JP3439941B2 - 地中弾性波検出装置 - Google Patents

地中弾性波検出装置

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JP3439941B2
JP3439941B2 JP04755297A JP4755297A JP3439941B2 JP 3439941 B2 JP3439941 B2 JP 3439941B2 JP 04755297 A JP04755297 A JP 04755297A JP 4755297 A JP4755297 A JP 4755297A JP 3439941 B2 JP3439941 B2 JP 3439941B2
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  • Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、地中で発生した弾
性波(AE波)を検出する地中弾性波検出装置に関する
ものである。この種の装置は構造物の基礎や斜面の損
傷,破壊などを調査したり監視するために利用される。 【0002】 【従来の技術】所定長さの中実棒または中空棒を用意
し、その棒体(導波棒)の外側面または内部に弾性波セ
ンサ(AEセンサ)を設ける。導波体は掘削孔に埋め込
まれ(中実棒)あるいは地中に打ち込まれ(中空棒)、
AEセンサは導波体の長手方向に適宜間隔で配置され
る。 【0003】そして構造物の基礎における損傷,破損の
部分や地盤斜面地中内の破壊面,不連続面で発生した摩
擦音や破壊音は導波棒まで到達し、各センサで検出され
る。これらセンサの検出信号は地上に取り出されてコン
ピュータ処理され、その結果、音源の位置や大きさ(構
造物基礎のコンクリート杭の場合は損傷,破損部分の位
置や程度/斜面の場合は破壊面や不連続面の摩擦,破壊
が発生した位置や規模)が特定される。 【0004】センサが外側面に設けられた導波棒(中実
棒)は埋め殺しされてそのまま放置され、内部に設けら
れた導波棒(中空棒)は引き抜かれて再使用される場合
もある。 【0005】 【発明が解決しようとする課題】センサが高価なことか
ら、センサ及び導波棒が埋め殺しされて放置される導波
棒(中実棒)の場合、構造物の基礎や斜面の損傷,破壊
などを調査したり監視する費用が多大となる。また再使
用可能な導波棒(中空棒)の場合、例えば地中に打ち込
んでその後引き抜くために打ち込み先端へ向かい絞り込
まれる形状に棒体を加工することが必要で、棒体が高価
となる。さらに再使用の回数も限られる。したがって、
費用の削減には限度がある。 【0006】本発明は上記の事情に鑑みてなされたもの
であり、その目的は、構造物の基礎や斜面の損傷,破壊
などの調査,監視に要する費用を大幅に削減することが
可能となる地中弾性波検出装置を提供することにある。 【0007】 【課題を解決するための手段】本願に係る発明は、掘削
縦孔へ挿入される、薄肉に構成され、キャップ取付に
り有底化された、塩化ビニール製の長筒体(10)と、
長筒体(10)内に配設される複数の弾性波センサ(1
2)と、前記各弾性波センサ(12)を連結すると共
に、長筒体(10)内で適宜間隔にして配設する紐体
(14)と、紐体(14)に沿って地上へ引き出し可能
とした各弾性波センサ(12)の信号線と、紐体(1
4)の巻き上げと巻き戻しとにより各弾性波センサ配設
位置の調整を可能として、前記掘削孔へ挿入された長筒
体(10)直上の地上に設けられた巻き上げ機(18)
と、を有し、長筒体(10)は水(16)で満たされ、
各弾性波センサ(12)は長筒体(10)内に前記紐体
(14)で吊り下げられ、地中で発生した弾性波が長筒
体(10)の壁及び水(16)を介し弾性波センサ(1
2)で検出される、ことを特徴としている。 【0008】 【発明の実施の形態】図1には地中弾性波検出装置の一
例が示されている。その装置は長筒体10,複数の弾性
波センサ12,連結具14を有しており、長筒体10は
水16で満たされている。この例では長筒体10に薄肉
の塩化ビニール管が使用されており、その塩化ビニール
管はキャップを取り付けることで有底化されている。 【0009】薄肉の塩化ビニール管は”エンビ管”と称
されるほど広く流通しており、経済性に優れる。また軽
量なことから運搬や取扱に便利で、キャップ付け,切断
などの加工も容易に行える。しかも、塩化ビニールの音
響インピーダンスが土にきわめて近い。このため、地中
で発生したAE波の入射効率が高く、そのAE波は良好
な感度で本装置に取り込まれる。 【0010】水はAE波を損失なく伝達する性質を有し
ており(有機性の液体であっても良い)、長筒体10内
が水16で満たされていることから、地中で発生したA
E波は長筒体10及び水16を介してほとんど減衰する
ことなく各センサ12へ十分なレベルで到達する。な
お、長筒体10が有底化されているので水16は漏出し
ない。水16の漏出が起こりにくい土質の地盤や水16
の漏出量が僅かな土質の地盤の場合、あるいは地下水が
高い地盤の場合、長筒体10は有底化しなくとも良い
(必要に応じて補充することもできる)。 【0011】尚、破壊箇所の近傍位置あるいは破壊箇所
自体の場合、長筒体10は金属製部材で形成しても構わ
ない。各センサ12は連結具14で連結されており、こ
の例では連結具14にロープ(紐体)が使用されてい
る。センサ12は適宜間隔でロープ14に取り付けられ
て吊り下げられており、各センサ12の信号線はロープ
14に沿って地上へ引き出される。 【0012】直上の地上には巻き上げ機18が設けられ
ており、巻き上げ機18はロープ14の巻き上げと巻き
戻しを行い、その動作により各センサ12の位置が調整
される。巻き上げ機18は長筒体10がかなり長尺な場
合に用意される。長尺でない場合は必要とされない。 【0013】図2では斜面の崩壊監視が行われるときの
作用が、図3ではコンクリート杭の診断が行われるとき
の作用が、各々説明されており、斜面の破壊面,不連続
面やコンクリート杭の損傷部,破損部で発生したAE波
は地中を伝播して本装置まで到達する。そして減衰する
ことなく長筒体10の薄壁及び水16内を通過し、各セ
ンサ12はこれを高感度に検出する。 【0014】これらセンサ12の出力は地上に設置され
たコンピュータ20で受信され、コンピュータ20は受
信したセンサ信号を用いて計測処理を行い、斜面の安定
性を判断し、あるいはコンクリート杭の損傷や破損の状
態を診断する。現場では、最初に本装置の設置位置を決
定する。通常、設置位置は複数とされる。 【0015】長筒体10は同時計測分の本数が用意さ
れ、センサ12も必要となる数が用意される。そして全
ての位置に対して削孔工事が行われ、同時計測の縦孔へ
長筒体10が差し込まれる。長筒体10に薄肉の塩化ビ
ニール管が使用されていることから、縦孔へ長筒体10
が手作業で差し込まれる。重機は必要とされない。同作
業は短時間で完了する。 【0016】次いで縦穴と長筒体10との間に削土が埋
め戻され、長筒体10内へ水16が注入される(図2及
び図3参照)。また巻き上げ機18を縦穴の直上に設置
し、センサ12を逐次取り付けながらロープ(14)を
巻き出す。センサ12の数及び取付間隔は対象に応じて
変更され、深さ位置は巻き上げ機18の操作で調整され
る。 【0017】さらに全てのセンサ12をコンピュータ2
0と接続し、計測処理をコンピュータ20に開始させ
る。計測が完了した場合はロープ(14)を巻き上げな
がら各センサ12を順に取り外して回収する。他の位置
で計測を行うときにはその位置へ移動して以上の作業を
繰り返し、最後に全ての計測結果を用いてコンピュータ
20に斜面の破壊面,不連続面やコンクリート杭の損傷
部,破損部を算出させ、その位置や程度を特定させる。 【0018】なお孔傾斜時には、ロープ(14)に代え
て単尺棒を連結したものや長尺棒を使用する。以上のよ
うに削孔作業以外に重機が必要とされず、長筒体(薄肉
の塩化ビニール管)10及び水16が場所を問わず手軽
かつ安価に入手でき、センサ12を繰り返して使用でき
ることから、費用を大幅に削減することが可能となる。 【0019】しかも、長筒体(薄肉の塩化ビニール管)
10及び水16は人手で容易に取り扱え、したがって作
業時間が大幅に短縮される。その上重量物を持ち運ばな
いので、機動性が大幅に向上し、このため作業をきわめ
て安全に行える。また、センサ12の取付位置や数を自
由に変更できるので、従来に比してはるかに良好で詳細
な計測データを取得することも可能となる。 【0020】なお多くの場合は長筒体10を埋め殺しに
するが、次回の調査が予定されるときには開口部をキャ
ップしてそのまま放置する。これを引き抜いて再利用し
ても良い。 【0021】 【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、費
用を大幅に削減しながら作業を簡便化し、かつ、従来に
比してはるかに良好で詳細な計測データを取得すること
が可能となる。トンネル口の岩盤崩落,土石流災害,大
地震による建築物の倒壊などに備えて安全を確認する要
望が多いが、本発明にかかる装置はこれらに応ずる最適
なものとなる。
【図面の簡単な説明】 【図1】発明が適用された装置の構成説明図 【図2】斜面崩壊監視時の作用説明図 【図3】コンクリート杭診断時の作用説明図 【符号の説明】 10 長筒体(薄肉塩化ビニール管) 12 弾性波センサ 14 連結具/紐体(ロープ) 16 水 18 巻き上げ機 20 コンピュータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01N 29/00 - 29/28 G01V 1/00 - 1/40

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 掘削孔へ挿入される、薄肉に構成さ
    れ、キャップ取付により有底化された、塩化ビニール製
    の長筒体(10)と、 長筒体(10)内に配設される複数の弾性波センサ(1
    2)と、前記 各弾性波センサ(12)を連結すると共に、長筒体
    (10)内で適宜間隔にして配設する紐体(14)と、紐体(14)に沿って地上へ引き出し可能とした各弾性
    波センサ(12)の信号線と、 紐体(14)の巻き上げと巻き戻しにより各弾性波セ
    ンサ配設位置の調整を可能として、前記掘削孔へ挿入さ
    れた長筒体(10)直上の地上に設けられた巻き上げ機
    (18)と、 を有し、 長筒体(10)は水(16)で満たされ、 各弾性波センサ(12)は長筒体(10)内に前記紐体
    (14)で吊り下げられ、 地中で発生した弾性波が長筒体(10)の壁及び水(1
    6)を介し弾性波センサ(12)で検出される、 ことを特徴とした地中弾性波検出装置。
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