JP3704220B2 - 落石源の位置評定システム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、山岳や沿岸道路沿いの岩盤斜面における落石や崩壊の位置あるいはトンネル巻出し部における落石位置の検出、および岩盤の硬さやもろさの探査を行なう震源位置評定システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来用いられていた落石、崩壊検知システムには、一般に図１０および図１１にて示す構成のものが採用されている。即ち図１０は従来例の種々の落石検知方法を表す斜視図であり、（ａ）は動電型振動計を使用した検知方法、（ｂ）は電流が流されている導線を使用した検知方法、（ｃ）は圧電板を使用した検知方法である（落石対策便覧、日本道路協会編 丸善、昭和５８年、３５１〜３５２頁）。図中符号６１は動電型振動計、６２は導線、６３は圧電板、６４は岩盤斜面、６５は落石である。
【０００３】
（ａ）は衝撃加速度感知式と呼ばれ、加速度を検知する動電型振動計６１を落石防止網等に設置し、落石衝突時の加速度を感知して落石を検知する。（ｂ）は断線式と呼ばれ、落石の予想される箇所に被覆導線を張り、落石の衝突による金属線の断線を電気的に感知して落石を検知する。（ｃ）は受圧式と呼ばれ、圧力を電圧に変換できる圧電板を斜面上に設置し、落石の衝撃圧を感知して落石を検知する。
【０００４】
また、図１１は従来例のケーブルセンサを使用した落石検知方法のブロック図を含む斜視図であり、図中符号７１はケーブルセンサ、７２は信号中継ボックス、７３は信号処理装置、７４は回転灯、７５はサイレン、７６は岩盤斜面、７７は落石を示す。
【０００５】
ケーブルセンサは内部導体と外部導体の間に支持誘電体を充填して作られており、振動による内・外部導体の微小変形により支持誘電体の充填電荷を発生させ、電気信号に変えて振動を検知する（センサハンドブック、片岡照栄他編、 培風館、昭和６１年、１００８〜１００９頁）。通常ケーブルセンサ７１は図１１に示されるように、斜面底部のフェンスの金網などに１本だけ取付られて使用され、図１１のブロック図のような測定回路で信号中継ボックス７２を経由して入力した信号が信号処理装置７３で処理されて前兆的な落石音を受感し、回転灯７４やサイレン７５で警報を発するシステムになっている。
【０００６】
一方、地下の構造を知る方法として反射法地震探査や屈折法地震探査が知られている（物理探査、物理探査学会編、ラティス、１９８９、３〜２３頁）。これは地下の構造による弾性波伝播速度の違いにより地下の構造を推定するもので、これらの方法により斜面を構成する岩盤の強度（硬さ、もろさ）とその変化を評価することによって落石や崩壊の危険性の予測の参考とすることができる。これらの方法は通常人工地震を発生させる震源と地下構造からの反射波や屈折波をとらえる受振器と、データを収録して分析する探査装置を用いて行なわれる。
【０００７】
受振器としては通常永久磁石の磁界の中の導体の運動速度に比例した起電力により振動を測定する動電型速度計（ジオフォン）（振動工学ハンドブック、谷口修編、養賢堂、１９７６、５８７〜５９３頁）が用いられる。
【０００８】
図１２は屈折法地震探査の原理を説明する模式図であり、（ａ）は各受振点の受振器の受振波形を示す模式図、（ｂ）は発破点から発信された弾性波の伝播状態の模式図であり、図中符号８１は発破点、８２は受振器である。発破点８１から放射される弾性波は、直接波・反射波・屈折波として受振器の置かれた図中１〜１０で示される受振点８２に到達する。表層より下層の弾性波速度が速いとき、ある距離以上離れた受振点では屈折波が最も早く到達する波（初動）として観測される。初動到達時間である走時を発破点からの距離でプロットした走時曲線（図１２（ａ）の斜めの破線）を分析して地下の構造がわかる。
【０００９】
また、トンネルの巻出し部や覆道等に対する落石の検知も事故防止のために必要とされながら、現在は適当な検知や位置評定の方法がない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
図１０及び図１１に示される従来の検知システムでは、斜面底部での落石音が感知されるのみで、落石源がどの位置か、どのような経路を経て落石しているかを評定することはできないという問題点がある。
【００１１】
落石源と落下経路を特定できなければ、アンカーボルト工、ワイヤーネット工、防護壁工等の防護措置を適切な位置に施工することができない。
【００１２】
岩盤の強度（硬さ、もろさ）とその変化を評価するための反射法地震探査や屈折法地震探査においては、人工地震を発生させる震源と地下構造からの反射波や屈折波をとらえる複数の受振器とを都度現地に配置する必要があり、多くの時間と多額の費用を必要とし、その変化を追跡するためには時系列的に探査を実施する必要がある。また動電型速度計が感知できる周波数成分は数百ヘルツ単位までであり、測定間隔が短いと波形の立上り時刻の差を明確に読み取れない。
【００１３】
本発明の目的は、不安定な岩体の基盤からの剥離音やその岩体を支えている岩石の小崩壊音の発生位置、さらには落下経路、あるいはトンネルの巻出し部への落石位置を２次元で位置評定でき、さらに岩盤の強度とその変化を探査できる落石源の位置評定システムを提供することにある。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の落石源の位置評定システムは、
岩盤斜面における落石源の位置評定システムであって、評定対象斜面に所定の間隔で格子状に配設され、交点部を岩盤に固定され、落石源による斜面の振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセンサと、ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅されろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備え、データ処理装置によって、格子状に配設されたケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で直交する２本のケーブルセンサの電気信号から算定されたそれぞれの振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対するトポグラフィを画面や紙面に出力し、画像の分析によって振動源の位置と大きさとを評定する。
【００１５】
また、振動を検知した時点から時系列的にトポグラフィを作製し、トポグラフィの時間的な変化によって、振動源の移動状況を評定することができる。
【００１６】
落石源の位置評価システムを用いて評価された落石源の位置、および所定の位置に設置された人工地震発生源のいずれかを震源とし、ケーブルセンサの岩盤に固定された交点を受振位置とし、ケーブルセンサの受振した弾性波の初動を分析することにより初動が伝達された交点の位置を確定し、初動到達時間である走時と震源からの距離とにより走時曲線を作製し、弾性波を用いる反射法および屈折法のいずれかの地震探査手法によって、弾性波の通過した岩盤の硬さやもろさを含む強度を評価してもよい。
【００１７】
さらに、トンネル巻出し部および覆道を含む、岩盤斜面に接する構造物上への落石の落下位置を評定する落石源の位置評定システムであって、構造物の内面に格子状に所定の間隔で配設され、交点を構造物に固定され、落石源による構造物の振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセンサと、ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅されろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備え、データ処理装置によって、格子状に配設されたケーブルセンサが受振した振動に対応した電気信号から算定された出力波形の振幅の比較、波形の立ち上がり時刻の比較、および格子状に配設されたケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で直交する２本のケーブルセンサの出力波形の振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対するトポグラフィの解析の少なくともいずれかによって振動源の位置と大きさとを評定してもよい。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の第１の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１の実施の形態のケーブルセンサを使用した落石源の位置評定システムのブロック図を含む斜視図であり、図中符号１０は岩盤斜面、１１はケーブルセンサ、１２は固定具、１３は信号中継ボックス、１４は増幅器、１５はフイルタ、１６はＡ／Ｄ変換器、１７はデータ処理装置、１８は表示装置、１９はプリンタ、２０は入力装置、２１は警報装置、２２は遠隔伝送装置である。
【００１９】
本発明では、振動を鋭敏に検知できるケーブルセンサ１１を観測対象とする岩盤斜面１０に碁盤の目状に所定の間隔で岩盤に固定した固定具１２に固着して複数本配設し、各ケーブルセンサの電気信号を信号中継ボックス１３を経由して増幅器１４で増幅し、フィルタ１５でろ波してＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変換し、データ処理装置１７で各ケーブルセンサ１１の波形の振幅をソフト的に読み取り、各格子点において直交しているケーブルセンサの値を互いに掛け合わせ、その掛け合わせた値をそれぞれの格子点上に表示してトポグラフィ（地勢図）を作り、表示装置１８に表示し、必要あればプリンタ１９に出力する。
【００２０】
トポグラフィ表示には、振動源の近くに山が表示され、振動源の位置が２次元的に評定される。また、トポグラフィ表示の山の高さによって振動の大きさも評定できる。さらに、連続して計測を行なうことによってトポグラフィ表示の山の位置の移動によって落下経路を評定できる。
【００２１】
また、予め設定した基準によって警報装置２１や遠隔伝送装置２２で現地あるいは所定の場所に警報を発信することができる。
【００２２】
ケーブルセンサ１１は振動を鋭敏に検知できるケーブルセンサであればよいが、米国Ｓｔｅｌｌａｒ Ｓｙｓｔｅｍ社が防犯用センサとして市販している同軸ケーブル状のケーブルセンサを用いて感度特性（震源からの距離と出力電圧との関係）を試験した。
【００２３】
図２は、長さ２ｍのケーブルセンサを用いたときの、震源からケーブルセンサまでの距離と出力電圧の関係を示すグラフである。
【００２４】
出力電圧は、距離が離れると、べき関数的に減少する特性を持っている。なお、図の出力電圧は増幅前の値である。またこのケーブルセンサは２００〜３００ｍの長さのどの点に振動を加えても電圧信号が出力できることが確認できた。従って、ケーブルセンサの１ユニットで３００ｍ平方の範囲の観察が可能であり、格子形状のケーブルセンサの密度は求められる評定精度により決定できる。上述の試験から高い評定精度を得るためにはケーブルセンサの間隔は５ｍ以下が好ましい。
【００２５】
本落石源の位置評定システムを評価するために実験室で模擬実験を行なった。
図３は、本発明の実験のケーブルセンサの配置状況を示すブロック図を含む平面図である。コンクリート床に、図３のようにケーブルセンサを碁盤の目状に張った。図中符号Ｃｌ〜Ｃ７は長さ３．２ｍの７本のケーブルセンサであり、Ｃ８〜Ｃｌ２は長さ４．８ｍの５本のケーブルセンサであり、３１はケーブルセンサ、３２はケーブルセンサの交点、３４は増幅器、３５はフイルタ、３６はＡ-Ｄ変換器、３９は鋼球の落下地点である。
【００２６】
本実験ではケーブルセンサは縦横とも０．８ｍ間隔で、コンクリート床のケーブルセンサ交点に固定した２５ｍｍφ×１００ｍｍの鋼製固定端子の上部に設けた十字の溝に取り付けた。従ってケーブルセンサの交点は３５点であり、１２本のケーブルセンサは一端が増幅度２０倍の増幅器３４に接続され、増幅器３４からの出力はフイルタ３５（５００Ｈｚハイパス）を通りＡ／Ｄ変換器３６へ接続されている。Ａ／Ｄ変換器３６のデジタル出力はパーソナルコンピュータ（不図示）へ送られ、波形の表示とピーク電圧の読み取りがリアルタイムで行える。
【００２７】
２２５ｇの鋼球を３０ｃｍの高さから図３中の黒丸点に自由落下させて実験を行った。ケーブルセンサは震源から離れると感度が図２のように低下する特性を持っているため、図４のような振幅を持つ１２個の信号波形が得られた。図４はパーソナルコンピュータからプロッターへ出力した信号波形である。（ａ）〜（ｌ）は順にケーブル番号Ｃ１〜Ｃ１２の信号波形である。震源からの距離が大きくなると波形の振幅が減少している状況が明瞭に読み取れる。Ｓ／Ｎ比が良好であるため２０倍以上の増幅が可能であった。
【００２８】
次に１２個の波形の振幅をソフト的に読み取る。さらに３５個の格子点において直交している２本のケーブルセンサのソフト的に読み取った出力波形のピーク値の振幅を互いに掛け合わせ、その値をそれぞれの格子点にトポグラフィ表示すると、図５に示すような縦横が７本および５本のケーブルセンサの交点３５点における振幅の積をトポグラフィで示したグラフが得られる。
【００２９】
すなわち、鋼球を落下させた点の近傍にトポグラフィの山が位置している。この結果は、ケーブルセンサを格子状に敷設する本発明のシステムで岩盤破壊振動、崩壊振動の振動源を２次元的に位置評定できることを示している。すなわち本システムは、岩盤斜面の落石源、落石経路を、前兆的に発生する剥離振動、小崩壊振動から位置評定できる可能性を持ったシステムであり、また、トポグラフィ表示の山の高さによって振動の大きさも評定でき、さらに連続して計測を行なうことによってトポグラフィ表示の山の位置の移動によって落下経路を評定できるシステムといえる。
【００３０】
次に本発明の第２の実施の形態を図１ならびに図１２を用いて説明する。第２の実施の形態では、第１の実施の形態の落石源の位置評価システムを用いて、併せて岩盤の強度（硬さ、もろさ）を評価する。
【００３１】
第２の実施の形態では、第１の実施の形態で評価された落石源の位置や岩盤の破壊位置を反射法および屈折法地震探査における震源とし、落石や岩盤の破壊によって岩盤に発生した弾性波の直接波・反射波・屈折波の伝播の状態を所定の間隔で岩盤に固定された固定具１２を介してケーブルセンサ１１を受振器として検知する。即ち図１２を用いて従来例として説明した反射法地震探査および屈折式地震探査の受振器８２の役割を固定具１２とケーブルセンサ１１が代行する。
【００３２】
ケーブルセンサ１１にはケーブルセンサを固定する複数の固定具１２が受振した弾性波が伝達されるが、縦、横のケーブルセンサのそれぞれの初動を分析することにより初動が伝達された固定具１２の位置が確定でき、初動到達時間である走時と震源からの距離でプロットした走時曲線が作製でき、従来技術の分析法によって岩盤の強度を評価することができる。
【００３３】
さらに積極的に岩盤の強度の評価を必要とする場合は、評価の対象となる岩盤の位置とケーブルセンサの固定具１２の配置の関係から望ましい震源位置を選定し、選定された震源位置で爆薬等による人工地震を発生させ、ケーブルセンサ１１が受振した弾性波により、岩盤の強度を評価すればよい。
【００３４】
また、落石や岩盤の破壊が近接位置で時系列的に発生すれば岩盤の強度の時系列的な変化を分析でき、一層危険発生の予測の精度を高めることができる。変化の予測される岩盤に対して人工地震による弾性波の計測を時系列に行なってもよい。
【００３５】
従来技術で説明したように、受振器として通常使用される動電型速度計が感知できる周波数成分は数１００Ｈｚ単位までであるのに対し、上述のケーブルセンサの周波数特性は２０００Ｈｚまでであるので、測定間隔を１〜２ｍとした場合、動電型速度計では波形の立上り時刻の差を明瞭に読み取れないが、ケーブルセンサでは可能であり、狭い測定間隔での弾性波速度の測定に有利である。
【００３６】
次に第３の実施の形態について説明する。第１の実施の形態では図１のように岩盤面に格子状に所定の間隔で交点を固定して配設した複数のケーブルセンサを、第３の実施の形態ではトンネルの巻出し部や覆道の内面に格子状に交点を固定して配設する。図１の信号中継ボックス１３から遠隔伝送装置２２までの構造と機能は第３の実施の形態でも同じなので説明を省略する。第１の実施の形態と同様にトポグラフィ表示の、振動源の近くに山が表示され、振動源が２次元的に評価できる。
【００３７】
第３の実施の形態の落石の位置評定システムを評価するために実験室で模擬実験を行なった。図６は本発明の第３の実施の形態のケーブルセンサを使用したトンネル巻出し部に対する落石の位置評定システムの実験装置の模式図である。図７は図６の模擬トンネルの展開図であり、（ａ）は組立状態、（ｂ）は底部を除いた状態、（ｃ）は（ｂ）を展開したときのケーブルセンサの配置状態である。図８はパーソナルコンピュータからプロッタに出力した各ケーブルセンサの信号波形のグラフであり、図９はケーブルセンサの交点における出力電圧の積をトポグラフィで示したグラフである。図中符号４１ａは軸方向のケーブルセンサＡ１〜Ａ５、４１ｂは円周沿いのケーブルセンサＢ１〜Ｂ１４、４２は交点、４３は模擬トンネル、４４ａ、４４ｂは小型増幅器、４６はＡ／Ｄ変換器、４７はパーソナルコンピュータ、４９は鋼球落下位置である。図６に示すように実際のトンネル巻出し部、覆道等に見立てた模擬トンネル４３の上に鋼球を落下させ、落下位置４９を評定した。
【００３８】
模擬トンネル４３は内径１３５ｃｍ、長さ４００ｃｍ、肉厚１０ｃｍのヒューム管４本を連結した全長１６ｍの中空円筒であり、枕木の上に設置した。図６および図７（ｃ）に示すように７１ｃｍ（６０°）間隔で模擬トンネル４３の内面の軸方向にケーブルセンサＡ１〜Ａ５、４１ａを５本、１１０ｃｍ間隔で模擬トンネル４３の内面の円周沿いにケーブルセンサＢ１〜Ｂ１４、４１ｂを１４本、碁盤の目状に張った。
【００３９】
ケーブルセンサＡｌ〜Ａ５は長さ１５ｍ、ケーブルセンサＢ１〜Ｂｌ４は長さ３２ｍであり、５×１４＝７０箇所の交点４２にはケーブルセンサ４１ａ、４１ｂを固着するための十字の溝を切った直径２５．４ｍｍ、長さ６０ｍｍの鋼製の固定具を模擬トンネル４３の内部に固着し、ケーブルセンサ４１ａ、４１ｂを交点４２に固定した。
【００４０】
合計１９本のケーブルセンサ４１ａ、４１ｂの一端はそれぞれ増幅率５倍の小型増幅器４４ａ、４４ｂに接続され、増幅器４４ａ、４４ｂからの出力はフイルタ（不図示）を通りＡ／Ｄ変換器４６を経由してパーソナルコンピュータ４７へ接続されて処理され、波形の表示とピーク電圧の読み取りがリアルタイムで行える。
【００４１】
実験では７．２６ｋｇの鋼球を５０ｃｍの高さから疑似トンネル４３の真上に当る図７（ｃ）中の鋼球落下位置４９（Ａ３、Ｂ１１の交点）に自由落下させた。図８はその時に計測された円周沿いのケーブルセンサ４１ｂ１４本の出力波形を示している。ケーブルセンサは震源から離れると感度が図２のように低下する特性を持っているため、多少の例外を除き震源に近いほど波形の振幅が大きい。
また、波形の初動の部分を結んだ立ち上がり時刻を見ると、明かに鋼球落下位置４９（Ｂ１１）の波形の立ち上がり時刻が早く、鋼球落下位置から遠くなると立ち上がり時刻が遅くなっており、このグラフによっても震源の位置評定が可能であることがわかる。
【００４２】
円周沿いの方向のケーブルセンサ４１ｂの出力波形のピーク値の２乗と、軸方向のケーブルセンサ４１ａの出力波形のピーク値とを掛け合わせたトポグラフィである図９において、トポグラフィの盛り上がっているいる部分が衝撃が大きかったことを意味するが、鋼球落下位置とトポグラフィの山とは一致している。この場合位置評定に影響度の大きい円周沿いの方向のケーブルセンサ４１ｂの出力波形のピーク値を２乗して掛け合わせたが、２乗しなくても構わない。
【００４３】
このように本発明のシステムで、トポグラフィの山の位置や、波形の振幅の大きさの比較や、波形の立ち上がり時刻からトンネルの巻出し部や覆道に対する落石の位置評定が可能である。すなわち本システムによって落石を常時監視でき、落石の位置評価から、トンネルの巻出し部や覆道に接する岩盤斜面の落石源、落石経路を推定でき、トポグラフィ表示の山の高さによって振動の大きさも評定でき、さらに連続して計測を行なうことによってトポグラフィ表示の山の位置の移動によって落下経路を評定できるシステムといえる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明の落石源の位置評定システムは、不安定な岩体の基盤からの剥離振動やその岩体を支えている岩石の小崩壊振動の発生位置、さらには落下経路を２次元で位置評定できる能力を持ち、少ない費用でほとんどの実斜面に対し応用できるシステムであり、剥離や崩落の警報の他に、落石源と落下経路を特定できるので、アンカーボルト工、ワイヤーネット工、防護壁工等の防護措置を適切な位置に施工できるという効果がある。
【００４５】
本システムを活用することによって、国内に９万箇所ある岩盤斜面の落石・崩壊危険箇所の災害予知と防護に資するところが多大である。
【００４６】
また、本システムのため設置された機器を利用して反射法地震探査や屈折法地震探査による岩盤の強度（硬さ、もろさ）の評価が容易に行なうことができ、災害予知の判断データを提供できるという効果がある。
【００４７】
さらに、本システムを応用することによってトンネルの巻出し部や覆道などの岩盤斜面に接した構造物に対する落石とその位置の評定が可能となり、災害の予知と防護のための判断データを提供できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態のケーブルセンサを使用した落石源の位置評定システムのブロック図を含む斜視図である。
【図２】長さ２ｍのケーブルセンサを用いたときの、震源からケーブルセンサまでの距離と出力電圧の関係を示すグラフである。
【図３】本発明の実験のケーブルセンサの配置状況を示すブロック図を含む平面図である。
【図４】パーソナルコンピユータからプロッターへ出力した信号波形である。
（ａ）〜（ｌ）は順にケーブル番号Ｃ１〜Ｃ１２の信号波形である。
【図５】縦横７本および５本のケーブルセンサの交点３５点における出力電圧の積をトポグラフィで示したグラフである。
【図６】本発明の第３の実施の形態のケーブルセンサを使用したトンネル巻出し部に対する落石の位置評定システムの実験装置の模式図である。
【図７】図６の模擬トンネルの展開図である。
（ａ）は組立状態である。
（ｂ）は底部を除いた状態である。
（ｃ）は（ｂ）を展開したときのケーブルセンサの配置状態である。
【図８】パーソナルコンピュータからプロッタに出力した各ケーブルセンサの信号波形のグラフである。
【図９】ケーブルセンサの交点における出力電圧の積をトポグラフィで示したグラフである。
【図１０】従来例の種々の落石検知方法を表す斜視図である。
（ａ）は動電型振動計を使用した検知方法である。
（ｂ）は電流が流されている導線を使用した検知方法である。
（ｃ）は圧電板を使用した検知方法である。
【図１１】従来例のケーブルセンサを使用した落石検知方法のブロック図を含む斜視図である。
【図１２】屈折法地震探査の原理を説明する模式図である。
（ａ）は各受振点の受振器の受振波形を示す模式図である。
（ｂ）は発破点から発信された弾性波の伝播状態の模式図である。
【符号の説明】
１０、６４、７６ 岩盤斜面
１１、３１ ケーブルセンサ
１２ 固定点
１３ 信号中継ボックス
１４、３４ 増幅器
１５、３５ フイルタ
１６、３６、４６ Ａ／Ｄ変換器
１７ データ処理装置
１８ 表示装置
１９ プリンタ
２０ 入力装置
２１ 警報装置
２２ 遠隔伝送装置
３２ 交点
３９ 落下位置
４１ａ 軸方向のケーブルセンサＡ１〜Ａ５
４１ｂ 円周沿いのケーブルセンサＢ１〜Ｂ１４
４２ 交点
４３ 模擬トンネル
４４ａ、４４ｂ 小型増幅器
４７ パーソナルコンピュータ
４９ 鋼球落下位置
６１ 動電型振動計
６２ 導線
６３ 圧電板
６５、７７ 落石
７１ ケーブルセンサ
７２ 信号中継ボックス
７３ 信号処理装置
７４ 回転灯
７５ サイレン
８１ 発破点
８２ 受振器
Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ１４、Ｃ１〜Ｃｌ２ ケーブルセンサ

Claims (4)

1. 岩盤斜面における落石源の位置評定システムであって、
   評定対象斜面に所定の間隔で格子状に配設され、交点部を前記岩盤に固定され、落石源による前記斜面の振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセンサと、前記ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅されろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備え、
   前記データ処理装置によって、格子状に配設された前記ケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で直交する２本の前記ケーブルセンサの電気信号から算定されたそれぞれの振幅値を乗じ、前記乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対するトポグラフィを画面や紙面に出力し、画像の分析によって振動源の位置と大きさとを評定することを特徴とする落石源の位置評定システム。
2. 請求項１に記載の落石源の位置評定システムにおいて、
   振動を検知した時点から時系列的に前記トポグラフィを作製し、前記トポグラフィの時間的な変化によって、振動源の移動状況を評定することを特徴とする落石源の位置評定システム。
3. 請求項１に記載の落石源の位置評価システムを用いて評価された落石源の位置、および所定の位置に設置された人工地震発生源のいずれかを震源とし、前記ケーブルセンサの岩盤に固定された交点を受振位置とし、前記ケーブルセンサの受振した弾性波の初動を分析することにより初動が伝達された前記交点の位置を確定し、初動到達時間である走時と前記震源からの距離とにより走時曲線を作製し、弾性波を用いる反射法および屈折法のいずれかの地震探査手法によって、前記弾性波の通過した岩盤の硬さやもろさを含む強度を評価することを特徴とする請求項１に記載の落石源の位置評価システム。
4. トンネル巻出し部および覆道を含む、岩盤斜面に接する構造物上への落石の落下位置を評定する落石源の位置評定システムであって、
   前記構造物の内面に格子状に所定の間隔で配設され、交点を前記構造物に固定され、落石源による前記構造物の振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセンサと、前記ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅されろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備え、
   前記データ処理装置によって、格子状に配設された前記ケーブルセンサが受振した振動に対応した電気信号から算定された出力波形の振幅の比較、波形の立ち上がり時刻の比較、および格子状に配設された前記ケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で直交する２本の前記ケーブルセンサの出力波形の振幅値を乗じ、前記乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対するトポグラフィの解析の少なくともいずれかによって振動源の位置と大きさとを評定することを特徴とする落石源の位置評定システム。

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