JPH07270262A

JPH07270262A - 斜面崩壊検出方法

Info

Publication number: JPH07270262A
Application number: JP5864594A
Authority: JP
Inventors: Toshifumi Watanabe; 敏文渡邉; Munekatsu Saito; 宗勝齋藤; Shinya Onogaki; 信也小野垣; Nobuyoshi Yamazaki; 宣悦山崎; Fumio Sakata; 文男坂田
Original assignee: Sakata Denki Co Ltd; East Japan Railway Co
Current assignee: Sakata Denki Co Ltd; East Japan Railway Co
Priority date: 1994-03-29
Filing date: 1994-03-29
Publication date: 1995-10-20

Abstract

(57)【要約】【目的】長期に亘る保守にも問題の生じ難い斜面崩壊
検出方法の提供。【構成】中心に感圧ケーブル７を通す貫通孔を有し、
一方の接続部５が球形で他方の接続部６が凹球形部を有
するパイプユニット３を順次結合し、前記孔に感圧ケー
ブルを通して地中に配置し、斜面が崩壊して相隣るパイ
プユニットが曲がると結合部分の双方の孔の食い違いに
より前記感圧ケーブルに圧縮が生じ、この圧縮により感
圧ケーブルのインピーダンスに変化が生じ、電気パルス
を入射し反射波を測定して崩壊の発生の検出を可能とす
る。また接続部に組合せ容器３２，３３などを用い、容
器内部に孔の開いた板部材３５，３６を横向きに２つ重
ねて配置して感圧ケーブルを通し、斜面が崩壊して組合
せ容器の片側が開くと２つの板部材が平行に引き離され
て感圧ケーブルを圧縮するようにしても良い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感圧ケーブルのインピー
ダンス変化を用いて斜面の崩壊を検出する方法に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】山間部を通過する線路は平野部の線路に
比べ線路側面に急傾斜斜面が多く、降雨によって発生す
る地すべりや地震による落石土砂流出といった斜面崩壊
が発生し易い状況にある。また山岳部を通過する線路は
カーブが多いため見通しも悪く、斜面崩壊が生じたとし
ても目視による発見は困難である。このような理由から
山岳部を通過する線路の斜面崩壊を事前に捉えることを
目的として各種の検出方法や装置が用いられている。

【０００３】従来この種の検出装置としては、危険が予
想される箇所を予め設定し、直接斜面表面の移動量を測
定する斜面移動量測定器や、斜面の傾斜変化を測定する
傾斜測定器のような斜面崩壊検出用センサを設置する方
法が多く用いられている。しかしセンサの検出範囲が限
定されるため、広範囲に及ぶ変化を検出するには検出装
置および監視所への専用回線が多数必要となり、費用及
び長期に亘る保守の面で問題があった。そこで最近上記
に代わるものとして杭、桁、および感圧ケーブルを用
い、感圧ケーブルの特性インピーダンスがせん断を受け
ると変化することを利用して斜面の崩壊を検出する装置
が提案されており、初期の目的は一応達成している。し
かし設置後の安定性や外部要因に対する安全性の面から
見た場合は、設置方法および感圧ケーブルの保持機構な
ど変位を検出する機構に構造上の問題点が残されてい
る。例えば装置の構造とは無関係に、落石が杭に衝突し
て感圧ケーブルのインピーダンス変化が検知されて誤報
となる欠点がある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の杭、
桁、および感圧ケーブルを用いた斜面崩壊検出装置の桁
および感圧ケーブルの取り付け方法を改良して、長期に
亘る保守にも問題の生じ難い斜面崩壊検出方法を提供す
るものである。

【０００５】

【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、感圧ケーブルを始めとして装置本体を地
中に埋設するようにしたものである。

【０００６】すなわち本発明によれば、中心に感圧ケー
ブルを辛うじて通し得る貫通孔を有し、一方の接続部が
球形で、他方の接続部が前記球形の部分を包み込める凹
部を有するパイプ手段を、前記他方の接続部を次のパイ
プ手段の一方の接続部と結合して、前記孔に感圧ケーブ
ルを通した状態で斜面の地中に直列に複数個配置し、前
記斜面が崩壊して相隣るパイプ手段の接続角度に変化を
生じ前記結合部分の双方の孔の食い違いにより前記感圧
ケーブルに圧縮が生じると、この圧縮を該感圧ケーブル
のインピーダンスの変化として電気パルスを印加し、反
射波形を測定して前記崩壊の発生の検出を可能とする、
斜面崩壊検出方法が得られる。

【０００７】また本発明のよれば、中心に感圧ケーブル
を辛うじて通し得る貫通孔を有するパイプと、このパイ
プの両端に取り付けられ、該パイプより大きい断面を有
し、外方端周辺に外方に延びる位置保持部材を有し、内
部に前記感圧ケーブルを辛うじて通し得る孔の開けられ
た板部材を、前記外方端の中心部に横向きに且つ軸方向
外方には引き出せないように保持可能な２つのパイプ接
続金具とから成るパイプ手段を複数組用意し、前記該パ
イプ接続金具を前記位置保持部材を利用して隣のパイプ
接続金具に対向して接した状態で前記板部材の孔と隣パ
イプ接続金具の板部材の孔を一致させ、前記パイプの貫
通孔を通した感圧ケーブルを前記パイプ接続金具の中で
曲げて前記一致させた孔に通すようにして隣接するパイ
プ手段と接続し、このようにして接続された複数組のパ
イプ手段を斜面の地中に配置し、前記斜面が崩壊して相
隣るパイプ手段の接続角度に変化を生じて前記結合部分
に位置する感圧ケーブルの通った２つの板部材が引き離
され、この引き離しにより前記一致していた孔がずれて
前記感圧ケーブルに圧縮が生じると、この圧縮を該感圧
ケーブルのインピーダンスの変化として電気パルスを印
加し、反射波形を測定して前記崩壊の発生の検出を可能
とする斜面崩壊検出方法が得られる。

【０００８】

【実施例】図１は本発明の一実施例において用いる斜面
崩壊検出装置の構成を示す図であり、(a) は盛土の斜面
部分に変位検出構造を埋めた状態を示す図であり、(b)
は設置状態に置ける変位検出構造を構成するパイプユニ
ット半片の接続部分の正面図、(c) は崩壊が生じて２つ
のパイプの方向が変化した時の接続部分の正面図であ
る。

【０００９】図１(a) において、盛土１に埋められた変
位検出構造２は多数のパイプユニット３を接続して構成
したもので、内部に図示してない感圧ケーブルが中心部
に通っている。パイプの接続部分には小規模の盛土崩壊
に伴う移動量を増加させる目的で重錘４が取り付けられ
ている。

【００１０】図１(b) のパイプユニット半片３′は２つ
合わせて(a) のパイプユニット３を構成する。設置状態
ではパイプ接続は図のように直線状態である。パイプユ
ニット半片３′の一方の端部である球形接続部５と次の
パイプユニットの凹球形接続部６（この形状はパイプユ
ニット半片３′の左端にあるものと同じ）は、感圧ケー
ブル７がなければ或る範囲で回転自在に結合可能であ
る。この図に示す設置状態では、感圧ケーブル７が通過
する孔は全体を通して一直線上にあり、感圧ケーブル７
には圧縮力が作用しない状態が保たれている。接続部の
結合及び感圧ケーブル７の設定が終わると、この図と全
く同じ形状のパイプユニット半片を重ね、ねじ孔８でね
じ止めして(a) のパイプユニット３を構成する。

【００１１】図１(c) においては、検出部を埋設した斜
面の崩壊が生じて左右のパイプユニットが一直線ではな
く接続角度に変化が生じており、感圧ケーブルが通過す
る孔が接続部でずれを生じ、感圧ケーブル７が圧縮部位
９で圧縮を受けている。なおこの場合はすでにパイプユ
ニット３は２つのパイプユニット半片が合体したもので
あるが、見易くするため半片だけを示している。この感
圧ケーブルの圧縮により感圧ケーブルの特性インピーダ
ンスに変化が生じ、ケーブルにパルスを入射するとケー
ブルの圧縮点において逆極性の反射波が発生することか
ら、斜面の一部に崩壊が発生したことが検出できる。な
おパイプユニット３の長さは５０〜２００ｃｍ、直径は
２〜５ｃｍ程度である。なおパイプユニット３の中間部
を太いパイプに変え、それに応じて長さを大きくしても
良い。

【００１２】図２は感圧ケーブルの構造を示す断面図で
ある。感圧ケーブルは中心導体１１の周囲に内部導電性
ゴム１２を配置し、その周囲にナイロンメッシュ１３を
配置し、その外側に１１と同様の外部導電性ゴム１４を
配置し、さらにその外側にはシールド線１５が配置され
ており、外周は絶縁シース１６が施された構成となって
いる。感圧ケーブルに圧縮力が作用すると、ナイロンメ
ッシュ１３の内外に配置された導電性ゴム１２，１４が
ナイロンメッシュ１３の隙間に入り込み接触する。この
ため、中心導体１１と周辺のシールド線１５の間のイン
ピーダンスが低下することになり、ケーブルの特性イン
ピーダンスにも変化が生じることになる。

【００１３】図３は本発明の斜面崩壊検出方法における
測定方法の一例を示す図であり、パルス発生回路１７か
ら出力される入射パルスは感圧ケーブル７に入射され
る。感圧ケーブルの入射端に接続されたオシロスコープ
１８によって入射パルスと反射パルスが観測される。感
圧ケーブル７の圧縮検出用電気パルスは感圧ケーブルの
一端から入射し、感圧ケーブル内を往復して再び入射端
に反射波として出射する。この出射波は感圧ケーブルが
圧縮部位１９で圧縮を受け、これにより入射波とは逆極
性の反射波が生じる。

【００１４】図４は測定器２１から送り出す入射パルス
２２と感圧ケーブル７の圧縮部位２３からの反射パルス
２４の関係を示す図である。反射波の発生は感圧ケーブ
ル７の特性インピーダンスと圧縮部位のインピーダンス
によって決まり、反射係数Ｒは、感圧ケーブルの特性イ
ンピーダンスをＺ₀とし、圧縮部分のインピーダンスを
Ｚ₁とすれば、Ｒ＝（Ｚ₁−Ｚ₀）／（Ｚ₁＋Ｚ₀）で決まる。従って、Ｚ₀》Ｚ₁（短絡状態）となれば反
射係数Ｒ＝−１となり、反射波は入射波とは逆極性とな
る。また、Ｚ₀《Ｚ₁（開放状態）となれば反射係数Ｒ
＝１となってケーブル端末２５からの同極性の反射波が
得られる。従って、反射波の極性が逆極性となることか
ら、感圧ケーブルの圧縮を検出することが可能となる。

【００１５】図５は本発明の他の実施例の接続部の構成
を示す図であり(a) は設置状態におけるパイプ３１と，
半円筒状の組合せ容器３２，３３と，感圧ケーブル７の
構成を示し、(b) は同じく斜面崩壊が起こった時の状態
を示している。なお位置保持部材３４は両組合せ容器が
正しく対面するとともに、両容器が傾くと回転の軸（支
点）となり得るような突起状の位置保持材３４からな
り、板部材３５，３６は接続位置にほぼ横向きに重ねて
保持され、中央に感圧ケーブル７を辛うじて通す孔がほ
ぼ同じ位置に開いており、また、左右方向のずれが或る
程度可能となっている。そして板部材３５は連結棒３７
を介して組合せ容器３２の底部（図で左）の方に保持さ
れ、板部材３６は連結棒３８を介して組合せ容器３３の
底部（図で右）の方に保持されている。したがって組合
せ容器３２に保持されている板部材３５は、図の右方向
から引張っても孔の中心が接続部分より外（右）に出る
ことはない。なおパイプ３１と組合せ容器３２は頑丈に
固定されており、組合せ容器３３とパイプ３９も同様で
ある。この場合パイプ３１，３９の孔は感圧ケーブル７
より大きくても差支えない。

【００１６】図５(a) に示すような設置状態では、パイ
プ接続は直線状態であることから、組合せ容器３２，３
３の対面は全周囲に亘って接触しており、２枚の板部材
の孔の中心は、うえに説明したように、接続位置にあ
る。パイプ３１からの感圧ケーブル７は組合せ容器３２
内で曲げられ板部材３５，３６の重なった孔を通り、組
合せ容器３３内で再び曲げられ、次のパイプ３９に入
る。

【００１７】図５(b) のように埋設斜面が崩壊してパイ
プ接続部分が曲り、組合せ容器３２，３３の周囲が接触
している状態から周囲の一部を支点としてずれ、中央部
が若干離れる。ところが板部材３５，３６はそれぞれ容
器に横向きに保持されているので、２つの板部材が軸方
向に無理に引き離される。したがって２つの孔は位置が
ずれ、中を通っている感圧ケーブル７に対して４０で示
す位置に圧縮力が働く。そしてこの圧縮により感圧ケー
ブル７の特性インピーダンスに変化が生じ、ケーブルに
パルスを入射するとケーブルの圧縮点において逆極性の
反射波が発生することから、斜面の一部に崩壊が発生し
たことが検出できる。なお図５においても、図１の場合
と同じように、(a) において設定が終わったら図と同じ
組合せ容器をねじ孔４１などを用いて取り付けるのであ
るが、説明を省略してある。

【００１８】以上の説明は多数のパイプが直線上に或る
ことを前提に説明しているが、地形の関係で曲げる必要
があるときは、曲げる必要のある位置に設けるパイプを
緩く曲げれば良い。

【００１９】

【発明の効果】以上の説明から明かなように、本発明に
於いては、パイプの接続部分に簡単な感圧ケーブルの圧
縮機構を用いることにより、斜面崩壊によりパイプがど
の様に変化しても、確実に変位があったことを検出する
ことが出来る。またパイプ及び感圧ケーブルは測定器部
分を除いて全て地中に埋設するので、崩壊以外の外界か
らの障害を受けにくくなっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成の概要を示す図であ
る。

【図２】使用する感圧ケーブルの構成を示す図である。

【図３】本発明による測定方法の一例を示す図である。

【図４】本発明による入射パルスと反射パルスの一例を
示す図である。

【図５】本発明の他の実施例の構成の概要を示す図であ
る。

【符号の説明】

１盛土２変位検出構造３パイプユニット３′ パイプユニット半片４重錘５球形接続部６凹球形接続部７感圧ケーブル８ねじ孔９圧縮部位１１中心導体１２内部導電性ゴム１３ナイロンメッシュ１４外部導電性ゴム１５シールド線１６絶縁シース１７パルス発生回路１８オシロスコープ１９圧縮部位２１測定器２２入射パルス２３圧縮部位２４反射パルス２５ケーブル端末３１パイプ３２，３３組合せ容器３４位置保持部材３５，３６板部材３７，３８連結棒３９パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者小野垣信也東京都千代田区丸の内一丁目６番５号東日本旅客鉄道株式会社内 (72)発明者山崎宣悦東京都小平市仲町11番 (72)発明者坂田文男東京都杉並区善福寺４丁目22番11号

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】中心に感圧ケーブルを辛うじて通し得る
貫通孔を有し、一方の接続部が球形で、他方の接続部が
前記球形の部分を包み込める凹部を有するパイプ手段
を、前記他方の接続部を次のパイプ手段の一方の接続部
と結合して、前記孔に感圧ケーブルを通した状態で斜面
の地中に直列に複数個配置し、前記斜面が崩壊して相隣
るパイプ手段の接続角度に変化を生じ前記結合部分の双
方の孔の食い違いにより前記感圧ケーブルに圧縮が生じ
ると、この圧縮を該感圧ケーブルのインピーダンスの変
化として測定して前記崩壊の発生の検出を可能とする、
斜面崩壊検出方法。
【請求項２】中心に感圧ケーブルを通し得る貫通孔を
有するパイプと、このパイプの両端に取り付けられ、該
パイプより大きい断面を有し、外方端周辺に外方に延び
る位置保持部材を有し、内部に前記感圧ケーブルを辛う
じて通し得る孔の開けられた板部材を、前記外方端の中
心部に横向きに且つ軸方向外方には引き出せないように
保持可能な２つのパイプ接続金具とから成るパイプ手段
を複数組用意し、前記該パイプ接続金具を前記位置保持
部材を利用して隣のパイプ接続金具に対向して接した状
態で前記板部材の孔と隣パイプ接続金具の板部材の孔を
一致させ、前記パイプの貫通孔を通した感圧ケーブルを
前記パイプ接続金具の中で曲げて前記一致させた孔に通
すようにして隣接するパイプ手段と接続し、このように
して接続された複数組のパイプ手段を斜面の地中に配置
し、前記斜面が崩壊して相隣るパイプ手段の接続角度に
変化を生じて前記結合部分に位置する感圧ケーブルの通
った２つの板部材が引き離され、この引き離しにより前
記一致していた孔がずれて前記感圧ケーブルに圧縮が生
じると、この圧縮を該感圧ケーブルのインピーダンスの
変化として測定して前記崩壊の発生の検出を可能とす
る、斜面崩壊検出方法。
【請求項３】前記パイプ手段の接続する部位に重錘を
付加したことを特徴とする、請求項１もしくは請求項２
の、斜面崩壊検出方法。
【請求項４】前記感圧ケーブルのインピーダンスの変
化の測定が、前記感圧ケーブルに電気パルスを印加して
反射パルスを観測し、平常時と斜面崩壊時の反射波形を
比較してインピーダンスの変化を求める測定であること
を特徴とする請求項１，２もしくは３の斜面崩壊検出方
法。