a pressure plate and a pressure shell. 図1におけるB−B線矢視断面図である。It is a BB sectional view taken on the line in FIG. 図5に示すシリンダーボックスの試作品の写真である。It is a photograph of the prototype of the cylinder box shown in FIG. 図1におけるC−C線矢視断面図である。It is CC sectional view taken on the line in FIG. 本発明の実施例に係る応力測定プローブを用いた測定によって得られるデータを概念的に示した図である。It is the figure which showed notionally the data obtained by the measurement using the stress measurement probe which concerns on the Example of this invention. (a)は従来技術に係る水圧破砕法の原理を説明するための概念図であり、(b)は従来技術に係る乾式二面破砕法の原理を説明するための概念図であり、(c)は従来技術に係る乾式一面破砕法の原理を説明するための概念図であり、(d)は従来技術に係るプレートフラクチャリング法の原理を説明するための概念図である。(A) is a conceptual diagram for demonstrating the principle of the hydraulic crushing method based on a prior art, (b) is a conceptual diagram for demonstrating the principle of the dry-type two-side crushing method based on a prior art, (c ) Is a conceptual diagram for explaining the principle of the dry one-side crushing method according to the prior art, and (d) is a conceptual diagram for explaining the principle of the plate fracturing method according to the prior art. 従来技術に係るワイヤライン方式による水圧破砕応力測定システムの概念図である。It is a conceptual diagram of the hydraulic crushing stress measurement system by the wireline system which concerns on a prior art.

符号の説明Explanation of symbols

1…応力測定プローブ 1a,1b…パッカー 2a〜2d…加圧シェル 3a〜3d…凹凸 4a〜4d…加圧プレート 5a〜5h…シェアピン 6a,6b…シリンダーボックス 6c…シリンダーボックス中央部 7…カプラー 8…オイル供給部 9a,9b…孔 10a〜10d…ケーブル 11…変位測定部 12…移動検出センサー 13a〜13h…孔 14…孔壁 15a,15b…亀裂 16…流路 17a〜17h…ピストン 18a〜18h,19a〜19h……ボルト 20a〜20h…コイルスプリング 21…吊金具 22a,22b…上ツメ 23a,23b…下ツメ 24a〜24d…コイルスプリング 25a〜25d…距離センサー 26…孔壁 27…ウレタンスリーブ 28…摩擦シェル 29a,29b…蒲鉾型プレート 30…パッカー 31…流路切替バルブ 32…圧力計 33…高圧ホース 34…スチールケーブル 35…流量計 36…ポンプ 37…ウインチ 38…増幅器 39…A/Dコンバーター 40…コンピュータ F…オイルの流出方向 G…載荷力 σ…最大主応力 σ…最小主応力 P…載荷圧 P…人工亀裂の閉口圧 P…再開口圧 Pn1…1次亀裂の再開口圧 Pn2…2次亀裂の再開口圧 a…隙間 a…隙間 a…隙間 x…加圧プレート直径 t…加圧シェル中央部肉厚 d…孔直径 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Stress measuring probe 1a, 1b ... Packer 2a-2d ... Pressure shell 3a-3d ... Unevenness 4a-4d ... Pressure plate 5a-5h ... Shear pin 6a, 6b ... Cylinder box 6c ... Cylinder box center part 7 ... Coupler 8 ... Oil supply part 9a, 9b ... Hole 10a to 10d ... Cable 11 ... Displacement measurement part 12 ... Movement detection sensor 13a to 13h ... Hole 14 ... Hole wall 15a, 15b ... Crack 16 ... Flow path 17a to 17h ... Piston 18a to 18h , 19a to 19h ... Bolts 20a to 20h ... Coil springs 21 ... Suspension fittings 22a and 22b ... Upper claws 23a and 23b ... Lower claws 24a to 24d ... Coil springs 25a to 25d ... Distance sensors 26 ... Hole walls 27 ... Urethane sleeves 28 ... Friction shells 29a, 29b ... Vertical plate 30 ... Pack -31 ... Flow path switching valve 32 ... Pressure gauge 33 ... High pressure hose 34 ... Steel cable 35 ... Flow meter 36 ... Pump 37 ... Winch 38 ... Amplifier 39 ... A / D converter 40 ... Computer F ... Oil outflow direction G ... Load Force σ 1 ... Maximum principal stress σ 2 ... Minimum principal stress P r ... Loading pressure P s ... Artificial crack closing pressure P n ... Re-opening pressure P n1 ... Primary crack re-opening pressure P n2 ... Resumption of secondary crack Mouth pressure a ... Gap a 1 ... Gap a 2 ... Gap x ... Pressure plate diameter t ... Pressure shell center thickness d ... Hole diameter

Claims (4)

地下掘削されたボーリング孔内に挿入して亀裂を発生させ応力を測定する応力測定プローブであって、前記ボーリング孔の孔壁に当接して亀裂を発生させる一対の半円筒形状の加圧シェルと、この一対の加圧シェルの内側に当接して前記加圧シェルを押圧する一対の半楕円形状の加圧プレートと、この一対の加圧プレートの内側から前記加圧プレートを押圧する少なくとも1のピストンと、このピストンを収容するシリンダーボックスと、前記亀裂の変位を測定する変位測定部とを有し、前記半円筒形状の加圧シェルの肉厚は半円筒両端部よりも半円筒中央部の方が厚く形成されることを特徴とする応力測定プローブ。 A stress measurement probe that is inserted into a borehole drilled underground to generate a crack and measure stress, and a pair of semi-cylindrical pressure shells that abut against the hole wall of the borehole to generate a crack; A pair of semi-elliptical pressure plates that abut against the inside of the pair of pressure shells and press the pressure shell, and at least one that presses the pressure plate from the inside of the pair of pressure plates A piston, a cylinder box that accommodates the piston, and a displacement measuring unit that measures the displacement of the crack, and the thickness of the semi-cylindrical pressure shell is more in the center of the semi-cylinder than the ends of the semi-cylinder. A stress measurement probe characterized by being formed thicker. 前記半円筒形状の加圧シェルの外周面表面には凹凸が形成されていることを特徴とする請求項1に記載の応力測定プローブ。 The stress measurement probe according to claim 1, wherein irregularities are formed on an outer peripheral surface of the semi-cylindrical pressure shell. 前記加圧プレートと前記加圧シェルは互いに挿通される少なくとも1のシェアピンを備え、このシェアピンは予め定められた所望のせん断力で破断されることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の応力測定プローブ。 The said pressure plate and the said pressure shell are provided with the at least 1 shear pin penetrated mutually, This shear pin is fractured | ruptured by the predetermined desired shearing force, The Claim 1 or Claim 2 characterized by the above-mentioned. Stress measurement probe. 前記ピストンは複数備えられ、前記シリンダーボックスは前記複数のピストンを収容することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれか1に記載の応力測定プローブ。 The stress measuring probe according to claim 1, wherein a plurality of the pistons are provided, and the cylinder box accommodates the plurality of pistons.
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