JPH0663878B2 - 半球状孔底多軸変位計 - Google Patents
半球状孔底多軸変位計Info
- Publication number
- JPH0663878B2 JPH0663878B2 JP7788788A JP7788788A JPH0663878B2 JP H0663878 B2 JPH0663878 B2 JP H0663878B2 JP 7788788 A JP7788788 A JP 7788788A JP 7788788 A JP7788788 A JP 7788788A JP H0663878 B2 JPH0663878 B2 JP H0663878B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core rod
- hemispherical hole
- displacement meter
- end piece
- pressing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Landscapes
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ 本発明は原位置岩盤あるいは回収岩芯を用いて三次元地
圧および変形性を評価するための地圧計測および変形モ
ニターを行う装置に関するものである。
圧および変形性を評価するための地圧計測および変形モ
ニターを行う装置に関するものである。
＜従来の技術＞ 岩盤内の地圧計測や変形モニターはトンネル等地下構造
物の設計あるいは地殻変動の予測のための基礎データと
なるものである。その計測法としては、従来、実際の岩
盤に穿設した孔井を利用してその孔井内に歪ゲージや変
位計等を設置したのち更に孔井の周囲を掘削するという
応力解放法（オーバーコアリング法）や、水圧を作用さ
せて岩盤を破壊する水圧破砕法が一般的であり、このほ
か原位置から回収した岩芯の微小クラックの解放歪をゲ
ージによって計測する方法等がある。また球状孔底多軸
変位計に関する文献としては菅原、尾原、岡村、王；日
鉱誌、Vol.102,No.1182,pp463〜468,1986.に記載があ
る。
物の設計あるいは地殻変動の予測のための基礎データと
なるものである。その計測法としては、従来、実際の岩
盤に穿設した孔井を利用してその孔井内に歪ゲージや変
位計等を設置したのち更に孔井の周囲を掘削するという
応力解放法（オーバーコアリング法）や、水圧を作用さ
せて岩盤を破壊する水圧破砕法が一般的であり、このほ
か原位置から回収した岩芯の微小クラックの解放歪をゲ
ージによって計測する方法等がある。また球状孔底多軸
変位計に関する文献としては菅原、尾原、岡村、王；日
鉱誌、Vol.102,No.1182,pp463〜468,1986.に記載があ
る。
＜発明が解決しようとする課題＞ 上記した歪ゲージによる地圧計測法においては、一般的
に平均質な岩盤表面上に添付したゲージによる計測デー
タには孔井表面に開口した微小クラックの残留歪に支配
された多くの誤差を含むため信頼性の高い情報を得るこ
とが困難であり、データの統計的処理のため多くの計測
を必要とした。孔径変化あるいは水圧破砕による地圧計
測法においては、上記した微小クラックによる誤差は解
消されるものの、孔井軸方向に基づく二次元評価を行う
から三次元の地圧計測のためには多軸方向の複数孔井を
必要とした。また水圧破砕法は深部の地圧評価に用いる
ものの、天然の節理や亀裂等が存在する場合、孔井壁面
に直接作用させた圧力流体がこれらに逸出するため適用
範囲が限られた。このように岩盤内の地圧や変形性を三
次元評価し評価結果の信頼性を向上するには膨大な実験
作業を必要としたし、孔井からの回収岩芯を用いた歪ゲ
ージ法では計測データの信頼性に問題を残していた。
に平均質な岩盤表面上に添付したゲージによる計測デー
タには孔井表面に開口した微小クラックの残留歪に支配
された多くの誤差を含むため信頼性の高い情報を得るこ
とが困難であり、データの統計的処理のため多くの計測
を必要とした。孔径変化あるいは水圧破砕による地圧計
測法においては、上記した微小クラックによる誤差は解
消されるものの、孔井軸方向に基づく二次元評価を行う
から三次元の地圧計測のためには多軸方向の複数孔井を
必要とした。また水圧破砕法は深部の地圧評価に用いる
ものの、天然の節理や亀裂等が存在する場合、孔井壁面
に直接作用させた圧力流体がこれらに逸出するため適用
範囲が限られた。このように岩盤内の地圧や変形性を三
次元評価し評価結果の信頼性を向上するには膨大な実験
作業を必要としたし、孔井からの回収岩芯を用いた歪ゲ
ージ法では計測データの信頼性に問題を残していた。
この発明は、従来からの歪法等における既存微小クラッ
クに起因する誤差を解消するとともに、岩盤内の地圧お
よび変形性に関する多軸方向の情報を同時的に得ること
ができ、三次元評価を簡単に行うことができる装置を提
供することを目的としたものである。
クに起因する誤差を解消するとともに、岩盤内の地圧お
よび変形性に関する多軸方向の情報を同時的に得ること
ができ、三次元評価を簡単に行うことができる装置を提
供することを目的としたものである。
＜課題を解決するための手段＞ 本発明は、上記の目的を達成するために、プローブのエ
ンドピース頭部は該プローブが挿入される原位置岩盤あ
るいは回収岩芯に穿設した孔井の半球状孔底にほぼ相似
する形状となし、そのエンドピースの多軸方向に該半球
状孔底面圧着用の押圧金具を出没可能に配設し、それ等
押圧金具はスプリングを介して同時押出可能とした芯杆
の先端に取り付けるとともに、各押圧金具で前記半球状
孔底面を圧着した際の各芯杆の変位量を検知する差動変
位計を内装するようにしたものである。
ンドピース頭部は該プローブが挿入される原位置岩盤あ
るいは回収岩芯に穿設した孔井の半球状孔底にほぼ相似
する形状となし、そのエンドピースの多軸方向に該半球
状孔底面圧着用の押圧金具を出没可能に配設し、それ等
押圧金具はスプリングを介して同時押出可能とした芯杆
の先端に取り付けるとともに、各押圧金具で前記半球状
孔底面を圧着した際の各芯杆の変位量を検知する差動変
位計を内装するようにしたものである。
上記したエンドピースには押圧金具を出没自在とする案
内孔を穿設するとともに、先端部は案内孔に取り付き、
後端部はプローブの軸心方向に平行ならしめた芯杆の案
内管を設けるとよい。
内孔を穿設するとともに、先端部は案内孔に取り付き、
後端部はプローブの軸心方向に平行ならしめた芯杆の案
内管を設けるとよい。
芯杆は外部からの作動圧力で前進する円盤体に嵌挿保持
し、芯杆と円盤体の間および芯杆とエンドピースの間に
それぞれスプリングを配設すると各押圧金具は一斉に作
動することになる。
し、芯杆と円盤体の間および芯杆とエンドピースの間に
それぞれスプリングを配設すると各押圧金具は一斉に作
動することになる。
＜作用＞ 計測したい孔壁面に対して多軸方向に向く押圧金具によ
る同時押圧が可能であり、そのときの多軸方向の変位は
差動変位計により知ることができる。
る同時押圧が可能であり、そのときの多軸方向の変位は
差動変位計により知ることができる。
＜実施例＞ 本発明の実施例を図面について説明すると、次の通りで
ある。
ある。
第１図において、先端にエンドピース１を嵌着した前方
円筒状本体２と後方円筒状本体2aとが円筒状芯金８を介
して一体化されることによってプローブを構成してい
る。エンドピース１の頭部は、原位置岩盤あるいは回収
岩芯に穿設した半球状孔底を有する孔井（図示せず）と
ほぼ相似する半球状としていて、図では二つしか示して
いないが、例えば六方向以上といった複数の方向に案内
孔３、３、…を穿設し、各案内孔３には後方をプローブ
の軸心方向に平行ならしめた案内管3a、3a、…を取り付
けている。各案内管3aには、後述のように、後端は磁性
体からなる棒状部としている芯杆４、４、…を挿通し、
各芯杆４の先端にはそれぞれ案内孔３内に納まる押圧金
具５、５、…を取り付けている。つまり各芯杆４の先端
部は多軸方向に向いているが、後端部はプローブの軸心
方向に平行となるようにしている。
円筒状本体２と後方円筒状本体2aとが円筒状芯金８を介
して一体化されることによってプローブを構成してい
る。エンドピース１の頭部は、原位置岩盤あるいは回収
岩芯に穿設した半球状孔底を有する孔井（図示せず）と
ほぼ相似する半球状としていて、図では二つしか示して
いないが、例えば六方向以上といった複数の方向に案内
孔３、３、…を穿設し、各案内孔３には後方をプローブ
の軸心方向に平行ならしめた案内管3a、3a、…を取り付
けている。各案内管3aには、後述のように、後端は磁性
体からなる棒状部としている芯杆４、４、…を挿通し、
各芯杆４の先端にはそれぞれ案内孔３内に納まる押圧金
具５、５、…を取り付けている。つまり各芯杆４の先端
部は多軸方向に向いているが、後端部はプローブの軸心
方向に平行となるようにしている。
各押圧金具５の頭部は通常の状態でエンドピース１の外
表面から突出していない。しかし、つぎに述べる手段に
よって全ての押圧金具５、５…を同時的に案内孔３から
突出させ孔井の半球面状孔底面に圧着できるようになっ
ている。すなわち、円筒状芯金８に摺動自在に嵌装され
た環体９および環体10が前方円筒状本体２の後端部と円
筒状芯金８とで形成されるシリンダー７に配設され、両
環体９、10の接触する個所には円筒状芯金８内を通って
地上の圧力装置（図示せず）と連絡している圧力ライン
14が開口している。環体10にはプローブ内で往復動可能
とし且つ芯杆４、４…をプローブ軸心方向に平行となる
ように嵌挿保持する円盤体12が取り付いていて、円盤体
12と芯杆４の間にスプリング13を介装し、円盤体12の前
進力は該スプリング13を介して芯杆４に伝達され、各押
圧金具５は同じ力で孔井内壁面を押圧可能としている。
またエンドピース１と芯杆４の間にスプリング16を介装
し、芯杆４は該スプリング16を圧縮した分だけ前進する
ようになっていて、押圧金具５で押圧する孔井内壁面の
性状に応じた前進を可能としている。
表面から突出していない。しかし、つぎに述べる手段に
よって全ての押圧金具５、５…を同時的に案内孔３から
突出させ孔井の半球面状孔底面に圧着できるようになっ
ている。すなわち、円筒状芯金８に摺動自在に嵌装され
た環体９および環体10が前方円筒状本体２の後端部と円
筒状芯金８とで形成されるシリンダー７に配設され、両
環体９、10の接触する個所には円筒状芯金８内を通って
地上の圧力装置（図示せず）と連絡している圧力ライン
14が開口している。環体10にはプローブ内で往復動可能
とし且つ芯杆４、４…をプローブ軸心方向に平行となる
ように嵌挿保持する円盤体12が取り付いていて、円盤体
12と芯杆４の間にスプリング13を介装し、円盤体12の前
進力は該スプリング13を介して芯杆４に伝達され、各押
圧金具５は同じ力で孔井内壁面を押圧可能としている。
またエンドピース１と芯杆４の間にスプリング16を介装
し、芯杆４は該スプリング16を圧縮した分だけ前進する
ようになっていて、押圧金具５で押圧する孔井内壁面の
性状に応じた前進を可能としている。
既述のように芯杆４、４…の後端部は磁性体からなる棒
状部となっているが、この棒状部を囲むように、一次、
二次巻線を設けた差動変位計６がプローブ内に併設さ
れ、相互誘導の変化を利用して各芯杆４の変位を検出で
きるようになっている。15は差動変位計６用の信号ライ
ンである。
状部となっているが、この棒状部を囲むように、一次、
二次巻線を設けた差動変位計６がプローブ内に併設さ
れ、相互誘導の変化を利用して各芯杆４の変位を検出で
きるようになっている。15は差動変位計６用の信号ライ
ンである。
また、もう一方の環体９と後方円筒状本体2aとの間にス
プリング17を介装して環体９を常時前方に弾圧するとと
もに、その環体９にはアーム11の一端を回動自在に枢着
し、該アーム11の中間に補助アーム11aの一端を回動自
在に枢着し、補助アーム11aの他端は後方円筒状本体2a
に回動自在に枢着することによって、押圧金具５で孔井
内壁面を押圧するときには装置本体を孔井内の所望位置
において固定可能としている。
プリング17を介装して環体９を常時前方に弾圧するとと
もに、その環体９にはアーム11の一端を回動自在に枢着
し、該アーム11の中間に補助アーム11aの一端を回動自
在に枢着し、補助アーム11aの他端は後方円筒状本体2a
に回動自在に枢着することによって、押圧金具５で孔井
内壁面を押圧するときには装置本体を孔井内の所望位置
において固定可能としている。
つぎに本装置の作動について説明すると、圧力ライン14
を介して作動圧力をシリンダー７に働かすと、第２図に
示したように、環体９はスプリング17の力に抗して右
に、環体10はスプリング16の力に抗して左に摺動する。
環体９が後方へ向けて動くと補助アーム11aの働きでア
ーム11を矢印で示した外方向へ拡開させるから、孔井内
壁面をアーム11で押圧して装置本体の固定が達成され
る。一方、円盤体12を取り付けた環体10が前方に向けて
動くと、円盤体12、スプリング13を介して全ての芯杆４
がスプリング16に抗して前方へ押出され、したがって全
ての押圧金具５を孔井の半球面状孔底面に圧着すること
になる。そのときの各押圧金具５換言すれば各芯杆４の
変位は孔井内壁面の特性によって個々に違っても、前記
のように芯杆４はスプリング13を介して押出されるので
何等支障はない。その変位計測は差動変位計６によって
行われ、信号ライン15によって外部にとり出される。
を介して作動圧力をシリンダー７に働かすと、第２図に
示したように、環体９はスプリング17の力に抗して右
に、環体10はスプリング16の力に抗して左に摺動する。
環体９が後方へ向けて動くと補助アーム11aの働きでア
ーム11を矢印で示した外方向へ拡開させるから、孔井内
壁面をアーム11で押圧して装置本体の固定が達成され
る。一方、円盤体12を取り付けた環体10が前方に向けて
動くと、円盤体12、スプリング13を介して全ての芯杆４
がスプリング16に抗して前方へ押出され、したがって全
ての押圧金具５を孔井の半球面状孔底面に圧着すること
になる。そのときの各押圧金具５換言すれば各芯杆４の
変位は孔井内壁面の特性によって個々に違っても、前記
のように芯杆４はスプリング13を介して押出されるので
何等支障はない。その変位計測は差動変位計６によって
行われ、信号ライン15によって外部にとり出される。
シリンダー７内の圧力を除去すると、スプリング16およ
びスプリング17の復元力によって両環体９、10は逆方向
に摺動し、固定アーム11の突出および先端金具５の圧着
は解除されて、第１図に示す元の状態に戻ることにな
る。
びスプリング17の復元力によって両環体９、10は逆方向
に摺動し、固定アーム11の突出および先端金具５の圧着
は解除されて、第１図に示す元の状態に戻ることにな
る。
＜発明の効果＞ 本発明は上記した構成としたから、次のような効果をが
得ることができる。
得ることができる。
一個の装置によって孔井の半球状孔底面における多軸方
向の変位が同時計測でき、得られる情報が倍増する。本
発明の装置は原位置岩盤における応力解放法を用いた計
測や孔井からの回収岩芯による計測に用いることによっ
て計測コストの低廉化、評価結果の信頼性向上が期待で
きるほか、従来計測できなかった天然の節理や亀裂など
を有するゆるみ領域岩盤の三次元変形モニターにも適用
できるから、トンネルや石油地下備蓄、地下発電所等の
岩盤内空洞を設計するための岩盤評価法として土木、鉱
山、機械分野に、地震や地殻変動の予知のための地殻挙
動評価法として地球物理の分野に資するところが大き
い。
向の変位が同時計測でき、得られる情報が倍増する。本
発明の装置は原位置岩盤における応力解放法を用いた計
測や孔井からの回収岩芯による計測に用いることによっ
て計測コストの低廉化、評価結果の信頼性向上が期待で
きるほか、従来計測できなかった天然の節理や亀裂など
を有するゆるみ領域岩盤の三次元変形モニターにも適用
できるから、トンネルや石油地下備蓄、地下発電所等の
岩盤内空洞を設計するための岩盤評価法として土木、鉱
山、機械分野に、地震や地殻変動の予知のための地殻挙
動評価法として地球物理の分野に資するところが大き
い。
また、応力解放コア削井径の縮小を可能とする装置の小
型化を達成するのに極めて有効であって、直径36mm以下
といった小径の球状孔底であっても六方向以上の多軸変
位計測が可能となる。さらに、一本の圧力ラインで作動
する簡単な構造であるため、リスクの高い孔井内の作業
を安全に行うことができる等多くの利点がある。
型化を達成するのに極めて有効であって、直径36mm以下
といった小径の球状孔底であっても六方向以上の多軸変
位計測が可能となる。さらに、一本の圧力ラインで作動
する簡単な構造であるため、リスクの高い孔井内の作業
を安全に行うことができる等多くの利点がある。
第１図および第２図は本発明の一実施例を示す縦断面図
である。 １……エンドピース、２……円筒状本体、３……案内
孔、3a……案内管、４……芯杆、５……押圧金具、６…
…差動変位計、７……シリンダー、８……円筒状芯金、
９、10……環体、11……アーム、12……円盤体、13、1
6、17……スプリング、14……圧力ライン、15……信号
ライン、
である。 １……エンドピース、２……円筒状本体、３……案内
孔、3a……案内管、４……芯杆、５……押圧金具、６…
…差動変位計、７……シリンダー、８……円筒状芯金、
９、10……環体、11……アーム、12……円盤体、13、1
6、17……スプリング、14……圧力ライン、15……信号
ライン、
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 曽根 好徳 埼玉県浦和市太田窪２丁目２番19号 応用 地質株式会社内 審査官 森 雅之 (56)参考文献 特開 昭50−79373（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−220823（ＪＰ，Ａ) 特公 昭48−12809（ＪＰ，Ｂ１)
Claims (3)
- 【請求項１】プローブのエンドピース頭部は該プローブ
が挿入される原位置岩盤あるいは回収岩芯に穿設した孔
井の半球状孔底にほぼ相似する形状となし、そのエンド
ピースの多軸方向に該半球状孔底面圧着用の押圧金具を
出没自在に設け、それ等押圧金具はスプリングを介して
同時押出可能とした芯杆の先端に取り付けるとともに、
各押圧金具で前記半球状孔底面を圧着した際の各芯杆の
変位量を検知する差動変位計を内装したことを特徴とす
る半球状孔底多軸変位計。 - 【請求項２】エンドピースには押圧金具を出没自在とす
る案内孔を穿設するとともに、先端部は案内孔に取り付
き、後端部はプローブの軸心方向に平行ならしめた芯杆
の案内管を設けている請求項１の半球状孔底多軸変位
計。 - 【請求項３】芯杆は外部からの作動圧力で前進する円盤
体に嵌挿保持され、芯杆と円盤体の間および芯杆とエン
ドピースの間にはそれぞれスプリングを配設した請求項
１の半球状孔底多軸変位計。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7788788A JPH0663878B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半球状孔底多軸変位計 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7788788A JPH0663878B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半球状孔底多軸変位計 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01248199A JPH01248199A (ja) | 1989-10-03 |
| JPH0663878B2 true JPH0663878B2 (ja) | 1994-08-22 |
Family
ID=13646585
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7788788A Expired - Lifetime JPH0663878B2 (ja) | 1988-03-30 | 1988-03-30 | 半球状孔底多軸変位計 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0663878B2 (ja) |
-
1988
- 1988-03-30 JP JP7788788A patent/JPH0663878B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01248199A (ja) | 1989-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4491022A (en) | Cone-shaped coring for determining the in situ state of stress in rock masses | |
| EP1637833B1 (en) | A caliper apparatus | |
| US4149409A (en) | Borehole stress property measuring system | |
| CN112816336B (zh) | 基于加压应力解除式原位地应力测试装置及方法 | |
| CN103528718B (zh) | 采用连接杆的软岩多测点地应力测试方法 | |
| US4302881A (en) | Calibrated conduit caliper and method | |
| CN105181199A (zh) | 一种地应力测试的旁孔应力解除法 | |
| CN110514342A (zh) | 快速测定软岩地层地应力的测量装置及方法 | |
| CA2705931A1 (en) | In-situ formation strength testing | |
| CN115577497A (zh) | 一种煤岩体稳定性检测方法、系统及可存储介质 | |
| US11713668B2 (en) | Integrated well logging systems and methods | |
| JPH0663878B2 (ja) | 半球状孔底多軸変位計 | |
| JP2004316117A (ja) | 切羽前方地山変位の測定装置及び測定方法 | |
| CN110107274B (zh) | 基于液压系统的tbm锚杆钻机实时在线监测系统及监测方法 | |
| CN116625566A (zh) | 一种工程岩体真实三维应力连续测量方法 | |
| CN110082433A (zh) | 一种适用于固定传感器的辅助机械装置及固定方法 | |
| JP2981585B2 (ja) | 不連続面の変位計測方法及び不連続面変位計 | |
| CN107762545B (zh) | 一种膨胀控制锚杆扩孔直径的测量方法 | |
| JPH10220160A (ja) | 水圧破砕式応力測定方法および装置 | |
| CN109915118B (zh) | 一种瓦斯抽采钻孔变形监测装置及方法 | |
| EP3690185B1 (de) | Verfahren zum bestimmen eines verschleisses eines gestänges einer erdbohrvorrichtung | |
| US3538755A (en) | Device and method for determining rock stress | |
| JPH076762B2 (ja) | き裂変位計 | |
| CN217270162U (zh) | 一种大直径卸压钻孔孔壁变形传感器 | |
| CN220670596U (zh) | 一种边坡土体应力应变监测装置 |