JP5618330B2 - Ground insertion tube - Google Patents
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Description
この発明は、複数の管材を剛連結して構成される、地盤に挿入される地盤挿入管に関し、特に、管材どうしを連結して地盤挿入管を構成すると同時に、管材に生じた変形を高感度に検出可能なセンサ付き連結部材を備えた地盤挿入管に関する。 The present invention relates to a ground insertion pipe configured to be rigidly connected to a plurality of pipe materials and to be inserted into the ground . In particular, the ground insertion pipe is configured by connecting pipe materials to each other, and at the same time, deformation generated in the pipe material is highly sensitive. It is related with the ground insertion pipe provided with the connecting member with a sensor which can be detected.
例えば、斜面の安定化を図る工法として、斜面に多数のアンカーを安定地盤の所定深さまで達するように挿入し、各アンカーの頭部に取り付けた支圧板をアンカーに対して引張り力を付与するように締着して地盤に対する支圧力を付与する斜面安定化工法がある。アンカー及び支圧板が地盤の移動に対する抵抗力を発揮して斜面の不安定な土塊の移動を抑制することができる。 For example, as a method of stabilizing the slope, a large number of anchors are inserted on the slope so as to reach a predetermined depth of the stable ground, and a supporting plate attached to the head of each anchor is applied with a tensile force against the anchor. There is a slope stabilization method that fastens to the ground and applies bearing pressure to the ground. The anchor and the bearing plate can exert resistance to the movement of the ground, and the movement of the unstable soil mass on the slope can be suppressed.
従来より、斜面崩壊の可能性を考慮する必要のある不安定な斜面に対して、斜面を補強する対策とは別に、斜面の挙動ないし変状を検知するセンサを斜面に設置して、斜面の状況を観測する斜面観測システムに関する技術が実施されている。
斜面安定化工法を施工した斜面の場合、従来のように斜面に直接センサを設置するのでなく、例えばアンカーにセンサを取り付けて、アンカーに生じた変形を検出して、斜面の挙動ないし変状を検知するようにすれば、種々の点で効率的である。
斜面安定化工法の場合、アンカーとして管材を用いる場合があるが、その場合、管材のの外周面に歪ゲージによるセンサを貼り付けて、地盤の移動に対して抵抗するアンカーの曲げ変形を検知することが考えられる。
Conventionally, for unstable slopes that need to consider the possibility of slope failure, apart from measures to reinforce slopes, sensors that detect slope behavior or deformation are installed on slopes. Technology related to slope observation systems that observe the situation is being implemented.
In the case of a slope that has been constructed with a slope stabilization method, a sensor is not directly installed on the slope as in the past, but for example, a sensor is attached to the anchor to detect deformation that has occurred on the anchor, and the behavior or deformation of the slope is detected. If detected, it is efficient in various respects.
In the case of slope stabilization method, pipe material may be used as an anchor. In that case, a strain gauge sensor is attached to the outer peripheral surface of the pipe material to detect bending deformation of the anchor that resists movement of the ground. It is possible.
地盤に挿入する管材にセンサを取り付けたものとして、特許文献1や特許文献2がある。
特許文献1は、地山の崩落や法面の地滑りを防止するために地盤の歪を計測するパイプひずみ計であり、複数のパイプ(計測管)を継手管で連結するとともに、パイプの長手方向中間部の外面に歪ゲージを取り付け、計測ケーブルをパイプ内に通している。
There exist
特許文献2は、掘削パイプに作用するひずみを遠隔制御し測定する掘削パイプ用ひずみ測定装置である。この掘削パイプ用ひずみ測定装置は、掘削パイプに作用する引張り力や曲げ力やトルクを高感度に検出可能であるとともに、偶発的な高荷重に耐え得るようにしたというもので、ひずみ計7、8を外周面に取り付けた円筒状の受感部材1を掘削パイプ3に取り付け、受感部材1の内面に管よりなる安全エレメント2を取り付け、受感部材1と安全エレメント2との間を遊びをもつ態様のピン4、5、6で接続したという複雑な構成である。
特許文献1のパイプひずみ計は、地盤に挿入されるパイプ(計測管)自体の外周面にセンサを取り付けるものなので、パイプの剛性が大である場合に、ひずみ検知の感度を十分高くできないことも考えられる。また、地盤への挿入時に、孔壁に接触してセンサを損傷させる恐れもある。また、使用するパイプによっては、センサを貼り付けられない場合も考えられる。
また、特許文献2の掘削パイプ用ひずみ測定装置は、特殊な用途のもので極めて複雑な構造であり、汎用性がありかつ簡単な構造とすることが望まれる。
Since the pipe strain gauge of
Further, the strain measuring device for excavation pipes of
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、高い感度のひずみ検出が可能であり、地盤への挿入時にセンサを損傷する恐れがなく、管自体からくる制約が少なく、しかも簡単な構造のセンサ付き連結部材を備えた地盤挿入管を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, is capable of highly sensitive strain detection, has no risk of damaging the sensor when inserted into the ground, has few restrictions from the tube itself, and has a simple structure. An object of the present invention is to provide a ground insertion pipe provided with a connecting member.
上記課題を解決する本発明は、複数の管材を連結部材で剛連結して構成した、地盤に挿入される地盤挿入管であって、
前記連結部材が、中空の円筒体であり、その外周面に溝を形成することによりその溝部の剛性を前記管材の剛性より低くし、前記管材に生じた変形を検出するための歪ゲージによるセンサを前記溝部に貼り付けてなり、
連結部両側の前記管材が管端が互いに離間した状態で前記連結部材により剛連結されているとともに、離間した管端間領域Sと前記連結部材の前記溝部の領域Wとの管材側方から見た位置関係が一部又は全部一致し、かつ、前記溝部に貼り付けた前記センサの位置が前記管端間領域Sに位置しており、
前記センサのリード線を前記溝部にあけたリード線挿通用孔から前記円筒体内に通し、前記管材の開放端から外部に引き出してなり、
前記溝、センサ、及びリード線挿通用孔が前記連結部材の直径方向の両側に設けられ、両端がそれぞれ両側の前記リード線挿通用孔に嵌合するリード線案内部材を備え、このリード線案内部材は、その長手方向に抜けるリード線案内溝を備えるとともに、このリード線案内溝の中央部を管材軸方向に開放する開放部を有することを特徴とする。
The present invention that solves the above problems is a ground insertion tube that is constructed by rigidly connecting a plurality of pipe members with a connecting member, and is inserted into the ground,
The connecting member is a hollow cylindrical body, the sensor according to the strain gauge for the rigidity of the groove portion is lower than the rigidity of the tube member, to detect the deformation generated in the tube member by forming a groove on its outer peripheral surface Affixed to the groove ,
Together with the tube material of the connecting portion sides are connected rigidly by the connecting member in a state where the tube end is separated from each other, viewed from the tubing side and the groove area W of the connecting member and the region S between the spaced pipe ends positional relation matches some or all, and the position of the sensor affixed to said groove is positioned in a region S between the pipe ends,
The lead of the sensor through the cylindrical body from the lead wire insertion holes opened in the groove, it was pull out to the outside from the open end of the tube member,
It said grooves, sensor, and the lead wire insertion hole is provided on both sides of the diameter direction of the connecting member comprises a lead wire guide member having both ends fitted into the lead wire insertion holes of the both sides, respectively, the lead wire guide member is provided with a lead wire guide groove passing in the longitudinal direction, and having an opening to open the central portion of the lead wire guide groove in the tubing axis.
本発明の地盤挿入管によれば、管材を連結する連結部材がセンサ付き連結部材なので、地盤に挿入された地盤挿入管に変形が生じた時のその変形量を高い感度で検出することが可能となる。すなわち、センサ付き連結部材におけるセンサを取り付ける部分が溝であり、その部分の剛性が管材の剛性より低いので、地盤挿入管全体に加わる応力をセンサ取り付け部に集中させることができ、地盤に挿入された地盤挿入管に変形が生じた時のその変形量を高い感度で検出することが可能となる。 According to the ground insertion pipe of the present invention , since the connecting member for connecting the pipe material is a connecting member with a sensor, it is possible to detect the deformation amount when the ground insertion pipe inserted into the ground is deformed with high sensitivity. It becomes. That is, the sensor mounting portion of the connecting member with sensor is a groove, and the rigidity of the portion is lower than the rigidity of the pipe material, so that the stress applied to the entire ground insertion tube can be concentrated on the sensor mounting portion and inserted into the ground. It is possible to detect the amount of deformation when the ground insertion tube is deformed with high sensitivity.
また、単に高い感度で検出できるというだけでなく、連結部材の外径や板厚及び溝部又は溝部の板厚などを適切に設定することで、地盤に挿入された地盤挿入管に変形が生じた時のその変形量の検出を適切に行うことが可能となる。
また、センサが連結部材における溝部に貼り付けられているので、センサの突出高さが連結部材の外形寸法内に収まり、管材を地中に挿入する際に孔壁に接触することがなく、センサが損傷することを防止できる。
また、アンカーに用いる管材を特殊な仕様にする必要はないため、単純で安価な構成とすることができる。
Moreover, not only can it be detected with high sensitivity, but also the ground insertion tube inserted into the ground has been deformed by appropriately setting the outer diameter and thickness of the connecting member and the thickness of the groove or groove. It is possible to appropriately detect the amount of deformation at the time.
Moreover, since the sensor is affixed to the groove portion of the connecting member, the projecting height of the sensor is within the outer dimensions of the connecting member, and the sensor does not come into contact with the hole wall when the pipe material is inserted into the ground. Can be prevented from being damaged.
Moreover, since it is not necessary to make the pipe material used for an anchor into a special specification, it can be set as a simple and cheap structure.
また、アンカーなどの地盤挿入管を構成する管材を連結する連結部材として、センサを貼り付けた連結部材を用いることで、自身の変形量を検出可能な構造の地盤挿入管を施工する際の施工性を良好にすることができる。
すなわち、管材自体にセンサを取り付ける構成とした場合、長い管材にセンサを取り付ける作業はしずらいが、短い連結部材にセンサを取り付ける作業は容易である。
また、作業能率をよくするために、複数の長い管材に予めセンサを取り付けて保管しておくことは、施工の資材管理として繁雑であり種々の点で不都合であるが、センサを取り付けた短い連結部材を保管することは容易であり、資材管理も容易であり、施工性向上が図られる。また、管材として種々の長さのものを用いることがあるので、この点でも予め管材にセンサを取り付けて保管するのは、資材管理が繁雑であるが、連結部材に取り付けるのであれば、連結部材は管材の長さに関係なく共通なので、そのような問題はない。
地盤の変状を検知するためには、センサが地盤に挿入された地盤挿入管における長さ方向のどの位置に取り付けられているかが明確でなければならないが、管材に取り付けた場合、地盤挿入管の長さ方向のどの位置にセンサが取り付けられているかが不明瞭になる恐れがある。しかし、本発明によれば、センサが常に連結部材に取り付けられていることが明瞭なので、センサの位置が不明瞭になる恐れはない。
Also, as a connecting member that connects the pipes that make up the ground insertion pipe, such as anchors, using a connecting member with a sensor attached, it is possible to construct a ground insertion pipe with a structure that can detect its own deformation. Property can be improved.
That is, when the sensor is attached to the pipe material itself, it is difficult to attach the sensor to the long pipe material, but the work to attach the sensor to the short connecting member is easy.
Also, in order to improve work efficiency, it is complicated and inconvenient for material management of construction to store a sensor on a plurality of long pipes in advance, but it is inconvenient in various points, but a short connection with a sensor attached. It is easy to store the members, the material management is also easy, and the workability is improved. Also, since pipes of various lengths may be used, it is complicated to manage the materials in advance by attaching the sensors to the pipes in this respect as well. Are the same regardless of the length of the pipe, so there is no such problem.
In order to detect the deformation of the ground, it must be clear where the sensor is attached in the length direction of the ground insertion pipe inserted into the ground. It may be unclear at which position in the length direction the sensor is attached. However, according to the present invention, since it is clear that the sensor is always attached to the connecting member, the position of the sensor is not obscured.
また、センサを貼り付けた部分の剛性を管材の剛性より適切に低くすることが容易で、管材の変形量検出の感度を高くすることが容易であるとともに、管材の歪との対応関係を明確にし易い。 In addition, it is easy to make the rigidity of the part where the sensor is affixed appropriately lower than the rigidity of the pipe material, it is easy to increase the sensitivity of detecting the deformation amount of the pipe material, and the correspondence with the distortion of the pipe material is clarified Easy to do.
また、リード線案内部材を設けているので、溝部の外面に貼り付けられたセンサのリード線を円滑に外部に導くことができる。
また、両側の管材がこのリード線案内部材に突き当たる態様で連結部材で剛連結される構成とすると、両側の管材の連結部材に対する位置関係を正確にかつ常に一定にできる。
Further, since only set the lead wire guide member can be guided smoothly to the outside of the sensor leads affixed to the outer surface of the groove.
Further, when the pipe members on both sides are rigidly connected by the connecting member so as to abut against the lead wire guide member, the positional relationship of the pipe members on both sides with respect to the connecting member can be made accurate and always constant.
以下、本発明を実施した地盤挿入管について、図面を参照して説明する。 Hereinafter, a ground insertion pipe embodying the present invention will be described with reference to the drawings.
本発明の地盤挿入管は、地盤に挿入される管状のアンカーなどの地盤挿入管であり、複数の管材を連結部材で剛連結して構成される。複数の管材を連結する連結部材の少なくとも一部は本発明のセンサ付き連結部材で連結される。
図1は本発明の一実施例の地盤挿入管における、管材とセンサ付きの連結部材のみを示したもので、後述するリード線やリード線案内部材やリード線案内パイプの図示は省略しており、(イ)はセンサ付き連結部材11で管材2を連結した管状アンカーなどの地盤挿入管13のセンサ付き連結部材11の部分を示す正面図、(ロ)は(イ)のA−A断面図、(ハ)は(イ)における管材のみを示した図、(ニ)は管材の横断面図である。
このセンサ付き連結部材(以下、場合により単に連結部材という)11は、その連結部材本体15が中空の円筒体であり、その長手方向の中央部の外周面に周溝16を形成している。16aは後述するリード線挿通用孔である。
この連結部材11で連結される管材2は同図(ハ)、(ニ)に示すように厚肉の円形管である。
連結部材11と管材2とは、例えば、管材2の両端部に形成したオネジ部を連結部材11の内面に形成したメネジ部に捻じ込むことで剛連結されている。但し、連結部材11と管材2との剛連結の構造は特に限定されない。
連結部材11の周溝16の直径方向の両側にそれぞれ、管材2に生じた変形を検出するための歪ゲージ(センサ)8を貼り付けている。歪ゲージ8は樹脂で被覆したり、保護テープで覆うなどで損傷から保護するとよい。
本実施例では、両側の管材2の管端の間隔Sは周溝16の幅Wより小さく、かつ、管端間領域(両管端の間隔Sの領域を指す)の全体が周溝16の領域に含まれ、かつ、歪ゲージ8の位置が前記管端間領域Sに位置している。ただし上記に限らず、間隔Sと幅Wの関係が、互いに一部でもラップしていて、そのラップする範囲内に歪みゲージ8が位置する構成であればよい。
The ground insertion pipe of the present invention is a ground insertion pipe such as a tubular anchor to be inserted into the ground, and is configured by rigidly connecting a plurality of pipe members with a connecting member. At least some of the connecting members that connect the plurality of pipe members are connected by the connecting member with sensor of the present invention.
FIG. 1 shows only a pipe member and a connecting member with a sensor in a ground insertion pipe of one embodiment of the present invention, and illustration of a lead wire, a lead wire guide member and a lead wire guide pipe which will be described later is omitted. , (b) is a front view showing a portion of the sensor with the
The connecting member with sensor (hereinafter, simply referred to as a connecting member in some cases) 11 is a hollow cylindrical body of the connecting member
The
The connecting
Strain gauges (sensors) 8 for detecting deformation generated in the
In this embodiment, the spacing S between the pipe ends of both sides of the
本発明では、連結部材11におけるセンサ8を取り付ける部分の剛性を、管材2の剛性より低く設定する。この実施例では、連結部材11における周溝16の部分の剛性を管材2より剛性を低く設定する。複数の管材を連結部材で剛連結するこの種の地盤挿入管では、一般に、連結部材の部分の剛性は管材の剛性より高いが、本発明では連結部材11に管材2より剛性の低い部分が設けられる。
一般に、外径D、内径dでヤング率Eのパイプに曲げモーメントMが作用した時に生じる曲げひずみεは、
ε=M・32E/π(D3−d3)
となるから、管材2の外径D2、内径d2が決まれば、連結部材11の周溝16における外径D1と内径d1とを調整することで、管材2のひずみε2より連結部材11の周溝16の部分のひずみε1を大きくすることができる。したがって、管材2の変形量を高い感度で検出できる。
また、単に高い感度で検出できるというだけでなく、連結部材の外径や板厚及び溝部の板厚などを適切に設定することで、必要な強度に調整することができる。
また、歪ゲージ8が連結部材11における周溝16に貼り付けられているので、センサの突出高さが連結部材の外形寸法内に収まり、管材2を地中に挿入する際に孔壁に接触することがなく、歪ゲージ8が損傷することを防止できる。
また、アンカーに用いる管材を特殊な仕様にする必要はないため、単純で安価な構成とすることができる。
In the present invention, the rigidity of the portion of the connecting
In general, the bending strain ε generated when a bending moment M acts on a pipe having an outer diameter D and an inner diameter d and a Young's modulus E is:
ε = M · 32E / π (D 3 −d 3 )
Therefore, if the outer diameter D 2 and the inner diameter d 2 of the
Moreover, not only can it detect with high sensitivity, but it can adjust to required intensity | strength by setting the outer diameter of a connection member, plate | board thickness, the plate | board thickness of a groove part, etc. suitably.
Moreover, since the
Moreover, since it is not necessary to make the pipe material used for an anchor into a special specification, it can be set as a simple and cheap structure.
また、アンカーなどの地盤挿入管を構成する管材を連結する連結部材として、センサを貼り付けた連結部材11を用いることで、自身の変形量を検出可能な構造の地盤挿入管を施工する際の施工性を良好にすることができる。
すなわち、管材自体にセンサを取り付ける構成とした場合、長い管材にセンサを取り付ける作業はしずらいが、短い連結部材にセンサを取り付ける作業は容易である。
また、作業能率をよくするために、複数の長い管材に予めセンサを取り付けて保管しておくことは、施工の資材管理として繁雑であり種々の点で不都合であるが、センサを取り付けた短い連結部材を保管することは容易であり、資材管理も容易であり、施工性向上が図られる。また、管材として種々の長さのものを用いることがあるので、この点でも予め管材にセンサを取り付けて保管するのは、資材管理が繁雑であるが、連結部材に取り付けるのであれば、連結部材は管材の長さに関係なく共通なので、そのような問題はない。
地盤の変状を検知するためには、センサが地盤に挿入された地盤挿入管における長さ方向のどの位置に取り付けられているかが明確でなければならないが、管材に取り付けた場合、地盤挿入管の長さ方向のどの位置にセンサが取り付けられているかが不明瞭になる恐れがある。しかし、本発明によれば、センサが常に連結部材に取り付けられていることが明瞭なので、センサの位置が不明瞭になる恐れはない。
また、管端間領域Sの全体が周溝領域Wに含まれ、かつ、センサの位置が管端間領域Sに位置していることで、センサを貼り付けた部分の剛性を管材の剛性より適切に低くすることが容易で、管材の変形量検出の感度を高くすることが容易であるとともに、管材の歪との対応関係を明確にし易い。
In addition, when using a connecting
That is, when the sensor is attached to the pipe material itself, it is difficult to attach the sensor to the long pipe material, but the work to attach the sensor to the short connecting member is easy.
Also, in order to improve work efficiency, it is complicated and inconvenient for material management of construction to store a sensor on a plurality of long pipes in advance, but it is inconvenient in various points, but a short connection with a sensor attached. It is easy to store the members, the material management is also easy, and the workability is improved. Also, since pipes of various lengths may be used, it is complicated to manage the materials in advance by attaching the sensors to the pipes in this respect as well. Are the same regardless of the length of the pipe, so there is no such problem.
In order to detect the deformation of the ground, it must be clear where the sensor is attached in the length direction of the ground insertion pipe inserted into the ground. It may be unclear at which position in the length direction the sensor is attached. However, according to the present invention, since it is clear that the sensor is always attached to the connecting member, the position of the sensor is not obscured.
In addition, since the entire tube end region S is included in the circumferential groove region W and the position of the sensor is positioned in the tube end region S, the rigidity of the portion where the sensor is attached is more than the rigidity of the tube material. It is easy to appropriately reduce it, and it is easy to increase the sensitivity of detecting the amount of deformation of the tube material, and it is easy to clarify the correspondence with the strain of the tube material.
図2は図1では図示を省略したリード線やリード線案内部材やリード線案内パイプを省略せずに示した本発明の実施例の地盤挿入管13を示すもので、実施例のセンサ付き連結部材11で管材2を連結した地盤挿入管13のセンサ付き連結部材11の部分を示す正面図、図3は図2のB−B断面図、図4は図2の拡大したC−C断面図である。図5は図2におけるセンサ付き連結部材11の連結部材本体15を示すもので、(イ)は正面図、(ロ)は(イ)のD−D断面図である。
このセンサ付き連結部材11は、その連結部材本体15が前述の通り中空の円筒体であり、その長手方向の中央部の外周面に周溝16を形成している。周溝16には、後述するリード線案内部材17を嵌合させる前述のリード線挿通用孔16aが直径方向の両側にあけられている。
管材2は前述の通り厚肉の円形管である。
連結部材11と管材2とは、前述した通り、管材2の両端部に形成したオネジ部を連結部材11の内面に形成したメネジ部に捻じ込むことで剛連結されている。
連結部材11の周溝16の直径方向の両側にそれぞれ、管材2に生じた変形を検出するための歪ゲージ(センサ)8を貼り付けている。
両側の管材2の管端は、直径方向両側のリード線挿通用孔16aに両端部を嵌合させたリード線案内部材17に突き当たっており、リード線案内部材17の厚み分の間隔Sで離間している。前述した通り、両側の管材2の管端の間隔Sは周溝16の幅Wより小さく、かつ、管端間領域(両管端の間隔Sの領域を指す)の全体が周溝16の領域に含まれ、かつ、歪ゲージ8の位置が前記管端間領域Sに位置している。
連結部材1における周溝16の部分は、前述した通り管材2より剛性が低くされている。
FIG. 2 shows a
The connecting
The
As described above , the connecting
Strain gauges (sensors) 8 for detecting deformation generated in the
The pipe ends of the
The portion of the
歪ゲージ8のリード線9は、詳細は後述するが、リード線挿通用孔16aに嵌合させたリード線案内部材17の後述するリード線案内溝17aを通って連結部材11内に引き入れられ、リード線案内部材17の中央部に取り付けたリード線案内パイプ19内を通り、管材2内を通って管材2の開放端から外部に引き出され、歪測定装置に接続される。
The
上記のセンサ付き連結部材11によれば、前述した通り、地盤に挿入された地盤挿入管13に変形が生じた時のその変形量を高い感度で検出することが可能となる、単に高い感度で検出できるというだけでなく地盤に挿入された地盤挿入管に変形が生じた時のその変形量の検出を適切に行うことが可能となる、などの効果が得られる。
また、リード線9がリード線案内部材17のリード線案内溝17aを通って連結部材11内に引き入れられ、リード線案内パイプ19内を通り、管材2内を通って管材2の開放端から外部に引き出されるので、管材2を地中に挿入する際に孔壁に接触して歪ゲージ8が損傷する恐れはない。
According to the sensor-equipped connecting
Further, the
前記リード線案内部材17は、図6、図7にも示すように、全体として細長い直方体状部材の底面側に長手方向に抜けるリード線案内溝17aを備えるとともに、このリード線案内溝17aの中央部を管材軸方向に開放する開放部17bを有している。前記開放部17bは中央部に形成した台形状の凹所により形成されている(凹所=開放部17b)。リード線案内溝17aは溝底面17a’が中央部に向かって上向きに傾斜して、リード線9をスムーズに導くようにしている。
As shown in FIGS. 6 and 7, the lead
前記リード線案内パイプ19は、図8、図9に示すように、パイプ19aの下端部にリード線案内部材17の凹所17bの台形形状に合わせた円錐状部19bを固定した構造であり、円錐状部19bの内部に円錐状部19bの円錐面とは逆向きの円錐状の孔19b’を有している。
リード線案内パイプ19の円錐状部19bがリード線案内部材17の凹所17bに固定されると、リード線案内溝17a、円錐状孔19b’、パイプ19a内からなる、リード線9を案内する通路が形成される。
リード線案内パイプ19の円錐状部19bをリード線案内部材17の凹所17bに固定する手段は、テーパネジによる螺合、その他、種々の構造を採用できる。
連結部材11の周溝6の外面に貼り付けた歪ゲージ8のリード線9は、リード線案内部材17のリード線案内溝17aを通り、リード線案内パイプ19の円錐状部19bの円錐状孔19b’を経てパイプ19a内に導かれ、管材2の内部を通って、外部の歪測定装置に接続される。
As shown in FIGS. 8 and 9, the lead
When the
As a means for fixing the
The
参考例として図10に示した地盤挿入管23におけるセンサ付き連結部材21は、中実円筒体の連結部材本体25を用いたものである。
中実の連結部材本体25の外周面に周溝26を形成し、この周溝26に歪ゲージ8を貼り付ける。
リード線9は、図示例では管材2の外面に沿って地上に導く。リード線9には、前述したように何らかの保護被覆を施す。あるいは、図示は省略するが、連結部材本体25の外面にリード線挿通用の縦溝を形成し、リード線をこの縦溝を通し管材2の内部を通して地上に導くようにしてもよい。
Sensor-provided connecting
A
The
また、参考例として図11に示した地盤挿入管33におけるセンサ付き連結部材31は、管材2の内部に嵌合して剛連結される中空円筒体の連結部材本体35を用いたものである。
連結部材本体35の外周面に周溝36を形成し、この周溝36に歪ゲージ8を貼り付ける。
図示は省略するが、リード線は、図10と同様に管材2の外面に沿って地上に導くか、あるいは、周溝36の部分にリード線挿通用孔をあけ、このリード線挿通用孔から連結部材31の内部に入れ、管材2の内部を通して地上に導くとよい。
The sensor with the connecting
A
Although not shown in the drawing, the lead wire is guided to the ground along the outer surface of the
また、参考例として図12(イ)、(ロ)に示した地盤挿入管43におけるセンサ付き連結部材41は、管材2の内部に嵌合して剛連結される中空円筒体の連結部材本体45を用いるとともに、連結部材本体45の内周面に周溝46を形成し、この周溝46に歪ゲージ8を貼り付けたものである。
この場合、連結部材41がある程度短い場合であり、連結部材41の内面に歪ゲージ8を貼り付けることに工夫を要するが、リード線9をそのまま管材2内を通すことができる。
また、同じく参考例として図12(ハ)に示した連結部材41'は、周溝46'を連結部材本体45'の外面に設けたものである。歪ゲージ8は連結部材本体45の内面の周溝4に対応する位置に貼り付ける。この場合は、歪ゲージ8を貼り付ける筒内面に段差がないので、歪ゲージ8を貼り付ける作業が図12(イ)、(ロ)の場合よりやや容易である。
図10、図11、図12のように、連結部材を管材2の内部に挿入固定する場合は、連結部材の外面にオネジを形成し、管材2の端部の内面にメネジを形成するとよい。
Further, FIG. 12 (b) as a reference example, the sensor-provided connecting
In this case, the connecting
Further, also a connecting member 41 ', the circumferential groove 46' of FIG. 12 (c) as a reference example is provided with a on the outer surface of the connecting member body 45 '. The
As shown in FIGS. 10, 11, and 12, when the connecting member is inserted and fixed inside the
また、参考例として図13(イ)、(ロ)に示した地盤挿入管53におけるセンサ付き連結部材51は、連結部材本体55は、図1の連結部材本体5と同じく、管材2の外面に被さる態様で剛連結され、かつ、外周面に周溝56を設けるが、歪ゲージ8を連結部材本体55の内面に貼り付けたものである。
この場合も、連結部材51の内面に歪ゲージ8を貼り付けることに工夫を要するが、リード線9をそのまま管材2内を通すことができる。
同じく参考例として図13(ハ)に示した連結部材51'は、周溝56'を連結部材本体55'の内面に設け、この周溝56'に歪ゲージ8を貼り付けたものである。
Further, FIG. 13 as a reference example (a), the sensor-equipped
Also in this case, it is necessary to devise to attach the
Similarly, a connecting
歪ゲージ8の出力をリード線で地上の歪測定装置に伝達する構成に代えて、参考例として示した図14では、ICタグ61に歪ゲージ8を接続したセンサ付きICタグ60により、歪ゲージ8の出力を無線で地上の歪測定装置69に伝達する構成としたものである。
ICタグ60は、電源部62、CPU64やメモリ65を備えて歪ゲージ8の出力をデジタル値に変換するA/D変換などの処理をするゲージ出力処理手段63、送受信回路66、アンテナ部67などからなる。
センサ付きICタグ60は、ICタグリーダ(又はリーダライタ)68から送られた無線信号に応答して、歪ゲージ8の出力をデジタル信号としてアンテナ部67からICタグリーダ68に送信し、地上の歪測定装置69がICタグリーダ68からの信号により連結部材に生じている歪を測定する。
なお、電源部62は、電池であってもよいが、地上の外部装置から送られた充電用の電波で充電可能なバッテリとすることも可能である。また、コンデンサを備えて外部装置からの電波で電力供給が可能なものとすることも可能である。
Instead the output of the
The
In response to the radio signal sent from the IC tag reader (or reader / writer) 68, the sensor-attached
The
図15は本発明のセンサ付き連結部材を、斜面安定化のために斜面に挿入されるアンカー(地盤挿入管)71に適用した場合を説明する図である。なお、以下の図15〜19ではセンサ付き連結部材を符号1で示している。
図15(イ)に斜面安定化工法を施工した斜面72を模式的に示す。同図(ロ)は1つのアンカーの部分を拡大した図である。Sはすべり線を示す。
斜面安定化工法では、斜面に多数のアンカー71を安定地盤の所定深さまで達するように挿入し、各アンカー71の頭部に支圧板73を取り付け、支圧板73をアンカー71に対して引張り力を付与するように締着して、地盤に対する支圧力を付与する。アンカー71及び支圧板73が地盤の移動に対する抵抗力を発揮して斜面の不安定な土塊の移動の程度を小さくすることができる。
アンカー71として一般に、外周面にネジを形成した例えば長さ1.5mなどの中空のロックボルト(管材)をカプラ(連結部材)で連結したものが用いられている。自穿孔式のロックボルトの場合は先端にビットを備えており、先端のビットで地盤に孔をあけながら挿入し、必要に応じてロックボルトをカプラで連結しながら安定地盤の所定深さまで達するように挿入する。ロックボルトを挿入した後、孔とロックボルトとの間の隙間にモルタルを充填する。
地盤の移動が生じた場合、破線で示すようにアンカー(地盤挿入管)71に変形が生じ、アンカー71を構成する管材に変形が生じるとともに、連結部材1にも変形が生じる。
この連結部材1に生じたひずみを歪ゲージ8で検出して、管材の変形状況を検知することができ、斜面の変状を知ることができる。
これにより、斜面の再整備をしたりさらなる斜面対策を実施したりすることができ、また、斜面崩壊の警報を発信することも可能となる。
斜面安定化工法に用いる部材(アンカー)であり、かつ斜面の変状を検知するものなので、斜面変状検知装置を別途設置する場合と比べて、斜面変状検知を可能にする手段として効率的で施工が容易であり、費用も安価に済む。
FIG. 15 is a diagram for explaining a case where the connecting member with a sensor of the present invention is applied to an anchor (ground insertion pipe) 71 inserted into a slope for stabilizing the slope. In addition, in the following FIGS. 15-19, the connection member with a sensor is shown with the code |
FIG. 15A schematically shows a
In the slope stabilization method, a large number of
In general, the
When the ground moves, the anchor (ground insertion pipe) 71 is deformed as shown by the broken line, the pipe material constituting the
The strain generated in the connecting
As a result, it is possible to redevelop the slope and implement further countermeasures against the slope, and it is also possible to issue a warning of slope failure.
Since it is a member (anchor) used for slope stabilization and detects slope deformation, it is more efficient as a means to enable slope deformation detection than when a slope deformation detector is installed separately. The construction is easy and the cost is low.
図16は本発明のセンサ付き連結部材を、トンネル工事において、トンネル壁材の支持力を増やすためにトンネル掘削壁面に挿入されるアンカー81に適用した場合を説明する図である。アンカー(地盤挿入管)81は複数本の管材を本発明のセンサ付き連結部材1で剛連結してなる。同図において、82は例えばカルバートなどのトンネル壁面を示す。破線はトンネル壁面が変形した場合の壁面を模式的に示す。矢印はトンネル壁面を形成する壁材に作用する土圧を示し、83で示した実線は土圧の分布を示す。
構築されたトンネルにおいて、土圧の影響によるトンネルの変位量、変形状況は目視での確認は困難であるが、トンネル壁材の支持力を増やすためにトンネル掘削壁面に挿入されるアンカーとして、本発明のセンサ付き連結部材1で管材を連結したアンカー81を用いると、アンカーとしての支持力増強の役割を果たしながら、土圧の影響によるトンネルの変位量、変形状況をアンカーの連結部(連結部材1)から検知することができるので、危険時に警報を発信して事故を未然に防ぐことができ、また、支持力の不足する箇所や壊れた箇所を早期発見して補修を実施することができ、安全性が向上する。
FIG. 16 is a diagram for explaining a case where the connecting member with a sensor of the present invention is applied to an
In a constructed tunnel, it is difficult to visually confirm the amount of displacement and deformation of the tunnel due to the influence of earth pressure, but as an anchor inserted into the tunnel excavation wall in order to increase the bearing capacity of the tunnel wall material, When the
図17は本発明のセンサ付き連結部材を、建物、橋台などの構造物の地盤に挿入される基礎杭に適用した場合を説明する図である。同図において、91は基礎杭、92は基礎スラブ、93は建物、橋梁などの構造物の一部を示す。94は地盤。P1、P2は風圧や地震等も加味した変動する上載荷重を示す。矢印P1、P2に沿う波形の実線は、地震や風圧で上載荷重が変動することを示している。
構造物の設置地盤が、構造物の自重や風圧や、地震、雨などの影響によって変化(変形、沈下、液状化など)した場合、基礎杭に曲げひずみ、軸ひずみが発生する。そのような構造物の基礎杭として、本発明のセンサ付き連結部材1で管材を連結した基礎杭91を用いると、基礎杭としての本来の役割を果たしながら、基礎杭の連結部(連結部材1)から基礎杭のひずみを検知して、構造物の地盤の変化を早期に検知することができ、早期に対策を講じることができる。
FIG. 17 is a diagram for explaining a case where the connecting member with a sensor of the present invention is applied to a foundation pile inserted into the ground of a structure such as a building or an abutment. In the figure, 91 is a foundation pile, 92 is a foundation slab, 93 is a part of a structure such as a building or a bridge. 94 is the ground. P 1 and P 2 indicate fluctuating loadings that take into account wind pressure, earthquakes, and the like. The solid lines of the waveforms along the arrows P 1 and P 2 indicate that the overload varies due to an earthquake or wind pressure.
When the ground where the structure is installed changes due to its own weight, wind pressure, earthquake, rain, etc. (deformation, settlement, liquefaction, etc.), bending strain and axial strain occur in the foundation pile. If the
図18は本発明のセンサ付き連結部材を、ダム又は堤防102の内部に壁面103と平行に埋め込まれる管状鉄筋101に適用した場合を説明する図である。矢印Pは水圧、104で示す実線は水圧分布を示す。波形の破線は水位が変動することを模式的に示すものであり、壁面103に作用する水圧が変動する。
図19は本発明のセンサ付き連結部材1を、擁壁112の内部に埋め込まれる管状鉄筋111に適用した場合を説明する図である。矢印Pは土圧、114で示す実線は土圧分布を示す。
ダムや堤防や擁壁の内部に壁面と平行に埋め込まれる管状鉄筋として、本発明のセンサ付き連結部材1で管材を連結した管状鉄筋101、111を用いると、管状鉄筋としての本来の役割を果たしながら、管状鉄筋101、111の連結部(連結部材1)からダムや堤防や擁壁のひずみを検知して、ダムや堤防や擁壁の変形状況を把握することができ、早期に対策を講じることができる。
FIG. 18 is a view for explaining a case where the connecting member with a sensor of the present invention is applied to a
FIG. 19 is a view for explaining a case where the connecting member with
When
上述の各実施例において、標準長さあるいは規定長さの地盤挿入管(アンカー、基礎杭、管状鉄筋など)どうしをセンサ付き連結部材で連結する場合に限らず、地盤挿入管を任意の位置で切断し、その切断端部間を本発明のセンサ付き連結部材で連結することで、任意の位置の変形を計測することができる。
図1〜図9に示した実施例においては、センサを貼り付ける溝を周溝としたが、必ずしも周溝である必要はない。少なくともセンサを貼り付けることができる広さの、凹所とも言える溝であってもよい。また、センサとリード線挿通用孔とを設けることができる広さの溝であればよい。
In each of the above-described embodiments, the ground insertion tube (anchor, foundation pile, tubular rebar, etc.) having a standard length or a specified length is not limited to being connected by a connecting member with a sensor, but the ground insertion tube can be placed at an arbitrary position. The deformation | transformation of arbitrary positions can be measured by cut | disconnecting and connecting between the cutting | disconnection edge parts with the connection member with a sensor of this invention.
In the embodiment shown in FIGS . 1 to 9 , the groove for attaching the sensor is a circumferential groove, but it is not necessarily a circumferential groove. It may be a groove that can be said to be a recess that is at least wide enough to attach the sensor. Moreover, the groove | channel of the width which can provide a sensor and a lead wire penetration hole should just be sufficient.
1、11 センサ付き連結部材(連結部材)
2 管材
13 地盤挿入管(アンカー、基礎杭、管状鉄筋など)
15 連結部材本体
16 周溝(溝)
8 歪ゲージ(センサ)
9 リード線
S 両側の管端の間隔
W 周溝の幅
16a リード線挿入穴
17 リード線案内部材
17a リード線案内溝
17a' 溝底面
17b 凹部(開放部)
19 リード線案内パイプ
19a パイプ
19b 円錐状部
19b' 円錐状孔
71 アンカー(地盤挿入管)
72 斜面
81 アンカー(地盤挿入管)
82 トンネル壁面
91 基礎杭(地盤挿入管)
92 基礎スラブ
101 管状鉄筋(地盤挿入管)
102 ダム又は堤防
111 管状鉄筋(地盤挿入管)
112 擁壁
1, 11 Connecting member with sensor (connecting member)
2 Pipe material
13 ground insertion pipe (anchor, foundation pile, tubular rebar, etc.)
15 connecting member body
16 circumferential grooves
8 Strain gauge (sensor)
9 Lead wire S Spacing between pipe ends on both sides W
19 Lead
72
82
92
102 Dam or
112 Retaining wall
Claims (1)
前記連結部材が、中空の円筒体であり、その外周面に溝を形成することによりその溝部の剛性を前記管材の剛性より低くし、前記管材に生じた変形を検出するための歪ゲージによるセンサを前記溝部に貼り付けてなり、
連結部両側の前記管材が管端が互いに離間した状態で前記連結部材により剛連結されているとともに、離間した管端間領域Sと前記連結部材の前記溝部の領域Wとの管材側方から見た位置関係が一部又は全部一致し、かつ、前記溝部に貼り付けた前記センサの位置が前記管端間領域Sに位置しており、
前記センサのリード線を前記溝部にあけたリード線挿通用孔から前記円筒体内に通し、前記管材の開放端から外部に引き出してなり、
前記溝、センサ、及びリード線挿通用孔が前記連結部材の直径方向の両側に設けられ、両端がそれぞれ両側の前記リード線挿通用孔に嵌合するリード線案内部材を備え、このリード線案内部材は、その長手方向に抜けるリード線案内溝を備えるとともに、このリード線案内溝の中央部を管材軸方向に開放する開放部を有することを特徴とする地盤挿入管。 A ground insertion pipe that is configured by rigidly connecting a plurality of pipe members with a connection member and inserted into the ground,
The connecting member is a hollow cylindrical body, the sensor according to the strain gauge for the rigidity of the groove portion is lower than the rigidity of the tube member, to detect the deformation generated in the tube member by forming a groove on its outer peripheral surface Affixed to the groove ,
Together with the tube material of the connecting portion sides are connected rigidly by the connecting member in a state where the tube end is separated from each other, viewed from the tubing side and the groove area W of the connecting member and the region S between the spaced pipe ends positional relation matches some or all, and the position of the sensor affixed to said groove is positioned in a region S between the pipe ends,
The lead of the sensor through the cylindrical body from the lead wire insertion holes opened in the groove, it was pull out to the outside from the open end of the tube member,
It said grooves, sensor, and the lead wire insertion hole is provided on both sides of the diameter direction of the connecting member comprises a lead wire guide member having both ends fitted into the lead wire insertion holes of the both sides, respectively, the lead wire guide member is provided with a lead wire guide groove passing in the longitudinal direction, ground insertion tube and having an opening to open the central portion of the lead wire guide groove in the tubing axis.
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