JP3307590B2 - Ground liquefaction detection method, liquefaction detection device and system - Google Patents

Ground liquefaction detection method, liquefaction detection device and system

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JP3307590B2
JP3307590B2 JP15913698A JP15913698A JP3307590B2 JP 3307590 B2 JP3307590 B2 JP 3307590B2 JP 15913698 A JP15913698 A JP 15913698A JP 15913698 A JP15913698 A JP 15913698A JP 3307590 B2 JP3307590 B2 JP 3307590B2
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liquefaction
ground
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seismic wave
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、地震動により発生
する液状化現象を検知するための地盤の液状化検知方法
並びに液状化検知装置およびシステムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a liquefaction detection method, a liquefaction detection apparatus and a system for detecting liquefaction of a ground caused by seismic motion.

【0002】[0002]

【従来の技術】地盤の液状化は、地震時に砂質土層の間
隙水圧の上昇に伴って砂質土の剪断強度等が低下し、地
盤が急激に不安定な状態になり、噴砂,噴水または側方
流動が発生する現象である。液状化現象は、地下水位よ
りも深いところに位置するゆるい砂質土層で発生し易
く、ライフラインをはじめとする建物の埋設管などに生
じた被害を拡大させる要因の1つとなっている。そのた
め、地震発生直後に液状化の発生の有無を検知すると共
に、液状化が発生した場合にはその程度を把握すること
が二次災害を軽減させるために重要である。
2. Description of the Related Art In the liquefaction of ground, the shear strength of sandy soil and the like decrease with an increase in pore water pressure of a sandy soil layer during an earthquake, the ground rapidly becomes unstable, and sand and fountains are formed. Or, a phenomenon in which lateral flow occurs. The liquefaction phenomenon is likely to occur in a loose sandy soil layer located deeper than the groundwater level, and is one of the factors that causes damage to lifelines and other buried pipes of buildings. Therefore, it is important to detect the occurrence of liquefaction immediately after the occurrence of an earthquake and to understand the degree of liquefaction when it occurs, in order to reduce secondary disasters.

【0003】例えばライフラインである水道やガスの導
管に関しては、地盤の液状化が発生すると被害率が増大
すると言われており、液状化が発生し導管に大きな被害
が発生した場合には、迅速に供給を停止する必要があ
る。そのため、液状化の迅速な検知方法の開発が望まれ
ている。
For example, it is said that the liquefaction of the ground causes an increase in the damage rate of water pipes and gas pipes, which are lifelines. Supply must be stopped. Therefore, development of a rapid detection method of liquefaction is desired.

【0004】従来、このような地盤の液状化を検知する
方法としては、地下に直接間隙水圧計を設置して間隙水
圧を測定する方法の他に、例えば特開平6−10335
号公報に開示された地盤の液状化検知方法がある。この
液状化検知方法は、先端に開口部を有する中空管を液状
化が予想されるゆるい砂質土層に設置し、地震時等に発
生する地盤の過剰間隙水圧によって生じる地下水の流れ
を開口部を通して中空管に導き、中空管内の水位上昇量
を中空管内に設置した水圧計で測定することによって液
状化の程度を推定するものである。また、他の検知方法
としては、特開平6−17413号公報に開示された地
盤の液状化検知方法がある。この液状化検知方法は、上
述の中空管の上端を閉塞させ、下部側面に多数の開口を
設けると共に例えば中空管の内部に空気圧を測定する圧
力計を設置して、中空管内の水位上昇に伴う中空管内の
空気圧の上昇を測定し、中空管の水位上昇と上端の空気
圧との和を基にして液状化の程度を推定するものであ
る。更に、他の検知方法としては、特開平7−1097
25号公報に開示された地盤の液状化早期検知方法があ
る。この液状化検知方法は、液状化をもたらす地震の規
模および距離の範囲と加速度レベルとを予め設定してお
き、地震初動の情報から地震の規模と距離を推定し、地
震加速度のモニタリングを行い、それらの結果に基づい
て地盤の液状化をもたらすか否かを判定すると共にその
判定に基づいて揚水することにより液状化の防止を図る
ものである。
Conventionally, as a method of detecting such liquefaction of the ground, there is a method of installing a pore water pressure gauge directly under the ground to measure the pore water pressure.
There is a method for detecting liquefaction of the ground disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open Publication No. HEI 10-303, 1988. In this liquefaction detection method, a hollow pipe with an opening at the tip is installed in a loose sandy soil layer where liquefaction is expected, and the flow of groundwater generated by excessive pore water pressure of the ground generated during an earthquake etc. is opened. The liquefaction is estimated by measuring the amount of rise in the water level in the hollow tube with a water pressure gauge installed in the hollow tube. As another detection method, there is a method for detecting liquefaction of the ground disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-17413. In this liquefaction detection method, the upper end of the above-described hollow tube is closed, a number of openings are provided on the lower side surface, and a pressure gauge for measuring air pressure is installed inside the hollow tube, for example, to raise the water level in the hollow tube. The rise of the air pressure in the hollow tube accompanying the above is measured, and the degree of liquefaction is estimated based on the sum of the rise in the water level of the hollow tube and the air pressure at the upper end. Further, as another detection method, Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-1097
There is a method for early detection of liquefaction of ground disclosed in Japanese Patent Publication No. 25. In this liquefaction detection method, the scale and distance range and acceleration level of the earthquake that causes liquefaction are set in advance, the magnitude and distance of the earthquake are estimated from the information of the initial earthquake, and the earthquake acceleration is monitored. Based on these results, it is determined whether or not liquefaction of the ground is caused, and the liquefaction is prevented by pumping water based on the determination.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上述のように、従来、
種々の液状化検知方法が提案されている。しかしなが
ら、地下に直接間隙水圧計を設置して間隙水圧を測定す
る方法では、間隙水圧計を設置する際にボーリング工事
を伴うために費用がかかることに加えて、直接地下に埋
設するために水圧計が故障し易く、故障すると再度ボー
リング工事を行う必要があるため更に費用がかかるとい
う問題があった。
As described above, conventionally,
Various liquefaction detection methods have been proposed. However, the method of measuring pore water pressure by installing a pore pressure gauge directly under the ground is costly due to the need for boring work when installing the pore pressure gauge. There is a problem that the gauge is apt to break down, and if it breaks down, it is necessary to perform boring work again, so that the cost is further increased.

【0006】また、特開平6−10335号公報に開示
された液状化検知方法では、地下に間隙水圧計を埋設し
て間隙水圧の変動を直接測定する方法に比べて、装置の
設置および修理にかかる費用や労力を低減させることが
できる。それに加えて、測定用の電子機器がすべて地表
に存在し、故障が少なく耐久性に優れていると共に電子
機器が故障した場合であっても簡単に交換することがで
きるため、保守および管理が容易であるという利点を有
する。また、特開平6−17413号公報に開示された
液状化検知方法では、上述の利点に加えて、上端を閉塞
して水位上昇量を抑制することにより、広範囲の間隙水
圧を測定することができること、および反応性が良いこ
とを特徴とする。しかしながら、これらの方法において
も、中空管等の検知装置の設置に依然ボーリング工事が
必要であり、大がかりであると共に費用がかかるという
問題があった。
In the liquefaction detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-10335, compared to a method of burying a pore water pressure gauge underground and directly measuring fluctuations in pore water pressure, the method for installing and repairing the apparatus is more difficult. Such cost and labor can be reduced. In addition, all the measuring electronics are on the surface of the earth, and they are easy to maintain and manage, because they have few failures, are durable, and can be easily replaced even if they fail. It has the advantage of being In addition, in the liquefaction detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. Hei 6-17413, in addition to the above-described advantages, it is possible to measure a wide range of pore water pressure by closing the upper end and suppressing the rise in water level. , And good reactivity. However, even in these methods, there is a problem that the boring work is still required for installing the detecting device such as the hollow tube, which is large and expensive.

【0007】更に、特開平7−109725号公報に開
示された液状化検知方法では、早期に液状化を検知でき
るという利点を有するが、基本的に地震加速度レベルの
みを基に液状化の発生の有無が判断されるため、液状化
発生の判定に関する信頼性の面で問題があった。
Furthermore, the liquefaction detection method disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-109725 has the advantage that liquefaction can be detected at an early stage. However, the occurrence of liquefaction is basically based only on the seismic acceleration level. Since the presence / absence is determined, there is a problem in reliability regarding determination of occurrence of liquefaction.

【0008】本発明はかかる問題点に鑑みてなされたも
ので、その目的は、安価に設置することができ、かつ液
状化の発生の有無について迅速に信頼性の高い判定を下
すことができる地盤の液状化検知方法並びに液状化検知
装置およびシステムを提供することにある。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a ground which can be installed at low cost and can quickly and reliably determine whether or not liquefaction has occurred. Liquefaction detection method, liquefaction detection device and system.

【0009】[0009]

【発明を解決するための手段】請求項1記載の地盤の液
状化検知方法は、地震動の発生により生じた地震波を検
出し、この地震波の振動の固有周期を求めると共に地盤
の変位を検出し、これら固有周期および変位がそれぞれ
共に所定の閾値以上である場合に地盤に液状化現象が発
生したと判定するものである。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for detecting liquefaction of a ground, comprising detecting a seismic wave generated by the occurrence of a seismic motion, determining a natural period of the vibration of the seismic wave, and detecting a displacement of the ground. If both the natural period and the displacement are equal to or larger than a predetermined threshold, it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground.

【0010】この地盤の液状化検知方法では、地震波が
検出されると、この地震波の振動の固有周期が求められ
ると共に地盤の変位が検出され、固有周期および変位が
共に所定の閾値以上である場合に地盤に液状化現象が発
生したと判定される。
In this method for detecting liquefaction of the ground, when a seismic wave is detected, a natural period of the vibration of the seismic wave is obtained, and a displacement of the ground is detected. It is determined that the liquefaction phenomenon occurred on the ground.

【0011】請求項2記載の地盤の液状化検知装置は、
地震波を検出する地震波検出手段と、この地震波検出手
段により検出された地震波の振動の固有周期を検出する
固有周期検出手段と、地盤の変位を検出する地盤変位検
出手段と、固有周期検出手段により検出された固有周期
および地盤変位検出手段により検出された地盤変位がそ
れぞれ所定の閾値以上であるか否かを判断し、固有周期
および地盤変位が共に閾値以上である場合に地盤に液状
化現象が発生したと判定する液状化判定手段とを備えた
ものである。
The liquefaction detection device for ground according to claim 2 is
A seismic wave detecting means for detecting a seismic wave, a natural period detecting means for detecting a natural period of a vibration of the seismic wave detected by the seismic wave detecting means, a ground displacement detecting means for detecting a ground displacement, and a natural period detecting means It is determined whether the detected natural period and the ground displacement detected by the ground displacement detecting means are each equal to or greater than a predetermined threshold. If both the natural period and the ground displacement are equal to or greater than the threshold, a liquefaction phenomenon occurs in the ground. Liquefaction determining means for determining that the liquefaction has been performed.

【0012】この地盤の液状化検知装置では、地震波検
出手段により地震波が検出され、固有周期検出手段によ
り検出されたこの地震波の振動の固有周期および地盤変
位検出手段により検出された地震による地盤の変位がそ
れぞれ所定の閾値以上である場合に、液状化判定手段に
より地盤に液状化現象が発生したと判定される。
In this ground liquefaction detection device, the seismic wave is detected by the seismic wave detecting means, the natural period of the vibration of the seismic wave detected by the natural period detecting means, and the ground displacement caused by the earthquake detected by the ground displacement detecting means. Are respectively equal to or greater than predetermined threshold values, the liquefaction determining means determines that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground.

【0013】請求項3記載の地盤の液状化検知装置は、
請求項2記載のものにおいて、更に、地震波を基に最大
加速度を検出する最大加速度検出手段と、地震波を基に
SI値を算出するSI値算出手段とを備え、液状化判定
手段は、固有周期および地盤変位に加え、最大加速度お
よびSI値がそれぞれ所定の閾値以上であるか否かを判
断し、固有周期、地盤変位、最大加速度およびSI値が
共に閾値以上である場合に地盤に液状化現象が発生した
と判定するものである。
According to a third aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting liquefaction of a ground,
3. The apparatus according to claim 2, further comprising: a maximum acceleration detecting means for detecting a maximum acceleration based on the seismic wave; and an SI value calculating means for calculating an SI value based on the seismic wave. And whether the maximum acceleration and the SI value are each equal to or greater than a predetermined threshold in addition to the ground displacement and the ground displacement. Is determined to have occurred.

【0014】請求項4記載の地盤の液状化検知装置は、
請求項2または3に記載のものにおいて、地震波の固有
周期を地震波形が基線を横切る時間間隔(ゼロクロス時
間)を基に推定するものである。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an apparatus for detecting liquefaction of a ground,
The method according to claim 2 or 3, wherein the natural period of the seismic wave is estimated based on a time interval (zero crossing time) at which the seismic waveform crosses the base line.

【0015】請求項5記載の地盤の液状化検知装置は、
請求項2ないし4のいずれか1項に記載のものにおい
て、地盤の変位を最大加速度およびSI値を基にして推
定するものである。
The liquefaction detection device for ground according to claim 5 is
The method according to any one of claims 2 to 4, wherein the displacement of the ground is estimated based on the maximum acceleration and the SI value.

【0016】請求項6記載の地盤の液状化検知装置は、
請求項2ないし5のいずれか1項に記載のものにおい
て、更に、液状化判定手段により液状化現象が発生した
と判定された場合に警報報知を行う警報手段を備えたも
のである。
The liquefaction detection device for ground according to claim 6 is
The apparatus according to any one of claims 2 to 5, further comprising an alarm unit that issues an alarm when the liquefaction determining unit determines that a liquefaction phenomenon has occurred.

【0017】請求項7記載の地盤の液状化検知システム
は、複数の液状化検知地点における液状化現象の発生の
有無を集中的に監視するための地盤の液状化検知システ
ムにおいて、各液状化検知地点において地震波を検出す
る地震波検出手段と、この地震波検出手段により検出さ
れた地震波の振動の固有周期を検出する固有周期検出手
段と、各液状化検知地点において地盤の変位を検出する
地盤変位検出手段と、各液状化検知地点において固有周
期検出手段により検出された固有周期および地盤変位検
出手段により検出された地盤変位がそれぞれ所定の閾値
以上であるか否かを判断し、固有周期および地盤変位が
共に閾値以上である場合に地盤に液状化現象が発生した
と判定する液状化判定手段と、複数の液状化検知地点毎
の液状化判定手段による判定結果を送信する通信手段
と、この通信手段により送信された各液状化検知地点の
判定結果を基に複数の液状化検知地点における液状化発
生状況を監視する監視手段とを備えたものである。
A liquefaction detection system for a ground according to a seventh aspect is a liquefaction detection system for a ground for intensively monitoring the occurrence of liquefaction at a plurality of liquefaction detection points. A seismic wave detecting means for detecting a seismic wave at a point, a natural period detecting means for detecting a natural period of vibration of the seismic wave detected by the seismic wave detecting means, and a ground displacement detecting means for detecting a displacement of the ground at each liquefaction detecting point And, at each liquefaction detection point, it is determined whether the natural period detected by the natural period detecting means and the ground displacement detected by the ground displacement detecting means are respectively equal to or more than a predetermined threshold, and the natural period and the ground displacement are determined. Liquefaction determining means for determining that a liquefaction phenomenon has occurred in the ground when both are greater than or equal to a threshold value, and liquefaction determining means for each of a plurality of liquefaction detection points Communication means for transmitting the result of determination by the communication means, and monitoring means for monitoring the liquefaction occurrence status at a plurality of liquefaction detection points based on the determination result of each liquefaction detection point transmitted by the communication means. is there.

【0018】この地盤の液状化検知システムでは、地震
波検出手段により各液状化検知地点において地震波が検
出されると、固有周期検出手段によりこの地震波の振動
の固有周期および地盤変位検出手段により各液状化検知
地点における地盤の変位がそれぞれ検出され、固有周期
および地盤変位が共に閾値以上である場合に液状化判定
手段により地盤に液状化現象が発生したと判定される。
液状化判定手段による複数の液状化検知地点毎の液状化
の発生の有無に関する判定結果は通信手段により送信さ
れ、その判定結果を基に監視手段により複数の液状化検
知地点における液状化発生状況が監視される。
In this ground liquefaction detection system, when a seismic wave is detected at each liquefaction detection point by the seismic wave detecting means, the natural period detecting means detects the natural period of the vibration of this seismic wave and the ground displacement detects each liquefaction. The displacement of the ground at the detection point is respectively detected, and when both the natural period and the ground displacement are equal to or more than the threshold value, the liquefaction determining means determines that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground.
The liquefaction determining means determines whether or not liquefaction has occurred at each of the plurality of liquefaction detection points, and the result is transmitted by the communication means. Be monitored.

【0019】請求項8記載の地盤の液状化検知システム
は、請求項7記載のものにおいて、更に、各液状化検知
地点における地震波を基に最大加速度を検出する最大加
速度検出手段と、地震波を基にSI値を算出するSI値
算出手段とを備え、液状化判定手段は、固有周期および
地盤変位に加え、最大加速度およびSI値がそれぞれ所
定の閾値以上であるか否かを判断し、固有周期、地盤変
位、最大加速度およびSI値が共に閾値以上である場合
に地盤に液状化現象が発生したと判定するものである。
The liquefaction detection system according to the eighth aspect of the present invention is the ground liquefaction detection system according to the seventh aspect, further comprising: a maximum acceleration detecting means for detecting a maximum acceleration based on a seismic wave at each liquefaction detection point; Liquefaction determining means determines whether the maximum acceleration and the SI value are each equal to or greater than a predetermined threshold value in addition to the natural period and the ground displacement, and When the ground displacement, the maximum acceleration, and the SI value are all equal to or larger than the threshold value, it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground.

【0020】請求項9記載の地盤の液状化検知システム
は、請求項7または8に記載のものにおいて、複数の液
状化検知地点を多数のガス配管が埋設されたガス供給エ
リアに設けたものである。
A liquefaction detection system according to a ninth aspect of the present invention is the ground liquefaction detection system according to the seventh or eighth aspect, wherein a plurality of liquefaction detection points are provided in a gas supply area in which a number of gas pipes are buried. is there.

【0021】請求項10記載の地盤の液状化検知システ
ムは、請求項9記載のものにおいて、更に、監視手段に
おいて、液状化現象の発生が確認された場合に当該液状
化検知地点におけるガス配管の埋設状況を考慮してガス
配管に対して遮断指示を行うものである。
A liquefaction detection system for a ground according to a tenth aspect of the present invention is the liquefaction detection system for a ground according to the ninth aspect, further comprising: The shutoff instruction is given to the gas pipe in consideration of the burial condition.

【0022】[0022]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0023】図1は本発明の一実施の形態に係る地盤の
液状化検知装置100の機能構成を表すブロック図であ
る。なお、本発明の地盤の液状化検知方法は、この液状
化検知装置100の作用に具現化されているため、その
説明は省略する。
FIG. 1 is a block diagram showing a functional configuration of a ground liquefaction detecting apparatus 100 according to an embodiment of the present invention. Note that the method for detecting liquefaction of the ground according to the present invention is embodied in the operation of the liquefaction detection device 100, and a description thereof will be omitted.

【0024】この液状化検知装置100は、地震波検出
センサ101と液状化判定部102とを含んで構成され
ている。地震波検出センサ101は、地震波を検出する
地震波検出手段10と、地震波検出手段10により検出
された地震波を基に最大加速度(Amax )を検出する最
大加速度検出手段12と、地震波検出手段10により検
出された地震波を基にSI値(SI)を算出するSI値
算出手段13とを備えている。液状化判定部102は、
地震波検出手段10により検出された地震波の振動の固
有周期(T)を検出する固有周期検出手段11と、地盤
の変位(D)を検出する地盤変位検出手段14とを備え
ている。
The liquefaction detection device 100 includes a seismic wave detection sensor 101 and a liquefaction determination unit 102. The seismic wave detection sensor 101 includes a seismic wave detecting unit 10 for detecting a seismic wave, a maximum acceleration detecting unit 12 for detecting a maximum acceleration (A max ) based on the seismic wave detected by the seismic wave detecting unit 10, and a detection by the seismic wave detecting unit 10. And an SI value calculating means 13 for calculating an SI value (SI) based on the obtained seismic wave. The liquefaction determination unit 102
The apparatus includes a natural period detecting means 11 for detecting a natural period (T) of vibration of a seismic wave detected by the seismic wave detecting means 10, and a ground displacement detecting means 14 for detecting a ground displacement (D).

【0025】液状化判定部102は更に液状化判定手段
15を備えている。この液状化判定手段15は、固有周
期検出手段11により検出された固有周期T、地盤変位
検出手段14により検出された地盤変位D、最大加速度
検出手段12により検出された最大加速度Amax および
SI値算出手段13により算出されたSI値がそれぞれ
所定の閾値(T0 ,D0 ,A0 ,SI0 )より大きいか
否かを判断し、固有周期T、地盤変位D、最大加速度A
max およびSI値が共に各閾値より大きい場合に地盤に
液状化現象が発生したと判定するものである。なお、地
盤変位検出手段14では、地盤の変位Dを変位センサに
より直接検出してもよいが、後述するように、最大加速
度Amax およびSI値を用いてTOWHATA et al.(SOILS A
ND FOUNDATIONS, Vol.36, 29-44, 1996)が示した近似式
により求めることにより簡易な構成とすることができ
る。
The liquefaction determining section 102 further includes a liquefaction determining means 15. The liquefaction determining means 15 includes a natural period T detected by the natural period detecting means 11, a ground displacement D detected by the ground displacement detecting means 14, a maximum acceleration A max detected by the maximum acceleration detecting means 12, and an SI value. It is determined whether the SI values calculated by the calculating means 13 are larger than predetermined thresholds (T 0 , D 0 , A 0 , SI 0 ), respectively, and the natural period T, the ground displacement D, and the maximum acceleration A
If both the max and SI values are larger than the respective threshold values, it is determined that a liquefaction phenomenon has occurred in the ground. In ground displacement detecting means 14, a displacement D of the ground may be detected directly by a displacement sensor, but as described later, TOWHATA et al using the maximum acceleration A max and SI values. (Soils A
ND FOUNDATIONS, Vol. 36, 29-44, 1996) can be used to obtain a simple configuration.

【0026】図2は図1に示した液状化検知装置100
を備えた地盤の液状化検知システムをガス供給ラインに
適用した構成例を表すものである。
FIG. 2 shows the liquefaction detection device 100 shown in FIG.
1 shows a configuration example in which a ground liquefaction detection system provided with a gas supply line is applied to a gas supply line.

【0027】このガス供給ラインは、ガス製造工場30
0から各地区の家庭500や工場501等へガスを供給
するものであり、その途中にガスの圧力を調整するため
のガバナステーション400および液状化検知装置10
0が配設されている。液状化検知装置100は通信網を
介して中央の監視室200に接続されている。監視室2
00には他の地区の液状化検知装置が同様に接続されて
おり、各地区からの情報を基に液状化発生の有無を監視
し、ガスの供給遮断を行うものである。なお、監視室2
00は本発明の監視手段に対応している。
This gas supply line is connected to a gas production plant 30
0 to supply gas to a home 500, a factory 501, and the like in each area, and a governor station 400 and a liquefaction detection device 10 for adjusting the gas pressure on the way.
0 is provided. The liquefaction detection device 100 is connected to a central monitoring room 200 via a communication network. Monitoring room 2
Liquefaction detection devices in other areas are similarly connected to 00, and monitor the presence or absence of liquefaction based on information from each area to shut off gas supply. Monitoring room 2
00 corresponds to the monitoring means of the present invention.

【0028】このガス供給ラインでは、通常、ガス製造
工場300で製造された高圧のガスがガスタンク301
に貯蔵されており、緊急時に遮断される遮断弁302a
を有したガバナ(ガス整圧器)302により圧力調整さ
れた後、高圧導管303中を通過してガス供給エリアの
各地区毎、例えば3600箇所に設置されたガバナステ
ーション400に送られる。ガバナステーション400
はガバナ401および緊急遮断弁402を備えており、
ガバナステーション400に送られたガスは、ガバナ4
01により中圧に圧力調整された後、中圧導管403中
を通過し、更に液状化検知装置100に含まれる緊急時
に遮断される遮断弁104aを有したガバナ104によ
り低圧に圧力調整され、低圧導管105中を通過して各
家庭500や工場501等に供給される。
In this gas supply line, high-pressure gas produced in a gas production plant 300 is usually supplied to a gas tank 301.
Shut-off valve 302a
After the pressure is adjusted by a governor (gas pressure regulator) 302 having the gas pressure, the gas passes through a high-pressure conduit 303 and is sent to a governor station 400 installed at each of the gas supply areas, for example, at 3600 locations. Governor station 400
Has a governor 401 and an emergency shutoff valve 402,
The gas sent to the governor station 400 is governor 4
After the pressure is adjusted to the medium pressure by the pressure controller 01, the pressure is adjusted to the low pressure by the governor 104 having the shut-off valve 104a which passes through the medium pressure conduit 403 and is shut off in an emergency included in the liquefaction detection device 100. It passes through the conduit 105 and is supplied to each home 500, factory 501, and the like.

【0029】液状化検知装置100は、ガバナステーシ
ョン400と各家庭500や工場501等とのラインの
間に設置されており、前述の地震波検出センサ101、
液状化判定部102およびガバナ104の他に、警報報
知部103を含んで構成されている。なお、警報報知部
103は本発明の警報手段に対応している。
The liquefaction detection device 100 is installed between the governor station 400 and the line between each home 500 and factory 501 and the like.
In addition to the liquefaction determination unit 102 and the governor 104, an alarm notification unit 103 is included. Note that the alarm notification unit 103 corresponds to the alarm unit of the present invention.

【0030】本実施の形態における地震波検出センサ1
01は、SI(Spectrum Intensity)センサと称される
もので、地表の地震波形を保存し出力できると共に、地
震による加速度(最大加速度Amax )を計測することが
できるものである。SIセンサにより得られるSI値
は、地震による一般的な建物の揺れの程度を数値化した
ものであり、地震の加速度を入力として応答解析を行う
ことにより求められた特定の固有周波数範囲における平
均値である。このSI値は、具体的には、以下の式
(1)により求めることができ、過去の観測結果から最
大加速度よりも、震度や地震被害の有無との相関関係が
高いことが知られている。なお、SIセンサには、静電
容量型,ピエゾ抵抗型あるいは圧電型などの半導体加速
度センサが含まれている。
The seismic wave detection sensor 1 according to the present embodiment
Reference numeral 01 denotes an SI (Spectrum Intensity) sensor, which can store and output an earthquake waveform on the ground surface and measure acceleration due to an earthquake (maximum acceleration A max ). The SI value obtained by the SI sensor is a numerical value of the degree of vibration of a general building due to an earthquake, and is an average value in a specific natural frequency range obtained by performing a response analysis with the acceleration of the earthquake as an input. It is. Specifically, the SI value can be obtained by the following equation (1), and it is known from past observation results that the correlation with the seismic intensity and the presence or absence of earthquake damage is higher than the maximum acceleration. . Note that the SI sensor includes a semiconductor acceleration sensor of a capacitance type, a piezoresistive type, a piezoelectric type, or the like.

【0031】[0031]

【数1】 (Equation 1)

【0032】既に述べたように、地震波検出手段10、
最大加速度検出手段12およびSI値算出手段13はそ
れぞれこの地震波検出センサ101により実現すること
ができる。
As described above, the seismic wave detecting means 10,
The maximum acceleration detecting means 12 and the SI value calculating means 13 can be realized by the seismic wave detecting sensor 101, respectively.

【0033】液状化判定部102は、この地震波検出セ
ンサ101の出力(地震波形、最大加速度Amax および
SI値)を基に、地震波形の固有周期Tおよび地盤変位
Dを求め、これら固有周期T、地盤変位D、最大加速度
max およびSI値が共に閾値(T0 ,D0 ,A0 ,S
0 )より大きいか否かを判断し、いずれもが閾値より
も大きい場合に当該液状化検知装置100が設置された
地盤に液状化現象が発生したと判定し、通信網を介して
監視室200に液状化発生信号1021を送信するもの
である。この液状化判定部102は、具体的にはマイク
ロコンピュータにより構成され、図示しないROM(Re
ad Only Memory)等に格納されたプログラムを実行する
ことによって後述のように動作するようになっている。
すなわち、この液状化判定部102により上記固有周期
検出手段11、地盤変位検出手段14および液状化判定
手段15がそれぞれ実現される。
The liquefaction determination unit 102 obtains a natural period T and a ground displacement D of the earthquake waveform based on the output (earthquake waveform, maximum acceleration Amax and SI value) of the seismic wave detection sensor 101, and obtains these natural periods T , Ground displacement D, maximum acceleration A max and SI value are all threshold values (T 0 , D 0 , A 0 , S
I 0 ) is determined, and if both are greater than the threshold value, it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground on which the liquefaction detection device 100 is installed, and the monitoring room is connected via the communication network. The liquefaction generation signal 1021 is transmitted to the control unit 200. The liquefaction determination unit 102 is specifically constituted by a microcomputer, and a ROM (not shown)
The program operates as described later by executing a program stored in an ad only memory or the like.
That is, the liquefaction determination unit 102 implements the natural period detection unit 11, the ground displacement detection unit 14, and the liquefaction determination unit 15, respectively.

【0034】ところで、液状化現象が発生する場合の地
震波の特徴の1つとして波の周期が長いことが挙げられ
る。そこで、本実施の形態では、固有周期Tは、図3に
示したように地震波形が基線Zを横切る時間(ゼロクロ
ス時間)間隔を基にして推定されるゼロクロス周期を用
いる。なお、ここでは、基線Zを横切った地震波が更に
基線Zを2回横切るまでの時間を1ゼロクロス周期とす
る。
Incidentally, one of the features of the seismic wave when the liquefaction phenomenon occurs is that the period of the wave is long. Therefore, in the present embodiment, as the natural period T, a zero-cross period estimated based on a time interval (zero-cross time) at which the earthquake waveform crosses the base line Z as shown in FIG. 3 is used. Here, the time required for the seismic wave crossing the base line Z to further cross the base line Z twice is defined as one zero-cross cycle.

【0035】また、液状化現象が発生する場合の地震波
の他の特徴として、加速度波形にもかかわらず変位が大
きく、波形がサイン(sin)カーブに類似しているこ
とが挙げられる。上述のTOWHATA et al.は、地震波形が
サインカーブに類似している場合には、地盤変位Dの最
大値Dmax は下記に示す式2によって近似的に算出する
ことができることを示している。本実施の形態では、地
震波検出センサ101により出力される最大加速度A
max 、SI値を用いてこの近似式(式2)から地盤変位
Dを算出する。
Another characteristic of the seismic wave when the liquefaction phenomenon occurs is that the displacement is large despite the acceleration waveform, and the waveform is similar to a sine curve. The above-mentioned TOWHATA et al. Shows that when the earthquake waveform is similar to a sine curve, the maximum value Dmax of the ground displacement D can be approximately calculated by the following equation 2. In the present embodiment, the maximum acceleration A output by the seismic wave detection sensor 101
The ground displacement D is calculated from this approximate expression (Expression 2) using the max and SI values.

【0036】[0036]

【数2】Dmax =2×(SI)2 /Amax …(2)D max = 2 × (SI) 2 / A max (2)

【0037】地震波検出センサ101は、常時最大加速
度Amax およびSI値を出力しているため、式1を用い
て地盤変位Dを算出する方法は本システムに好適な方法
である。これにより、地震波の長周期のノイズが拡大さ
れて不安定である地盤の変位を直接測定する必要がなく
なり、容易にかつ精度よく変位を算出することができ
る。
Since the seismic wave detection sensor 101 always outputs the maximum acceleration A max and the SI value, the method of calculating the ground displacement D using the equation 1 is a method suitable for the present system. Accordingly, it is not necessary to directly measure the displacement of the unstable ground where the long-period noise of the seismic wave is enlarged and the displacement can be calculated easily and accurately.

【0038】地震波の固有周期Tおよび地盤変位Dが求
められると、液状化判定部102では、固有周期T、地
盤変位D、最大加速度Amax およびSI値が共に閾値
(T0,D0 ,A0 ,SI0 )より大きいか否かの判断
がなされる。この判断は、まず、ゆるい砂質土層で液状
化現象が発生するのに十分な最大加速度A0 を例えば1
00gal(=cm/s2 )と設定し、同様に液状化現
象が発生するのに十分なSI値SI0 を例えば20ki
ne(=cm/s)と設定し、検出された最大加速度A
max と算出されたSI値のいずれもがそれぞれ設定した
閾値(A0 ,SI0 )より大きい地震波を抽出する。次
に、抽出された地震波のうちで、上述のように液状化現
象が発生した場合の地震波において特徴的な挙動を示す
固有周期Tおよび一般的に液状化現象が発生した場合に
は大きい値を示す地盤変位Dが共にそれぞれ設定した閾
値(T0 ,D0 )以上であるものを更に抽出する。な
お、固有周期Tの閾値T0 は例えば2.0秒とし、地盤
変位Dの閾値D0 は例えば10cmとする。このように
して、検出された固有周期T、最大加速度Amax および
算出された地盤変位D、SI値が全て閾値(T0
0 ,D0 ,SI0 )より大きい地震波が抽出された検
知地点においては、地盤に液状化現象が発生したと判定
されるようになっている。
When the natural period T and the ground displacement D of the seismic wave are obtained, the liquefaction determining unit 102 sets the natural period T, the ground displacement D, the maximum acceleration A max and the SI value to threshold values (T 0 , D 0 , A). 0 , SI 0 ). This determination is first sufficient maximum acceleration A 0, for example 1 to liquefaction occurs in loose sandy soil layer
00 gal (= cm / s 2 ), and similarly, an SI value SI 0 sufficient to cause the liquefaction phenomenon is set to, for example, 20 ki.
ne (= cm / s) and the detected maximum acceleration A
A seismic wave in which both max and the calculated SI value are larger than the set thresholds (A 0 , SI 0 ) is extracted. Next, among the extracted seismic waves, the natural period T indicating a characteristic behavior in the seismic wave when the liquefaction phenomenon occurs as described above, and a large value when the liquefaction phenomenon generally occurs, Those for which the indicated ground displacement D is equal to or more than the set threshold value (T 0 , D 0 ) are further extracted. The threshold value T 0 of the natural period T is, for example, 2.0 seconds, and the threshold value D 0 of the ground displacement D is, for example, 10 cm. In this way, the detected specific period T, the maximum acceleration A max and the calculated ground displacement D, SI values are all the threshold (T 0,
At a detection point where a seismic wave larger than A 0 , D 0 , SI 0 ) is extracted, it is determined that a liquefaction phenomenon has occurred on the ground.

【0039】警報報知部103は、液状化判定部102
において地盤に液状化現象が発生したと判定された場合
に、液状化判定部102から出力される警報信号に応答
して警報(例えば表示ランプの点灯または点滅、ブザー
警報)を報知する。
The alarm notification unit 103 includes a liquefaction determination unit 102
When it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred in the ground in (1), an alarm (for example, lighting or blinking of a display lamp, a buzzer alarm) is issued in response to an alarm signal output from the liquefaction determination unit 102.

【0040】監視室200は、液状化判定部102にお
いて地盤に液状化現象が発生したと判定された場合に、
液状化判定部102から出力される液状化発生信号10
21に応答して、ガバナ302と緊急遮断弁402の両
方またはいずれか一方に対して緊急遮断指示を出力す
る。この緊急遮断指示の出力先は、当該液状化検知装置
100の属する液状化検知地点におけるガス配管の埋設
状況等を考慮して決定される。
When the liquefaction determining unit 102 determines that a liquefaction phenomenon has occurred in the ground, the monitoring room 200
Liquefaction occurrence signal 10 output from liquefaction determination unit 102
In response to 21, an emergency shutoff instruction is output to both or one of the governor 302 and the emergency shutoff valve 402. The output destination of the emergency shutoff instruction is determined in consideration of the burial status of the gas pipe at the liquefaction detection point to which the liquefaction detection device 100 belongs.

【0041】次に、以上のような構成の地盤の液状化検
知装置100および液状化検知システムの動作につい
て、図4および先の図1,図2を参照して説明する。
Next, the operation of the ground liquefaction detection apparatus 100 and the liquefaction detection system having the above-described configurations will be described with reference to FIG. 4 and FIGS.

【0042】まず、地震波検出センサ101により地震
波が検出される(ステップS100)と、液状化判定部
102では、地震波検出センサ101により算出される
SI値がその閾値SI0 より大きいか否かを判断し(ス
テップS101)、閾値SI0 より大きい場合(ステッ
プS101;Y)には、続いて地震波検出センサ101
から出力される最大加速度Amax がその閾値A0 より大
きいか否かを判断する(ステップS102)。最大加速
度Amax がその閾値A0 より大きい場合(ステップS1
02;Y)には、液状化判定部102において求めた固
有周期Tがその閾値T0 より大きいか否かを判断(ステ
ップS103)し、閾値T0 より大きい場合(ステップ
S103;Y)には、更に液状化判定部102において
式1を用いて求めた地盤の変位Dがその閾値D0 より大
きいか否かを判断する(ステップS104)。
[0042] First, determine seismic waves are detected by the seismic sensor 101 (step S100), the liquefaction judging unit 102, SI value calculated by the seismic wave detection sensor 101 whether the threshold SI 0 or greater than (step S101), is greater than the threshold value SI 0; (step S101 Y), followed by seismic sensors 101
Maximum acceleration A max output from determines whether the threshold A 0 is larger than (step S102). If the maximum acceleration A max is greater than the threshold A 0 (step S1
02; Y), it is determined whether or not the natural period T obtained by the liquefaction determination unit 102 is larger than the threshold value T 0 (step S103), and if it is larger than the threshold value T 0 (step S103; Y). further displacement D of the ground obtained using equation 1 to determine whether the threshold D 0 is greater than the liquefaction determining unit 102 (step S104).

【0043】地盤の変位Dがその閾値D0 より大きい場
合(ステップS104;Y)には、液状化判定部102
は、地盤に液状化現象が発生したと判定し(ステップS
105)、中央の監視室200に対して液状化発生信号
1021を出力すると共に警報報知部103に警報信号
を出力する(ステップS106)。また、同時にガバナ
104に緊急遮断指示を出力することによりガバナ10
4の遮断弁104aを駆動し、ガバナ104以降のガス
流路を遮断する。
If the displacement D of the ground is larger than the threshold value D 0 (step S104; Y), the liquefaction determination unit 102
Determines that liquefaction has occurred on the ground (step S
105), outputs a liquefaction generation signal 1021 to the central monitoring room 200 and outputs an alarm signal to the alarm notification unit 103 (step S106). At the same time, by outputting an emergency shutoff instruction to the governor 104, the governor 10
The fourth shutoff valve 104a is driven to shut off the gas flow path after the governor 104.

【0044】監視室200では液状化発生信号1021
に応答してガス製造工場300のガバナ302とガバナ
ステーション400における緊急遮断弁402の両方ま
たはいずれか一方に対して緊急遮断指示を出力する。こ
れにより、ガバナ302の遮断弁302aと緊急遮断弁
402の両方またはいずれか一方が駆動され、ガス流路
が遮断される。
In the monitoring room 200, the liquefaction generation signal 1021
And outputs an emergency shutoff instruction to both or one of the governor 302 of the gas manufacturing plant 300 and / or the emergency shutoff valve 402 of the governor station 400. Thereby, both or one of the shutoff valve 302a and the emergency shutoff valve 402 of the governor 302 is driven, and the gas flow path is shut off.

【0045】一方、得られたSI値がその閾値SI0
満であった場合(ステップS101;N)、最大加速度
max がその閾値A0 未満であった場合(ステップS1
02;N)、固有周期Tがその閾値T0 未満であった場
合(ステップS103;N)または得られた地盤の変位
Dがその閾値D0 未満であった場合(ステップS10
4;N)には、いずれの場合においても液状化判定部1
02は、地盤に液状化現象が発生していないと判定する
(ステップS107)。
On the other hand, when the obtained SI value is smaller than the threshold value SI 0 (step S101; N), when the maximum acceleration A max is smaller than the threshold value A 0 (step S1).
02; N), when the natural period T is less than the threshold value T 0 (step S103; N), or when the obtained ground displacement D is less than the threshold value D 0 (step S10).
4; N), in any case, the liquefaction determination unit 1
In No. 02, it is determined that no liquefaction phenomenon has occurred on the ground (step S107).

【0046】次に、過去に地震が発生した際に記録され
た地震波形を分析してゼロクロス周期T,地盤の変位
D,最大加速度Amax およびSI値を算出し、本実施の
形態に係る地盤の液状化検知システムに当てはめた結果
を説明する。
Next, the zero-cross period T, the ground displacement D, the maximum acceleration A max and the SI value are calculated by analyzing the seismic waveform recorded when the earthquake occurred in the past, and the ground level according to the present embodiment is calculated. The result applied to the liquefaction detection system described above will be described.

【0047】図5は、過去に発生した地震の際に記録さ
れた各地の地震波形より得られたゼロクロス周期と変位
との関係を示したものである。ゼロクロス周期は地震波
形から求められたものであり、最大加速度が記録された
後10秒間のうちの最大ゼロクロス周期を用いた。ま
た、変位は最大加速度およびSI値から上述の式(2)
を用いて算出した。図中、矩形の印で示したものは、T
>2.0秒,D>10cm,Amax >100gal,S
I>20kineの4つのパラメータを満たすもの、す
なわち、液状化判定部102において液状化現象が発生
したと判定されたものである。三角形の印で示したもの
は、Amax >100gal,SI>20kineであ
り、かつTz <2.0秒またはD<10cmであるも
の、すなわち、液状化判定部102において液状化現象
が発生していないと判定されたものである。また、菱形
の印で示したものは、Amax <100galまたはSI
<20kineであるもの、すなわち、同じく液状化現
象が発生していないと判定されたものである。
FIG. 5 shows the relationship between the zero-cross period and the displacement obtained from the seismic waveforms of various places recorded during the past earthquake. The zero-cross cycle was obtained from the seismic waveform, and the maximum zero-cross cycle within 10 seconds after the maximum acceleration was recorded was used. The displacement is calculated from the maximum acceleration and the SI value using the above equation (2).
Was calculated. In the figure, those indicated by rectangular marks are T
> 2.0 sec, D> 10 cm, A max > 100 gal, S
The one that satisfies the four parameters of I> 20 kinetics, that is, the one that is determined by the liquefaction determining unit 102 to have a liquefaction phenomenon. Those indicated by triangular marks are those where A max > 100 gal, SI> 20 kinetics, and T z <2.0 seconds or D <10 cm, that is, the liquefaction phenomenon occurs in the liquefaction determination unit 102. It is determined that they have not been done. In addition, those indicated by diamond marks are A max <100 gal or SI
<20 kinetics, that is, it is determined that no liquefaction phenomenon has occurred.

【0048】これらの地震動のうち、実際に液状化を生
じた地点で記録された地震波形については、全て液状化
が発生したと判定することができた。また、液状化を生
じなかった地点で記録された地震波形を基に液状化が発
生したとする誤った判定は殆ど存在せず、過去の地震で
生じた液状化現象をほぼ100%の精度で判定すること
ができた。実際に液状化検知システムを駆動させるとき
には、誤った判定によりガス配管が遮断された場合、そ
の後の復旧作業に相当の時間を要するが、本システムに
おいてはそのようなおそれは殆どないといえる。
Among these seismic motions, all of the seismic waveforms recorded at the points where liquefaction actually occurred could be determined to have liquefaction. In addition, there is almost no erroneous determination that liquefaction has occurred based on the seismic waveform recorded at a point where liquefaction did not occur, and liquefaction phenomena caused by past earthquakes can be detected with almost 100% accuracy. It could be judged. When the liquefaction detection system is actually driven, if the gas pipe is cut off due to erroneous determination, a considerable amount of time is required for the subsequent recovery work, but it can be said that there is almost no such danger in the present system.

【0049】このように過去の地震波形を基に行ったシ
ミュレーション結果から、固有周期Tおよび地盤変位D
が共に閾値を越える地震については、多くの場合におい
て地盤の液状化現象が発生し、固有周期Tおよび地盤変
位Dに加えて最大加速度Amax およびSI値についても
共に閾値を越える地震については、ほぼ100%液状化
現象が発生することが分かった。
From the simulation results based on the past earthquake waveform, the natural period T and the ground displacement D
In most cases, the liquefaction of the ground occurs for the earthquakes exceeding the thresholds. In addition to the natural period T and the ground displacement D, in addition to the earthquakes exceeding the thresholds for both the maximum acceleration A max and the SI value, almost all the earthquakes are almost equal. It was found that 100% liquefaction occurred.

【0050】以上のように本実施の形態の地盤の液状化
検知システムは、地表の地震波形のみを用いて地盤の液
状化が発生したか否かの判定を行うようにしたので、各
液状化検知地点の地表に地震波検出センサ101を設置
するだけでよく、その他の演算用の電子機器等も全て地
表に存在するので、測定機器を地下に埋設するものと比
較して安価なシステムとなる。また、容易に設置するこ
とができるため、より多くの地震波検出センサ101を
設置することができ、高密度の液状化検知網を実現して
面的に液状化発生状況を把握することが可能である。更
には、このシステムは、液状化の有無について加速度が
計測可能な一般的な地震計のみからなるシステムにおい
て構成することも可能である。従って、液状化現象を直
接観測するための特殊な装置を要せず、安価に実現でき
る。
As described above, the system for detecting liquefaction of the ground according to the present embodiment determines whether or not liquefaction of the ground has occurred using only the seismic waveform of the ground surface. It is only necessary to install the seismic wave detection sensor 101 on the ground surface at the detection point, and all other electronic devices for calculation and the like are present on the ground surface. Therefore, the system becomes inexpensive as compared with a system in which measuring devices are buried underground. In addition, since it can be easily installed, more seismic wave detection sensors 101 can be installed, and a high-density liquefaction detection network can be realized to grasp the state of liquefaction occurrence in a two-dimensional manner. is there. Further, this system can be configured in a system including only a general seismometer capable of measuring the acceleration for the presence or absence of liquefaction. Therefore, a special device for directly observing the liquefaction phenomenon is not required, and it can be realized at low cost.

【0051】また、本実施の形態では、固有周期Tをゼ
ロクロス周期とし、地盤の変位Dを近似式により求める
ようにしたので、演算速度が著しく向上した。従って、
地盤の液状化現象が生じた場合に、液状化判定部102
により迅速に検知できると共に、その後の対応措置を迅
速に採ることができる。
In the present embodiment, the natural period T is set to the zero-cross period and the displacement D of the ground is obtained by an approximate expression, so that the calculation speed is remarkably improved. Therefore,
When the liquefaction phenomenon of the ground occurs, the liquefaction determination unit 102
, It is possible to detect more quickly, and to take a subsequent countermeasure quickly.

【0052】更に、本実施の形態では、液状化発生の有
無を判定するためのパラメータとして、固有周期T,地
盤の変位D,最大加速度Amax およびSI値の4つを用
いるようにしたので、信頼性の高い判定結果を得ること
ができる。
Further, in the present embodiment, the natural period T, the ground displacement D, the maximum acceleration A max and the SI value are used as parameters for determining whether or not liquefaction has occurred. A highly reliable determination result can be obtained.

【0053】以上実施の形態を挙げて本発明を説明した
が、本発明は上記実施の形態に限定されるものではな
く、種々変形が可能である。例えば、上記実施の形態で
は、固有周期T,地盤の変位D,最大加速度Amax およ
びSI値の4つのパラメータが共に閾値以上である場合
に液状化が発生したと判定するようにしたが、固有周期
Tおよび地盤の変位Dの2つのパラメータが共に閾値以
上である場合に液状化が発生したと判定するようにして
も、かなり精度よく判定することができる。
Although the present invention has been described with reference to the embodiment, the present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made. For example, in the above-described embodiment, it is determined that liquefaction has occurred when all of the four parameters of the natural period T, the ground displacement D, the maximum acceleration Amax, and the SI value are equal to or larger than the threshold. Even if it is determined that liquefaction has occurred when the two parameters of the cycle T and the ground displacement D are both equal to or greater than the threshold value, the determination can be made with fair accuracy.

【0054】また、上記実施の形態では、所定の1周期
分の地震波形を用いて液状化の有無を判定するようにし
たが、リアルタイムに必要なパラメータ(固有周期T,
地盤の変位D,最大加速度Amax およびSI値)を算出
し、リアルタイムに、連続して判定するようにしてもよ
い。
In the above embodiment, the presence or absence of liquefaction is determined by using a predetermined one-period seismic waveform. However, parameters required in real time (natural period T,
The displacement D of the ground, the maximum acceleration Amax, and the SI value) may be calculated, and the determination may be made continuously in real time.

【0055】[0055]

【発明の効果】以上説明したように請求項1記載の地盤
の液状化検知方法または請求項2ないし請求項6のいず
れか1項に記載の地盤の液状化検知装置によれば、地震
発生により生じた地震波の振動の固有周期および検知地
点における地盤の変位を検出し、固有周期および地盤変
位が所定の閾値以上である場合に液状化現象が発生した
と判定するようにしたので、簡易かつ迅速に地盤の液状
化を検知することができるという効果を奏する。
As described above, according to the method for detecting liquefaction of the ground according to the first aspect or the apparatus for detecting liquefaction of the ground according to any one of the second to sixth aspects, an earthquake causes The natural period of the vibration of the generated seismic wave and the displacement of the ground at the detection point are detected, and it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred when the natural period and the ground displacement are equal to or greater than a predetermined threshold, so that it is simple and quick. This has the effect that the liquefaction of the ground can be detected.

【0056】特に、請求項3ないし請求項6のいずれか
1項に記載の地盤の液状化検知装置によれば、地震波を
基に最大加速度を検出すると共にSI値を算出して固有
周期、地盤変位、最大加速度およびSI値の4つのパラ
メータが共に閾値以上である場合に液状化現象が発生し
たと判定するようにしたので、信頼性の高い判定結果を
得ることができるという効果を奏する。
In particular, according to the liquefaction detection apparatus for a ground according to any one of claims 3 to 6, the maximum acceleration is detected based on the seismic wave and the SI value is calculated to determine the natural period and the ground. Since it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred when all of the four parameters of the displacement, the maximum acceleration, and the SI value are equal to or larger than the threshold value, it is possible to obtain a highly reliable determination result.

【0057】また、請求項7ないし請求項10のいずれ
か1項に記載の地盤の液状化検知システムによれば、各
液状化検知地点において検出された地震波から地震波の
振動の固有周期と各検知地点における地盤の変位とを検
出すると共に、固有周期および地盤変位が所定の閾値以
上である場合に液状化現象が発生したと判定し、その判
定結果を監視手段へ送信するようにしたので、簡易な構
成で、複数の検知地点における液状化発生状況を容易に
監視することができると共に迅速な対応措置をとること
が可能であり、安価なシステムを構築することができる
という効果を奏する。
According to the liquefaction detection system for a ground according to any one of claims 7 to 10, the natural period of the vibration of the seismic wave from the seismic wave detected at each liquefaction detection point and each detection In addition to detecting the displacement of the ground at the point and determining that the liquefaction phenomenon has occurred when the natural period and the ground displacement are equal to or greater than a predetermined threshold, and transmitting the determination result to the monitoring means, With such a configuration, it is possible to easily monitor the state of liquefaction occurrence at a plurality of detection points, take quick response measures, and produce an effect that an inexpensive system can be constructed.

【0058】特に、請求項8ないし請求項10のいずれ
か1項に記載の地盤の液状化検知システムによれば、更
に、各液状化検知地点において検出された地震波から最
大加速度およびSI値を求め、固有周期、地盤変位、最
大加速度およびSI値の4つのパラメータが共に閾値以
上である場合に液状化現象が発生したと判定するように
したので、精度よく液状化の有無を判定し、適切な対応
措置をとることができるという効果を奏する。また、こ
の液状化検知システムは、液状化の有無について加速度
が計測可能な一般的な地震計のみからなるシステムにお
いて構成することもできるので、液状化現象を直接観測
するための特殊な装置を要せず、安価に実現できるとい
う効果を奏する。
In particular, according to the liquefaction detection system for a ground according to any one of claims 8 to 10, further, the maximum acceleration and the SI value are obtained from the seismic wave detected at each liquefaction detection point. When all of the four parameters of the natural period, the ground displacement, the maximum acceleration, and the SI value are equal to or more than the threshold value, it is determined that the liquefaction phenomenon has occurred. This has the effect that response measures can be taken. In addition, this liquefaction detection system can be configured as a system consisting only of a general seismometer capable of measuring the acceleration of the presence or absence of liquefaction, so a special device for directly observing the liquefaction phenomenon is required. Without this, there is an effect that it can be realized at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の一実施の形態に係る液状化検知装置の
機能構成を表すブロック図である。
FIG. 1 is a block diagram illustrating a functional configuration of a liquefaction detection device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した液状化検知装置を備えた液状化検
知システムの構成を表す概略図である。
FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a configuration of a liquefaction detection system including the liquefaction detection device illustrated in FIG.

【図3】地震発生により生じた地震波の振動の固有周期
を説明するための波形図である。
FIG. 3 is a waveform diagram for explaining a natural period of vibration of a seismic wave generated by the occurrence of an earthquake.

【図4】図2に示した液状化検知システムの動作を説明
するための流れ図である。
FIG. 4 is a flowchart illustrating the operation of the liquefaction detection system shown in FIG. 2;

【図5】図2に示した液状化検知システムの信頼性につ
いて説明するための特性図である。
FIG. 5 is a characteristic diagram for describing the reliability of the liquefaction detection system shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10…地震波検出手段、11…固有周期検出手段、12
…最大加速度検出手段、13…SI値算出手段、14…
地盤変化検出手段、15…液状化判定手段、100…液
状化検知装置、101…地震波検出センサ、102…液
状化判定部、103…警報報知部(警報手段)、200
…監視室(監視手段)
10 ... seismic wave detecting means, 11 ... natural period detecting means, 12
... Maximum acceleration detection means, 13 ... SI value calculation means, 14 ...
Ground change detecting means, 15: liquefaction determining means, 100: liquefaction detecting device, 101: seismic wave detection sensor, 102: liquefaction determining section, 103: warning notification section (warning means), 200
... Monitoring room (monitoring means)

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 簗田 貴 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武 ハネウエル株式会社内 (72)発明者 古川 洋之 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武 ハネウエル株式会社内 (72)発明者 田久保 光 東京都渋谷区渋谷2丁目12番19号 山武 ハネウエル株式会社内 (56)参考文献 特開 平8−75865(JP,A) 特開 平7−109725(JP,A) 特開 平10−123258(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 1/00 G01D 21/00 E02D 1/02 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Takashi Yanada 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Inside Yamatake Honeywell Co., Ltd. (72) Inventor Hiroyuki Furukawa 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Yamatake Honeywell Co., Ltd. (72) Inventor Hikaru Takubo 2-12-19 Shibuya, Shibuya-ku, Tokyo Yamatake Honeywell Co., Ltd. (56) References JP-A-8-75865 (JP, A) JP-A-7-109725 (JP) , A) JP-A-10-123258 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 7 , DB name) G01V 1/00 G01D 21/00 E02D 1/02

Claims (10)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 地震動の発生により生じた地震波を検出
し、この地震波の振動の固有周期を求めると共に地盤の
変位を検出し、これら固有周期および変位がそれぞれ共
に所定の閾値以上である場合に地盤に液状化現象が発生
したと判定することを特徴とする地盤の液状化検知方
法。
1. A method for detecting a seismic wave generated by the occurrence of a seismic motion, determining a natural period of the vibration of the seismic wave, and detecting a displacement of the ground. A method for detecting liquefaction of the ground, wherein it is determined that a liquefaction phenomenon has occurred.
【請求項2】 地震波を検出する地震波検出手段と、 この地震波検出手段により検出された地震波の振動の固
有周期を検出する固有周期検出手段と、 地盤の変位を検出する地盤変位検出手段と、 前記固有周期検出手段により検出された固有周期および
前記地盤変位検出手段により検出された地盤変位がそれ
ぞれ所定の閾値以上であるか否かを判断し、固有周期お
よび地盤変位が共に閾値以上である場合に地盤に液状化
現象が発生したと判定する液状化判定手段とを備えたこ
とを特徴とする地盤の液状化検知装置。
2. A seismic wave detecting means for detecting a seismic wave, a natural period detecting means for detecting a natural period of a vibration of the seismic wave detected by the seismic wave detecting means, a ground displacement detecting means for detecting a displacement of the ground, It is determined whether the natural period detected by the natural period detecting means and the ground displacement detected by the ground displacement detecting means are each equal to or more than a predetermined threshold, and when both the natural period and the ground displacement are equal to or more than the threshold, A liquefaction detection device for a ground, comprising: liquefaction determination means for determining that a liquefaction phenomenon has occurred in the ground.
【請求項3】 更に、地震波を基に最大加速度を検出す
る最大加速度検出手段と、地震波を基にSI値を算出す
るSI値算出手段とを備え、前記液状化判定手段は、固
有周期および地盤変位に加え、最大加速度およびSI値
がそれぞれ所定の閾値以上であるか否かを判断し、固有
周期、地盤変位、最大加速度およびSI値が共に閾値以
上である場合に地盤に液状化現象が発生したと判定する
ことを特徴とする請求項2記載の地盤の液状化検知装
置。
3. A liquefaction determining unit further comprising: a maximum acceleration detecting unit detecting a maximum acceleration based on the seismic wave; and an SI value calculating unit calculating an SI value based on the seismic wave. In addition to the displacement, it is determined whether the maximum acceleration and the SI value are each equal to or greater than a predetermined threshold, and if the natural period, the ground displacement, the maximum acceleration and the SI value are all equal to or greater than the threshold, a liquefaction phenomenon occurs on the ground. The liquefaction detection device for ground according to claim 2, wherein it is determined that the liquefaction has occurred.
【請求項4】 前記地震波の固有周期を地震波形が基線
を横切る時間間隔(ゼロクロス時間)を基に推定するこ
とを特徴とする請求項2または3記載の地盤の液状化検
知装置。
4. The apparatus for detecting liquefaction of a ground according to claim 2, wherein the natural period of the seismic wave is estimated based on a time interval (zero crossing time) at which the seismic waveform crosses the base line.
【請求項5】 前記地盤の変位を最大加速度およびSI
値を基にして推定することを特徴とする請求項2ないし
4のいずれか1項に記載の地盤の液状化検知装置。
5. The method according to claim 5, wherein the displacement of the ground is determined by a maximum acceleration and SI.
The liquefaction detection device for ground according to any one of claims 2 to 4, wherein the estimation is performed based on the value.
【請求項6】 更に、前記液状化判定手段により液状化
現象が発生したと判定された場合に警報報知を行う警報
手段を備えたことを特徴とする請求項2ないし5のいず
れか1項に記載の地盤の液状化検知装置。
6. The apparatus according to claim 2, further comprising an alarm unit that issues an alarm when the liquefaction determining unit determines that a liquefaction phenomenon has occurred. The liquefaction detection device for ground described in the above.
【請求項7】 複数の液状化検知地点における液状化現
象の発生の有無を集中的に監視するための地盤の液状化
検知システムにおいて、 各液状化検知地点において地震波を検出する地震波検出
手段と、 この地震波検出手段により検出された地震波の振動の固
有周期を検出する固有周期検出手段と、 各液状化検知地点において地盤の変位を検出する地盤変
位検出手段と、 各液状化検知地点において前記固有周期検出手段により
検出された固有周期および前記地盤変位検出手段により
検出された地盤変位がそれぞれ所定の閾値以上であるか
否かを判断し、固有周期および地盤変位が共に閾値以上
である場合に地盤に液状化現象が発生したと判定する液
状化判定手段と、 複数の液状化検知地点毎の前記液状化判定手段による判
定結果を送信する通信手段と、 この通信手段により送信された各液状化検知地点の判定
結果を基に複数の液状化検知地点における液状化発生状
況を監視する監視手段とを備えたことを特徴とする地盤
の液状化検知システム。
7. A ground liquefaction detection system for intensively monitoring the occurrence of liquefaction at a plurality of liquefaction detection points, wherein seismic wave detection means for detecting seismic waves at each liquefaction detection point; Natural period detecting means for detecting the natural period of the vibration of the seismic wave detected by the seismic wave detecting means, ground displacement detecting means for detecting the displacement of the ground at each liquefaction detection point, and the natural period at each liquefaction detection point It is determined whether the natural period detected by the detecting means and the ground displacement detected by the ground displacement detecting means are each equal to or larger than a predetermined threshold, and when the natural period and the ground displacement are both equal to or larger than the threshold, the ground is determined. Liquefaction determining means for determining that a liquefaction phenomenon has occurred, and transmitting a determination result by the liquefaction determining means for each of a plurality of liquefaction detection points. Liquefaction of the ground, comprising: monitoring means for monitoring the liquefaction occurrence status at a plurality of liquefaction detection points based on the determination result of each liquefaction detection point transmitted by the communication means. Detection system.
【請求項8】 更に、各液状化検知地点における地震波
を基に最大加速度を検出する最大加速度検出手段と、地
震波を基にSI値を算出するSI値算出手段とを備え、
前記液状化判定手段は、固有周期および地盤変位に加
え、最大加速度およびSI値がそれぞれ所定の閾値以上
であるか否かを判断し、固有周期、地盤変位、最大加速
度およびSI値が共に閾値以上である場合に地盤に液状
化現象が発生したと判定することを特徴とする請求項7
記載の地盤の液状化検知システム。
8. A maximum acceleration detecting means for detecting a maximum acceleration based on a seismic wave at each liquefaction detection point, and an SI value calculating means for calculating an SI value based on the seismic wave,
The liquefaction determining means determines whether the maximum acceleration and the SI value are each equal to or greater than a predetermined threshold value, in addition to the natural period and the ground displacement, and determines that the natural period, the ground displacement, the maximum acceleration and the SI value are both equal to or greater than the threshold value. 8. When it is, it is determined that a liquefaction phenomenon has occurred in the ground.
The liquefaction detection system for the ground according to the above.
【請求項9】 複数の液状化検知地点を多数のガス配管
が埋設されたガス供給エリアに設けたことを特徴とする
請求項7または8記載の地盤の液状化検知システム。
9. The ground liquefaction detection system according to claim 7, wherein a plurality of liquefaction detection points are provided in a gas supply area in which a number of gas pipes are buried.
【請求項10】 更に、前記監視手段において、液状化
現象の発生が確認された場合に当該液状化検知地点にお
けるガス配管の埋設状況を考慮して前記ガス配管に対し
て遮断指示を行うことを特徴とする請求項9記載の地盤
の液状化検知システム。
10. The method according to claim 10, wherein when the occurrence of the liquefaction phenomenon is confirmed by the monitoring means, a shutoff instruction is given to the gas pipe in consideration of the buried state of the gas pipe at the liquefaction detection point. The ground liquefaction detection system according to claim 9, characterized in that:
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