JP3300888B2 - 地盤変位測定装置 - Google Patents
地盤変位測定装置Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば斜面やト
ンネルの掘削あるいは立坑の開削現場等における地盤の
変位を測定する地盤変位測定装置に関する。
ンネルの掘削あるいは立坑の開削現場等における地盤の
変位を測定する地盤変位測定装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】図１０〜１２に従来の地盤変位測定装置
を組み込んだ地盤変位観測システムを示す。この従来の
地盤変位観測システムは、地盤Ｇに垂直に掘削したボー
リング孔１に、カップリング２を介し連結した状態で挿
入しておく複数のケーシングパイプ３…、挿入ロッド
４、この挿入ロッド４の下端部に取り付けられ、上下２
つのケーシングパイプ３，３の連結距離を計測する計測
用ゾンデ５、この計測用ゾンデ５に接続されているケー
ブル６を巻き取るケーブルドラム７、計測用ゾンデ５と
は別体に形成され、ボーリング孔１の傾斜角度を測定す
る計測用ゾンデ８からなる地盤変位測定装置に、指示計
９を加えた構成になっている。
を組み込んだ地盤変位観測システムを示す。この従来の
地盤変位観測システムは、地盤Ｇに垂直に掘削したボー
リング孔１に、カップリング２を介し連結した状態で挿
入しておく複数のケーシングパイプ３…、挿入ロッド
４、この挿入ロッド４の下端部に取り付けられ、上下２
つのケーシングパイプ３，３の連結距離を計測する計測
用ゾンデ５、この計測用ゾンデ５に接続されているケー
ブル６を巻き取るケーブルドラム７、計測用ゾンデ５と
は別体に形成され、ボーリング孔１の傾斜角度を測定す
る計測用ゾンデ８からなる地盤変位測定装置に、指示計
９を加えた構成になっている。
【０００３】カップリング２は、地盤Ｇの変位に従っ
て、上下２つのケーシングパイプ３，３の間隔及びそれ
らの相対的な傾斜角度を変化させられるようにして連結
するとともに、計測の基準となる十字形に開口したメジ
ャーリングマーク２ａ…が内周面側に突設されているも
のである。
て、上下２つのケーシングパイプ３，３の間隔及びそれ
らの相対的な傾斜角度を変化させられるようにして連結
するとともに、計測の基準となる十字形に開口したメジ
ャーリングマーク２ａ…が内周面側に突設されているも
のである。
【０００４】計測用ゾンデ５は、細長い円柱形本体５ａ
の上下端部に、上記メジャーリングマーク２ａの開口と
同じ平面十字形のゾンデヘッド５ｂ，５ｂが形成されて
おり、該本体５ａ内には下端部側のゾンデヘッド５ｂに
連結された作動トランス１０を収納している。すなわ
ち、計測用ゾンデ５を所要角度回転させることにより、
ゾンデヘッド５ｂ，５ｂをメジャーリングマーク２ａに
当接させ、また、メジャーリングマーク２ａの開口を挿
通させることができる。
の上下端部に、上記メジャーリングマーク２ａの開口と
同じ平面十字形のゾンデヘッド５ｂ，５ｂが形成されて
おり、該本体５ａ内には下端部側のゾンデヘッド５ｂに
連結された作動トランス１０を収納している。すなわ
ち、計測用ゾンデ５を所要角度回転させることにより、
ゾンデヘッド５ｂ，５ｂをメジャーリングマーク２ａに
当接させ、また、メジャーリングマーク２ａの開口を挿
通させることができる。
【０００５】計測用ゾンデ８は、細長い円柱形本体８ａ
内に２軸傾斜計１１を収納し、また、円柱形本体８ａの
側部にケーシングパイプ３の内周壁面に形成されている
ガイド溝内を走行する走行用ローラ１２，１２が配設さ
れている。
内に２軸傾斜計１１を収納し、また、円柱形本体８ａの
側部にケーシングパイプ３の内周壁面に形成されている
ガイド溝内を走行する走行用ローラ１２，１２が配設さ
れている。
【０００６】計測用ゾンデ５をケーシングパイプ３内に
挿入した後、ゾンデヘッド５ｂ，５ｂをメジャーリング
マーク２ａ，２ａに当接させて、ゾンデヘッド５ｂの変
化を作動トランス１０により検出し、これにより上下２
本のケーシングパイプ３，３の間隔を測定する。このよ
うな測定を、孔口側から孔底側にあるいは孔底側から孔
口側に順次移動させながら行う。
挿入した後、ゾンデヘッド５ｂ，５ｂをメジャーリング
マーク２ａ，２ａに当接させて、ゾンデヘッド５ｂの変
化を作動トランス１０により検出し、これにより上下２
本のケーシングパイプ３，３の間隔を測定する。このよ
うな測定を、孔口側から孔底側にあるいは孔底側から孔
口側に順次移動させながら行う。
【０００７】各ケーシングパイプ３の傾斜角度は、上記
計測用ゾンデ５をケーシングパイプ３から引き上げ、こ
れの代わりに、計測用ゾンデ８をケーシングパイプ３に
挿入し、各ケーシングパイプ３毎に測定している。そし
て、上下のケーシングパイプ３，３の連結距離と、各ケ
ーシングパイプ３の傾斜角度から地盤Ｇの変位を算出す
る。
計測用ゾンデ５をケーシングパイプ３から引き上げ、こ
れの代わりに、計測用ゾンデ８をケーシングパイプ３に
挿入し、各ケーシングパイプ３毎に測定している。そし
て、上下のケーシングパイプ３，３の連結距離と、各ケ
ーシングパイプ３の傾斜角度から地盤Ｇの変位を算出す
る。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記２
軸傾斜計１１を単独で使用した傾斜角度の測定では、ボ
ーリング孔１を地盤Ｇに垂直にして掘削しなければなら
ず、傾斜して掘削したボーリング孔の計測ができないと
いう欠点がある。しかも、斜面を掘削した場合等のよう
に地盤Ｇが斜めに変位する場合には、その変位の水平成
分だけを測定することになって、正確に測定することも
できない。
軸傾斜計１１を単独で使用した傾斜角度の測定では、ボ
ーリング孔１を地盤Ｇに垂直にして掘削しなければなら
ず、傾斜して掘削したボーリング孔の計測ができないと
いう欠点がある。しかも、斜面を掘削した場合等のよう
に地盤Ｇが斜めに変位する場合には、その変位の水平成
分だけを測定することになって、正確に測定することも
できない。
【０００９】さらに、上記従来の装置では、ケーシング
パイプ３，３の連結距離の測定と、各ケーシングパイプ
３の傾斜角度の測定とを、２つの計測ゾンデ５，８を用
いて別々に行う必要があるので、それらの計測に長時間
を要するとともに作業が煩雑である。
パイプ３，３の連結距離の測定と、各ケーシングパイプ
３の傾斜角度の測定とを、２つの計測ゾンデ５，８を用
いて別々に行う必要があるので、それらの計測に長時間
を要するとともに作業が煩雑である。
【００１０】そこで本発明は、ボーリング孔の掘削角度
にかかわらず地盤の変位を精度良く測定することができ
るとともに、その測定を容易に短時間で行うことができ
る地盤変位測定装置を提供しようとするものである。
にかかわらず地盤の変位を精度良く測定することができ
るとともに、その測定を容易に短時間で行うことができ
る地盤変位測定装置を提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の地盤変位測定装
置の構成は次の通りである。 地盤Ｇに掘削したボーリング孔１３に内挿するガイ
ドパイプＡが、所定長からなる複数本の連結管１６…
を、これらの対向端面１６ｂ，１６ｂ間に所定の間隙Ｓ
を保持して連結してなる。
置の構成は次の通りである。 地盤Ｇに掘削したボーリング孔１３に内挿するガイ
ドパイプＡが、所定長からなる複数本の連結管１６…
を、これらの対向端面１６ｂ，１６ｂ間に所定の間隙Ｓ
を保持して連結してなる。
【００１２】 ガイドパイプＡ内を昇降し、かつ、連
結管１６の内周壁に対向する撮影用窓２２が側壁に形成
されたプローブＢ内に、撮影用窓２２に対向して配置し
た円錐形ミラー２６及び傾斜測定用板２７をプローブＢ
の傾斜に従って傾動する傾動軸２５に固定してなる測定
部Ｃと、ＣＣＤカメラ２４等の撮影手段とを収容してい
る。 ＣＣＤカメラ２４が、傾斜測定用板２７と円錐形ミ
ラー２６に写る上記間隙Ｓを同時に撮影するように配置
されている。
結管１６の内周壁に対向する撮影用窓２２が側壁に形成
されたプローブＢ内に、撮影用窓２２に対向して配置し
た円錐形ミラー２６及び傾斜測定用板２７をプローブＢ
の傾斜に従って傾動する傾動軸２５に固定してなる測定
部Ｃと、ＣＣＤカメラ２４等の撮影手段とを収容してい
る。 ＣＣＤカメラ２４が、傾斜測定用板２７と円錐形ミ
ラー２６に写る上記間隙Ｓを同時に撮影するように配置
されている。
【００１３】連結管１６の内壁にプローブガイド溝１６
ａを形成するとともに、プローブＢに、プローブガイド
溝１６ａにガイドされるガイドローラ１９ａ，２０ａを
設けるようにすれば、ガイドパイプＡ内でのプローブＢ
を回転させないようにして、これを昇降させることがで
きる。
ａを形成するとともに、プローブＢに、プローブガイド
溝１６ａにガイドされるガイドローラ１９ａ，２０ａを
設けるようにすれば、ガイドパイプＡ内でのプローブＢ
を回転させないようにして、これを昇降させることがで
きる。
【００１４】プローブＢとしては、上側プローブケース
１９と下側プローブケース２０とをユニバーサルジョイ
ント２１により連結してなり、それら２つのプローブケ
ース１９，２０のうちの一方に測定部Ｃの傾動軸２５を
固定するとともに、他方に撮影手段である上記ＣＣＤカ
メラ２４を収容した構成が好適である。
１９と下側プローブケース２０とをユニバーサルジョイ
ント２１により連結してなり、それら２つのプローブケ
ース１９，２０のうちの一方に測定部Ｃの傾動軸２５を
固定するとともに、他方に撮影手段である上記ＣＣＤカ
メラ２４を収容した構成が好適である。
【００１５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図面
を参照して説明する。図１は地盤変位観測システムを示
しており、これは、地盤Ｇに掘削したボーリング孔１３
に挿入しておくガイドパイプＡ、及びこのガイドパイプ
Ａ内に挿入するプローブＢからなる本発明地盤変位測定
装置に、地上制御部１４とコンピュータ１５とを加えた
構成のものである。
を参照して説明する。図１は地盤変位観測システムを示
しており、これは、地盤Ｇに掘削したボーリング孔１３
に挿入しておくガイドパイプＡ、及びこのガイドパイプ
Ａ内に挿入するプローブＢからなる本発明地盤変位測定
装置に、地上制御部１４とコンピュータ１５とを加えた
構成のものである。
【００１６】ガイドパイプＡは複数の連結管１６…を上
下に連結してなるものである。各連結管１６は、たとえ
ば外径８６mm、全長１０００mmからなるものであり、こ
れの内周面には４本のプローブガイド溝１６ａ…が９０
°間隔で形成されている（図２）。
下に連結してなるものである。各連結管１６は、たとえ
ば外径８６mm、全長１０００mmからなるものであり、こ
れの内周面には４本のプローブガイド溝１６ａ…が９０
°間隔で形成されている（図２）。
【００１７】連結管１６，１６は、これらの対向端面１
６ｂ，１６ｂ間にたとえば１０mm程度の間隙Ｓを保持
し、かつ、上側の連結管１６の下端部と、下側の連結管
１６の上端部の所要範囲をたとえばゴム板１７等によっ
て囲繞するとともに、該ゴム板１７等をたとえばリベッ
ト１８等によって連結管１６，１６に止着している。こ
のようにして、各連結管１６が、上下に連結されている
他の連結管１６に束縛されることなく、ボーリング孔１
３の変位に従って傾斜できるようにしている（図３）。
６ｂ，１６ｂ間にたとえば１０mm程度の間隙Ｓを保持
し、かつ、上側の連結管１６の下端部と、下側の連結管
１６の上端部の所要範囲をたとえばゴム板１７等によっ
て囲繞するとともに、該ゴム板１７等をたとえばリベッ
ト１８等によって連結管１６，１６に止着している。こ
のようにして、各連結管１６が、上下に連結されている
他の連結管１６に束縛されることなく、ボーリング孔１
３の変位に従って傾斜できるようにしている（図３）。
【００１８】なお、上下の連結管１６，１６どうしの連
結は、ゴム板１７等をリベット止めした上記構造に限る
ものではなく、上下に連結されている他の連結管１６に
束縛されることなく、ボーリング孔１３の変位に従って
傾斜できるようになっていれば他の構造でもよい。
結は、ゴム板１７等をリベット止めした上記構造に限る
ものではなく、上下に連結されている他の連結管１６に
束縛されることなく、ボーリング孔１３の変位に従って
傾斜できるようになっていれば他の構造でもよい。
【００１９】プローブＢは、上側プローブケース１９と
下側プローブケース２０とをユニーバーサルジョイント
２１で連結したものである（図１）。上側プローブケー
ス１９は外径４２mm，全長約１０００mmからなる円筒形
のものであり、連結管１６に遊挿できるようにしてい
る。
下側プローブケース２０とをユニーバーサルジョイント
２１で連結したものである（図１）。上側プローブケー
ス１９は外径４２mm，全長約１０００mmからなる円筒形
のものであり、連結管１６に遊挿できるようにしてい
る。
【００２０】上側プローブケース１９の下端部寄りの周
壁には透明な撮影用窓２２が円環形に形成されている。
また、周壁の上端部と下端部には、連結管１６のプロー
ブガイド溝１６ａ…内を走行するガイドローラ１９ａ…
が配設されており、これにより、ガイドパイプＡ内でプ
ローブＢを回転させることなく昇降できるようにしてい
る。
壁には透明な撮影用窓２２が円環形に形成されている。
また、周壁の上端部と下端部には、連結管１６のプロー
ブガイド溝１６ａ…内を走行するガイドローラ１９ａ…
が配設されており、これにより、ガイドパイプＡ内でプ
ローブＢを回転させることなく昇降できるようにしてい
る。
【００２１】上側プローブケース１９の内部には、ノイ
ズ除去回路２３、撮影手段であるＣＣＤカメラ２４及び
測定部Ｃが、上端部から下端部に向けて順に配置収納さ
れている（図４）。
ズ除去回路２３、撮影手段であるＣＣＤカメラ２４及び
測定部Ｃが、上端部から下端部に向けて順に配置収納さ
れている（図４）。
【００２２】ＣＣＤカメラ２４は、カメラ本体２４ａ
と、これの下端部に配設したレンズ部２４ｂとからな
り、そのレンズ部２４ｂの光軸を、上側プローブケース
１９の中心軸Ｏに一致させている。
と、これの下端部に配設したレンズ部２４ｂとからな
り、そのレンズ部２４ｂの光軸を、上側プローブケース
１９の中心軸Ｏに一致させている。
【００２３】測定部Ｃは、所定長さＬにした傾動軸２５
と、これの上端部に固定した円錐形ミラー２６及び傾斜
測定用板２７とからなるものである。
と、これの上端部に固定した円錐形ミラー２６及び傾斜
測定用板２７とからなるものである。
【００２４】傾動軸２５は、これの下端部を下側プロー
ブケース２０の側壁上端部に固定するとともに、上半部
をユニバーサルジョイント２１を介して上側プローブケ
ース１９内に突出させている。これにより、傾動軸２５
は、上側プローブケース１９に対する下側プローブケー
ス２０の相対的な傾斜に従って、上側プローブケース１
９内で傾倒する。換言すると、傾動軸２５は下側プロー
ブケース２０の傾斜角度に比例して、かつ、その傾斜方
向に向けて傾倒する。
ブケース２０の側壁上端部に固定するとともに、上半部
をユニバーサルジョイント２１を介して上側プローブケ
ース１９内に突出させている。これにより、傾動軸２５
は、上側プローブケース１９に対する下側プローブケー
ス２０の相対的な傾斜に従って、上側プローブケース１
９内で傾倒する。換言すると、傾動軸２５は下側プロー
ブケース２０の傾斜角度に比例して、かつ、その傾斜方
向に向けて傾倒する。
【００２５】円錐形ミラー２６は、傾動軸２５が下側プ
ローブケース２０とともに傾斜した場合にも、常に上側
プローブケース１９の撮影用窓２２からガイドパイプＡ
の内周面を撮影できるようにして、撮影用窓２２に対向
して配置されている。
ローブケース２０とともに傾斜した場合にも、常に上側
プローブケース１９の撮影用窓２２からガイドパイプＡ
の内周面を撮影できるようにして、撮影用窓２２に対向
して配置されている。
【００２６】傾斜測定用板２７は平面正方形のものであ
り、これが下側プローブケース２０の傾きに比例して移
動する距離と方向を測定し、その測定値に基づいて、下
側プローブケース２０を配置した連結管１６の傾斜角度
とその方向を算出するようにしている。具体的には、図
５に示すように、上側プローブケース１９と下側プロー
ブケース２０とが相対的に傾斜していないときの、傾斜
測定用板２７の重心２７ａが位置する初期位置（ア）の
ＸＹ座標を求める。また、上側プローブケース１９と下
側プローブケース２０とが相対的に傾斜したときの、傾
斜測定用板２７の重心２７ａが位置する移動位置（イ）
のＸＹ座標を求める。それら２つの座標から、初期位置
（ア）から移動位置（イ）までの移動距離Ｐとその方向
を求めることができる。
り、これが下側プローブケース２０の傾きに比例して移
動する距離と方向を測定し、その測定値に基づいて、下
側プローブケース２０を配置した連結管１６の傾斜角度
とその方向を算出するようにしている。具体的には、図
５に示すように、上側プローブケース１９と下側プロー
ブケース２０とが相対的に傾斜していないときの、傾斜
測定用板２７の重心２７ａが位置する初期位置（ア）の
ＸＹ座標を求める。また、上側プローブケース１９と下
側プローブケース２０とが相対的に傾斜したときの、傾
斜測定用板２７の重心２７ａが位置する移動位置（イ）
のＸＹ座標を求める。それら２つの座標から、初期位置
（ア）から移動位置（イ）までの移動距離Ｐとその方向
を求めることができる。
【００２７】下側プローブケース２０は、上記上側プロ
ーブケース１９と同形同大のものであり、この中に、上
側プローブケース１９内に収納したＣＣＤカメラ２４等
の制御を行う制御ボード２８を収納している（図６）。
また、周壁の上端部と下端部には、連結管１６のプロー
ブガイド溝１６ａ…内を走行するガイドローラ２０ａ…
が配設されている。制御ボード２８には、ＣＣＤカメラ
２４から出力されたビデオ信号を安定させるビデオシグ
ナル変調回路３０、電源ユニット３１が搭載されてい
る。
ーブケース１９と同形同大のものであり、この中に、上
側プローブケース１９内に収納したＣＣＤカメラ２４等
の制御を行う制御ボード２８を収納している（図６）。
また、周壁の上端部と下端部には、連結管１６のプロー
ブガイド溝１６ａ…内を走行するガイドローラ２０ａ…
が配設されている。制御ボード２８には、ＣＣＤカメラ
２４から出力されたビデオ信号を安定させるビデオシグ
ナル変調回路３０、電源ユニット３１が搭載されてい
る。
【００２８】上記の上側プローブケース１９には、たと
えば全長２００ｍのケーブル３２を介して上記地上制御
部１４が接続されている。地上制御部１４は、下側プロ
ーブケース２０から出力されたビデオ信号を復調するビ
デオシグナル復調回路３３、電源ユニット３４、プロー
ブＢの深度を表示する深度表示器３５及びこの地上制御
部１４の制御中枢となるＣＰＵ３６からなる。
えば全長２００ｍのケーブル３２を介して上記地上制御
部１４が接続されている。地上制御部１４は、下側プロ
ーブケース２０から出力されたビデオ信号を復調するビ
デオシグナル復調回路３３、電源ユニット３４、プロー
ブＢの深度を表示する深度表示器３５及びこの地上制御
部１４の制御中枢となるＣＰＵ３６からなる。
【００２９】上記コンピュータ１５は、次の各手段を有
している。 ＣＣＤカメラ２４により撮影した間隙Ｓの画像に基
づき、地盤Ｇの変位を測定する変位測定点Ｏ′，Ｏ′間
の距離を算出する距離算出手段（図７）。すなわち、Ｃ
ＣＤカメラ２４から送信された２つの連結管１６，１６
の対向端面１６ｂ，１６ｂ間の間隙Ｓの画像に基づい
て、下側の連結管１６の中心軸Ｏと上側の連結管１６の
中心軸Ｏの交点、すなわち変位測定点Ｏ′から、両対向
端面１６ｂ，１６ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ２を算出し、こ
れに連結管１６の全長を加算することにより、変位測定
点Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出する機能である。すなわ
ち、図７における変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離は、３
つの連結管１６…のうちの中央の連結管１６の上側の対
向端面１６ｂから、上側の変位測定点Ｏ′までの距離Ｌ
２と、中央の連結管１６の下側の対向端面１６ｂから下
側の変位測定点Ｏ′までの距離Ｌ１と、中央の連結管１
６の全長とを加算した値となる。
している。 ＣＣＤカメラ２４により撮影した間隙Ｓの画像に基
づき、地盤Ｇの変位を測定する変位測定点Ｏ′，Ｏ′間
の距離を算出する距離算出手段（図７）。すなわち、Ｃ
ＣＤカメラ２４から送信された２つの連結管１６，１６
の対向端面１６ｂ，１６ｂ間の間隙Ｓの画像に基づい
て、下側の連結管１６の中心軸Ｏと上側の連結管１６の
中心軸Ｏの交点、すなわち変位測定点Ｏ′から、両対向
端面１６ｂ，１６ｂまでの距離Ｌ１，Ｌ２を算出し、こ
れに連結管１６の全長を加算することにより、変位測定
点Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出する機能である。すなわ
ち、図７における変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離は、３
つの連結管１６…のうちの中央の連結管１６の上側の対
向端面１６ｂから、上側の変位測定点Ｏ′までの距離Ｌ
２と、中央の連結管１６の下側の対向端面１６ｂから下
側の変位測定点Ｏ′までの距離Ｌ１と、中央の連結管１
６の全長とを加算した値となる。
【００３０】ＣＣＤカメラ２４により撮影した上記の間
隙Ｓの具体例を展開して示すと、図８に示すようにな
る。なお、図８では（ウ），（エ）が予め設定した基準
位置、（オ）は基準位置から１８０°の中間位置であ
る。
隙Ｓの具体例を展開して示すと、図８に示すようにな
る。なお、図８では（ウ），（エ）が予め設定した基準
位置、（オ）は基準位置から１８０°の中間位置であ
る。
【００３１】図８に示す例では、基準位置（ウ），
（エ）における対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙と中間位
置（オ）における対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙とが異
なる寸法になっているので、上側の連結管１６と下側の
連結管１６とが相対的に傾斜している。
（エ）における対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙と中間位
置（オ）における対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙とが異
なる寸法になっているので、上側の連結管１６と下側の
連結管１６とが相対的に傾斜している。
【００３２】この状態で、上側の連結管１６，下側の連
結管１６が相対的に変位すると、すなわち地盤Ｇが変位
すると、この変位に比例して図８に示す間隙Ｓの寸法が
増減変化する。従って、上下の連結管１６，１６の対向
端面１６ｂ，１６ｂ間の間隙Ｓを撮影し、その撮影した
間隙Ｓの画像を解析することにより、両対向端面１６
ｂ，１６ｂから、下側の連結管１６の中心軸Ｏと上側の
連結管１６の中心軸Ｏの交点、すなわち変位測定点Ｏ′
までの距離Ｌ１，Ｌ２を算出することができ、これに連
結管１６の全長を加算することにより上記のようにして
変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を求めることができる。
結管１６が相対的に変位すると、すなわち地盤Ｇが変位
すると、この変位に比例して図８に示す間隙Ｓの寸法が
増減変化する。従って、上下の連結管１６，１６の対向
端面１６ｂ，１６ｂ間の間隙Ｓを撮影し、その撮影した
間隙Ｓの画像を解析することにより、両対向端面１６
ｂ，１６ｂから、下側の連結管１６の中心軸Ｏと上側の
連結管１６の中心軸Ｏの交点、すなわち変位測定点Ｏ′
までの距離Ｌ１，Ｌ２を算出することができ、これに連
結管１６の全長を加算することにより上記のようにして
変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を求めることができる。
【００３３】 傾動軸２５の傾斜に従って移動する、
ＣＣＤカメラ２４で撮影した上記傾斜測定用板２７の２
つの画像に基づいて、下側プローブケース２０の傾斜角
度とその方向、すなわち、連結管１６の傾斜角度とその
方向を算出する傾斜角度算出手段。
ＣＣＤカメラ２４で撮影した上記傾斜測定用板２７の２
つの画像に基づいて、下側プローブケース２０の傾斜角
度とその方向、すなわち、連結管１６の傾斜角度とその
方向を算出する傾斜角度算出手段。
【００３４】傾斜角度の算出原理は、上記初期位置
（ア）と移動位置（イ）に位置したときの傾斜測定用板
２７の画像を解析して、その重心２７ａの座標を算出す
る。それらの座標の値から初期位置（ア）から移動位置
（イ）までの移動距離Δｘ，Δｙを算出し、それらを次
式(1) ，(2) に代入することにより傾斜角度θｘ，θｙ
を求める。なお、傾動軸２５の全長をＬとする。 θｘ＝ｔａｎ−１（Δｘ／Ｌ） (1) θｙ＝ｔａｎ−１（Δｙ／Ｌ） (2) これにより、上側，下側プローブケース１９，２０の相
対的な傾斜角度を求めることができる。
（ア）と移動位置（イ）に位置したときの傾斜測定用板
２７の画像を解析して、その重心２７ａの座標を算出す
る。それらの座標の値から初期位置（ア）から移動位置
（イ）までの移動距離Δｘ，Δｙを算出し、それらを次
式(1) ，(2) に代入することにより傾斜角度θｘ，θｙ
を求める。なお、傾動軸２５の全長をＬとする。 θｘ＝ｔａｎ−１（Δｘ／Ｌ） (1) θｙ＝ｔａｎ−１（Δｙ／Ｌ） (2) これにより、上側，下側プローブケース１９，２０の相
対的な傾斜角度を求めることができる。
【００３５】 変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離と上記
傾斜角度に基づき、各変位測定点Ｏ′の座標を算出する
座標算出手段。すなわち、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距
離と上記傾斜角度とから、公知の三角関数により各変位
測定点Ｏ′の座標を算出している。
傾斜角度に基づき、各変位測定点Ｏ′の座標を算出する
座標算出手段。すなわち、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距
離と上記傾斜角度とから、公知の三角関数により各変位
測定点Ｏ′の座標を算出している。
【００３６】 地盤Ｇの変位前の初期位置の各変位測
定点Ｏ′の座標、及びその後の複数回測定した各変位測
定点Ｏ′の座標に基づき、それら各変位測定点Ｏ′の変
位量を算出する変位量算出手段。ここでいう変位量は、
変位方向と、その方向への変位距離を含んでいる。
定点Ｏ′の座標、及びその後の複数回測定した各変位測
定点Ｏ′の座標に基づき、それら各変位測定点Ｏ′の変
位量を算出する変位量算出手段。ここでいう変位量は、
変位方向と、その方向への変位距離を含んでいる。
【００３７】また、コンピュータ１５のディスプレイ１
５ａには、ビデオキャプチャーカード３７を介して転送
されたガイドパイプＡの画像が３次元表示されるととも
に、算出した各変位測定点Ｏ′の座標等も適宜表示され
るようになっている。
５ａには、ビデオキャプチャーカード３７を介して転送
されたガイドパイプＡの画像が３次元表示されるととも
に、算出した各変位測定点Ｏ′の座標等も適宜表示され
るようになっている。
【００３８】次に、地盤Ｇの変位を測定する作業につい
て説明する。まず、地盤Ｇが変位する前の初期状態、た
とえば掘削作業を行う前の各連結管１６…の傾斜角度
と、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を測定する。ボーリ
ング孔１３を必要な傾斜角度で掘削して、この中にｎ個
の連結管１６…を連結してなるガイドパイプＡを内挿
し、また、ボーリング孔１３の孔口の座標を予め取得す
る。なお、ｎ個の連結管１６…は、孔口側から１，２，
…ｎ番目の連結管として説明する。
て説明する。まず、地盤Ｇが変位する前の初期状態、た
とえば掘削作業を行う前の各連結管１６…の傾斜角度
と、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を測定する。ボーリ
ング孔１３を必要な傾斜角度で掘削して、この中にｎ個
の連結管１６…を連結してなるガイドパイプＡを内挿
し、また、ボーリング孔１３の孔口の座標を予め取得す
る。なお、ｎ個の連結管１６…は、孔口側から１，２，
…ｎ番目の連結管として説明する。
【００３９】プローブＢをボーリング孔１３内に挿入し
て下降させ、１番目の連結管１６と２番目の連結管１６
の傾斜角度を測定するとともに、それら１番目と２番目
の連結管の対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影す
る。
て下降させ、１番目の連結管１６と２番目の連結管１６
の傾斜角度を測定するとともに、それら１番目と２番目
の連結管の対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影す
る。
【００４０】次に、１番目と２番目の連結管１６，１６
の場合と同様にして、２番目の連結管と３番目の連結管
１６，１６の傾斜角度を測定するとともに、それら２番
目と３番目の連結管１６，１６の対向端面１６ｂ，１６
ｂ間の間隙Ｓを撮影する。
の場合と同様にして、２番目の連結管と３番目の連結管
１６，１６の傾斜角度を測定するとともに、それら２番
目と３番目の連結管１６，１６の対向端面１６ｂ，１６
ｂ間の間隙Ｓを撮影する。
【００４１】同様にして、３番目と４番目の連結管１
６，１６、ｎ−１番目，ｎ番目の連結管１６，１６の順
で、各連結管１６の傾斜角度と、連結管１６，１６間の
対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影する。次に、ｎ
番目とｎ−１番目の連結管１６，１６、ｎ−２番目とｎ
−１番目の連結管１６，１６の順で、すなわち上記とは
逆の順で、各連結管１６の傾斜角度と、連結管１６，１
６の対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影する。この
ように、往復２回の測定を行うことにより、必要に応じ
て各変位測定点での測定誤差を補正できるようにしてい
る。
６，１６、ｎ−１番目，ｎ番目の連結管１６，１６の順
で、各連結管１６の傾斜角度と、連結管１６，１６間の
対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影する。次に、ｎ
番目とｎ−１番目の連結管１６，１６、ｎ−２番目とｎ
−１番目の連結管１６，１６の順で、すなわち上記とは
逆の順で、各連結管１６の傾斜角度と、連結管１６，１
６の対向端面１６ｂ，１６ｂの間隙Ｓを撮影する。この
ように、往復２回の測定を行うことにより、必要に応じ
て各変位測定点での測定誤差を補正できるようにしてい
る。
【００４２】これら画像データは、これらを重畳した状
態で地上制御部１４に転送され、該地上制御部１４にお
いて復調，分離される。そして、各連結管１６の傾斜角
度、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出するととも
に、各変位測定点Ｏ′の座標を求める。次に、掘削作業
等を行った後、上記と同じ測定作業を必要に応じて適宜
繰り返し行って、各連結管１６の傾斜角度、変位測定点
Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出するとともに、各変位測定点
Ｏ′の座標を求める。そして、各測定毎の変位測定点
Ｏ′の座標を比較することにより、地盤Ｇの変位量を求
めることができる。
態で地上制御部１４に転送され、該地上制御部１４にお
いて復調，分離される。そして、各連結管１６の傾斜角
度、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出するととも
に、各変位測定点Ｏ′の座標を求める。次に、掘削作業
等を行った後、上記と同じ測定作業を必要に応じて適宜
繰り返し行って、各連結管１６の傾斜角度、変位測定点
Ｏ′，Ｏ′間の距離を算出するとともに、各変位測定点
Ｏ′の座標を求める。そして、各測定毎の変位測定点
Ｏ′の座標を比較することにより、地盤Ｇの変位量を求
めることができる。
【００４３】コンピュータ１５のディスプレイ１５ａ上
には、それらのデータに基づく変位前後にわたる地盤Ｇ
の３次元画像が表示され、この画像から変位量を視覚的
に把握することができるようになる。また、算出された
各連結管１６の傾斜角度、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距
離、各変位測定点Ｏ′の座標、各変位測定点Ｏ′の変位
量等もディスプレイ１５ａ上に表示させられるようにし
ている。
には、それらのデータに基づく変位前後にわたる地盤Ｇ
の３次元画像が表示され、この画像から変位量を視覚的
に把握することができるようになる。また、算出された
各連結管１６の傾斜角度、変位測定点Ｏ′，Ｏ′間の距
離、各変位測定点Ｏ′の座標、各変位測定点Ｏ′の変位
量等もディスプレイ１５ａ上に表示させられるようにし
ている。
【００４４】次に、測定部の他例について図９を参照し
て説明する。なお、上側プローブケースを除く本装置の
他の構成については、図１〜図８において説明したもの
とほぼ同じものであるので、同等のものに同一の符号を
付して説明を省略する。
て説明する。なお、上側プローブケースを除く本装置の
他の構成については、図１〜図８において説明したもの
とほぼ同じものであるので、同等のものに同一の符号を
付して説明を省略する。
【００４５】測定部Ｅは、傾動軸３８、円錐形ミラー３
９及び傾動軸３８の上端部に固定した傾斜測定用板４０
とからなるものであり、上記測定部Ｃのものとは、円錐
形ミラー３９を傾動軸３８の下端部側に配設した点が異
なっている。これにより、円錐形ミラー３９の位置に拘
わらずに傾動軸３８の全長Ｌを長くすることができると
ともに、傾斜角度の検出精度を向上させられるようにし
ている。なお、上側プローブケース１９の周壁には、円
錐形ミラー３９に対向する部分に撮影用窓２２が円環形
にして形成されている。
９及び傾動軸３８の上端部に固定した傾斜測定用板４０
とからなるものであり、上記測定部Ｃのものとは、円錐
形ミラー３９を傾動軸３８の下端部側に配設した点が異
なっている。これにより、円錐形ミラー３９の位置に拘
わらずに傾動軸３８の全長Ｌを長くすることができると
ともに、傾斜角度の検出精度を向上させられるようにし
ている。なお、上側プローブケース１９の周壁には、円
錐形ミラー３９に対向する部分に撮影用窓２２が円環形
にして形成されている。
【００４６】本発明は前述した実施形態に限るものでは
なく、その要旨の範囲内で様々な変形実施が可能であ
る。上記においては、平面正方形の傾斜測定用板を例と
して説明したが、該正方形に限るものではなく、たとえ
ば円形や正方形以外の多角形に形成してもよい。また、
上記では傾斜測定用板の重心の移動距離を算出する構成
について説明したが、該板の任意位置の移動距離を算出
するようにしてよい。
なく、その要旨の範囲内で様々な変形実施が可能であ
る。上記においては、平面正方形の傾斜測定用板を例と
して説明したが、該正方形に限るものではなく、たとえ
ば円形や正方形以外の多角形に形成してもよい。また、
上記では傾斜測定用板の重心の移動距離を算出する構成
について説明したが、該板の任意位置の移動距離を算出
するようにしてよい。
【００４７】
【発明の効果】請求項１〜５記載の地盤変位測定装置に
よれば、ボーリング孔の掘削角度にかかわらず地盤の変
位を精度良く測定することができるとともに、しかもそ
の測定を短時間で容易に行うことができる。
よれば、ボーリング孔の掘削角度にかかわらず地盤の変
位を精度良く測定することができるとともに、しかもそ
の測定を短時間で容易に行うことができる。
【００４８】円錐形ミラーと傾斜測定用板を配設した傾
動軸に、撮影手段を対向させて配置した簡易な構成にし
ているので、プローブの外径を小さく設定することがで
きる。これにより、ボーリング孔の内径をより小さくす
ることができ、ボーリング孔の掘削に要する費用を低減
できる。
動軸に、撮影手段を対向させて配置した簡易な構成にし
ているので、プローブの外径を小さく設定することがで
きる。これにより、ボーリング孔の内径をより小さくす
ることができ、ボーリング孔の掘削に要する費用を低減
できる。
【００４９】請求項１〜５記載の発明で得られる上記共
通の効果の他、各請求項記載の発明によれば、次の効果
を得ることができる。請求項３記載の地盤変位測定装置
によれば、プローブを、下側プローブケースと上側プロ
ーブケースとをユニバーサルジョイントにより連結して
なる構成にするとともに、それら２つのプローブケース
のうちの一方に測定部の傾動軸を固定するとともに、他
方に撮影手段を収容しているので、ガイドパイプの傾斜
角度が大きいときにも、容易に昇降させることができ
る。
通の効果の他、各請求項記載の発明によれば、次の効果
を得ることができる。請求項３記載の地盤変位測定装置
によれば、プローブを、下側プローブケースと上側プロ
ーブケースとをユニバーサルジョイントにより連結して
なる構成にするとともに、それら２つのプローブケース
のうちの一方に測定部の傾動軸を固定するとともに、他
方に撮影手段を収容しているので、ガイドパイプの傾斜
角度が大きいときにも、容易に昇降させることができ
る。
【００５０】請求項４記載の地盤変位測定装置によれ
ば、傾動軸の先端部に傾斜測定用板を配設しているの
で、連結管の傾斜角度当たりの傾斜測定用板の移動距離
を大きく設定することができるようになり、測定精度を
向上させられる。
ば、傾動軸の先端部に傾斜測定用板を配設しているの
で、連結管の傾斜角度当たりの傾斜測定用板の移動距離
を大きく設定することができるようになり、測定精度を
向上させられる。
【００５１】請求項５記載の地盤変位測定装置によれ
ば、連結管の内壁にプローブガイド溝を形成し、また、
プローブにはプローブガイド溝にガイドされるガイドロ
ーラを設けているので、ガイドパイプ内でプローブを回
転させることなく昇降を行わせることができる。
ば、連結管の内壁にプローブガイド溝を形成し、また、
プローブにはプローブガイド溝にガイドされるガイドロ
ーラを設けているので、ガイドパイプ内でプローブを回
転させることなく昇降を行わせることができる。
【図１】本発明地盤変位測定装置を組み込んだ地盤変位
観測システムの正面図である。
観測システムの正面図である。
【図２】連結管の平面図である。
【図３】ガイドパイプの一部断面を示す部分拡大正面図
である。
である。
【図４】プローブの拡大断面図である。
【図５】傾斜測定用板の移動状態を示す平面図である。
【図６】回路構成を示すブロック図である。
【図７】連結管の傾斜状態を示す正面図である。
【図８】間隙の画像を示す展開図である。
【図９】測定部の他例を内蔵したプローブの正面図であ
る。
る。
【図１０】従来の地盤変位測定装置を組み込んだ地盤変
位観測システムを示しており、上下２つのケーシングパ
イプの間隔を測定する計測ゾンデを使用した状態の正面
図である。
位観測システムを示しており、上下２つのケーシングパ
イプの間隔を測定する計測ゾンデを使用した状態の正面
図である。
【図１１】その部分拡大図である。
【図１２】ケーシングパイプの傾斜角度を測定する計測
ゾンデを使用した状態の部分拡大図である。
ゾンデを使用した状態の部分拡大図である。
１３ ボーリング孔 １６ 連結管 １６ａ プローブガイド溝 １６ｂ 対向端面 １９ 上側プローブケース ２０ 下側プローブケース ２１ ユニバーサルジョイント ２２ 撮影用窓 ２４ 撮影手段てあるＣＣＤカメラ ２４ｂ レンズ部 ２５，３８ 傾動軸 ２６，３９ 円錐形ミラー ２７，４０ 傾斜測定用板 Ａ ガイドパイプ Ｂ プローブ Ｃ，Ｅ 測定部 Ｇ 地盤 Ｏ′ 変位測定点 Ｓ 間隙
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 松元 和伸 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (72)発明者 筒井 雅行 東京都千代田区三番町２番地 飛島建設 株式会社内 (56)参考文献 特開 平10−185633（ＪＰ，Ａ) 特開 平10−185543（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−137821（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−146394（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−126538（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−233745（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−66014（ＪＰ，Ｕ) 実開 平７−23210（ＪＰ，Ｕ) 特許2622802（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01B 11/00 - 11/30 E21D 9/06
Claims (5)
- 【請求項１】 地盤に掘削したボーリング孔に内挿する
ガイドパイプが、所定長からなる複数本の連結管を、こ
れらの対向端面間に所定の間隙を保持して連結してなる
こと、そのガイドパイプ内を昇降し、かつ、連結管の内
周壁に対向する撮影用窓が側壁に形成されたプローブ内
に、撮影用窓に対向して配置した円錐形ミラー及び傾斜
測定用板をプローブの傾斜に従って傾動する傾動軸に固
定してなる測定部と、撮影手段とが収容されているこ
と、撮影手段が、傾斜測定用板と円錐形ミラーに写る上
記間隙とを同時に撮影するように配置されていることを
特徴とする地盤変位測定装置。 - 【請求項２】 撮影手段は、レンズ部の光軸をプローブ
の中心軸に一致して配置したＣＣＤカメラである請求項
１記載の地盤変位測定装置。 - 【請求項３】 プローブは、下側プローブケースと上側
プローブケースとをユニバーサルジョイントにより連結
してなり、それら２つのプローブケースのうちの一方に
測定部の傾動軸が固定され、かつ、他方に撮影手段を収
容している請求項１又は２記載の地盤変位測定装置。 - 【請求項４】 傾動軸の先端部に傾斜測定用板が配設さ
れている請求項１，２又３記載の地盤変位測定装置。 - 【請求項５】 上記連結管の内壁にはプローブガイド溝
が形成されており、また、プローブにはプローブガイド
溝にガイドされるガイドローラが設けられている請求項
１，２，３又は４記載の地盤変位測定装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11508598A JP3300888B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 地盤変位測定装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11508598A JP3300888B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 地盤変位測定装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304430A JPH11304430A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3300888B2 true JP3300888B2 (ja) | 2002-07-08 |
Family
ID=14653832
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11508598A Expired - Fee Related JP3300888B2 (ja) | 1998-04-24 | 1998-04-24 | 地盤変位測定装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3300888B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006234657A (ja) * | 2005-02-25 | 2006-09-07 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 変位計測装置及びこれを用いたトンネルの情報化施工方法 |
| KR100767791B1 (ko) | 2007-07-06 | 2007-10-18 | (주)선운 이앤지 | 위치시스템을 이용한 기초지반의 붕괴정도 측량감지시스템 |
| KR101629279B1 (ko) * | 2015-01-21 | 2016-06-10 | 이근호 | 지중 경사계용 프로브 위치 측정 장치, 및 프로브 |
| JP6845836B2 (ja) * | 2018-10-12 | 2021-03-24 | 古河電気工業株式会社 | 配管経路の測定方法および配管経路測定システム |
| CN113846615B (zh) * | 2021-10-28 | 2022-09-30 | 中铁第五勘察设计院集团有限公司 | 一种测斜管及其装设方法 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH055447Y2 (ja) * | 1987-10-21 | 1993-02-12 | ||
| JP2825333B2 (ja) * | 1990-10-09 | 1998-11-18 | 株式会社レアックス | 孔壁観察用一体型コーンミラーとこれを用いた昇降ゾンデ |
| JPH05126538A (ja) * | 1991-11-05 | 1993-05-21 | Nissan Motor Co Ltd | 間隙測定ヘツド |
| JPH0723210U (ja) * | 1992-10-12 | 1995-04-25 | ダイハツ工業株式会社 | シリンダブロックのボアの粗残り検査装置 |
| JPH06137821A (ja) * | 1992-10-28 | 1994-05-20 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | パイプ内部状態測定装置 |
| JP2622802B2 (ja) * | 1992-11-05 | 1997-06-25 | 株式会社奥村組 | 地質の調査方法 |
| JPH08233745A (ja) * | 1995-02-24 | 1996-09-13 | Oyo Corp | 傾斜計用ケーシングパイプの異状検出装置 |
| JPH10185543A (ja) * | 1996-12-20 | 1998-07-14 | Shigeki Yamazaki | 変位検出装置 |
| JPH10185633A (ja) * | 1996-12-24 | 1998-07-14 | Nippon Koei Co Ltd | 地中変位測定装置 |
-
1998
- 1998-04-24 JP JP11508598A patent/JP3300888B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH11304430A (ja) | 1999-11-05 |
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