JP3256880B2 - リング式多段岩盤変動測定装置 - Google Patents
リング式多段岩盤変動測定装置Info
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- G01B7/16—Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
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- G01D—MEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
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- G01D5/02—Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using mechanical means
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- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
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- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【産業上の利用分野】この発明は，装置内部が中空で別
の装置用電源線や信号線を通せる構造であり，ボーリン
グ孔の複数の地点で岩盤や建造物の変動を測定できるこ
とを特徴とする，岩盤変動測定装置に関するものであ
る．
の装置用電源線や信号線を通せる構造であり，ボーリン
グ孔の複数の地点で岩盤や建造物の変動を測定できるこ
とを特徴とする，岩盤変動測定装置に関するものであ
る．
【従来の技術】岩盤や建造物内のボーリング孔で使用さ
れるひずみ測定用装置，傾斜測定用装置，体積ひずみ測
定用装置等は，被測定物に密着した密閉された容器の内
部にセンサーがある構造で，測定装置をボーリング孔の
中に設置すると，装置に付けられた信号線や電源線が障
害になり，同じボアホールの浅い地点には別の装置を設
置することができなかった．このため，測定装置毎にボ
ーリング孔が必要で，装置の設置にはボボーリング孔の
穿孔経費が上乗せされ高額になっていた．この穿孔経費
を節約する１つの方法として，同じボーリング孔を利用
して多点でひずみの測定ができる多段式岩盤変位計が開
発され，共和電業株式会社より発売されている．しか
し，この装置は複雑な構造で設置しにくく，口径が大き
いボーリング孔でなければ使用できなかった．また，こ
の装置では岩盤等の傾斜を同時に測定できない欠点があ
った．
れるひずみ測定用装置，傾斜測定用装置，体積ひずみ測
定用装置等は，被測定物に密着した密閉された容器の内
部にセンサーがある構造で，測定装置をボーリング孔の
中に設置すると，装置に付けられた信号線や電源線が障
害になり，同じボアホールの浅い地点には別の装置を設
置することができなかった．このため，測定装置毎にボ
ーリング孔が必要で，装置の設置にはボボーリング孔の
穿孔経費が上乗せされ高額になっていた．この穿孔経費
を節約する１つの方法として，同じボーリング孔を利用
して多点でひずみの測定ができる多段式岩盤変位計が開
発され，共和電業株式会社より発売されている．しか
し，この装置は複雑な構造で設置しにくく，口径が大き
いボーリング孔でなければ使用できなかった．また，こ
の装置では岩盤等の傾斜を同時に測定できない欠点があ
った．
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は，同じ
ボーリング孔の複数の地点において，岩盤等のひずみや
傾斜が測定できる装置を提供し，装置を設置するための
ボーリング孔の穿孔経費の低減をする．
ボーリング孔の複数の地点において，岩盤等のひずみや
傾斜が測定できる装置を提供し，装置を設置するための
ボーリング孔の穿孔経費の低減をする．
【課題を解決するための手段】岩盤の変形によるひずみ
を測定するには，２点間の変位を測定すればよい．本発
明の特徴は，図１で示すようにボーリング孔に密着した
円筒状の容器内において，リング状構造体１を基準尺用
のアームとして用いて岩盤内の２点間の変位の検出をす
ることである．リング構造体１上の任意の点を基点２と
して岩盤に密着した装置の内側の側面３の任意の部分に
固定し，この点を支点４とし，１上の別の部分を基点５
とする．この５と相対する岩盤に密着した３上の測定点
６との間の相対変位を検出する．この場合，検出した変
位量より紙面の左右の方向に相当する４と６との間のひ
ずみ量が求められる．このように，１をアームとして利
用すればボーリング孔の中央部分に，信号や電源用のケ
ーブルを通すための空間を設けることができる．この空
間を利用して他の装置の信号線や電源線を通せば，同じ
ボーリング孔のより深い部分に他の装置を設置でき，ボ
ーリング孔の多点で岩盤の変動を測定できる．ボーリン
グ孔を斜めに穿孔しても同じ原理で複数の地点で岩盤の
変動を測定できる．この場合，装置内側にて側面の変位
を拡大して測定すれば，変動を測定しやすいし測定精度
が向上する．岩盤の変形による傾斜を測定するには，図
２で示すように極めて柔らかい板バネやワイヤーで重り
を吊し，振子７として用いる．７は重力の作用で下方に
向くため，７および７と相対する３上の測定点８との相
対変位は測定装置の傾斜に比例する．つまり，３上の８
にて装置の傾斜に対応して動く７の変位を検出すれば，
任意の方向の装置の傾斜が測定できる．必要なら，７を
重くすれば，傾斜を測定しやすくなるし，振子をリング
状にし回転軸を鉛直軸とわずかに傾け水平振子にすれ
ば，回転軸に直交する方向の傾きを拡大して検出でき
る．装置を水平にしたり斜交させた場合は，３上でボー
リング孔上部に支点を持つ１に板バネをつけ下方の７で
変位を検出する．この場合，７を取り付ける方向を変え
れば，任意の方位の傾斜が測定できる．この場合も振子
をリング状にし回転軸を鉛直軸とわずかに傾け水平振子
にすれば，回転軸に直交する方向の傾きを拡大して検出
できる．振子をリング状にすれば，装置の中央部に信号
線や電源線を通すことができ，同じボーリング孔の複数
の地点で岩盤の変動を測定できる．図３で示すように岩
盤内に液体を満たしたリング状容器９を埋設すると，９
の内部の圧力は岩盤の変動による体積変化に比例して変
化する．また，液体の一部を細い管１０に導き入れると
管の内部で液体は大きく移動し，その移動量は岩盤の変
動による体積変化に比例する．この体積変化より岩盤の
体積ひずみが計算できるから，液体の圧力や移動量より
岩盤の体積ひずみを測定できる．９を方向別に複数設
け，岩盤の変動を液体の圧力や移動量に変えて検出すれ
ば，方向別の岩盤の変位量が分かり，その方向のひずみ
変化が測定できる．このような少なくとも１つの９を装
置側面に設ければ岩盤の体積変化や特定の方向の変位が
測定できるし，図３の実施例のように相対する２ケの９
を連結すれば岩盤の変動の方向を限定しやすいが，この
場合もボーリング孔の中央部分に信号等のケーブルを通
すための空間を設けることができる．この空間を利用し
て別の装置の信号線や電源線を通せば，同じボーリング
孔のより深い部分に他の装置を設置できる．
を測定するには，２点間の変位を測定すればよい．本発
明の特徴は，図１で示すようにボーリング孔に密着した
円筒状の容器内において，リング状構造体１を基準尺用
のアームとして用いて岩盤内の２点間の変位の検出をす
ることである．リング構造体１上の任意の点を基点２と
して岩盤に密着した装置の内側の側面３の任意の部分に
固定し，この点を支点４とし，１上の別の部分を基点５
とする．この５と相対する岩盤に密着した３上の測定点
６との間の相対変位を検出する．この場合，検出した変
位量より紙面の左右の方向に相当する４と６との間のひ
ずみ量が求められる．このように，１をアームとして利
用すればボーリング孔の中央部分に，信号や電源用のケ
ーブルを通すための空間を設けることができる．この空
間を利用して他の装置の信号線や電源線を通せば，同じ
ボーリング孔のより深い部分に他の装置を設置でき，ボ
ーリング孔の多点で岩盤の変動を測定できる．ボーリン
グ孔を斜めに穿孔しても同じ原理で複数の地点で岩盤の
変動を測定できる．この場合，装置内側にて側面の変位
を拡大して測定すれば，変動を測定しやすいし測定精度
が向上する．岩盤の変形による傾斜を測定するには，図
２で示すように極めて柔らかい板バネやワイヤーで重り
を吊し，振子７として用いる．７は重力の作用で下方に
向くため，７および７と相対する３上の測定点８との相
対変位は測定装置の傾斜に比例する．つまり，３上の８
にて装置の傾斜に対応して動く７の変位を検出すれば，
任意の方向の装置の傾斜が測定できる．必要なら，７を
重くすれば，傾斜を測定しやすくなるし，振子をリング
状にし回転軸を鉛直軸とわずかに傾け水平振子にすれ
ば，回転軸に直交する方向の傾きを拡大して検出でき
る．装置を水平にしたり斜交させた場合は，３上でボー
リング孔上部に支点を持つ１に板バネをつけ下方の７で
変位を検出する．この場合，７を取り付ける方向を変え
れば，任意の方位の傾斜が測定できる．この場合も振子
をリング状にし回転軸を鉛直軸とわずかに傾け水平振子
にすれば，回転軸に直交する方向の傾きを拡大して検出
できる．振子をリング状にすれば，装置の中央部に信号
線や電源線を通すことができ，同じボーリング孔の複数
の地点で岩盤の変動を測定できる．図３で示すように岩
盤内に液体を満たしたリング状容器９を埋設すると，９
の内部の圧力は岩盤の変動による体積変化に比例して変
化する．また，液体の一部を細い管１０に導き入れると
管の内部で液体は大きく移動し，その移動量は岩盤の変
動による体積変化に比例する．この体積変化より岩盤の
体積ひずみが計算できるから，液体の圧力や移動量より
岩盤の体積ひずみを測定できる．９を方向別に複数設
け，岩盤の変動を液体の圧力や移動量に変えて検出すれ
ば，方向別の岩盤の変位量が分かり，その方向のひずみ
変化が測定できる．このような少なくとも１つの９を装
置側面に設ければ岩盤の体積変化や特定の方向の変位が
測定できるし，図３の実施例のように相対する２ケの９
を連結すれば岩盤の変動の方向を限定しやすいが，この
場合もボーリング孔の中央部分に信号等のケーブルを通
すための空間を設けることができる．この空間を利用し
て別の装置の信号線や電源線を通せば，同じボーリング
孔のより深い部分に他の装置を設置できる．
【作用と実施例】図１で示した実施例の断面図を図４で
示す．この実施例では，岩盤内等の２点間のひずみを測
定するため１を基準尺としたもので，図５がその斜視図
である．図５において，変位検出用センサー１１を図示
した３上の測定点６に相対する基点５に取り付けると４
と６を結ぶ方向のひずみが検出できるし，１１を３上の
測定点１２に相対する基点に取り付けると４と１２を結
ぶ方向のひずみが検出できる．１１を６等の３上に取り
付けても変位が検出できる．図６の断面図は，縦に長い
リング状の構造体１３を用いた実施例である．図６で１
３上の任意の点を装３上で連結し支点１４とし，１３上
の基点１５や１５の下方の基点１６に１１を取り付け，
相対する３上の測定点１８，１９との間の相対変位を検
出すれば，それぞれ斜め方向のひずみが，１４の上方の
測定点２０と相対する１３上の基点１７との間の相対変
位を検出すれば，上下方向のひずみが求められる．これ
らの場合も１５，１６，１７に相対する測定点１８，１
９，２０のいずれに１１を取り付けても変位が検出でき
る．図７の実施例のように，３上の支点２１，２２の双
方に連結したリングの一部分を変位検出用の構造体とし
て用い，両者の中間で１１により変位を検出してもよ
い．図４では，１を基準尺として用いたが，図７で示し
た実施例のようにリングの一部を用いても変位が検出で
きるし，複数のリングやその一部が同心円状になってい
たり，上下にあってもよい．図８は上下２個のリング状
構造体２３，２４をアームとして用いる場合の展開図を
示したもので，同一面内にて変位の検出が行えるようリ
ングまたはその一部が上下に入り組んでいる場合であ
る．この実施例では，２３と２４を用いて２つのセンサ
ー１１により互いに直交するひずみを測定できる（実際
は左右のＡＡ，ＢＢがつながり，リング状になってお
り，２３，２４それぞれが対角線上の対になった〇と△
の位置を支点または測定点とする）．この例のように１
１が多くある場合も，図５と同様に斜め方向や上下方向
のひずみの測定が行える．図９に示した断面図は変位を
拡大して測定する場合の実施例で，測定に利用する１と
３が接近した部分を拡大したものである．図９で示すよ
うな１と３との間の変位を板バネ２５や金属板２６を介
して拡大し，２６の先端２７で１１により変位を検出す
る機能を持たせる場合においても，２５，２６，２７の
部分や金属板の支点２８を３上に配置すれば，装置の中
央部に信号線や電源線を通すことができる．変位を拡大
する機構には，図１０の実施例で示すように，装置の一
部もしくは全体を金属塊より削りだし，１や２５の取り
付けに伴う誤差や２５の初期ひずみの影響をなくする方
法もある．図１０の実施例では中央のアームをリング状
に削り出し，装置中央部に信号線や電源線を通せるよう
にしてある．また，装置全体やその一部分をセラミック
にして必要とする形状を予め作成して焼き固めれば，装
置の製作に伴うひずみを少なくすることができる．図９
や図１０で示した実施例は，ボアホールの孔軸と垂直な
方向の変位を拡大する方法であるが，図１１の実施例で
示すように，孔軸と平行な方向の変位を拡大する方法も
ある．この場合，変位検出をするリング状のアームが孔
軸方向に動き易くなるよう板バネを孔軸と垂直に取り付
けたり，アームを薄く削り出す．この場合，中央のアー
ムをリング状にし装置中央部に信号線や電源線を通せる
ようにする．同様にして，アームや板バネを孔軸と斜交
させれば孔軸と斜交した方向の変位を拡大できる．ボー
リング孔の最奥地点で岩盤の変動を測定する場合は，変
位を拡大する機能があればよく，装置中央部に信号線や
電源線を通す必要はなく，必ずしもアームをリング状に
する必要はない．ここに示した実施例の計器は，水中に
入れれば水圧で容器が変形し水位変化の測定に利用でき
るが，水位を測定する場合にも，容器中央部を空洞にす
る機能は必要ではない．図１２の実施例は，紙面と垂直
になっていると仮定した水平のボーリング孔を利用して
傾斜を測定する場合の断面図である．この例では，１を
上方の３上に２５やワイヤーを介して固定し，ボーリン
グ孔の孔軸方向と同じ紙面に垂直な方向の振子７の変位
を下方の３上で検出し，傾斜を測定する．一方，図１３
の実施例はボーリング孔が水平で，その方向が傾斜を測
定したい方向と一致していない場合の例で，１を固定す
る方向を変えてある．この場合も紙面に垂直な振子の変
位を検出する．装置が水平でなくても図１４の実施例の
ように１や１１を斜めに取り付ければよい．なお，ひず
みの測定の場合と同様に，リングの一部を１として利用
したり３上の複数の点から１を延ばしたり上下に重ねて
も，傾斜の測定ができ，ひずみの測定の場合と同じく装
置の中央部に信号線や電源線を通すことができる．先
に，縦に長いリング構造体１３を変位測定のための基準
尺として用いた実施例を説明したが，図１５の実施例の
ように，同じく縦に長いリング構造体２９を用いた光を
利用する変位測定方法もある．２９の縦方向の一部３０
とその部分に対応する岩盤に接している装置側面３１を
平面にして磨き上げ，光を斜めに入射させ３０と３１と
で反射させると，岩盤の変位に対応して２つの平面の距
離が変わり，光学的距離を拡大して変化させることがで
きる．この変化を光の干渉法により検出し岩盤の変位量
を求める．この測定に光ファイバーを利用すると，岩盤
の変動を遠隔操作で検出できる．この場合，アームとし
ての縦に長いリング状構造体２９あるいは３１に鏡を設
置したり，金属を蒸着させて多重反射に利用してもよ
い．一方，図９で示したと同様にアームとしてのリング
構造体と３上の測定点との間の変位を板バネや金属板を
介して拡大し，前記と同様に金属板先端の光学的距離の
変化を光の干渉法により検出する方法もある．また，図
１２と同様に，３上に１を板バネや金属板を介して固定
し７の変位を光の干渉を用いて検出し，装置の傾斜を測
定してもよい等，いずれの場合も，装置中央部に信号線
や電源線を通せるようにできる．ボーリング孔が穿孔さ
れた状況によっては，アームとしてのリング構造体，セ
ンサー，拡大機構等が防湿や耐圧等の物理的な保護を必
要とすることがある．このような場合，図１６の実施例
のように装置全体の外形が，中央が中空になっている装
置３２のようにしたり，図１７の実施例のように中央が
偏心した中空になっている装置３３のようにして密閉す
る．そして，他の装置用の信号線や電源線を，その空洞
部を通して使用する．上述した実施例では金属の素材に
ついて記述したが，量産するには一体の鋳物として作成
するとよい．セラミックで作成すれば精度がよい装置に
なるし，樹脂で作成すれば安価な装置が作成できる．図
９や図１０の実施例で示したようにこの装置は容器側面
の微小変位を拡大して測定でき，水圧計・土圧計・ロー
ドセルとしても使用できる．このような用途では，必ず
しも容器中央部を空洞にする必要はないし，容器の上面
や下面の変位を拡大して測定しても同じ効果がある．
示す．この実施例では，岩盤内等の２点間のひずみを測
定するため１を基準尺としたもので，図５がその斜視図
である．図５において，変位検出用センサー１１を図示
した３上の測定点６に相対する基点５に取り付けると４
と６を結ぶ方向のひずみが検出できるし，１１を３上の
測定点１２に相対する基点に取り付けると４と１２を結
ぶ方向のひずみが検出できる．１１を６等の３上に取り
付けても変位が検出できる．図６の断面図は，縦に長い
リング状の構造体１３を用いた実施例である．図６で１
３上の任意の点を装３上で連結し支点１４とし，１３上
の基点１５や１５の下方の基点１６に１１を取り付け，
相対する３上の測定点１８，１９との間の相対変位を検
出すれば，それぞれ斜め方向のひずみが，１４の上方の
測定点２０と相対する１３上の基点１７との間の相対変
位を検出すれば，上下方向のひずみが求められる．これ
らの場合も１５，１６，１７に相対する測定点１８，１
９，２０のいずれに１１を取り付けても変位が検出でき
る．図７の実施例のように，３上の支点２１，２２の双
方に連結したリングの一部分を変位検出用の構造体とし
て用い，両者の中間で１１により変位を検出してもよ
い．図４では，１を基準尺として用いたが，図７で示し
た実施例のようにリングの一部を用いても変位が検出で
きるし，複数のリングやその一部が同心円状になってい
たり，上下にあってもよい．図８は上下２個のリング状
構造体２３，２４をアームとして用いる場合の展開図を
示したもので，同一面内にて変位の検出が行えるようリ
ングまたはその一部が上下に入り組んでいる場合であ
る．この実施例では，２３と２４を用いて２つのセンサ
ー１１により互いに直交するひずみを測定できる（実際
は左右のＡＡ，ＢＢがつながり，リング状になってお
り，２３，２４それぞれが対角線上の対になった〇と△
の位置を支点または測定点とする）．この例のように１
１が多くある場合も，図５と同様に斜め方向や上下方向
のひずみの測定が行える．図９に示した断面図は変位を
拡大して測定する場合の実施例で，測定に利用する１と
３が接近した部分を拡大したものである．図９で示すよ
うな１と３との間の変位を板バネ２５や金属板２６を介
して拡大し，２６の先端２７で１１により変位を検出す
る機能を持たせる場合においても，２５，２６，２７の
部分や金属板の支点２８を３上に配置すれば，装置の中
央部に信号線や電源線を通すことができる．変位を拡大
する機構には，図１０の実施例で示すように，装置の一
部もしくは全体を金属塊より削りだし，１や２５の取り
付けに伴う誤差や２５の初期ひずみの影響をなくする方
法もある．図１０の実施例では中央のアームをリング状
に削り出し，装置中央部に信号線や電源線を通せるよう
にしてある．また，装置全体やその一部分をセラミック
にして必要とする形状を予め作成して焼き固めれば，装
置の製作に伴うひずみを少なくすることができる．図９
や図１０で示した実施例は，ボアホールの孔軸と垂直な
方向の変位を拡大する方法であるが，図１１の実施例で
示すように，孔軸と平行な方向の変位を拡大する方法も
ある．この場合，変位検出をするリング状のアームが孔
軸方向に動き易くなるよう板バネを孔軸と垂直に取り付
けたり，アームを薄く削り出す．この場合，中央のアー
ムをリング状にし装置中央部に信号線や電源線を通せる
ようにする．同様にして，アームや板バネを孔軸と斜交
させれば孔軸と斜交した方向の変位を拡大できる．ボー
リング孔の最奥地点で岩盤の変動を測定する場合は，変
位を拡大する機能があればよく，装置中央部に信号線や
電源線を通す必要はなく，必ずしもアームをリング状に
する必要はない．ここに示した実施例の計器は，水中に
入れれば水圧で容器が変形し水位変化の測定に利用でき
るが，水位を測定する場合にも，容器中央部を空洞にす
る機能は必要ではない．図１２の実施例は，紙面と垂直
になっていると仮定した水平のボーリング孔を利用して
傾斜を測定する場合の断面図である．この例では，１を
上方の３上に２５やワイヤーを介して固定し，ボーリン
グ孔の孔軸方向と同じ紙面に垂直な方向の振子７の変位
を下方の３上で検出し，傾斜を測定する．一方，図１３
の実施例はボーリング孔が水平で，その方向が傾斜を測
定したい方向と一致していない場合の例で，１を固定す
る方向を変えてある．この場合も紙面に垂直な振子の変
位を検出する．装置が水平でなくても図１４の実施例の
ように１や１１を斜めに取り付ければよい．なお，ひず
みの測定の場合と同様に，リングの一部を１として利用
したり３上の複数の点から１を延ばしたり上下に重ねて
も，傾斜の測定ができ，ひずみの測定の場合と同じく装
置の中央部に信号線や電源線を通すことができる．先
に，縦に長いリング構造体１３を変位測定のための基準
尺として用いた実施例を説明したが，図１５の実施例の
ように，同じく縦に長いリング構造体２９を用いた光を
利用する変位測定方法もある．２９の縦方向の一部３０
とその部分に対応する岩盤に接している装置側面３１を
平面にして磨き上げ，光を斜めに入射させ３０と３１と
で反射させると，岩盤の変位に対応して２つの平面の距
離が変わり，光学的距離を拡大して変化させることがで
きる．この変化を光の干渉法により検出し岩盤の変位量
を求める．この測定に光ファイバーを利用すると，岩盤
の変動を遠隔操作で検出できる．この場合，アームとし
ての縦に長いリング状構造体２９あるいは３１に鏡を設
置したり，金属を蒸着させて多重反射に利用してもよ
い．一方，図９で示したと同様にアームとしてのリング
構造体と３上の測定点との間の変位を板バネや金属板を
介して拡大し，前記と同様に金属板先端の光学的距離の
変化を光の干渉法により検出する方法もある．また，図
１２と同様に，３上に１を板バネや金属板を介して固定
し７の変位を光の干渉を用いて検出し，装置の傾斜を測
定してもよい等，いずれの場合も，装置中央部に信号線
や電源線を通せるようにできる．ボーリング孔が穿孔さ
れた状況によっては，アームとしてのリング構造体，セ
ンサー，拡大機構等が防湿や耐圧等の物理的な保護を必
要とすることがある．このような場合，図１６の実施例
のように装置全体の外形が，中央が中空になっている装
置３２のようにしたり，図１７の実施例のように中央が
偏心した中空になっている装置３３のようにして密閉す
る．そして，他の装置用の信号線や電源線を，その空洞
部を通して使用する．上述した実施例では金属の素材に
ついて記述したが，量産するには一体の鋳物として作成
するとよい．セラミックで作成すれば精度がよい装置に
なるし，樹脂で作成すれば安価な装置が作成できる．図
９や図１０の実施例で示したようにこの装置は容器側面
の微小変位を拡大して測定でき，水圧計・土圧計・ロー
ドセルとしても使用できる．このような用途では，必ず
しも容器中央部を空洞にする必要はないし，容器の上面
や下面の変位を拡大して測定しても同じ効果がある．
【発明の効果】本考案による岩盤の変動を測定する装置
は，従来の装置と異なりボーリング孔の孔軸方向の装置
中央に信号線や電源線を通すことが可能で，同じボーリ
ング孔の複数地点で岩盤の変動が測定できる．この装置
は岩盤のひずみだけでなく必要なら傾斜の測定も可能
で，トンネル掘削現場や地滑り地等において，岩盤の変
動を多点で測定する必要がある場合に便利である．ま
た，陸上だけでなく海底等でもこの装置で岩盤の変動が
検出できるし，周囲温度が高く通常の電子部品が使用で
きない地下深部や火山地帯でも，光ファイバーによる遠
隔測定により岩盤の変動が検出できる．ボーリング孔は
深くなればなるほど高額になるが，この発明による装置
であれば同じボーリング孔の複数の地点に設置でき，ボ
ーリング孔の穿孔経費を節減できる．深いボーリング孔
では，穿孔作業の都合上浅い部分の口径が大きく，浅い
地点にはサイズの大きな装置を設置できる．装置のサイ
ズが大きければ装置中央部の空間を広くでき，多くの信
号線や電源線を通すことができる．したがって，この発
明による装置は深いボーリング孔ほど多点で岩盤等の変
動が測定できる利点がある．また，鉄道や道路用のトン
ネル本体に，列車や自動車の通行の妨げにならないよう
に大きなリング状のアームを取り付ければ，既存のトン
ネルを利用して岩盤の変動を測定できる．この場合，装
置のサイズを大きくできるため，センサーの変位量が大
きく信号を電子回路で増幅しなくても岩盤の変動を検出
できる利点がある．
は，従来の装置と異なりボーリング孔の孔軸方向の装置
中央に信号線や電源線を通すことが可能で，同じボーリ
ング孔の複数地点で岩盤の変動が測定できる．この装置
は岩盤のひずみだけでなく必要なら傾斜の測定も可能
で，トンネル掘削現場や地滑り地等において，岩盤の変
動を多点で測定する必要がある場合に便利である．ま
た，陸上だけでなく海底等でもこの装置で岩盤の変動が
検出できるし，周囲温度が高く通常の電子部品が使用で
きない地下深部や火山地帯でも，光ファイバーによる遠
隔測定により岩盤の変動が検出できる．ボーリング孔は
深くなればなるほど高額になるが，この発明による装置
であれば同じボーリング孔の複数の地点に設置でき，ボ
ーリング孔の穿孔経費を節減できる．深いボーリング孔
では，穿孔作業の都合上浅い部分の口径が大きく，浅い
地点にはサイズの大きな装置を設置できる．装置のサイ
ズが大きければ装置中央部の空間を広くでき，多くの信
号線や電源線を通すことができる．したがって，この発
明による装置は深いボーリング孔ほど多点で岩盤等の変
動が測定できる利点がある．また，鉄道や道路用のトン
ネル本体に，列車や自動車の通行の妨げにならないよう
に大きなリング状のアームを取り付ければ，既存のトン
ネルを利用して岩盤の変動を測定できる．この場合，装
置のサイズを大きくできるため，センサーの変位量が大
きく信号を電子回路で増幅しなくても岩盤の変動を検出
できる利点がある．
【図１】 装置の内側の側面上の支点４と装置の内側の
側面上の測定点６との２点間の変位を検出する概念図．
側面上の測定点６との２点間の変位を検出する概念図．
【図２】 柔らかいバネで吊した振子７の変位を検出す
る概念図．
る概念図．
【図３】 リング状の圧力容器に細い管を付け，液体の
圧力や液体の移動を検出する概念図．
圧力や液体の移動を検出する概念図．
【図４】 リング状のアームを基準尺として，４と６と
の２点間の変位を検出する実施例（図５のＡＡ 断面
図）．
の２点間の変位を検出する実施例（図５のＡＡ 断面
図）．
【図５】 図４で示した実施例の斜視図（図中の断面は
図４のＢＢ 断面である）．
図４のＢＢ 断面である）．
【図６】 縦に長いリング状のアームを用いて１４と，
１８，１９，２０との間の変位を検出する実施例（断面
図）．
１８，１９，２０との間の変位を検出する実施例（断面
図）．
【図７】 ２つのアームの中間て変位を検出する実施例
（上面図）．
（上面図）．
【図８】 上下２つのリング状アームを用いる場合のア
ームの展開図．実際は図のＡＡ とＢＢ がつながって
いる．
ームの展開図．実際は図のＡＡ とＢＢ がつながって
いる．
【図９】 アームの変位を拡大して検出する実施例（断
面図）．
面図）．
【図１０】金属を削り出してバネを作成し，孔軸に垂直
な水平の変位を拡大する実施例（断面図）．
な水平の変位を拡大する実施例（断面図）．
【図１１】金属を削り出してバネを作成し，孔軸に平行
な垂直の変位を拡大する実施例（断面図）．
な垂直の変位を拡大する実施例（断面図）．
【図１２】水平のボアホールで傾斜を測定する場合の実
施例．この例では紙面と垂直な面内を振子が動く．
施例．この例では紙面と垂直な面内を振子が動く．
【図１３】水平のボアホールで傾斜を測定する場合の他
の実施例（断面図）．この例では紙面に垂直な面内を振
子が動く．
の実施例（断面図）．この例では紙面に垂直な面内を振
子が動く．
【図１４】ボアホールが傾斜している場合に，傾斜を測
定する実施例（断面図）この場合は，紙面の左右の方向
に振子が動く．
定する実施例（断面図）この場合は，紙面の左右の方向
に振子が動く．
【図１５】光を多重反射させて変位を検出する場合の実
施例（断面図）．
施例（断面図）．
【図１６】中央がが中空になっている装置．
【図１７】中央がが偏心した中空になっている装置．
１ …… リング状構造体， ２ …… １上の任意
の基点，３ …… 装置の内側の側面， ４ …… ３
上の１の支点，５ …… １上で２と対角をなす任意の
基点， ６ …… ３上の測定点，７ …… 振子，
８ …… ３上の測定点， ９ …… リング状容
器，１０ …… 細いパイプ， １１ …… 変位検
出用センサー，１２ …… ３上の測定点， １３
…… 縦に長いリング状構造体，１４ …… ３上の支
点， １５，１６，１７ …… １３上の基点，１
８，１９，２０ …… ３上の測定点，２１，２２，
…… ３上の支点， ２３，２４ …… リング状構
造体，２５ …… 板バネ， ２６ …… 金属板，
２７ …… 金属板の先端，２８ …… 金属板の支
点， ２９ …… 縦に長いリング状構造体，３０，
３１ …… 磨いた平面，３２ …… 中央が中空にな
っている装置 ３３ …… 中央が偏心した中空になっている装置
の基点，３ …… 装置の内側の側面， ４ …… ３
上の１の支点，５ …… １上で２と対角をなす任意の
基点， ６ …… ３上の測定点，７ …… 振子，
８ …… ３上の測定点， ９ …… リング状容
器，１０ …… 細いパイプ， １１ …… 変位検
出用センサー，１２ …… ３上の測定点， １３
…… 縦に長いリング状構造体，１４ …… ３上の支
点， １５，１６，１７ …… １３上の基点，１
８，１９，２０ …… ３上の測定点，２１，２２，
…… ３上の支点， ２３，２４ …… リング状構
造体，２５ …… 板バネ， ２６ …… 金属板，
２７ …… 金属板の先端，２８ …… 金属板の支
点， ２９ …… 縦に長いリング状構造体，３０，
３１ …… 磨いた平面，３２ …… 中央が中空にな
っている装置 ３３ …… 中央が偏心した中空になっている装置
Claims (8)
- 【請求項１】 被測定物内のボーリング孔を利用して被
測定物のひずみを測定する装置において，被測定物に接
する装置の内側側面に取り付けた少なくとも１つのリン
グ状構造体と変位を検出する手段より構成され，リング
状構造体と装置の内側側面の別の位置との相対的な変位
を検出する手段を，ボーリング孔の内面に配置し，装置
中央部分を空洞にしたことを特徴とするリング式多段岩
盤変動測定装置． - 【請求項２】 請求項１記載のリング式多段岩盤変動測
定装置において，相対変位を容器内側の側面にて孔軸方
向に沿ってメカニカルに拡大して検出する機能を有する
リング式多段岩盤変動測定装置． - 【請求項３】 被測定物内のボーリング孔を利用して被
測定物の傾斜を測定する装置において，被測定物に接す
る装置の内側側面に支点を有する少なくとも１つのリン
グ状構造体をなす振子と変位を検出する手段より構成さ
れ，振子と装置の内側側面の別の位置との相対的な変位
を検出する手段を，ボーリング孔の内面に配置し，装置
中央部分を空洞にしたことを特徴とするリング式多段岩
盤変動測定装置． - 【請求項４】 被測定物内のボーリング孔を利用して被
測定物の体積ひずみを測定する装置において，被測定物
に接するように装置の内側の側面に設置された液体を満
たした少なくとも１つのリング状容器と，容器内部の液
体の圧力変化や移動量を検出する手段より構成され，液
体の圧力変化や移動量を検出する手段を，ボーリング孔
の内面に配置し，装置中央部分を空洞にしたことを特徴
とするリング式多段岩盤変動測定装置． - 【請求項５】 請求項１又は２記載のリング状構造体，
若しくは，請求項４記載のリング状容器が，リング状構
造体の一部やリング状容器の一部であり，装置中央部分
を空洞にしたことを特徴とするリング式多段岩盤変動測
定装置． - 【請求項６】 請求項１記載のリング状構造体，請求項
２記載の相対変位をメカニカルに拡大する構造体，請求
項３記載のリング構造体をなす振子，若しくは，請求項
４記載の液体を満たしたリング状容器が，リング状構造
体の一部やリング状容器の一部であり，請求項１又は３
記載の変位を検出する手段，若しくは，請求項４記載の
液体の圧力変化や移動量を検出する手段とともに，装置
の片側側面に配置されていることを特徴とするリング式
多段岩盤変動測定装置． - 【請求項７】 請求項１に記載されたリング式岩盤変動
測定装置の構成，請求項２に記載されたリング式岩盤変
動測定装置の構成，請求項３に記載されたリング式岩盤
変動測定装置の構成，または，請求項４に記載されたリ
ング式岩盤変動測定装置の構成のうち，少なくとも２つ
を備えたリング式多段岩盤変動測定装置． - 【請求項８】 変位を検出する手段が光の干渉を利用す
ることを特徴とする，請求項１乃至請求項７のいずれか
に記載のリング式多段岩盤変動測定装置．
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US08/646,937 | 1996-05-08 | ||
| US08/646,937 US6021676A (en) | 1996-05-08 | 1996-05-08 | Instrument for measurement of basementrock's deformation |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09304126A JPH09304126A (ja) | 1997-11-28 |
| JP3256880B2 true JP3256880B2 (ja) | 2002-02-18 |
Family
ID=24595066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27282996A Expired - Fee Related JP3256880B2 (ja) | 1996-05-08 | 1996-09-06 | リング式多段岩盤変動測定装置 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US6021676A (ja) |
| JP (1) | JP3256880B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102645198A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-08-22 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 强夯地基物料位移检测方法及装置 |
| CN103591880A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-02-19 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | 一种隧道围岩变形监测仪及监测方法 |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6776035B2 (en) * | 2002-09-12 | 2004-08-17 | Schlumberger Technology Corporation | Method and device for calibration of dual-axis tilt meter |
| JP2005256532A (ja) * | 2004-03-15 | 2005-09-22 | Tsuneo Yamauchi | 孔径変化測定装置 |
| CN100394459C (zh) * | 2006-08-11 | 2008-06-11 | 成都理工大学 | 岩土力学性试验多视窗数据采集仪 |
| US8417457B2 (en) * | 2009-07-08 | 2013-04-09 | Baker Hughes Incorporated | Borehole stress module and methods for use |
| CN102809453B (zh) * | 2012-08-02 | 2014-04-09 | 莫也兰 | 一种可反映岩土内力变化以及内部位移的传感检测装置 |
| CN103322976B (zh) * | 2012-12-31 | 2015-07-22 | 尤洛卡矿业安全工程股份有限公司 | 一种煤矿巷道底板岩层流变的监测系统和方法 |
| CN104197890B (zh) * | 2014-09-15 | 2016-12-07 | 中国矿业大学 | 一种测量井壁表面二维应变的装置及方法 |
| CN114001712B (zh) * | 2021-12-24 | 2022-03-22 | 四川公路工程咨询监理有限公司 | 危岩体变形监测装置及预警系统 |
Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2733519A (en) * | 1956-02-07 | Ichiro murata | ||
| US2116120A (en) * | 1934-12-21 | 1938-05-03 | Malmgren George | Bore hole surveying apparatus and method |
| US2152671A (en) * | 1935-10-26 | 1939-04-04 | Sperry Sun Well Surveying Co | Well surveying instrument |
| US3206970A (en) * | 1960-11-15 | 1965-09-21 | Therm Inc | Capacitor strain gage |
| US3388590A (en) * | 1965-11-29 | 1968-06-18 | Hugh L. Dryden | Connector internal force gauge |
| US3729985A (en) * | 1972-02-09 | 1973-05-01 | C Sikorra | Strain gage |
| CH670310A5 (ja) * | 1985-04-17 | 1989-05-31 | Kristal Instr Ag | |
| US4788498A (en) * | 1986-01-28 | 1988-11-29 | Macome Corporation | Magnetic detector for an unmanned vehicle control system |
| US4747317A (en) * | 1986-12-18 | 1988-05-31 | Atlantic Richfield Company | System for surveying fluid transmission pipelines and the like |
| US5115680A (en) * | 1991-03-04 | 1992-05-26 | Lew Hyok S | Displacement sensor with mechanical preamplification means |
| US5201128A (en) * | 1991-08-23 | 1993-04-13 | The Laitram Corporation | Miniature gimbal mounted magnetic field detectors |
-
1996
- 1996-05-08 US US08/646,937 patent/US6021676A/en not_active Expired - Fee Related
- 1996-09-06 JP JP27282996A patent/JP3256880B2/ja not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-09-24 US US09/405,906 patent/US6176128B1/en not_active Expired - Fee Related
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102645198A (zh) * | 2012-05-10 | 2012-08-22 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 强夯地基物料位移检测方法及装置 |
| CN102645198B (zh) * | 2012-05-10 | 2014-06-18 | 贵州正业工程技术投资有限公司 | 强夯地基物料位移检测方法及装置 |
| CN103591880A (zh) * | 2013-12-02 | 2014-02-19 | 中国石油集团工程设计有限责任公司 | 一种隧道围岩变形监测仪及监测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US6176128B1 (en) | 2001-01-23 |
| US6021676A (en) | 2000-02-08 |
| JPH09304126A (ja) | 1997-11-28 |
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