JPH0546913B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ 産業上の利用分野 本発明は、例えば岩石等がひび割れ等により微
小破壊を生ずる際に、内部に蓄積されている歪エ
ネルギーが放出されて微小破壊音を発生する現象
［以下AE（アコーステイツク・エミツシヨン）と
いう］を利用した計測方法に関し、特に、破壊音
などのAE信号が２個以上のセンサーまで到達す
る時間の差によりひび割れ位置等の発生源を標定
する方法に係るものである。

従来の技術 一般に、構造物の基礎、トンネルおよび地下発
電所等の周辺岩石・土壌等の地盤の欠陥・空洞・
割れ・硬軟等は、構造物の安全性を左右し、また
施工中の安全を支配する。従つて、上記地盤の諸
性質を正しく把握してその挙動を予測することは
構造物の設計・工程・資機材等を事前に検討する
にあたつて欠くことのできないことである。

従来、地盤のAEを測定する方法として、特開
昭52−90980号公報に開示されているように、岩
盤等に金属からなる導波棒を挿入して、その間に
岩盤等と同質のコンクリート等を充填・硬化させ
て一体化し、両側のセンサーにより測定したり、
また、地盤中に観測井戸を掘り、AEセンサーと
アンプとケーブルから成るAEゾンデを井戸の底
に沈設して測定する方法あつた。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記導波棒を挿入するのは、導
波棒がコンクリートを介して岩盤と一体となつて
おり、しかも、固体同士の導波棒とコンクリート
と岩盤の密度がほぼ同じであるため、導波棒中を
伝播する振動が岩盤に伝わつて、その振動エネル
ギーが吸収あるいは拡散されてしまうことにな
り、減衰された弱い振動しかセンサーに検知され
ないという問題点があるだけでなく、感度のよい
高価なセンサーを必要とし、しかも長い距離には
使用できないという問題点があり、また観測井戸
を掘る方法は、底部に沈設するため、底部付近の
AEしか測定できず、いずれにしてもAE発生源の
直線的・平面的・立体的な位置標定ができない等
の問題点があつた。

本発明は、上記従来の問題点を解決するために
なされたもので、その目的とするところは、地盤
にあけた長穴内に、或いは該長穴に挿入した管体
内に水や空気等の流体を封入して、この流体を通
じて微小破裂音の振動を伝播させることにより、
振動エネルギーを減衰させることなくセンサーに
まで有効に伝播せしめることができるAEの計測
方法を提供することにある。また、地盤の所望個
所のAEを必要に応じて直線・平面又は立体的に
正確な位置標定することができ、トンネル等を掘
削する場合、事前に内部の空洞・欠陥・割れ・硬
軟等の状態で調べて、安全性や施工法や工程を適
確に設定することができると共に、工事の見積り
や資機材の調達等の計画を正確に行なうことがで
きるだけでなく、掘削後の地山の安定性の事前に
予測することができる地盤におけるAEの計測方
法を提供するにある。

［発明の構成］ 問題点を解決するための手段 本発明の岩石・土壌等の地盤におけるAEの計
測方法は、地盤に長穴を穿孔し、その中に直接
水・空気等の流体を充填したり、または長穴内に
管体を挿入してその中に流体を封入すると共に、
それらの長穴又は管体の内部にAEセンサーを取
り付けるか、或いは長穴内に棒材を挿入して、そ
れらの間に流体を封入すると共に該棒材にAEセ
ンサーを取り付け、必要に応じてAEセンサーを
移動自在に配置したり複数個配置した地盤の内部
より発生するAEを測定し、その発生源を標定す
ることを特徴とするものである。

実施例 以下、本発明の実施例について図面を参照しな
がら説明する。

第１図において、１は地山の地盤であつて、測
定しようとする目標位置付近に向けて削岩機等に
より長穴２を穿孔する。次に、該長穴２内に水等
の液体３を注入すると共に、その出口を栓体４で
塞いで液体３を封入する。長穴２が地山の地盤１
を貫通している場合には両端開口部に栓体４を取
付ける。また、長穴２内の両端部には圧電素子等
のAE変換子から成るAEセンサー５を配設し、適
宜増幅器、時間差測定器（図示せず）を介してコ
ンピユーターに接続しておく。

従つて、上記地盤１内にひび割れＣが発生する
と、これによる地盤１の微小破壊音が両端部の
AEセンサー５に受信されると共に、両センサー
５，５への到達時間差によつて発生源の位置を算
出し標定することができる。

尚、AEセンサーを複数個配置して標定精度を
向上せしめたり、長穴２内を移動し得るようにセ
ツトして発生源付近まで移動させ、破壊音の減衰
による受信難を解消することができる。

第２図は、長穴２内に鉄筋棒等の棒材６を挿入
し、長穴２との間隙に水等の液体３を充填して棒
材６をセツトした場合の実施例を示すもので、該
棒材６の両端部にAEセンサ−５，５を取付ける。

第３図は、長穴２内に鋼管等の管体８を挿入
し、該長穴２との間にコンクリートモルタル７を
充填した場合の実施例を示すもので、上記管体８
内に水等の液体３を注入して栓体４にて封入する
と共に、両端部にAEセンサー５をセツトする。

尚、本実施例に於いても管体８内には複数個の
AEセンサー５を配置しても良く、また移動自在
にセツトしても良い。

更に、上記各実施例に於ける長穴２を平行状、
直交状、斜め状、或いは任意の方向に複数本あけ
ると共に、これらの長穴２内に複数のAEセンサ
ーを配置することにより、AE発生源を直線的、
平面的、立体的に高精度に位置標定することがで
きる。

第４図は山９の予定トンネル部分１０の地盤を
事前にAE測定する場合の応用例を示すもので、
第５Ａ図に示すように、予定トンネル１０内の適
宜位置に４本の長穴２を穿孔し、上記実施例のい
ずれかの方法によつてAEセンサーをセツトする。

従つて、地盤中にひび割れＣが入りAEが発生
すると、４本の長穴２にセツトされたAEセンサ
ーにより受信され、その発生源が立体的に標定さ
れる。

［発明の効果］ (1) 地盤にあけた長穴内に、或いは該長穴に挿入
した管体内に水や空気等の流体を封入して、こ
の流体を通じて微小破裂音の振動を伝播させる
ようにしたので、地盤の固体と流体の密度が大
きく異なるため、流体中を伝播する振動が地盤
と流体の境界で反射し易く、その振動エネルギ
ーが地盤内に吸収されて減衰することなくセン
サーにまで有効に到達できる効果がある。特
に、長穴が長いほど効果的である。

(2) 地盤中の深奥に発生する微小破壊音を適確に
測定しAEの発生源を精度良く標定できるので、
トンネル等を掘削する場合、事前に地山内部の
空洞・欠陥・割れ・硬軟等の状態を的確に調査
し、安全性・施工法・工程・資機材等を効率的
に計画実行することができる。

(3) AEセンサーを移動させたり、複数個配置す
ることができるので、必要に応じて高精度の
AE測定が可能となつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の第１の発明の実施例を示す
断面図、第２図は本願発明の第２の発明の実施例
を示す断面図、第３図は本願発明の第３の発明の
実施例を示す断面図、第４図は本発明の応用例を
示す説明図、第５Ａ図は第４図Ａ−Ａ線に沿つた
拡大断面図、第５Ｂ図は第５Ａ図のＢ−Ｂ線に沿
つた断面図である。 １……地盤、２……長穴、３……液体、４……
栓体、５……AEセンサー、６……棒材、７……
コンクリートモルタル、８……管体、９……山、
１０……予定トンネル部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 岩石・土壌等の地盤に長穴を穿孔し、その中
   に水・空気等の流体を封入すると共にその内部に
   AEセンサーを取り付けて、地盤の内部に発生す
   る微小破壊音の到達時間差を測定し、その発生源
   を評定することを特徴とする地盤におけるAEの
   計測方法。 ２ AEセンサーを長穴内に移動自在に配置する
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第１項に記
   載の地盤におけるAEの計測方法。 ３ AEセンサーを長穴内に複数個配置すること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第１項または第
   ２項に記載の地盤におけるAEの計測方法。 ４ 岩石・土壌等の地盤に長穴を穿孔し、その中
   に鉄筋棒等の棒材を挿入して長穴との間〓に水・
   空気等の流体を封入し、上記棒材にAEセンサー
   を取り付けて、地盤の内部に発生する微小破壊音
   の到達時間差を測定し、その発生源を評定するこ
   とを特徴とする地盤におけるAEの計測方法。 ５ 岩石・土壌等の地盤に長穴を穿孔し、その中
   に鋼管等の管体を挿入して長穴との間〓に水・空
   気等の流体を封入または固体の充填材を充填する
   と共に、該管体内に水・空気等の流体を封入し、
   該管体内にAEセンサーを取り付けて、地盤の内
   部に発生する微小破壊音の到達時間差を測定し、
   その発生源を評定することを特徴とする地盤にお
   けるAEの計測方法。 ６ AEセンサーを長穴内に移動自在に配置する
   ことを特徴とする前記特許請求の範囲第５項に記
   載の地盤におけるAEの計測方法。 ７ AEセンサーを長穴内に複数個配置すること
   を特徴とする前記特許請求の範囲第５項または第
   ６項に記載の地盤におけるAEの計測方法。