JP5584973B2 - 地盤のゆるみ検知方法、地盤のゆるみ検知システム - Google Patents
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Description
青木 謙治ら、「岩石の破壊過程におけるAEパラメータの挙動に関する研究」、材料(Journal of the Society of Material Science,Japan)、日本材料学会、2006年6月3日、Vol.55(2006)、No.5、P477−482
また、本発明の地盤のゆるみ検知方法は、地盤内のゆるみを検知する方法であって、前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、アコースティック・エミッション(AE)を観測し、前記試験体が弾性限界に達した際に観測されたAEの振幅を閾値として設定するステップと、前記地盤内に同一直線上に位置しない少なくとも3箇所以上にAEセンサを埋設するステップと、各AEセンサによりAEが観測された時点の時間差に基づき、前記AEの発生源の位置を特定するステップと、前記AEセンサにより観測されたAEと、前記特定した発生源の位置とに基づき、当該発生源におけるAEの振幅を算出するステップと、前記算出した前記発生源におけるAEの振幅が、前記設定した閾値を超える場合には、ゆるみが生じていると判定するステップと、を備えることを特徴とする。
前記ゆるみ判定手段には、前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、AEを観測し、前記試験体が弾性限界に達した際に観測されたAEの振幅が前記閾値として設定されていてよい。
図1は、本実施形態の地盤評価システムによるゆるみ検知の対象となるトンネル10を示す断面図である。検知の対象となるトンネル10は大断面のトンネルであり、このような大断面のトンネルは、その一部(本実施形態では上部11)を先行して掘削した後、残りの部分(本実施形態では下部12)を後行して掘削することにより構築する。本実施形態の地盤評価システムは、トンネル10の上部11を先行掘削した後、この先行掘削したトンネルの上部11を利用して測定装置を地盤に埋め込んでおき、トンネルの下部12を掘削する際に、地盤に埋め込まれた測定装置によりAEを測定することで、図1における紙面に対応する断面におけるゆるみ発生及びその位置を検知するものである。
位置同定部123は、上記のように切り出されたAE信号に基づき、各AEセンサにAEが到達する時間の差を求め、この時間差と、各測定装置の位置情報と、地盤1中の弾性波速度とに基づいて、AEセンサ111が配置された平面上における発生源の位置を特定する。
発生源振幅算出部124は、位置同定部123から入力された発生源の位置に関する情報と、各AEセンサ111の位置情報とに基づき、発生源とAEセンサ111との距離を夫々求め、さらに、各AEセンサ111において測定されたAEの振幅値と、算出した発生源とAEセンサ111との距離と、地盤1内の振動距離減衰特性とに基づき、発生源位置における振幅値を算出する。この際、各測定装置110により測定されたAEに基づき算出した発生源位置における振幅値に誤差が生じることがあるが、このような場合には、平均値を算出すればよい。
なお、ゆるみ検知装置120としては、例えばコンピュータを用いることができ、各構成部121〜126は、コンピュータのCPUがメモリに記録されたプログラムを実行することにより実現される。
20 掘削孔 21、31 ボーリング孔
100 ゆるみ検知システム 110 測定装置
111 AEセンサ 112 プリアンプ
113 メインアンプ 114 バンドパスフィルタ
120 ゆるみ判定装置 121 AD変換部
122 AE検知部 123 位置同定部
124 発生源振幅算出部 125 ゆるみ判定部
126 出力部
Claims (8)
- 地盤内のゆるみを検知する方法であって、
前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、アコースティック・エミッション(AE)を観測し、前記圧縮応力の増大に対する前記AEの振幅の増加の割合が変化した際のAEの振幅を閾値として設定するステップと、
前記地盤内に同一直線上に位置しない少なくとも3箇所以上にAEセンサを埋設するステップと、
各AEセンサによりAEが観測された時点の時間差に基づき、前記AEの発生源の位置を特定するステップと、
前記AEセンサにより観測されたAEと、前記特定した発生源の位置とに基づき、当該発生源におけるAEの振幅を算出するステップと、
前記算出した前記発生源におけるAEの振幅が、前記設定した閾値を超える場合には、ゆるみが生じていると判定するステップと、を備えることを特徴とするゆるみ検知方法。 - 地盤内のゆるみを検知する方法であって、
前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、アコースティック・エミッション(AE)を観測し、前記試験体が弾性限界に達した際に観測されたAEの振幅を前記閾値として設定するステップと、
前記地盤内に同一直線上に位置しない少なくとも3箇所以上にAEセンサを埋設するステップと、
各AEセンサによりAEが観測された時点の時間差に基づき、前記AEの発生源の位置を特定するステップと、
前記AEセンサにより観測されたAEと、前記特定した発生源の位置とに基づき、当該発生源におけるAEの振幅を算出するステップと、
前記算出した前記発生源におけるAEの振幅が、前記設定した閾値を超える場合には、ゆるみが生じていると判定するステップと、を備えることを特徴とするゆるみ検知方法。 - 請求項1又は2記載のゆるみ検知方法であって、
予め、前記地盤の距離に対する振動の減衰特性を求めておき、
前記AEの振幅を算出するステップでは、前記地盤の前記減衰特性にも基づいてAEの振幅を算出することを特徴とするゆるみ検知方法。 - 請求項1から3のうち何れか1項に記載のゆるみ検知方法であって、
前記地盤はトンネルが掘削されるべき地盤であり、前記トンネルの周囲の地盤内のゆるみを検知することを特徴とするゆるみ検知方法。 - 請求項4記載のゆるみ検知方法であって、
前記AEセンサを埋設するステップでは、
前記AEセンサを、前記トンネルの一部を先行掘削し、前記先行掘削したトンネルの一部から地盤に孔を削孔し、前記削孔した孔内に配置することにより、地盤内に埋設することを特徴とするゆるみ検知方法。 - 請求項4記載のゆるみ検知方法であって、
前記AEセンサを埋設するステップでは、
前記AEセンサを、前記トンネルの近傍に先行トンネルを先行掘削し、前記先行掘削した先行トンネルの一部から地盤に孔を削孔し、前記削孔した孔内に配置することにより、地盤内に埋設することを特徴とするゆるみ検知方法。 - 地盤内のゆるみを検知するシステムであって、
前記地盤内の同一直線上に位置しない少なくとも3箇所以上に埋設されたAEセンサと、
各AEセンサによりAEが観測された時点の時間差に基づき、前記AEの発生源の位置を特定する位置同定手段と、
前記AEセンサにより観測されたAEと、前記位置同定手段により特定された発生源の位置とに基づき、当該発生源におけるAEの振幅を算出する振幅算出手段と、
前記振幅算出手段により算出された前記発生源におけるAEの振幅が、予め設定された閾値を超える場合には、ゆるみが生じていると判定するゆるみ判定手段と、を備え、
前記ゆるみ判定手段には、前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、AEを観測し、前記圧縮応力の増大に対する前記AEの振幅の増加の割合が変化した際のAEの振幅が前記閾値として設定されていることを特徴とするゆるみ検知システム。 - 地盤内のゆるみを検知するシステムであって、
前記地盤内の同一直線上に位置しない少なくとも3箇所以上に埋設されたAEセンサと、
各AEセンサによりAEが観測された時点の時間差に基づき、前記AEの発生源の位置を特定する位置同定手段と、
前記AEセンサにより観測されたAEと、前記位置同定手段により特定された発生源の位置とに基づき、当該発生源におけるAEの振幅を算出する振幅算出手段と、
前記振幅算出手段により算出された前記発生源におけるAEの振幅が、予め設定された閾値を超える場合には、ゆるみが生じていると判定するゆるみ判定手段と、を備え、
前記ゆるみ判定手段には、前記地盤から採取した試験体に加える圧縮応力を増大させながら、AEを観測し、前記試験体が弾性限界に達した際に観測されたAEの振幅が前記閾値として設定されていることを特徴とするゆるみ検知システム。
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