JP2019184591A - Detector and method for detection - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、特に、軟弱層、例えば軟弱地盤等の流動抵抗を検出するための検出装置及び検出方法に関するものである。 The present invention particularly relates to a detection apparatus and a detection method for detecting a flow resistance of a soft layer, for example, soft ground.
一般的に、地盤強度、すなわち地盤の硬軟、締まり具合や流動抵抗等は、標準貫入試験方法(JIS A 1219 )、機械式コーン貫入試験方法(JIS A 1220)または原位置ベーンせん断試験方法(JGS 1411 2012)等に基づいて調査されている。 In general, the strength of the ground, that is, the hardness of the ground, the tightness, the flow resistance, etc., is determined by the standard penetration test method (JIS A 1219), the mechanical cone penetration test method (JIS A 1220) or the in-situ vane shear test method (JGS). 1411 2012) and the like.
しかしながら、上述した調査方法は、ある程度の強度が期待できる地盤が対象であり、高い含水比を有する粘土状の軟弱地盤や廃棄物汚泥等、強度(流動抵抗)が期待できないものを対象として計測することは困難であった。一方で、例えば材料物性の既知である金属片に計測用のひずみゲージなどを貼り付けて、その伸び縮みや変形から地盤の流動抵抗を検出する方法が考えられる。しかしながら、この検出方法では、金属片の強度や加工精度に影響されること、ひずみゲージと金属片との接着剤が強度に影響されること、また電気的な計測となるために防水処理用のコーティング剤に影響される等の問題がある。 However, the survey method described above is intended for the ground where a certain degree of strength can be expected, and the measurement is performed for those where the strength (flow resistance) cannot be expected, such as clay-like soft ground having a high water content ratio or waste sludge. It was difficult. On the other hand, for example, a method may be considered in which a strain gauge for measurement is attached to a metal piece whose material properties are known, and the flow resistance of the ground is detected from the expansion and contraction and deformation. However, this detection method is affected by the strength and processing accuracy of the metal piece, the adhesive between the strain gauge and the metal piece is affected by the strength, and because it is an electrical measurement, There are problems such as being affected by the coating agent.
ところで、特許文献1には、光ファイバを用いた地中設置型の傾斜センサ装置において、盛土に隣接する地中に、底部を支持層に固定した光ファイバが固定される杭を配置した地中設置型の傾斜センサ装置を設置することが記載されている。 By the way, in patent document 1, in the underground installation type inclination sensor apparatus using an optical fiber, the underground which arrange | positioned the pile by which the optical fiber which fixed the bottom part to the support layer is fixed in the ground adjacent to embankment. It is described that an installation type inclination sensor device is installed.
上述したように、従来の調査方法では、軟弱地盤や廃棄物汚泥等の軟弱層の流動抵抗を検出することは困難であった。
また、上述した特許文献1に係る発明は、光ファイバをプレートに固定した傾斜センサにより、盛土に起因する当該盛土の隣接地の傾斜を監視する構成であって、当該構成をもって、軟弱層の流動抵抗を検出することは困難である。すなわち、この傾斜センサでは、光ファイバがプレートに固定されているために、仮に、この傾斜センサによって軟弱層の流動抵抗を測定しようとすると、光ファイバに付与される流動抵抗が軟弱層の流動抵抗と一致せず、詳しくは光ファイバに付与される流動抵抗は、軟弱層の流動抵抗からプレートの剛性を差し引いたものとなり、純粋な軟弱層の流動抵抗を光ファイバで検出することができず、その検出精度が著しく低下するようになる。しかも、軟弱層の流動抵抗がプレートの剛性よりも小さい場合には、光ファイバには軟弱層の流動抵抗が付与されず、軟弱層の流動抵抗が検出不能になる虞がある。上述したように、特許文献1に係る発明では、軟弱層の流動抵抗を検出することは困難である。
As described above, it has been difficult to detect the flow resistance of a soft layer such as soft ground or waste sludge by the conventional investigation method.
Further, the invention according to Patent Document 1 described above is configured to monitor the inclination of the adjacent land of the embankment caused by the embankment by an inclination sensor in which an optical fiber is fixed to the plate. It is difficult to detect resistance. That is, in this tilt sensor, since the optical fiber is fixed to the plate, if it is attempted to measure the flow resistance of the soft layer by this tilt sensor, the flow resistance applied to the optical fiber is the flow resistance of the soft layer. Specifically, the flow resistance imparted to the optical fiber is obtained by subtracting the rigidity of the plate from the flow resistance of the soft layer, and the flow resistance of the pure soft layer cannot be detected by the optical fiber, The detection accuracy is significantly lowered. In addition, when the flow resistance of the soft layer is smaller than the rigidity of the plate, the flow resistance of the soft layer is not given to the optical fiber, and there is a possibility that the flow resistance of the soft layer cannot be detected. As described above, in the invention according to Patent Document 1, it is difficult to detect the flow resistance of the soft layer.
さらに、港湾工事の、埋立、防波堤や護岸等の構造物の築造に際して、土砂や水中コンクリート等を投入、打設する際トレミー管が用いられる場合がある。この場合には、トレミー管の下端が、軟弱層である堆積地盤に没入された状態を維持しつつ、トレミー管を上昇させて順次土砂や水中コンクリート等を投入する必要がある。このため、施工時には、トレミー管の下端とトレミー管周辺の堆積地盤(軟弱層)との位置関係を最適化するために、常時、トレミー管の高さ管理を行う必要があった。 In addition, tremmy pipes may be used when placing and placing earth and sand, underwater concrete, etc. when constructing structures such as landfills, breakwaters, and seawalls in harbor construction. In this case, it is necessary to raise the tremy pipe and sequentially add earth and sand, underwater concrete and the like while maintaining the state where the lower end of the tremy pipe is immersed in the sedimentary ground which is a soft layer. For this reason, at the time of construction, in order to optimize the positional relationship between the lower end of the tremy tube and the sedimentary ground (soft layer) around the tremy tube, it was necessary to always manage the height of the tremy tube.
上述したトレミー管の高さ管理には、潜水夫の目視による管理方法など様々な方法が採用されているが、コストを抑え、適切に高さ管理を行うことは難しく、改善する必要がある。そのために、施工時、常時トレミー管周辺の軟弱層である堆積地盤の流動抵抗を精度良く検出して、その結果をトレミー管の高さ管理に反映させる必要があった。 For the above-described height management of the tremy tube, various methods such as a visual management method of a diver are employed. However, it is difficult to reduce the cost and appropriately manage the height, and needs to be improved. Therefore, at the time of construction, it was necessary to accurately detect the flow resistance of the sedimentary ground, which is a soft layer around the tremmy pipe, and reflect the result in the height management of the tremy pipe.
本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、軟弱層の流動抵抗を精度良く検出することができる検出装置及び検出方法を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of this point, and it aims at providing the detection apparatus and detection method which can detect the flow resistance of a soft layer accurately.
(発明の態様)
以下に示す発明の態様は、本発明の構成を例示するものであり、本発明の多様な構成の理解を容易にするために、項分けして説明するものである。各項は、本発明の技術的範囲を限定するものではなく、発明を実施するための最良の形態を参酌しつつ、各項の構成要素の一部を置換し、削除し、又は、更に他の構成要素を付加したものについても、本願発明の技術的範囲に含まれるものである。
(Aspect of the Invention)
The following aspects of the invention exemplify the configuration of the present invention, and will be described in sections to facilitate understanding of various configurations of the present invention. Each section does not limit the technical scope of the present invention, and some of the components of each section are replaced, deleted, or further while referring to the best mode for carrying out the invention. Those to which the above components are added are also included in the technical scope of the present invention.
(1)軟弱層の流動抵抗を検出する検出装置であって、前記軟弱層内に単体で埋設される光ファイバセンサと、該光ファイバセンサからの検出信号に基づいて、前記軟弱層の流動抵抗を検出する検出器と、を備えることを特徴とする検出装置(請求項1の発明に相当)。
(1)項に記載の検出装置では、例えば、軟弱層内に単体で埋設された光ファイバセンサをその軸方向に対して直交する方向にスライドさせ、軟弱層の流動抵抗により光ファイバセンサの単体を屈曲させることにより、軟弱層の流動抵抗を検出することで、光ファイバセンサによる検出精度を向上させることができる。
(1) A detection device for detecting a flow resistance of a soft layer, an optical fiber sensor embedded alone in the soft layer, and a flow resistance of the soft layer based on a detection signal from the optical fiber sensor And a detector for detecting the above-described (1) (corresponding to the invention of claim 1).
In the detection apparatus according to the item (1), for example, an optical fiber sensor embedded alone in the soft layer is slid in a direction orthogonal to the axial direction, and the single optical fiber sensor is driven by the flow resistance of the soft layer. By detecting the flow resistance of the soft layer, the detection accuracy of the optical fiber sensor can be improved.
(2)(1)項に記載の検出装置であって、前記光ファイバセンサは、基端側が拘束端となり、先端側が自由端であることを特徴とする検出装置(請求項2の発明に相当)。
(2)項に記載の検出装置では、光ファイバセンサの設置作業を容易にすることができる。また、拘束されない光ファイバセンサの先端の変位の自由度を確保することで、軟弱層の流動(軟弱層と光ファイバセンサとの相対変位)に対する光ファイバセンサの屈曲追従性を高めることができる。
(2) The detection device according to (1), wherein the optical fiber sensor has a base end side as a restraint end and a tip end side as a free end (corresponding to the invention of claim 2). ).
In the detection device described in the item (2), the installation work of the optical fiber sensor can be facilitated. Further, by ensuring the degree of freedom of displacement of the tip of the optical fiber sensor that is not constrained, it is possible to improve the bending followability of the optical fiber sensor with respect to the flow of the soft layer (relative displacement between the soft layer and the optical fiber sensor).
(3)(1)項または(2)項に記載の検出装置であって、前記検出器にて検出した軟弱層の流動抵抗を経時的に保存するデータロガーを備えることを特徴とする検出装置。
(3)項に記載の検出装置では、データロガーにて蓄積された軟弱層の流動抵抗のデータにより、適切な流動抵抗を解析することができる。
(3) The detection device according to (1) or (2), further comprising a data logger that stores the flow resistance of the soft layer detected by the detector over time. .
In the detection device according to the item (3), an appropriate flow resistance can be analyzed based on the flow resistance data of the soft layer accumulated by the data logger.
(4)(1)項に記載の検出装置であって、前記検出器は棒状に形成され、前記光ファイバセンサは、前記検出器の軸方向端部から一体的に軸方向に沿って突設されて構成されることを特徴とする検出装置(請求項3の発明に相当)。
(4)項に記載の検出装置では、その全体の大きさをコンパクトにして、ハンディタイプの検出装置を提供することができる。その結果、検出装置の取り扱いが非常に良好になる。
(4) The detection device according to (1), wherein the detector is formed in a rod shape, and the optical fiber sensor projects integrally along an axial direction from an axial end portion of the detector. A detection device (corresponding to the invention of claim 3).
In the detection device according to the item (4), the overall size can be made compact to provide a handy type detection device. As a result, handling of the detection device becomes very good.
(5)(4)項に記載の検出装置であって、前記検出器には、前記軟弱層の流動抵抗が表示される表示部が設けられていることを特徴とする検出装置。
(5)項に記載の検出装置では、検出時、作業者が速やかに軟弱層の流動抵抗を確認することができる。
(5) The detection apparatus according to (4), wherein the detector is provided with a display unit that displays a flow resistance of the soft layer.
In the detection device according to the item (5), the operator can quickly confirm the flow resistance of the soft layer at the time of detection.
(6)(1)項〜(3)項いずれかに記載の検出装置であって、前記光ファイバセンサは、トレミー管の下部に基端側が支持され、前記光ファイバセンサ及び前記検出器により、前記トレミー管の径方向外側に堆積される前記軟弱層である堆積地盤の流動抵抗を検出することを特徴とする検出装置(請求項4の発明に相当)。
(6)項に記載の検出装置では、光ファイバセンサにより、トレミー管の下部で、その径方向外側に堆積し始めた、軟弱層である堆積地盤の流動抵抗を検出することができ、その検出結果に基づいて、トレミー管を上昇させるタイミングを正確に把握することができる。要するに、(6)項に記載の検出装置をトレミー管の高さ管理に適用することができる。
(6) The detection device according to any one of (1) to (3), wherein the optical fiber sensor is supported at a base end side at a lower portion of a tremy tube, and the optical fiber sensor and the detector A detection device (corresponding to the invention of claim 4) for detecting a flow resistance of the deposited ground which is the soft layer deposited on the radially outer side of the tremy tube.
In the detection device described in the item (6), the flow resistance of the sedimentary ground, which is a soft layer, which has started to be deposited on the outer side in the radial direction at the lower part of the tremy tube can be detected by the optical fiber sensor. Based on the result, it is possible to accurately grasp the timing of raising the tremy tube. In short, the detection device described in the item (6) can be applied to the height management of the tremy tube.
(7)軟弱層の流動抵抗を検出する検出方法であって、前記軟弱層内に光ファイバセンサを単体で埋設して、当該光ファイバセンサまたは前記軟弱層を、前記光ファイバセンサの軸方向に対して略直交する方向にスライドさせつつ、前記光ファイバセンサを屈曲させることで、検出器が、該光ファイバセンサからの検出信号に基づいて、前記軟弱層の流動抵抗を検出することを特徴とする検出方法(請求項5の発明に相当)。
(7)項に記載の検出方法では、軟弱層内に光ファイバセンサを埋設した状態で、光ファイバセンサまたは軟弱層をスライドさせつつ、光ファイバセンサを屈曲させることで、検出器により、軟弱層の流動抵抗を検出することができる。
(7) A detection method for detecting a flow resistance of a soft layer, wherein an optical fiber sensor is embedded alone in the soft layer, and the optical fiber sensor or the soft layer is disposed in an axial direction of the optical fiber sensor. The detector detects the flow resistance of the soft layer based on a detection signal from the optical fiber sensor by bending the optical fiber sensor while sliding in a direction substantially perpendicular to the optical fiber sensor. A detection method (corresponding to the invention of claim 5).
In the detection method according to item (7), the optical fiber sensor is bent while sliding the optical fiber sensor or the soft layer in a state where the optical fiber sensor is embedded in the soft layer, so that the soft layer is bent by the detector. Can be detected.
本発明に係る検出装置及び検出方法によれば、軟弱層の流動抵抗を精度良く検出することができる。また、本発明に係る検出装置では、トレミー管周辺の軟弱層である堆積地盤の流動抵抗を精度良く検出することができ、施工時におけるトレミー管の高さ管理を適切に行うことができる。 According to the detection device and the detection method of the present invention, the flow resistance of the soft layer can be detected with high accuracy. Moreover, in the detection apparatus which concerns on this invention, the flow resistance of the sedimentary ground which is a soft layer around a tremy pipe can be detected accurately, and the height management of the tremy pipe at the time of construction can be performed appropriately.
以下、本発明を実施するための形態を図1〜図11に基づいて詳細に説明する。
本発明の第1〜第3の実施形態に係る検出装置1a、1b、1cは、例えば、以下(1)〜(6)に示す軟弱層10の流動抵抗を検出することができる。(1)一般の軟弱地盤。(2)河川、湖沼及び海域の浮泥。(3)埋立工事における施工中及び施工後の堆積地盤や投入土等で、特にトレミー管周辺の堆積地盤。(4)廃棄物汚泥や処分場における堆積物や投入物。(5)セメントスラリー。(6)その他流動性を有する軟弱層。要するに、本検出装置1a、1b、1cは、軟弱層10(例えば、粘着力1kN/m2以下)の流動抵抗を検出するものである。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to FIGS.
The
まず、本発明の第1の実施形態に係る検出装置1aを図1〜図4に基づいて詳細に説明する。
第1の実施形態に係る検出装置1aは、図1に示すように、軟弱層10内に、それ単体で埋設される光ファイバセンサ3と、該光ファイバセンサ3からの検出信号に基づいて、軟弱層10の流動抵抗を検出する検出器4と、検出器4にて検出した軟弱層10の流動抵抗を経時的に保存するデータロガー5と、を備えている。光ファイバセンサ3は、細径で柔軟性を有する。光ファイバセンサ3は、軟弱層10内に単体で設置されている。光ファイバセンサ3は、その基端側がセンサ固定部8により拘束される。このように、光ファイバセンサ3は、その基端側がセンサ固定部8により拘束される拘束端となり、その先端側が拘束されず自由端で設置される。光ファイバセンサ3は、データロガー5内の検出器4に接続される。
First, the
As shown in FIG. 1, the
検出器4は、データロガー5に一体的に内蔵されている。検出器4は、図4に示すように、光ファイバセンサ3に向かって光を供給する光源部15と、光ファイバセンサ3からの光を受光する受光部16と、該受光部16から軟弱層10の流動抵抗(外部入力)に応じて変化する光の特性変化を検出する検出部17と、検出部17からの光の特性変化により軟弱層10の流動抵抗を演算する演算部18と、を備えている。そして、図1も参照して、光ファイバセンサ3へ軟弱層10の流動抵抗が付与されると、光ファイバセンサ3が軟弱層10の流動抵抗により屈曲しつつ、検出器4の検出部17にて、軟弱層10の流動抵抗(外部入力)に応じて変化する光の特性変化を検出して、演算部18により、検出部17にて検出した光の特性変化に基づいて、光ファイバセンサ3に付与される物理的な量の変化である軟弱層10の流動抵抗を検出することができる。なお、演算部18には、光の特性変化に対する粘度(流動抵抗)の関係が予め入力されている(図7参照)。データロガー5は、検出器4にて検出された軟弱層10の流動抵抗を経時的に保存するものである。そして、データロガー5では、検出器4からの軟弱層10の流動抵抗に基づいて、光ファイバセンサ3の屈曲具合(時間の経過)に基づく軟弱層10の流動抵抗をグラフ化するなどして、軟弱層10の流動抵抗(強度)を解析することができる。
The
次に、第1の実施形態に係る検出装置1aを使用した軟弱層10の流動抵抗の検出方法、及び検出装置1aの作用を説明する。
図1(a)に示すように、光ファイバセンサ3を軟弱層10内に埋設する。詳しくは、光ファイバセンサ3を、軟弱層10の表面に対して直交する方向から軟弱層10内に没入するようにして設置する。光ファイバセンサ3は、軟弱層10内に、その先端部が拘束されず自由端で設置される。続いて、検出器4の光源部15からの光が入射光として光ファイバセンサ3に供給されると共に、その反射光を受光部16によって受光する。続いて、図1(b)に示すように、センサ固定部8を、光ファイバセンサ3の軸方向に対して直交する方向にスライドさせる。このとき、光ファイバセンサ3を、加速度の発生を抑制しながら、なるべくゆっくりとほぼ等速運動でスライドさせる必要がある。すると、光ファイバセンサ3へ軟弱層10の流動抵抗が付与され、光ファイバセンサ3が軟弱層10の流動抵抗に応じて屈曲する。引き続き、データロガー5内の検出器4の検出部17では、受光部16にて受光した、光ファイバセンサ3の屈曲に応じて変化する光の特性変化を検出する。光の特性は、光強度、位相、周波数、波長、偏波などである。
Next, a method for detecting the flow resistance of the
As shown in FIG. 1A, the
引き続き、検出器4の演算部18では、検出部17にて検出した光の特性変化に基づいて、軟弱層10の流動抵抗が演算される。引き続き、検出器4の演算部18にて演算された軟弱層10の流動抵抗が、光ファイバセンサ3の屈曲に伴ってデータロガー5に保存される。引き続き、データロガー5では、時間の経過に伴って、言い換えれば、光ファイバセンサ3の屈曲具合に応じて軟弱層10の流動抵抗が順次保存される。そして、データロガー5では、光ファイバセンサ3の屈曲具合(時間の経過)に基づく軟弱層10の流動抵抗をグラフ化するなどして、適切な軟弱層10の流動抵抗(強度)が解析される。
Subsequently, in the
なお、例えば、光ファイバセンサ3をスライドさせる際、その速度を計測する構成を採用して、この測定結果を経時的にデータロガー5に保存するようにするようにしてもよい。この実施形態の場合には、データロガー5では、光ファイバセンサ3の屈曲具合(時間の経過)に基づく軟弱層10の流動抵抗に加えて光ファイバセンサ3の速度をもグラフ化するなどして、軟弱層10の流動抵抗を解析する。要するに、上述のグラフにおいて、光ファイバセンサ3がほぼ等速運動でスライドされる区間、言い換えれば、流動抵抗が時間の経過に伴って略一定に推移する区間を着目することで、正確な軟弱層10の流動抵抗を把握することができる。
Note that, for example, when the
また、上述した実施形態では、光ファイバセンサ3をスライドさせているが、図2に示すように、光ファイバセンサ3を軟弱層10内に埋設させた状態で、軟弱層10を横方向(光ファイバセンサ3の軸方向に対して略直交する方向)に流動させることで、光ファイバセンサ3を屈曲させて、その流動抵抗を検出するようにしてもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、図3に示すように、複数の光ファイバセンサ3、3を軟弱層10内に埋設しておき、軟弱層10を横方向に流動させることで、各光ファイバセンサ3、3をそれぞれ屈曲させて、各検出器4、4にて流動抵抗を検出する。続いて、各検出器4、4で演算した流動抵抗をデータロガー5にて保存する。そして、データロガー5にて、各検出器4、4からの流動抵抗に基づいて、適切な流動抵抗を解析することができる。これにより、図1に示す実施形態により、軟弱層10の流動抵抗の検出精度を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 3, a plurality of
そこで、第1の実施形態に係る検出装置1aによる実験結果を以下に説明する。軟弱層10としての試料を、含水比200%、250%、300%、400%、500%、1000%の6通りの浚渫粘性土とした。なお、含水比200%以上の粘性土については、ベーンせん断試験方法によって、その強度(流動抵抗)を特定することが困難であることが既に実験にて確認済みである。そして、これら各試料10内に光ファイバセンサ3の先端部10mmを挿入して、当該光ファイバセンサ3を一定の速度(10mm/s)で横方向にスライドさせて、光ファイバセンサ3を屈曲させる。すると、各試料10の強度に応じた撓みが光ファイバセンサ3に生じ、その時に発生したひずみ量を計測する。図5は、各試料10(含水比200%、250%、300%、400%、500%、1000%の粘性土)において、光ファイバセンサ3のスライド距離と応答ひずみとの関係を示したものである。
Therefore, the experimental results by the
この図5を参照すると、各試料10にて、光ファイバセンサ3の応答ひずみ量が異なっていることが解る。すなわち、各試料10においてその含水比が低くなるほど、流動抵抗が大きくなるため、光ファイバセンサ3が屈曲して、それに伴い光ファイバセンサ3のひずみ量が大きくなっている。また、図5においては、各試料10とも、スライド初期の応答ひずみ量がスライド量に比例して上昇している区間と、その後応答ひずみ量が安定した区間とに分けられる。スライド初期の、応答ひずみ量がスライド量に比例して上昇している区間では、光ファイバセンサ3がスライドし始めてその速度が一定になるまでの加速度が作用している区間及び光ファイバセンサ3が撓み始めてその撓みが安定するまでの区間であると考えられる。スライド速度が遅い(10mm/s)ことや、応答ひずみ量が上昇する傾きが各試料10にて同一ラインに載っていることなどから、この区間は光ファイバセンサ3の撓みが安定するまでの区間とみなせる。
Referring to FIG. 5, it can be seen that the response strain amount of the
一方、その後の応答ひずみ量が安定している区間については、各試料10ごとにそのひずみ量がほぼ一定値で推移していることが解る。そして、図6には、安定区間における応答ひずみ量と各試料10との関係を示している。この図6を参照すると、各試料10のうち、含水比500%より大きいものはひずみ量の差は認められないものの、含水比200〜500%の試料10では、そのひずみ量の差をはっきりと判別することができる。そして、含水比が低くなるほど、光ファイバセンサ3のひずみ量が大きくなっており、この検出装置1aの検出結果が妥当であることが解る。なお、含水比500%より大きい粘性土であっても、光ファイバセンサ3の固定位置や粘性土内への挿入長さを変化させる、あるいは光ファイバセンサ3の材質を変化させる、といった方法によりセンサ部の感度を変えることで、ひずみ量の差を得ることは可能である。
On the other hand, it can be seen that in the section in which the subsequent response strain amount is stable, the strain amount changes for each
また、各試料10の含水比と粘度(流動抵抗)との関係を事前に算出しておけば、図7に示すような、光ファイバセンサ3のひずみ量に対する粘度のグラフを得ることができ、このグラフを検出器4の演算部18に予め入力しておけばよい。
この実験結果からも解るように、軟弱層10であっても、第1の実施形態に係る検出装置1aにより、その流動抵抗(強度)を容易に検出することが可能となる。
Moreover, if the relationship between the water content ratio and the viscosity (flow resistance) of each
As can be seen from the experimental results, even the
以上説明した、第1の実施形態に係る検出装置1aは、軟弱層10内に単体で埋設される光ファイバセンサ3と、該光ファイバセンサ3からの検出信号に基づいて、軟弱層10の流動抵抗を検出する検出器4と、を備えている。これにより、軟弱層10の流動抵抗を直接光ファイバセンサ3で受けるので、流動抵抗の検出精度を向上させることができる。また、光ファイバセンサ3は、その先端側が拘束されることなく自由端で軟弱層10内に設置されるので、光ファイバセンサ3の設置作業を容易にすることができる。また、光ファイバセンサ3の先端側における変位の自由度を確保することで、軟弱層10の流動に対する光ファイバセンサ3の屈曲追従性を高めることができる。
The
次に、第2の実施形態に係る検出装置1bを図8に基づいて説明する。この第2の実施形態に係る検出装置1bを説明する際には、第1の実施形態に係る検出装置1aとの相違点のみを説明する。
第2に実施形態に係る検出装置1bでは、検出器4が断面略円形状の棒状に形成される。この検出器4は、作業者が手で握れる程度の外径を有する。この検出器4の部分が、作業者が把持する部分となり、検出器4は適宜長さで形成される。検出器4の軸方向一端から光ファイバセンサ3が延びている。当該光ファイバセンサ3は所定長さで延びている。この長さは軟弱層10の態様に基づいて適宜設定される。また、検出器4の外面には、軟弱層10の流動抵抗を表示する表示部25が形成される。
Next, the
Secondly, in the
そして、第2の実施形態に係る検出装置1bでは、作業者が検出器4の部分を把持して、容器20等に入った軟弱層10内に、光ファイバセンサ3を埋設して、その軸方向と直交する方向に沿ってスライドさせる。すると、表示部25には、流動抵抗の値が0から上昇して略一定値を維持しながら表示される。その略一定値が容器20内の軟弱層10の流動抵抗となる。
In the
以上説明した、第2の実施形態に係る検出装置1bでは、その大きさがハンディタイプとなっているので、持ち運びが容易であり、取り扱いが非常に良好になる。また、作業者は、検出時、その場で速やかに軟弱層10の流動抵抗を確認することができる。このように、第2の実施形態に係る検出装置1bは、軟弱層10の流動抵抗を簡易的に検出する際に有効である。
In the
次に、第3の実施形態に係る検出装置1cを図9〜図11に基づいて説明する。この第3の実施形態に係る検出装置1cを説明する際には、第1の実施形態に係る検出装置1aとの相違点のみを説明する。
第3の実施形態に係る検出装置1cは、トレミー管30の高さ管理に適用される。トレミー管30の下部には、光ファイバセンサ3のセンサ固定部8を支持する支持手段33が固定される。支持手段33は、トレミー管30の下部周りに固定される円筒状の支持本体部35と、該支持本体部35の下端外周面から径方向外方に向かって突設される環状の支持板部36と、から構成される。光ファイバセンサ3は、センサ固定部8を介して支持板部36に周方向に沿って間隔を置いて複数配置される。支持手段33により、基端側が支持された各光ファイバセンサ3は、その先端部が、トレミー管30の下部で、その径方向外側に堆積し始める、軟弱層10である堆積地盤に接触可能な位置に配置される。検出器4は、各光ファイバセンサ3それぞれに対応するように複数備えられる。各検出器4は、データロガー5に一体的に内蔵されている。
Next, a
The
そして、供給管40からトレミー管30内に、例えば液体状の土砂(またはそれに準じるような土砂)が投入されると、トレミー管30の下端から液体状の土砂が流出しつつ、該液体状の土砂がトレミー管30の下部外周に軟弱層10である堆積地盤として堆積し始める。その後、トレミー管30への液体状の土砂の投入が継続されると、堆積地盤が徐々に上昇して各光ファイバセンサ3の先端部に接触しつつ、その流動抵抗により各光ファイバセンサ3の先端部が屈曲し始める。その後、各光ファイバセンサ3の先端部が、上昇してくる堆積地盤内に埋設されながら、各光ファイバセンサ3及び各検出器4によって、堆積地盤の流動抵抗が検出されて、その検出結果が連続してデータロガー5に伝達され、データとして蓄積される。その際、データロガー5に保存された堆積地盤(軟弱層10)の流動抵抗の推移に基づいて、例えば、堆積地盤の流動抵抗が所定時間維持された時点で、トレミー管30を各光ファイバセンサ3と共に、トレミー管30の下端が堆積地盤に没入された状態を維持しながら所定高さまで上昇させる。この動作を繰り返して、土砂投入が完了する。このようにして、第3の実施形態に係る検出装置1cを採用することにより、トレミー管30の高さ管理(筒先高さ管理)を精度良く実施することができる。
Then, for example, when liquid sediment (or similar sediment) is introduced from the
なお、第3の実施形態に係る検出装置1cは、第1の実施形態に係る検出装置1aのように、堆積地盤そのものの強度(流動抵抗)を検出する目的ではなく、堆積地盤の強度(流動抵抗)の推移を検出して、トレミー管30を上昇させるタイミングを管理するためのものである。つまり、液体状の土砂を供給管40からトレミー管30内に投入して、その液体状の土砂がトレミー管30の下端から流出した際に、検出器4により、光ファイバセンサ3の先端部の屈曲度合(光の特性変化)を検出して、データロガー5に保存された流動抵抗の推移を把握することで、トレミー管30を上昇させるタイミングを管理するようにしている。
In addition, the
そこで、第3の実施形態に係る検出装置1cによる実験結果を以下に説明する。
トレミー管30の先端部に取り付けられた光ファイバセンサ3を水の張った容器内にセットし、その後静かにトレミー管30内に高含水比のスラリーを投入すると、容器内にスラリーが堆積していく。その容器内の堆積層が上昇して光ファイバセンサ3に接触すると、光ファイバセンサ3の先端部が屈曲し始め、ひずみが生じその波長が検出器4によって順次検出されて、その波長の推移がデータロガー5に保存されることになる。このときの光ファイバセンサ3から得られる光の波長の推移を図11に示している。
Then, the experimental result by the
When the
この図11を参照すると、まず、投入開始において、水のなかにスラリーを投入していくので、当然水自体の流れは生じるが、光ファイバセンサ3は水の流れでは屈曲せず、反応もない。その後、容器内の堆積層が上昇するにしたがって、光ファイバセンサ3の先端部が屈曲し始めてセンサが反応し始めている。その後、一旦スラリーの投入を停止すると、光ファイバセンサ3は堆積層中に埋設され屈曲した状態が維持されるため、光ファイバセンサ3の先端部のひずみに伴う光波長も一定値に維持される。その後、トレミー管30を引き上げると、光ファイバセンサ3の先端部の屈曲は解除され、光の波長も回復している。このように、堆積層の強度(流動抵抗)の変化に追従するように、光ファイバセンサ3の先端部の屈曲程度が変化(光の特性変化)することが解る。
Referring to FIG. 11, first, since slurry is introduced into water at the start of addition, naturally the flow of water itself occurs, but the
この実験結果からも解るように、第3の実施形態に係る検出装置1cでは、検出器4及びデータロガー5により、光ファイバセンサ3の先端部の屈曲度合(光の特性変化)に基づいて、堆積地盤の強度(流動抵抗)の推移を精度良く検出することができる。そして、この検出結果に基づいて、トレミー管30を上昇させるタイミングを管理することが可能になる。
As can be seen from the experimental results, in the
なお、第3の実施形態に係る検出装置1cにて検出された堆積地盤(軟弱層10)の流動抵抗に基づいて、トレミー管30を自動で昇降させるシステムを構築してもよい。詳しくは、トレミー管30を昇降させる昇降装置を備え、またデータロガー5からの信号に基づいて、昇降装置の駆動を制御する制御装置を備える。そして、検出器4からデータロガー5に伝達される流動抵抗に基づき、データロガー5からの信号が制御装置に伝達されることで、昇降装置によりトレミー管30を所定高さに上昇させるシステムを構築してもよい。
In addition, you may construct | assemble the system which raises / lowers the tremy pipe |
以上説明した、第3の実施形態に係る検出装置1cでは、各光ファイバセンサ3及び各検出器4により、トレミー管30の下部周辺に堆積される、軟弱層10である堆積地盤の流動抵抗を精度良く検出することができる。その結果、データロガー5に保存された堆積地盤の流動抵抗の推移を把握することで、トレミー管30を上昇させるタイミングを正確に把握することができる。このように、第3の実施形態に係る検出装置1cにて、トレミー管30の高さ管理を精度良く実施することができるので、トレミー管30の高さ管理に係るコストを抑制して、正確なタイミングでトレミー管30を上昇させることができる。
In the
1a、1b、1c 検出装置,3 光ファイバセンサ,4 検出器,10 軟弱層,30 トレミー管 1a, 1b, 1c detector, 3 optical fiber sensor, 4 detector, 10 soft layer, 30 tremy tube
Claims (5)
前記軟弱層内に単体で埋設される光ファイバセンサと、
該光ファイバセンサからの検出信号に基づいて、前記軟弱層の流動抵抗を検出する検出器と、
を備えることを特徴とする検出装置。 A detection device for detecting the flow resistance of a soft layer,
An optical fiber sensor embedded alone in the soft layer;
A detector for detecting a flow resistance of the soft layer based on a detection signal from the optical fiber sensor;
A detection apparatus comprising:
前記光ファイバセンサは、基端側が拘束端となり、先端側が自由端であることを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The optical fiber sensor is a detection device characterized in that a proximal end side is a restraining end and a distal end side is a free end.
前記検出器は棒状に形成され、
前記光ファイバセンサは、前記検出器の軸方向端部から一体的に軸方向に沿って突設されて構成されることを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1,
The detector is formed in a rod shape,
The optical fiber sensor is configured to project integrally along an axial direction from an axial end of the detector.
前記光ファイバセンサは、トレミー管の下部に基端側が支持され、前記光ファイバセンサ及び前記検出器により、前記トレミー管の径方向外側に堆積される前記軟弱層である堆積地盤の流動抵抗を検出することを特徴とする検出装置。 The detection device according to claim 1 or 2,
The optical fiber sensor has a proximal end supported on the lower part of the tremy tube, and the flow resistance of the deposited ground, which is the soft layer deposited on the radially outer side of the tremy tube, is detected by the optical fiber sensor and the detector. A detection device characterized by:
前記軟弱層内に光ファイバセンサを単体で埋設して、当該光ファイバセンサまたは前記軟弱層を、前記光ファイバセンサの軸方向に対して略直交する方向にスライドさせつつ、前記光ファイバセンサを屈曲させることで、検出器が、該光ファイバセンサからの検出信号に基づいて、前記軟弱層の流動抵抗を検出することを特徴とする検出方法。 A detection method for detecting the flow resistance of a soft layer,
An optical fiber sensor is embedded alone in the soft layer, and the optical fiber sensor is bent while sliding the optical fiber sensor or the soft layer in a direction substantially perpendicular to the axial direction of the optical fiber sensor. Then, the detector detects the flow resistance of the soft layer based on the detection signal from the optical fiber sensor.
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Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001066118A (en) * | 1999-06-21 | 2001-03-16 | Toa Grout Kogyo Co Ltd | Optical fiber sensor, optical fiber sensor unit and displacement measuring device by using sensor and optical fiber sensor unit connection structure |
JP2002054956A (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Ground strain detection end and its installation method |
US20020196993A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Schroeder Robert J. | Fiber optic supported sensor-telemetry system |
JP2005156369A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Kanpai Co Ltd | Locating method and system of boring rod, program for drilling locus analysis of boring rod, and storage medium |
JP2008501078A (en) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | シュラムバーガー ホールディングス リミテッド | System and method using optical fiber for coiled tubing |
JP3139378U (en) * | 2007-11-29 | 2008-02-14 | 理想科学工業株式会社 | Viscometer |
JP2012097480A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Maeda Corp | Geological estimation system and geological estimation method |
JP2017043949A (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 国立大学法人京都大学 | Assessment device for remnant tensile force of anchorage body |
-
2019
- 2019-03-25 JP JP2019056614A patent/JP7231453B2/en active Active
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001066118A (en) * | 1999-06-21 | 2001-03-16 | Toa Grout Kogyo Co Ltd | Optical fiber sensor, optical fiber sensor unit and displacement measuring device by using sensor and optical fiber sensor unit connection structure |
JP2002054956A (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | Ground strain detection end and its installation method |
US20020196993A1 (en) * | 2001-06-26 | 2002-12-26 | Schroeder Robert J. | Fiber optic supported sensor-telemetry system |
JP2005156369A (en) * | 2003-11-26 | 2005-06-16 | Kanpai Co Ltd | Locating method and system of boring rod, program for drilling locus analysis of boring rod, and storage medium |
JP2008501078A (en) * | 2004-05-28 | 2008-01-17 | シュラムバーガー ホールディングス リミテッド | System and method using optical fiber for coiled tubing |
JP3139378U (en) * | 2007-11-29 | 2008-02-14 | 理想科学工業株式会社 | Viscometer |
JP2012097480A (en) * | 2010-11-02 | 2012-05-24 | Maeda Corp | Geological estimation system and geological estimation method |
JP2017043949A (en) * | 2015-08-26 | 2017-03-02 | 国立大学法人京都大学 | Assessment device for remnant tensile force of anchorage body |
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