JP3653549B2 - Optical fiber sensor for investigation of landslide behavior - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、地すべり斜面に光ファイバとコイルばねを配設し、地すべり斜面の挙動を光ファイバに生ずるひずみ量の変化として捉え、地すべり斜面の挙動を観測する地すべり挙動調査用光ファイバセンサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来の光ファイバセンサを用いた地すべり斜面の挙動調査では、光ファイバセンサを斜面地表面下に埋設する方法や、地表面に連続的に移動杭を打設して光ファイバセンサを移動杭間に張る方法が用いられている。
【0003】
しかし、前記従来の方法は、光ファイバセンサに生じる引張ひずみを観測するものであり、地すべり移動に伴ない光ファイバセンサに対する引張量が大きくなると光ファイバが断線することがあった。
【0004】
一方、地すべり斜面の挙動調査ではないが、光ファイバセンサを用いて構造物の変形量を測定する技術も提案されている(例えば、特許文献1)。
【0005】
【特許文献1】
特開平6−341814号公報(第3頁、図1)
【0006】
この技術は、コイルスプリングと、該コイルスプリングの外面にその長手方向に沿って配された少なくとも1本の光ファイバと、該光ファイバが配されたコイルスプリングの周囲を被覆するための被膜とから構成され、構造物が変形してコイルスプリングが伸縮すると、光ファイバに局部的な曲げが生じ、光ファイバの光量が変化するので、この光量を検出することにより、構造物の変形量を測定するものである。
【0007】
しかし、前記の技術の場合も、光ファイバに長さの余裕ある部分がないため、大きな変形に対応することができず、前記従来の方法と同様に光ファイバが断線し易いという問題があった。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】
そこでこの発明は、前記のような従来の問題点を解決し、許容伸縮量が大きくて、地すべり斜面の引っ張り量が大きい場合でも、光ファイバが断線することなく、かつ圧縮量も観測可能な光ファイバセンサを提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、地すべり斜面に光ファイバとコイルばねを配設し、地すべり斜面の挙動を光ファイバに生ずるひずみ量の変化として捉え、地すべり斜面の挙動を観測するセンサであって、前記光ファイバとコイルばねが、コイルばねと長さに余裕を持たせた光ファイバを並列にした部分と、光ファイバだけの部分とを交互に連続的に接続して構成されていることを特徴とする。この構成により、地すべり斜面の伸縮をコイルばねの伸縮として捉えるとともに、コイルばねの伸縮を光ファイバのひずみに変換し、光ファイバを単独でセンサとするものに比し、格段に大きな地すべり斜面の伸縮量を観測可能とする。
【0010】
請求項2に記載の発明は、請求項1において、光ファイバだけの部分は、長さに余裕なく、張った状態となっていて光ファイバ固定金具に取り付けられている。請求項3に記載の発明は、請求項1又は2において、コイルばねと長さに余裕を持たせた光ファイバを並列にした部分と、光ファイバだけの部分とは、伸縮性のある保護パイプで被覆されている。請求項4に記載の発明は、請求項3において、保護パイプは、埋設されている。
【0011】
【発明の実施の形態】
この発明の一実施の形態を、添付図面を参照して説明する。
【0012】
図1は地すべり挙動調査用光ファイバセンサによる地すべり観測の概要を示す図である。地すべり挙動調査用光ファイバセンサ(本センサ)は、同図に示すように光ファイバ1、コイルばね2、保護パイプ3などから構成されている。
【0013】
地すべり発生予想地点である地山の地すべり斜面に沿って固定金具4を有する固定杭5が所定間隔で打設され、これら杭5間に光ファイバ1が、一部分はコイルばね2と並列に、連続して取り付けられている。すなわち、固定杭5間における光ファイバ1は、コイルばね2と長さに余裕をもたせた光ファイバ1を並列にした部分Aと、長さに余裕なく、張った状態の光ファイバ1だけの部分Bとを交互に連続的に接続されており、光ファイバ1だけの部分Bが固定金具4に固定されている。前記の部分Aがあることにより、コイルばね2と光ファイバ1の伸縮が自由に変形できるようになっており、該部分を含むこれらの部分A,Bは伸縮性のある保護パイプ3で被覆されている。6は測定器で、測定に際し光ファイバ1の地表面から突出した端部に接続される。
【0014】
本センサの地すべり斜面への設置についてより具体的に説明すれば、まず斜面を深さ数10cm程度掘削し、センサ設置用の溝を作る。その後、光ファイバ固定金具4を杭5により固定する。次に、光ファイバ固定金具4間の前記溝に光ファイバ1の両部分A,Bを被覆した保護パイプ3を配置し、部分Bを固定金具4に固定する。そして、この作業を所定長さにわたり繰り返した後、最後に前記溝を土砂で埋め戻す。埋め戻し後に光ファイバ1の地表面から突出した端部に測定器6を接続すると、設置作業は完了する。
【0015】
前記のように本センサを設置した後、地山の斜面で地すべりが起きると、該地すべり斜面の伸縮が、コイルばね2の伸縮として捉えられ、さらにコイルばね2の伸縮が光ファイバ1のひずみに変換され、これが測定器6により計測される。
【0016】
これにより、地すべり斜面の伸縮量が観測されることとなるが、本センサは光ファイバ1を単独でセンサとする従来のものに比べて、格段に大きな地すべり斜面の伸縮量を観測することが可能となる。
【0017】
前記実施の形態では本センサを地すべり斜面に埋設したが、必ずしも埋設する必要はなく、地すべり斜面上の打設杭5間に配設してもよいことは勿論である。
【0018】
【発明の効果】
請求項1ないし4の発明は前記のようであって、地すべり斜面に光ファイバとコイルばねを配設し、地すべり斜面の挙動を光ファイバに生ずるひずみ量の変化として捉え、地すべり斜面の挙動を観測するセンサであって、光ファイバとコイルばねが、コイルばねと長さに余裕を持たせた光ファイバを並列にした部分と、光ファイバだけの部分とを交互に連続的に接続して構成されているので、従来の光ファイバセンサに比べて斜面の大きな伸縮量の観測が可能となる。また、地すべり挙動検出及び信号伝送路に光ファイバを使用するため、電気ノイズ、誘導雷の影響を受けない。また、信号伝送路に光ファイバを使用するため、広範囲(ファイバ最大延長距離2km)の移動観測が可能になる。さらに、複数の地すべり挙動検出部を光ファイバで直列に接続するため、従来に比べケーブルにかかる費用が節約できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の一実施の形態を示す地すべり挙動調査用光ファイバセンサによる地すべり観測の概要図である。
【符号の説明】
1 光ファイバ
2 コイルばね
3 保護パイプ
4 光ファイバ固定金具
5 光ファイバ固定金具固定杭
6 計測器[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an optical fiber sensor for investigating landslide behavior, in which an optical fiber and a coil spring are disposed on a landslide slope, and the behavior of the landslide slope is regarded as a change in the amount of strain generated in the optical fiber, and the behavior of the landslide slope is observed. is there.
[0002]
[Prior art]
In the investigation of landslide slope behavior using conventional fiber optic sensors, optical fiber sensors can be embedded under the slope ground surface, or moving piles can be continuously placed on the ground surface to place the optical fiber sensors between the moving piles. A tensioning method is used.
[0003]
However, the conventional method observes the tensile strain generated in the optical fiber sensor, and the optical fiber may be disconnected when the tensile amount with respect to the optical fiber sensor increases with the landslide movement.
[0004]
On the other hand, although it is not an investigation of the behavior of a landslide slope, a technique for measuring the amount of deformation of a structure using an optical fiber sensor has been proposed (for example, Patent Document 1).
[0005]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 6-341814 (
[0006]
This technique includes a coil spring, at least one optical fiber disposed along the longitudinal direction on the outer surface of the coil spring, and a coating for covering the periphery of the coil spring in which the optical fiber is disposed. When the structure is deformed and the coil spring expands and contracts, local bending occurs in the optical fiber, and the amount of light in the optical fiber changes. By detecting this amount of light, the amount of deformation of the structure is measured. Is.
[0007]
However, even in the case of the above-described technique, there is a problem that the optical fiber cannot be easily deformed because there is no portion with a sufficient length in the optical fiber, and the optical fiber is easily broken as in the conventional method. .
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
Therefore, the present invention solves the conventional problems as described above, and even when the allowable expansion / contraction amount is large and the landslide slope has a large pull amount, the optical fiber is not broken and the amount of compression can be observed. An object is to provide a fiber sensor.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is arranged such that an optical fiber and a coil spring are disposed on a landslide slope, and the behavior of the landslide slope is regarded as a change in the amount of strain generated in the optical fiber. A sensor for observing, wherein the optical fiber and the coil spring are formed by alternately and continuously connecting a coil spring and a portion of the optical fiber having a length in parallel and a portion of the optical fiber alone. It is configured. This configuration captures the expansion and contraction of the landslide slope as the expansion and contraction of the coil spring, converts the expansion and contraction of the coil spring into the strain of the optical fiber, and the expansion and contraction of the landslide slope that is much larger than that using the optical fiber alone as a sensor. Make the quantity observable.
[0010]
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the portion of the optical fiber alone is attached to the optical fiber fixing bracket in a stretched state without a margin in length. According to a third aspect of the present invention, in the first or second aspect, the coiled spring and the portion where the optical fiber having a length is provided in parallel and the portion including only the optical fiber are a stretchable protective pipe. It is covered with. According to a fourth aspect of the present invention, in the third aspect, the protective pipe is embedded.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
[0012]
FIG. 1 is a diagram showing an outline of landslide observation by an optical fiber sensor for investigating landslide behavior. The landslide behavior investigation optical fiber sensor (this sensor) is composed of an optical fiber 1, a
[0013]
Fixing piles 5 having
[0014]
More specifically, the installation of the sensor on a landslide slope will be explained. First, the slope is excavated to a depth of several tens of centimeters to make a groove for installing the sensor. Thereafter, the optical
[0015]
When a landslide occurs on the slope of the natural ground after installing this sensor as described above, the expansion / contraction of the landslide slope is regarded as the expansion / contraction of the
[0016]
As a result, the amount of expansion / contraction of the landslide slope can be observed, but this sensor can observe a much larger amount of expansion / contraction of the landslide slope than the conventional sensor using the optical fiber 1 alone. It becomes.
[0017]
In this embodiment, the present sensor is embedded in the landslide slope. However, it is not always necessary to embed the sensor, and it may be disposed between the piles 5 placed on the landslide slope.
[0018]
【The invention's effect】
The inventions of claims 1 to 4 are as described above, and an optical fiber and a coil spring are arranged on the landslide slope, and the behavior of the landslide slope is observed as a change in the amount of strain generated in the optical fiber, and the behavior of the landslide slope is observed. An optical fiber and a coil spring are configured by alternately and continuously connecting a coil spring and a portion in which an optical fiber having a length is provided in parallel and a portion having only an optical fiber. Therefore, it is possible to observe a large amount of expansion and contraction of the slope as compared with the conventional optical fiber sensor. Moreover, since optical fiber is used for landslide behavior detection and signal transmission path, it is not affected by electrical noise and induced lightning. In addition, since an optical fiber is used for the signal transmission path, it is possible to observe movement over a wide range (maximum
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram of landslide observation by an optical fiber sensor for investigating landslide behavior according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
1
Claims (4)
前記光ファイバとコイルばねが、コイルばねと長さに余裕を持たせた光ファイバを並列にした部分と、光ファイバだけの部分とを交互に連続的に接続して構成されていることを特徴とする地すべり挙動調査用光ファイバセンサ。An optical fiber and a coil spring are arranged on the landslide slope, and the behavior of the landslide slope is observed as a change in the amount of strain generated in the optical fiber, and the behavior of the landslide slope is observed.
The optical fiber and the coil spring are constructed by alternately and continuously connecting a coil spring and a portion in which an optical fiber having a margin in length is arranged in parallel and a portion only of the optical fiber. Optical fiber sensor for landslide behavior investigation.
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- 2002-11-14 JP JP2002331290A patent/JP3653549B2/en not_active Expired - Lifetime
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