JP3263737B2 - 断層振動変位計測装置 - Google Patents
断層振動変位計測装置Info
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- JP3263737B2 JP3263737B2 JP11780698A JP11780698A JP3263737B2 JP 3263737 B2 JP3263737 B2 JP 3263737B2 JP 11780698 A JP11780698 A JP 11780698A JP 11780698 A JP11780698 A JP 11780698A JP 3263737 B2 JP3263737 B2 JP 3263737B2
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、断層の振動変位
計測装置に関し、特に地震や発破等の動的応力伝播に関
連した岩盤内の断層や活断層等の相対的振動変位を計測
するための断層振動変位計測装置に関する。
計測装置に関し、特に地震や発破等の動的応力伝播に関
連した岩盤内の断層や活断層等の相対的振動変位を計測
するための断層振動変位計測装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、地震工学あるいは地球物理学
の分野において、地震の発生メカニズムや地震による岩
盤のダメージを適正に評価すべく、岩盤等の地震波計測
やひずみ計測が行われている。そして、かかる岩盤内の
地震動に関連する計測方法としては、一般に地震計、加
速度計によるものが採用されている。これら従来の計測
装置は、岩盤内を伝播する地震動の動的応力波に伴う岩
盤表面の振動を共振する振動子の振幅あるいは振動圧力
として計測することにより、地震動に関連した岩盤の現
象を解析するものであった。
の分野において、地震の発生メカニズムや地震による岩
盤のダメージを適正に評価すべく、岩盤等の地震波計測
やひずみ計測が行われている。そして、かかる岩盤内の
地震動に関連する計測方法としては、一般に地震計、加
速度計によるものが採用されている。これら従来の計測
装置は、岩盤内を伝播する地震動の動的応力波に伴う岩
盤表面の振動を共振する振動子の振幅あるいは振動圧力
として計測することにより、地震動に関連した岩盤の現
象を解析するものであった。
【０００３】ところで崩落事故の起きたトンネルについ
て事後に詳細な解析評価を行った結果、もともと岩盤内
に存在していた亀裂が浸透水の凍結融解や地震の影響な
どを被り、長年の経年劣化によって一気に成長し破断し
たと判断された例がある。又阪神大震災は、地表近くに
存在する活断層がひずみエネルギの解放により滑り破壊
を生じたものとされている。
て事後に詳細な解析評価を行った結果、もともと岩盤内
に存在していた亀裂が浸透水の凍結融解や地震の影響な
どを被り、長年の経年劣化によって一気に成長し破断し
たと判断された例がある。又阪神大震災は、地表近くに
存在する活断層がひずみエネルギの解放により滑り破壊
を生じたものとされている。
【０００４】このように岩盤に関わる事故や災害の多く
は岩盤内の亀裂、割れ目、断層などの不連続な部分の破
壊の問題と考えられており、このような岩盤内の不連続
な部分を力学的に考える場合には、実際の現象把握を通
じて破壊に至るプロセスを解明する必要がある。
は岩盤内の亀裂、割れ目、断層などの不連続な部分の破
壊の問題と考えられており、このような岩盤内の不連続
な部分を力学的に考える場合には、実際の現象把握を通
じて破壊に至るプロセスを解明する必要がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の地震
計、加速度計による計測は、特定した断層の振動変位を
解析するものではなく、岩盤内を伝播する地震動の振動
方向とその大きさを包括的に評価するものであった。従
って従来の計測装置では、地震動の発生に直接的に関連
すると推察される断層の変位挙動、即ち地震動が岩盤内
に蓄積されたひずみエネルギーの解放として断層の滑り
破壊現象を生ずるとする地震メカニズムに関連した断層
の挙動をいち早く適正に検出することはできなかった。
又地震動の伝播に伴って残留変形等の影響を被る断層変
状を特定して評価することも困難であった。
計、加速度計による計測は、特定した断層の振動変位を
解析するものではなく、岩盤内を伝播する地震動の振動
方向とその大きさを包括的に評価するものであった。従
って従来の計測装置では、地震動の発生に直接的に関連
すると推察される断層の変位挙動、即ち地震動が岩盤内
に蓄積されたひずみエネルギーの解放として断層の滑り
破壊現象を生ずるとする地震メカニズムに関連した断層
の挙動をいち早く適正に検出することはできなかった。
又地震動の伝播に伴って残留変形等の影響を被る断層変
状を特定して評価することも困難であった。
【０００６】このように岩盤内に存在する断層等の不連
続面において破壊に至るまでの挙動現象を計測した例は
未だなく、又地震によって発生した急激な断層ずれ変位
についても、それ以前の微少変位を直接的に観測した例
はなかった。これは上述したように従来の地震計、加速
度計が地震動の発生後における岩盤内の伝播現象を把握
して評価するものに過ぎなかったのに加え、岩盤が高い
剛性を持つため破壊前の挙動は非常に微細であり、従来
の岩盤表面に設置するひずみ計等では計測不能であった
ためである。
続面において破壊に至るまでの挙動現象を計測した例は
未だなく、又地震によって発生した急激な断層ずれ変位
についても、それ以前の微少変位を直接的に観測した例
はなかった。これは上述したように従来の地震計、加速
度計が地震動の発生後における岩盤内の伝播現象を把握
して評価するものに過ぎなかったのに加え、岩盤が高い
剛性を持つため破壊前の挙動は非常に微細であり、従来
の岩盤表面に設置するひずみ計等では計測不能であった
ためである。
【０００７】又、地震動に関連した断層の挙動は三次元
的に評価する必要があるが、仮に従来のひずみ計等を用
いて行うとすれば、断層を挟む両岩盤内に計測器設置空
間を多数設け、多点計測を行って相対差評価を行わねば
ならず膨大な実験作業を必要とするという問題があっ
た。
的に評価する必要があるが、仮に従来のひずみ計等を用
いて行うとすれば、断層を挟む両岩盤内に計測器設置空
間を多数設け、多点計測を行って相対差評価を行わねば
ならず膨大な実験作業を必要とするという問題があっ
た。
【０００８】この発明は、上記のような従来の問題点を
鑑みてなされたものであり、岩盤内の断層の三次元的な
振動変位の評価を容易に行うことができると共に、地震
発生前の活断層の微少変動や周辺地震動による断層の変
状を三次元的変位として、高精度かつ効率的に特定計測
し得る断層振動変位計測装置を提供することを目的とし
ている。
鑑みてなされたものであり、岩盤内の断層の三次元的な
振動変位の評価を容易に行うことができると共に、地震
発生前の活断層の微少変動や周辺地震動による断層の変
状を三次元的変位として、高精度かつ効率的に特定計測
し得る断層振動変位計測装置を提供することを目的とし
ている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、この発明の断層振動変位計測装置は、断層面を挟む
一方の孔井に固定する計測部にあって互いに交差する少
なくとも三面の計測面と、断層面を挟む他方の孔井に固
定するセンサ部にあって１ＫＨｚ以上の応答性能を備え
前記計測面に直交する少なくとも三方向の振動変位セン
サと、前記断層面を挟む何れか一方の孔井に固定する加
速度センサと、この加速度センサ又は振動変位センサの
信号レベルをトリガとして入力する制御部を備えること
を特徴とするものである。
め、この発明の断層振動変位計測装置は、断層面を挟む
一方の孔井に固定する計測部にあって互いに交差する少
なくとも三面の計測面と、断層面を挟む他方の孔井に固
定するセンサ部にあって１ＫＨｚ以上の応答性能を備え
前記計測面に直交する少なくとも三方向の振動変位セン
サと、前記断層面を挟む何れか一方の孔井に固定する加
速度センサと、この加速度センサ又は振動変位センサの
信号レベルをトリガとして入力する制御部を備えること
を特徴とするものである。
【００１０】孔井は岩盤内に存在する断層面を横断して
穿孔し、この孔井内に設置する断層振動変位計測装置
は、断層を挟む岩盤内に各々独立して固定設置された計
測部及びセンサ部間の相対的な振動変位と残留変位を三
次元的に計測し、加速度センサによって岩盤内を伝播す
る応力波を併せて計測することで絶対的な振動評価を得
る。
穿孔し、この孔井内に設置する断層振動変位計測装置
は、断層を挟む岩盤内に各々独立して固定設置された計
測部及びセンサ部間の相対的な振動変位と残留変位を三
次元的に計測し、加速度センサによって岩盤内を伝播す
る応力波を併せて計測することで絶対的な振動評価を得
る。
【００１１】なお、計測部及びセンサ部は着脱可能な固
定ガイド部材によって一体として孔井内に挿入し、各々
を伸縮手段により固定した後、固定ガイド部材を抜き取
る。振動変位センサには地震動に追随し得る１ＫＨｚ以
上の応答性能を備える公知のもの、例えば差動トランス
型振動変位センサを用いる。
定ガイド部材によって一体として孔井内に挿入し、各々
を伸縮手段により固定した後、固定ガイド部材を抜き取
る。振動変位センサには地震動に追随し得る１ＫＨｚ以
上の応答性能を備える公知のもの、例えば差動トランス
型振動変位センサを用いる。
【００１２】計測部及びセンサ部は各々の岩盤に固定さ
れるため各岩盤の振動が妨げられることなく伝達され、
これにより両者の相対的な振動変位が計測できる。一方
加速度センサは公知の例えば半導体式のものをセンサ部
側の孔井壁面に圧着して設置し、この側の岩盤内の応力
波を計測するので、当該岩盤の振動を特定することがで
き、相対的振動変位を各岩盤の絶対的な振動評価に変換
することが可能になる。
れるため各岩盤の振動が妨げられることなく伝達され、
これにより両者の相対的な振動変位が計測できる。一方
加速度センサは公知の例えば半導体式のものをセンサ部
側の孔井壁面に圧着して設置し、この側の岩盤内の応力
波を計測するので、当該岩盤の振動を特定することがで
き、相対的振動変位を各岩盤の絶対的な振動評価に変換
することが可能になる。
【００１３】振動変位センサと加速度センサは、各種接
続ラインを介して当該センサの増幅器、ＡＤ変換器、計
測制御とデータ収集を行うＣＰＵ及びメモリと接続して
おり、この制御部に相対的振動変位と加速度センサの信
号を常時入力する。制御部には加速度センサ又は振動変
位センサの検出レベルがトリガとして設定され、トリガ
を高速検出した後の振動変位等を順次メモリに記録す
る。これにより波形の高速計測が可能になる。
続ラインを介して当該センサの増幅器、ＡＤ変換器、計
測制御とデータ収集を行うＣＰＵ及びメモリと接続して
おり、この制御部に相対的振動変位と加速度センサの信
号を常時入力する。制御部には加速度センサ又は振動変
位センサの検出レベルがトリガとして設定され、トリガ
を高速検出した後の振動変位等を順次メモリに記録す
る。これにより波形の高速計測が可能になる。
【００１４】又請求項２記載の断層振動変位計測装置
は、計測部及びセンサ部を収容する筒状部材の円周に少
なくとも２面の孔壁圧着部を備え、前記振動変位センサ
は、孔井半径方向の振動変位を孔軸方向の振動変位に変
換するための測定アームを備えることを特徴とするもの
である。
は、計測部及びセンサ部を収容する筒状部材の円周に少
なくとも２面の孔壁圧着部を備え、前記振動変位センサ
は、孔井半径方向の振動変位を孔軸方向の振動変位に変
換するための測定アームを備えることを特徴とするもの
である。
【００１５】計測部及びセンサ部を孔井内の断層を挟ん
で設置する際には、油圧シリンダーやスプリングなどの
伸縮手段によって固定部材を筒状部材の径方向外方に向
って突出させ、この固定部材の反対面に存する少なくと
も２面の孔壁圧着部を孔壁岩盤面に加圧固定する。孔壁
圧着部を多くすることで地震時にも岩盤に安定的に固定
されるので、岩盤の振動を妨げることなく測定すること
ができる。
で設置する際には、油圧シリンダーやスプリングなどの
伸縮手段によって固定部材を筒状部材の径方向外方に向
って突出させ、この固定部材の反対面に存する少なくと
も２面の孔壁圧着部を孔壁岩盤面に加圧固定する。孔壁
圧着部を多くすることで地震時にも岩盤に安定的に固定
されるので、岩盤の振動を妨げることなく測定すること
ができる。
【００１６】振動変位センサと用いる例えば差動トラン
ス型変位センサの孔井の半径方向に振動する測定子は、
測定アームを有するリンク伝達機構を介して半径方向の
動きを孔軸方向に変換し差動トランス部に伝達する。こ
のため、半径方向の挙動であっても差動トランス部の長
さを限定する必要がなくなるため大きな振幅に対しても
対処可能となる。なお孔軸方向の振動変位センサは、通
常の直接圧着のものでよい。
ス型変位センサの孔井の半径方向に振動する測定子は、
測定アームを有するリンク伝達機構を介して半径方向の
動きを孔軸方向に変換し差動トランス部に伝達する。こ
のため、半径方向の挙動であっても差動トランス部の長
さを限定する必要がなくなるため大きな振幅に対しても
対処可能となる。なお孔軸方向の振動変位センサは、通
常の直接圧着のものでよい。
【００１７】
【発明の実施の形態】次にこの発明の実施の形態を添付
図面に基づき詳細に説明する。図１は岩盤内の断層の振
動変位を計測するための、断層振動変位計測装置の一例
を示すもので、断層振動変位計１は、断層面である破砕
帯２を横断して、岩盤３，４に穿孔形成した孔井５内に
おいて、破砕帯２を挟んだ一方の岩盤３内に固定手段６
によって固定設置された計測部７と、他方の岩盤４内に
同様な固定手段６によって固定設置されたセンサ部８及
び加速度センサ９を有する。このセンサ部８は計測部７
とは分離した部材であるが相互に接触した状態で設置さ
れる。
図面に基づき詳細に説明する。図１は岩盤内の断層の振
動変位を計測するための、断層振動変位計測装置の一例
を示すもので、断層振動変位計１は、断層面である破砕
帯２を横断して、岩盤３，４に穿孔形成した孔井５内に
おいて、破砕帯２を挟んだ一方の岩盤３内に固定手段６
によって固定設置された計測部７と、他方の岩盤４内に
同様な固定手段６によって固定設置されたセンサ部８及
び加速度センサ９を有する。このセンサ部８は計測部７
とは分離した部材であるが相互に接触した状態で設置さ
れる。
【００１８】計測部７は、先端が縮径する第一筒状部材
１０の後端に設けるもので、平坦で互いに直角に交差す
る三面の計測面を有する。一方センサ部８は第一筒状部
材１０に後続する第二筒状部材１１の先端に設けるもの
で、前記計測面に垂直に対向する三軸方向に各々設けら
れた三台の振動変位センサが取付けられている。
１０の後端に設けるもので、平坦で互いに直角に交差す
る三面の計測面を有する。一方センサ部８は第一筒状部
材１０に後続する第二筒状部材１１の先端に設けるもの
で、前記計測面に垂直に対向する三軸方向に各々設けら
れた三台の振動変位センサが取付けられている。
【００１９】これら第一及び第二筒状部材１０，１１は
夫々２箇所の固定手段６によって岩盤３，４に夫々固定
されているが、この固定手段の詳細を図２及び図３に基
づき説明する。図２は図１におけるａ部拡大図、図３は
図２のIII−III断面を示す断面図である。固定手段６
は、第一筒状部材１０の径方向を横断するシリンダ１２
と、筒状部材の外面に設ける２箇所の孔壁圧着部１３，
１３からなる。
夫々２箇所の固定手段６によって岩盤３，４に夫々固定
されているが、この固定手段の詳細を図２及び図３に基
づき説明する。図２は図１におけるａ部拡大図、図３は
図２のIII−III断面を示す断面図である。固定手段６
は、第一筒状部材１０の径方向を横断するシリンダ１２
と、筒状部材の外面に設ける２箇所の孔壁圧着部１３，
１３からなる。
【００２０】シリンダ１２には油圧ライン１２ａに接続
する油圧室１２ｂと、スプリング１２ｃを内設するバネ
室１２ｄとが設けられ、これら油圧とバネの荷重バラン
スで移動する圧着固定ロッド１２ｅを内蔵する。圧着固
定ロッド１２ｅのバネ室１２ｄ側の端部にはロッド頭部
１２ｆが、又油圧室１２ｂ側の端部には突起１２ｇが設
けられている。
する油圧室１２ｂと、スプリング１２ｃを内設するバネ
室１２ｄとが設けられ、これら油圧とバネの荷重バラン
スで移動する圧着固定ロッド１２ｅを内蔵する。圧着固
定ロッド１２ｅのバネ室１２ｄ側の端部にはロッド頭部
１２ｆが、又油圧室１２ｂ側の端部には突起１２ｇが設
けられている。
【００２１】突起１２ｇ側の筒状部材の外周には着脱可
能な外装部材として固定ガイド部材１４が配設される。
固定ガイド部材１４は各筒状部材１０，１１の外周面に
沿って湾曲する薄板で、この板材には突起１２ｇに係止
する係止孔１４ａが設けられている。
能な外装部材として固定ガイド部材１４が配設される。
固定ガイド部材１４は各筒状部材１０，１１の外周面に
沿って湾曲する薄板で、この板材には突起１２ｇに係止
する係止孔１４ａが設けられている。
【００２２】油圧ライン１２ａを介して油圧力を供給す
ると図４に示すように圧着固定ロッド１２ｅは油圧力が
スプリング１２ｃの弾性力を上回るため突起１２ｇが係
止孔１４ａに係止することになる。これにより計測部７
及びセンサ部８を固定ガイド部材１４に固定することが
でき、一体化した断層振動変位計１として孔井５内に挿
入することができる。
ると図４に示すように圧着固定ロッド１２ｅは油圧力が
スプリング１２ｃの弾性力を上回るため突起１２ｇが係
止孔１４ａに係止することになる。これにより計測部７
及びセンサ部８を固定ガイド部材１４に固定することが
でき、一体化した断層振動変位計１として孔井５内に挿
入することができる。
【００２３】この固定ガイド部材１４には後続して図示
しない支持台車が設けられ、その後方には延長して孔口
に至る図示しない延長ロッドが接続している。又支持台
車には孔井壁面を目視するためのボアホールテレビが取
付けられている。断層振動変位計１を固定ガイド部材１
４に一体固定した状態で孔井内に挿入すると共に延長ロ
ッドを順次継ぎ足して孔井内に押込むことにより固定ガ
イド部材１４をスライド移動させる。
しない支持台車が設けられ、その後方には延長して孔口
に至る図示しない延長ロッドが接続している。又支持台
車には孔井壁面を目視するためのボアホールテレビが取
付けられている。断層振動変位計１を固定ガイド部材１
４に一体固定した状態で孔井内に挿入すると共に延長ロ
ッドを順次継ぎ足して孔井内に押込むことにより固定ガ
イド部材１４をスライド移動させる。
【００２４】この時ボアホールテレビを介して孔井の壁
面を目視し、破砕帯２の正確な位置を確認する。その
後、固定ガイド部材１４を所定長さ引き戻して、破砕帯
２を挟んだ位置に計器を配設する。この時孔口の作業ベ
ースから油圧ライン１２ａを介して負荷していた油圧力
を減じ、圧着固定ロッド１２ｅをスプリング１２ｃの反
発力によってスライドさせ、突起１２ｇを引き込む。こ
れにより固定ガイド部材１４の係止状態が解除されるの
で、延長ロッドを介して引き抜くことができる。
面を目視し、破砕帯２の正確な位置を確認する。その
後、固定ガイド部材１４を所定長さ引き戻して、破砕帯
２を挟んだ位置に計器を配設する。この時孔口の作業ベ
ースから油圧ライン１２ａを介して負荷していた油圧力
を減じ、圧着固定ロッド１２ｅをスプリング１２ｃの反
発力によってスライドさせ、突起１２ｇを引き込む。こ
れにより固定ガイド部材１４の係止状態が解除されるの
で、延長ロッドを介して引き抜くことができる。
【００２５】一方圧着固定ロッド１２ｅが移動してロッ
ド頭部１２ｆが孔壁に当接すると、孔壁圧着部１３が孔
壁面を押圧するので３点支持により計器を孔井内に強固
に固定することになる。なお計測終了後には、再度固定
ガイド部材１４等を挿入した後、孔壁面への圧着を解除
して計器を回収する。
ド頭部１２ｆが孔壁に当接すると、孔壁圧着部１３が孔
壁面を押圧するので３点支持により計器を孔井内に強固
に固定することになる。なお計測終了後には、再度固定
ガイド部材１４等を挿入した後、孔壁面への圧着を解除
して計器を回収する。
【００２６】各固定手段６は少なくとも二面以上の孔壁
圧着部１３とロッド頭部１２ｆにより孔壁に強固に圧着
されるので、地震の振動に際しても岩盤に安定的に固定
され、岩盤の振動を妨げることなく計測部７及びセンサ
部８に伝達することができる。
圧着部１３とロッド頭部１２ｆにより孔壁に強固に圧着
されるので、地震の振動に際しても岩盤に安定的に固定
され、岩盤の振動を妨げることなく計測部７及びセンサ
部８に伝達することができる。
【００２７】次に計測部及びセンサ部の詳細を図５に基
づき説明する。図５は図１のｂ部拡大図である。計測部
７の計測面は第一筒状部材１０に直交する孔軸直交面７
ａと、これの後方垂直方向に延長固定した互いに直角に
交差する２枚の孔軸平行面７ｂ，７ｃからなる。これら
の各計測面に垂直に対向して孔軸直交面振動変位センサ
８ａと、孔軸平行面振動変位センサ８ｂ，８ｃが支持基
台８ｄを介して三軸方向に各々取付けられている。
づき説明する。図５は図１のｂ部拡大図である。計測部
７の計測面は第一筒状部材１０に直交する孔軸直交面７
ａと、これの後方垂直方向に延長固定した互いに直角に
交差する２枚の孔軸平行面７ｂ，７ｃからなる。これら
の各計測面に垂直に対向して孔軸直交面振動変位センサ
８ａと、孔軸平行面振動変位センサ８ｂ，８ｃが支持基
台８ｄを介して三軸方向に各々取付けられている。
【００２８】なお、計測部７とセンサ部８との間隙部分
に孔井内の地下水が浸入しないよう、自在に変形する耐
水部材としてのメンブレン１５が取付けられ計測面や振
動変位センサを防護している。
に孔井内の地下水が浸入しないよう、自在に変形する耐
水部材としてのメンブレン１５が取付けられ計測面や振
動変位センサを防護している。
【００２９】ここで各振動変位センサ８ａ，８ｂ，８ｃ
には、地震時の振動等動的な現象に対応し得る１ＫＨｚ
以上の応答性能を備える公知の差動トランス変位センサ
（以下「ＬＶＤＴ変位センサ」と記す。）を用いる。こ
れらは夫々差動トランス部１６と計測面にスプリングを
介して圧着する測定子１７を有し、この測定子１７の移
動により比例的に変化する２次信号を検波して直流信号
として出力することにより計測面の変位を検出するもの
である。
には、地震時の振動等動的な現象に対応し得る１ＫＨｚ
以上の応答性能を備える公知の差動トランス変位センサ
（以下「ＬＶＤＴ変位センサ」と記す。）を用いる。こ
れらは夫々差動トランス部１６と計測面にスプリングを
介して圧着する測定子１７を有し、この測定子１７の移
動により比例的に変化する２次信号を検波して直流信号
として出力することにより計測面の変位を検出するもの
である。
【００３０】又孔軸平行面振動変位センサ８ｂ，８ｃは
図６の拡大断面図にも示すように孔井の半径方向に振動
する測定子１７を有するため、ヒンジ部材により回動可
能に支持される測定アーム１８を介して半径方向の動き
を孔軸方向に動きに変換し、スピンドル１６ａ及びコア
１６ｂにより差動トランス部１６に伝達する。このよう
に半径方向の挙動であっても孔軸方向に設置する差動ト
ランス部１６を用いるので大きな振幅に対しても対処可
能となる。
図６の拡大断面図にも示すように孔井の半径方向に振動
する測定子１７を有するため、ヒンジ部材により回動可
能に支持される測定アーム１８を介して半径方向の動き
を孔軸方向に動きに変換し、スピンドル１６ａ及びコア
１６ｂにより差動トランス部１６に伝達する。このよう
に半径方向の挙動であっても孔軸方向に設置する差動ト
ランス部１６を用いるので大きな振幅に対しても対処可
能となる。
【００３１】このように計測部７及びセンサ部８は各々
の岩盤３，４に独立して固定されるため各岩盤の振動が
妨げられることなく伝達され、これにより両者の相対的
な振動変位が計測可能となる。
の岩盤３，４に独立して固定されるため各岩盤の振動が
妨げられることなく伝達され、これにより両者の相対的
な振動変位が計測可能となる。
【００３２】一方加速度センサ９は公知の例えば半導体
式の振動加速度計等をセンサ部８側の孔井壁面に圧着し
て設置する。加速度センサ９は、各振動変位センサ８
ａ，８ｂ，８ｃの変位計測方向に対応する感度方向を備
え、一方の岩盤内の応力波の加速度を計測するので、当
該岩盤の振動を特定することができ、これと破砕帯２を
挟む両岩盤３，４の相対的振動変位を考慮することで、
各岩盤の絶対的な振動評価を得ることが可能になる。な
お、上記実施形態では加速度センサ９をセンサ部８側の
岩盤４に固定したが、断層面を挟む何れか一方の孔井に
固定すればよい。
式の振動加速度計等をセンサ部８側の孔井壁面に圧着し
て設置する。加速度センサ９は、各振動変位センサ８
ａ，８ｂ，８ｃの変位計測方向に対応する感度方向を備
え、一方の岩盤内の応力波の加速度を計測するので、当
該岩盤の振動を特定することができ、これと破砕帯２を
挟む両岩盤３，４の相対的振動変位を考慮することで、
各岩盤の絶対的な振動評価を得ることが可能になる。な
お、上記実施形態では加速度センサ９をセンサ部８側の
岩盤４に固定したが、断層面を挟む何れか一方の孔井に
固定すればよい。
【００３３】図７に示すように加速度センサ９と各振動
変位センサの差動トランス部１６は、各種接続ライン１
９を介して当該各センサの増幅器２０やＡＤ変換器２
１、更には計測制御とデータ収集を行うＣＰＵ２２ａ及
び各種メモリ２２ｂを備える制御部２２と接続してお
り、この制御部２２に相対的振動変位と加速度センサの
信号を入力する。
変位センサの差動トランス部１６は、各種接続ライン１
９を介して当該各センサの増幅器２０やＡＤ変換器２
１、更には計測制御とデータ収集を行うＣＰＵ２２ａ及
び各種メモリ２２ｂを備える制御部２２と接続してお
り、この制御部２２に相対的振動変位と加速度センサの
信号を入力する。
【００３４】制御部２２には予めＢＣＤコードＳＷ２２
ｃにより基準値として例えば振動変位センサの信号レベ
ルがトリガとして設定され、この基準値より大きい変位
データが入力された場合、ＣＰＵ２２ａは順次メモリ２
２ｂに記録する。記録された変位データはパーソナルコ
ンピュータ２３に出力され、このデータを蓄積すること
により波形の高速計測が可能になる。又、各振動変位セ
ンサ用の増幅器２０をセンサ部８の内側に設置すること
により、孔井内の信号ラインにおける信号ノイズや信号
減衰の影響を排除することができる。
ｃにより基準値として例えば振動変位センサの信号レベ
ルがトリガとして設定され、この基準値より大きい変位
データが入力された場合、ＣＰＵ２２ａは順次メモリ２
２ｂに記録する。記録された変位データはパーソナルコ
ンピュータ２３に出力され、このデータを蓄積すること
により波形の高速計測が可能になる。又、各振動変位セ
ンサ用の増幅器２０をセンサ部８の内側に設置すること
により、孔井内の信号ラインにおける信号ノイズや信号
減衰の影響を排除することができる。
【００３５】以上説明したような断層振動変位計測装置
を用いることにより断層を挟んだ２点間の相対変化を１
／５００ｍｍオーダーで検出する。この計測により断層
がどの方向にどれだけの大きさで微少滑りを生じ、その
滑り変位によってどれだけの微少開きを生じたか評価で
きる。この計測技術を例えば崩壊に至る亀裂に適用すれ
ば、亀裂が成長して破断に至る直前の劣化や応力集中の
過程でどのような微小挙動を呈するかを直接的に計測す
ることが可能となる。又このような破壊に至る現象デー
タを集積し、分析することにより、亀裂の破壊に対する
危険度を評価する予知システムへの発展することもでき
る。
を用いることにより断層を挟んだ２点間の相対変化を１
／５００ｍｍオーダーで検出する。この計測により断層
がどの方向にどれだけの大きさで微少滑りを生じ、その
滑り変位によってどれだけの微少開きを生じたか評価で
きる。この計測技術を例えば崩壊に至る亀裂に適用すれ
ば、亀裂が成長して破断に至る直前の劣化や応力集中の
過程でどのような微小挙動を呈するかを直接的に計測す
ることが可能となる。又このような破壊に至る現象デー
タを集積し、分析することにより、亀裂の破壊に対する
危険度を評価する予知システムへの発展することもでき
る。
【００３６】又地震動によって生ずる断層の微小振動現
象や残留変位挙動を直接的に計測することで、加わった
応力レベルと微小挙動の関係やエネルギの解放と残留変
形の関係を解明することもできる。
象や残留変位挙動を直接的に計測することで、加わった
応力レベルと微小挙動の関係やエネルギの解放と残留変
形の関係を解明することもできる。
【００３７】
【発明の効果】以上説明したように、この発明の振動変
位計測装置は、断層面を挟む一方の孔井に固定する計測
面と、断層面を挟む他方の孔井に固定するセンサ部にあ
って１ＫＨｚ以上の応答性能を備え計測面に直交する少
なくとも三方向の振動変位センサと、前記断層面を挟む
何れか一方の孔井に固定する加速度センサと、この加速
度センサ又は振動変位センサの信号レベルをトリガとし
て入力する制御部を備えるので、断層の微少な振動変位
を的確に三次元評価することができると共に、地震動に
伴う応力波の加速度とそれに関連する断層面の三次元的
な振動変位を考慮することで断層面を挟む各岩盤の絶対
的な振動評価を得ることが可能になる。
位計測装置は、断層面を挟む一方の孔井に固定する計測
面と、断層面を挟む他方の孔井に固定するセンサ部にあ
って１ＫＨｚ以上の応答性能を備え計測面に直交する少
なくとも三方向の振動変位センサと、前記断層面を挟む
何れか一方の孔井に固定する加速度センサと、この加速
度センサ又は振動変位センサの信号レベルをトリガとし
て入力する制御部を備えるので、断層の微少な振動変位
を的確に三次元評価することができると共に、地震動に
伴う応力波の加速度とそれに関連する断層面の三次元的
な振動変位を考慮することで断層面を挟む各岩盤の絶対
的な振動評価を得ることが可能になる。
【００３８】更に、地震の発生に伴う断層ずれ変形によ
る被害防止及び地震発生予知の観点から、振動変位計測
装置を利用することで、地表近傍の活断層あるいは地殻
プレートのトランスフォームに存在する断層を特定して
直接計測するような地震等の監視を高精度かつ効果的に
行うことができる。
る被害防止及び地震発生予知の観点から、振動変位計測
装置を利用することで、地表近傍の活断層あるいは地殻
プレートのトランスフォームに存在する断層を特定して
直接計測するような地震等の監視を高精度かつ効果的に
行うことができる。
【００３９】又請求項２記載の振動変位計測装置は、計
測部及びセンサ部の各々を収容する筒状部材の円周に少
なくとも２面の孔壁圧着部を備え、変位センサとして孔
井半径方向の振動変位を孔軸方向の振動変位に変換する
ための測定アームを備えるので、振動変位計測装置の外
径を小さく押さえることができ、計測に占めるボアホー
ルの穿孔費用の節約にも効果的となる。
測部及びセンサ部の各々を収容する筒状部材の円周に少
なくとも２面の孔壁圧着部を備え、変位センサとして孔
井半径方向の振動変位を孔軸方向の振動変位に変換する
ための測定アームを備えるので、振動変位計測装置の外
径を小さく押さえることができ、計測に占めるボアホー
ルの穿孔費用の節約にも効果的となる。
【図１】断層振動変位計の設置状況を示す断面図であ
る。
る。
【図２】図１のａ部拡大図である。
【図３】図２のIII−III断面を示す断面図である。
【図４】図３における固定ガイド部材係止時の断面図で
ある。
ある。
【図５】図１のｂ部拡大図である。
【図６】孔軸平行面振動変位センサの拡大断面図であ
る。
る。
【図７】断層振動変位計測装置の制御部のブロック図で
ある。
ある。
１ 断層振動変位計 ２ 破砕帯 ３ 岩盤 ４ 岩盤 ５ 孔井 ６ 固定手段 ７ 計測部 ８ センサ部 ９ 加速度センサ ２２ 制御部
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 勇記 埼玉県春日部市大沼３丁目103番地 株 式会社テラ内 審査官 本郷 徹 (56)参考文献 特開 昭60−203723（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−138245（ＪＰ，Ａ) 特開 平９−145849（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−40608（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01V 1/24
Claims (2)
- 【請求項１】 岩盤内に存在する断層面を横断して孔井
を穿孔し、この孔井内に設置して三次元的な振動変位を
計測するための振動変位計測装置であって、前記断層面
を挟む一方の孔井に圧力シリンダーやスプリング等の伸
縮手段によって固定する計測部と、この計測部にあって
互いに交差する少なくとも三面の計測面と、断層面を挟
む他方の孔井に前記伸縮手段によって固定するセンサ部
と、このセンサ部にあって１ＫＨｚ以上の応答性能を備
え前記計測面に直交する少なくとも三方向の振動変位セ
ンサと、前記断層面を挟む何れか一方の孔井に前記伸縮
手段によって固定する加速度センサと、この加速度セン
サ又は振動変位センサの信号レベルをトリガとして入力
する制御部を備えることを特徴とする断層振動変位計測
装置。 - 【請求項２】 前記計測部及び前記センサ部は、各々を
収容する筒状部材の円周に少なくとも２面の孔壁圧着部
を備え、前記振動変位センサは、孔井半径方向の振動変
位を孔軸方向の振動変位に変換するための測定アームを
備えることを特徴とする請求項１記載の断層振動変位計
測装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11780698A JP3263737B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 断層振動変位計測装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11780698A JP3263737B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 断層振動変位計測装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11295436A JPH11295436A (ja) | 1999-10-29 |
| JP3263737B2 true JP3263737B2 (ja) | 2002-03-11 |
Family
ID=14720744
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11780698A Expired - Lifetime JP3263737B2 (ja) | 1998-04-13 | 1998-04-13 | 断層振動変位計測装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3263737B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101723942B1 (ko) * | 2015-12-23 | 2017-04-06 | 한국지질자원연구원 | 암반의 초기응력 측정을 위한 원격 고정장치를 갖는 측정 프로브 |
| KR102023192B1 (ko) * | 2018-05-24 | 2019-11-04 | 이현주 | 지진감지모듈을 포함한 지진예보시스템 및 지진예보방법 |
| CN113009574B (zh) * | 2021-03-01 | 2022-01-04 | 应急管理部国家自然灾害防治研究院 | 一种评估活动断层地震危险性的方法 |
-
1998
- 1998-04-13 JP JP11780698A patent/JP3263737B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11295436A (ja) | 1999-10-29 |
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