JP7263851B2 - 地山評価方法、地山評価システム及び地山評価プログラム - Google Patents
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Description
以下、図1~図5を用いて、地山評価方法、地山評価システム及び地山評価プログラムを具体化した第1の実施形態を説明する。ここでは、掘削した孔の掘削情報を用いて、指標値として正規化削孔速度比を算出し、この正規化削孔速度比とガウス過程回帰とを用いて地山等級を特定し、この地山等級によってトンネルの周囲の地山を評価する。
掘削情報取得部35は、ノンコア削孔切羽前方探査システム30からの計測値を取得する。ノンコア削孔切羽前方探査システム30は、先端にドリフタ31を設けたドリルジャンボ32、油圧センサ33及び油量計34を備える。油圧センサ33は、フィード圧等を計測する。油量計34は、削孔距離及び削孔速度等を計測する。掘削情報取得部35は、油圧センサ33から計測値(フィード圧等)を取得し、油量計34から計測値(削孔距離及び削孔速度等)を取得し、地山評価装置20に供給する。
出力部37は、ディスプレイ等を含み、推定した評価対象領域10の地山評価結果を表示する。
制御部21は、CPU、RAM、ROM等から構成された制御手段として機能し、後述する処理(情報管理段階、3次元推定段階及び地山等級特定段階等を含む処理)を行なう。このための地山評価プログラムを実行することにより、制御部21は、情報管理部211、3次元推定部212及び地山等級特定部213等として機能する。
情報管理部211は、掘削情報等の管理処理を実行する。
座標データ領域には、掘削状況を取得したときの地山における位置(3次元の計測座標)に関するデータが記憶される。
地山等級データ領域には、この座標において特定した地山等級に関するデータが記録される。ここで、地山等級には、B、CI、CII、DI、DII等がある。
次に、図4及び図5に従って、上述した地山評価装置20を用いた地山評価処理について説明する。本実施形態では、例えば、入力部36から評価指示を受信した場合に実行する。
次に、図4(b)に従って、ガウス過程回帰を用いた3次元分布の推定処理(ステップS1-3)の詳細について説明する。
上述した実施形態に具現化された本発明は、従来の地球統計学による推定方法とガウス過程回帰モデルによる推定方法との結果が、ほぼ同じになるという本発明者の知見に基づいて行なわれたものである。
図5(a)及び(b)には、従来の地球統計学を用いた推定方法による地山等級のシミュレーション結果、図5(c)及び(d)には、本発明のガウス過程回帰モデルを用いた推定方法による地山等級のシミュレーション結果を示す。ここで、図5(a)及び(c)は、評価対象領域10の斜視図を示し、図5(b)及び(d)は、評価対象領域10の平面断面図を示す。図5(b)及び(d)の平面断面図における地山等級は、ほぼ同じ結果を得ることができた。また、図5(a)及び(c)の斜視図における地山等級は、平面断面図より違いがあるが、ほぼ同じになった。従って、ガウス過程回帰モデルを用いた推定方法により、従来の地球統計学を用いた推定方法とほぼ同じ地山評価を行なうことができる。
(1-1)本実施形態では、地山評価装置20の制御部21は、ガウス過程回帰モデルを用いて、地山評価処理を実行する。これにより、従来の地球統計学を用いた推定方法に比べて、パラメータの調整の手間を簡略化することができ、地球統計学と同等の精度で、地山を3次元的に評価することができる。
次に、図6に従って、地山評価方法、地山評価システム及び地山評価プログラムを具体化した第2の実施形態を説明する。第1の実施形態では、正規化削孔速度比(1種類の指標値)とガウス過程回帰とを用いて、3次元空間における地山等級を推定した。本実施形態では、異なる種類(複数種類)の指標値から特定した地山等級とガウス過程回帰とを用いて、3次元空間における地山等級を推定する。異なる種類の指標値としては、ドリルジャンボによる削孔時に取得した掘削情報から算出した正規化削孔速度比と、水圧ハンマによる削孔時に取得した掘削情報から取得したエネルギー指標値とを用いる。
(2-1)本実施形態では、地山評価装置20の制御部21は、地山等級の特定処理(ステップS3-3)及びガウス過程回帰を用いた3次元分布の推定処理(ステップS3-4)を実行する。これにより、異なる種類の掘削情報を用いて、地山を評価することができる。
・上記第1の実施形態においては、ガウス過程回帰を用いて、周囲領域の空間における正規化削孔速度比(y)を推定した後、この正規化削孔速度比から地山等級を特定した。上記第2の実施形態においては、各座標の地山等級を特定した後、これら地山等級とガウス過程回帰とを用いて、周囲領域の空間における地山等級(y)を推定した。ガウス過程回帰を用いた3次元分布の推定処理は、指標値又は地山評価情報を用いて推定する場合に限られず、例えば、掘削情報とガウス過程回帰とを用いて周囲領域の空間における掘削情報を推定した後、正規化削孔速度比を算出し、地山等級を算出してもよい。
Claims (4)
- 出力部に接続された制御部を用いて、トンネルが形成される地山の地山等級を評価する方法であって、
前記制御部が、
トンネルの切羽面から、前記トンネルの周囲領域を含んで延在するように掘削された複数の孔のフィード圧及び削孔速度を取得し、
前記フィード圧及び前記削孔速度を取得した計測座標群における前記フィード圧及び前記削孔速度から算出される正規化削孔速度比とガウス過程回帰モデルとを用いて、前記周囲領域の空間において前記計測座標群とは異なる座標の正規化削孔速度比を推定し、
前記推定した正規化削孔速度比に対応する地山等級を、正規化削孔速度比に対応する地山等級が関連付けられた地山分類テーブルに適用して特定することにより、前記周囲領域の空間における前記座標の地山等級を特定し、この特定した地山等級を前記出力部に出力することを特徴とする地山評価方法。 - 前記制御部が、
前記トンネルのロックボルトを配置するロックボルト孔のフィード圧及び削孔速度を取得し、
前記ロックボルト孔の前記フィード圧及び前記削孔速度から算出される正規化削孔速度比を用いて、前記地山等級を推定することを特徴とする請求項1に記載の地山評価方法。 - 出力部に接続された制御部を備え、トンネルが形成される地山の地山等級を評価する地山評価システムであって、
前記制御部が、
トンネルの切羽面から、前記トンネルの周囲領域を含んで延在するように掘削された複数の孔のフィード圧及び削孔速度を取得し、
前記フィード圧及び前記削孔速度を取得した計測座標群における前記フィード圧及び前記削孔速度から算出される正規化削孔速度比とガウス過程回帰モデルとを用いて、前記周囲領域の空間において前記計測座標群とは異なる座標の正規化削孔速度比を推定し、
前記推定した正規化削孔速度比に対応する地山等級を、正規化削孔速度比に対応する地山等級が関連付けられた地山分類テーブルに適用して特定することにより、前記周囲領域の空間における前記座標の地山等級を特定し、この特定した地山等級を前記出力部に出力することを特徴とする地山評価システム。 - 出力部に接続された制御部を用いて、トンネルが形成される地山の地山等級を評価するプログラムであって、
前記制御部を、
トンネルの切羽面から、前記トンネルの周囲領域を含んで延在するように掘削された複数の孔のフィード圧及び削孔速度を取得し、
前記フィード圧及び前記削孔速度を取得した計測座標群における前記フィード圧及び前記削孔速度から算出される正規化削孔速度比とガウス過程回帰モデルとを用いて、前記周囲領域の空間において前記計測座標群とは異なる座標の正規化削孔速度比を推定し、
前記推定した正規化削孔速度比に対応する地山等級を、正規化削孔速度比に対応する地山等級が関連付けられた地山分類テーブルに適用して特定することにより、前記周囲領域の空間における前記座標の地山等級を特定し、この特定した地山等級を前記出力部に出力する手段として機能させることを特徴とする地山評価プログラム。
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