JPH09274023A - 土砂崩れ予知システム - Google Patents
土砂崩れ予知システムInfo
- Publication number
- JPH09274023A JPH09274023A JP8084123A JP8412396A JPH09274023A JP H09274023 A JPH09274023 A JP H09274023A JP 8084123 A JP8084123 A JP 8084123A JP 8412396 A JP8412396 A JP 8412396A JP H09274023 A JPH09274023 A JP H09274023A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 音源と受信器を地中に埋設し、音源からの音
波を常時監視することで、土質の変化や亀裂の発生を検
出し、土砂崩れの予知をおこなう。 【構成】 周波数が或る周期で連続的に変化する一台あ
るいは二台以上の地中に設置した音源１と、音源１から
の音波を常時観測する一台あるいは二台以上の地中に設
置した受信器３１〜３３と、受信信号を平常時の受信信
号と比較して平常時からの相違が大きくなると警報を発
生する信号処理部４とを備えている。
波を常時監視することで、土質の変化や亀裂の発生を検
出し、土砂崩れの予知をおこなう。 【構成】 周波数が或る周期で連続的に変化する一台あ
るいは二台以上の地中に設置した音源１と、音源１から
の音波を常時観測する一台あるいは二台以上の地中に設
置した受信器３１〜３３と、受信信号を平常時の受信信
号と比較して平常時からの相違が大きくなると警報を発
生する信号処理部４とを備えている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ＡＥ法を応用した、非
破壊検査法及び非破壊検査装置に関し、特に、土砂崩れ
予知に好適な非破壊検査法及び非破壊検査装置に関す
る。
破壊検査法及び非破壊検査装置に関し、特に、土砂崩れ
予知に好適な非破壊検査法及び非破壊検査装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】第１の従来例として挙げられる実開昭６
０−０７９１８３号公報（地滑り予知器）に記載された
土砂崩れ予知システムは、図３に示されている如く、地
中に挿入でき、音響信号を伝達できるロッド３１１と、
そのロッド３１１からの音響信号に基づく振動を検出す
るセンサ３１２と、そのセンサ３１２の出力信号を処理
する回路３１８〜３２６から構成されていた。
０−０７９１８３号公報（地滑り予知器）に記載された
土砂崩れ予知システムは、図３に示されている如く、地
中に挿入でき、音響信号を伝達できるロッド３１１と、
そのロッド３１１からの音響信号に基づく振動を検出す
るセンサ３１２と、そのセンサ３１２の出力信号を処理
する回路３１８〜３２６から構成されていた。
【０００３】土砂崩れ時に地中で生じるＡＥをロッド３
１１に取り付けたセンサ３１２で受信し、土砂崩れの予
知を行う。
１１に取り付けたセンサ３１２で受信し、土砂崩れの予
知を行う。
【０００４】第２の従来例として挙げられる実開平０３
−００６５１５号公報（地崩れ予知センサ）に開示され
た技術においては、図４に示されているように、内部に
近接スイッチ４０３を設けた軟弾性筒体４０１を地中に
挿入し、筒体４０１の変形を近接スイッチ４０３の“オ
ン、オフ”で検出することで、土砂崩れを予知してい
た。
−００６５１５号公報（地崩れ予知センサ）に開示され
た技術においては、図４に示されているように、内部に
近接スイッチ４０３を設けた軟弾性筒体４０１を地中に
挿入し、筒体４０１の変形を近接スイッチ４０３の“オ
ン、オフ”で検出することで、土砂崩れを予知してい
た。
【０００５】また、第３の従来例として挙げられる特開
昭６３−１５１８１９号公報には、スリーブ状の受圧部
材を筒体に嵌合することで、検知幅を上下方向に広くし
ていた。
昭６３−１５１８１９号公報には、スリーブ状の受圧部
材を筒体に嵌合することで、検知幅を上下方向に広くし
ていた。
【０００６】更に、第４の従来技術として挙げられる特
開平０３−２１１７００号公報（崖崩れ自動監視装置）
には、図５に示される如く、土砂崩れ発生予想区域をカ
メラで監視し、一定周期毎に画像をとりこみ、差画像の
変化に基づいて、土砂崩れを予知していた。
開平０３−２１１７００号公報（崖崩れ自動監視装置）
には、図５に示される如く、土砂崩れ発生予想区域をカ
メラで監視し、一定周期毎に画像をとりこみ、差画像の
変化に基づいて、土砂崩れを予知していた。
【０００７】あるいは、更に第５の従来例として、土砂
崩れが予想される斜面に、微小電流を流したピアノ線を
張り巡らし、土砂崩れによるピアノ線切断を電気的に検
知することで、土砂崩れを検出していた。
崩れが予想される斜面に、微小電流を流したピアノ線を
張り巡らし、土砂崩れによるピアノ線切断を電気的に検
知することで、土砂崩れを検出していた。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、叙上の
従来技術には下記に示す如き課題があった。
従来技術には下記に示す如き課題があった。
【０００９】先ず第１の従来例として挙げられた実開昭
６０−０７９１８３号公報に開示された地滑り予知器
は、地中で自然発生するＡＥを検知するので、ＡＥ源が
深い場所にあると音響信号が地中で減衰し、検出できな
い場合がある。
６０−０７９１８３号公報に開示された地滑り予知器
は、地中で自然発生するＡＥを検知するので、ＡＥ源が
深い場所にあると音響信号が地中で減衰し、検出できな
い場合がある。
【００１０】また、検出されたＡＥ信号から、発生源の
源波形を求めるためには、伝搬路の特性とセンサの応答
特性をあらかじめ把握しておく必要があるが、伝搬路の
特性の把握は、きわめて困難である。
源波形を求めるためには、伝搬路の特性とセンサの応答
特性をあらかじめ把握しておく必要があるが、伝搬路の
特性の把握は、きわめて困難である。
【００１１】次に第２の従来例として挙げられた実開平
０３−００６５１４号公報に開示された地崩れ予知セン
サは、土砂崩れが筒体の長さよりも深い場所で生じた場
合には、筒体は変形することなく、周辺の地盤とともに
崩れてしまうので、土砂崩れの予知が不可能になる。
０３−００６５１４号公報に開示された地崩れ予知セン
サは、土砂崩れが筒体の長さよりも深い場所で生じた場
合には、筒体は変形することなく、周辺の地盤とともに
崩れてしまうので、土砂崩れの予知が不可能になる。
【００１２】また、第４の従来技術として挙げられた特
開平０３−２１１７００号公報に開示された崖崩れ自動
監視装置は、ＣＣＤカメラで観察しているので、約１キ
ロメートル遠方から観察した場合には、１画素当たりの
分解能はたかだか１０センチメートルにしかならない。
このために、土砂崩れの予兆である数センチの微小移動
を、遠距離から観察し、検知するのは不可能である。
開平０３−２１１７００号公報に開示された崖崩れ自動
監視装置は、ＣＣＤカメラで観察しているので、約１キ
ロメートル遠方から観察した場合には、１画素当たりの
分解能はたかだか１０センチメートルにしかならない。
このために、土砂崩れの予兆である数センチの微小移動
を、遠距離から観察し、検知するのは不可能である。
【００１３】更にまた、第５の従来例として挙げられ
た、土砂崩れが予想される斜面に、微小電流を流したピ
アノ線を張り巡らし、ピアノ線切断を電気的に検知する
ことで土砂崩れを検出する方法は、張り巡らせたピアノ
線が、相対的な位置関係を保持したまま、周辺の地盤も
ろとも崩れ落ちてしまうと、土砂崩れの検出は不可能に
なる。
た、土砂崩れが予想される斜面に、微小電流を流したピ
アノ線を張り巡らし、ピアノ線切断を電気的に検知する
ことで土砂崩れを検出する方法は、張り巡らせたピアノ
線が、相対的な位置関係を保持したまま、周辺の地盤も
ろとも崩れ落ちてしまうと、土砂崩れの検出は不可能に
なる。
【００１４】本発明は従来の上記実情に鑑みてなされた
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記諸欠点を解消し、音源からの音波を常時監視す
ることによって、土質の変化や亀裂の発生を的確に検出
し、土砂崩れの予知を行うことを可能とした新規な予知
システムを提供することにある。
ものであり、従って本発明の目的は、従来の技術に内在
する上記諸欠点を解消し、音源からの音波を常時監視す
ることによって、土質の変化や亀裂の発生を的確に検出
し、土砂崩れの予知を行うことを可能とした新規な予知
システムを提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明に係る土砂崩れ予知システムは、周波数が或
る周期で連続的に変化する一台あるいは二台以上の地中
に設置された音源と、該音源からの音波を常時観測する
一台あるいは二台以上の地中に設置された受信器と、該
受信器の受信信号を平常時の受信信号と比較して平常時
からの相違が大きくなると警報を発生する信号処理部と
を備えて構成されている。
に、本発明に係る土砂崩れ予知システムは、周波数が或
る周期で連続的に変化する一台あるいは二台以上の地中
に設置された音源と、該音源からの音波を常時観測する
一台あるいは二台以上の地中に設置された受信器と、該
受信器の受信信号を平常時の受信信号と比較して平常時
からの相違が大きくなると警報を発生する信号処理部と
を備えて構成されている。
【００１６】
【実施例】次に、本発明をその好ましい一実施例につい
て、図面を参照して具体的に説明する。
て、図面を参照して具体的に説明する。
【００１７】図１は、本発明の一実施例を示す概略構成
図である。
図である。
【００１８】図１を参照するに、本発明の一実施例は、
音源１、受信器３１、３２、３３、及び信号処理部４か
らなり、音源１と受信器３１、３２、３３は図示のよう
に山の斜面９０の地中に埋設されている。音源１は、本
実施例のように１個とした場合にはある一定の周波数の
音波２を発生させる。
音源１、受信器３１、３２、３３、及び信号処理部４か
らなり、音源１と受信器３１、３２、３３は図示のよう
に山の斜面９０の地中に埋設されている。音源１は、本
実施例のように１個とした場合にはある一定の周波数の
音波２を発生させる。
【００１９】音源１は、低周波から高周波へと、ある周
期Ｔで周波数を変化させながら、音波を発生させること
ができる。音源１が２台以上の場合には、それぞれ異な
る周期Ｔで音波を発生させる。更にまた音源１をＡＥ
（アコースティックエミッション）源とすることもでき
る。
期Ｔで周波数を変化させながら、音波を発生させること
ができる。音源１が２台以上の場合には、それぞれ異な
る周期Ｔで音波を発生させる。更にまた音源１をＡＥ
（アコースティックエミッション）源とすることもでき
る。
【００２０】受信器３１、３２、３３は、地中を伝搬し
てきた音波２を受信するが、音波２が土砂崩れ危険区域
９２を通過する際には、伝搬路の水分等の変化、あるい
は亀裂９１等の発生や拡大のために、受信した音波の周
波数スペクトルが、平常時のものと相違している場合が
ある。２１は正常時の波形、２２は異常時における波形
をそれぞれ示している。図１では受信器３１、３２が異
常を検出している。
てきた音波２を受信するが、音波２が土砂崩れ危険区域
９２を通過する際には、伝搬路の水分等の変化、あるい
は亀裂９１等の発生や拡大のために、受信した音波の周
波数スペクトルが、平常時のものと相違している場合が
ある。２１は正常時の波形、２２は異常時における波形
をそれぞれ示している。図１では受信器３１、３２が異
常を検出している。
【００２１】信号処理部４は、受信した音波の周波数ス
ペクトルを、平常時の音波の周波数スペクトルと比較す
ることで、異常の発生を検出する。土砂崩れ危険区域９
２の位置は受信器３１、３２、３３から出力される信号
を信号処理部４によって解析することにより検知、特定
することができる。この危険区域９２は信号処理部４の
モニタにより表示される。音源及び受信器の数を多くす
ることによって、土砂崩れ危険区域９２をより正確に検
知することが可能となる。
ペクトルを、平常時の音波の周波数スペクトルと比較す
ることで、異常の発生を検出する。土砂崩れ危険区域９
２の位置は受信器３１、３２、３３から出力される信号
を信号処理部４によって解析することにより検知、特定
することができる。この危険区域９２は信号処理部４の
モニタにより表示される。音源及び受信器の数を多くす
ることによって、土砂崩れ危険区域９２をより正確に検
知することが可能となる。
【００２２】信号処理部４は、異常の発生を検出した場
合には、周期Ｔを観測することで、受信した異常な音波
の発生源を特定する。このことで、異常な音波の発生源
と、異常を検出した受信器との間の地中に異常が発生し
ていることを検知することができる。
合には、周期Ｔを観測することで、受信した異常な音波
の発生源を特定する。このことで、異常な音波の発生源
と、異常を検出した受信器との間の地中に異常が発生し
ていることを検知することができる。
【００２３】図２は本発明に係る信号処理部の一実施例
を示すブロック構成図である。本実施例は、ＡＥ源が３
個、受信器が３個の場合であるが、ＡＥ源が１個、受信
器が３個等の複数個設けられた場合も同様に考えること
ができる。図２においてＡＥ源の代わりに音源としても
同様である。
を示すブロック構成図である。本実施例は、ＡＥ源が３
個、受信器が３個の場合であるが、ＡＥ源が１個、受信
器が３個等の複数個設けられた場合も同様に考えること
ができる。図２においてＡＥ源の代わりに音源としても
同様である。
【００２４】図２を参照するに、信号処理部４は、受信
器３１（３２または３３）の受信出力波形を格納する波
形メモリ４１（４２または４３）と、波形メモリ４１
（４２または４３）の出力波形を入力して波形スペクト
ルを算出する波形スペクトル算出回路５１（５２または
５３）と、正常時の波形スペクトルを記憶している正常
時波形スペクトル記憶手段６１（６２または６３）と、
この記憶手段６１（６２または６３）の出力と算出回路
５１（５２または５３）の内容とを比較する比較回路７
１（７２または７３）と、これらの比較回路の比較出力
から危険区域を算出する危険区域算出回路８０とを備え
ている。ＡＥ源１１が発生した音波は、地中に伝搬して
受信器３１へ到達する。受信器３１は受信した音波を電
気信号に変換する。波形メモリ４１は、受信した音波の
周波数が最も高く（あるいは低く）なった時点の電気信
号波形を取り込んで記憶する。
器３１（３２または３３）の受信出力波形を格納する波
形メモリ４１（４２または４３）と、波形メモリ４１
（４２または４３）の出力波形を入力して波形スペクト
ルを算出する波形スペクトル算出回路５１（５２または
５３）と、正常時の波形スペクトルを記憶している正常
時波形スペクトル記憶手段６１（６２または６３）と、
この記憶手段６１（６２または６３）の出力と算出回路
５１（５２または５３）の内容とを比較する比較回路７
１（７２または７３）と、これらの比較回路の比較出力
から危険区域を算出する危険区域算出回路８０とを備え
ている。ＡＥ源１１が発生した音波は、地中に伝搬して
受信器３１へ到達する。受信器３１は受信した音波を電
気信号に変換する。波形メモリ４１は、受信した音波の
周波数が最も高く（あるいは低く）なった時点の電気信
号波形を取り込んで記憶する。
【００２５】周波数スペクトル算出回路５１は、波形メ
モリ４１で取り込んだ信号波形をフーリエ変換し、周波
数スペクトルを求めるものである。
モリ４１で取り込んだ信号波形をフーリエ変換し、周波
数スペクトルを求めるものである。
【００２６】正常時の周波数スペクトルをあらかじめ取
り込んで格納している正常時周波数スペクトル回路６１
の出力と、周波数スペクトル算出回路５１の出力とを、
比較回路７１で比較し、危険の有無を判定する。
り込んで格納している正常時周波数スペクトル回路６１
の出力と、周波数スペクトル算出回路５１の出力とを、
比較回路７１で比較し、危険の有無を判定する。
【００２７】ＡＥ源１２、受信器３２、波形メモリ４
２、波形スペクトル算出回路５２、正常時波形スペクト
ル６２及び比較回路７２により構成される部分、並びに
ＡＥ源１３、波形メモリ４３、波形スペクトル算出回路
５３、正常時波形スペクトル算出回路６３及び比較回路
７３によって構成される部分も、上記部分と同様に機能
する。
２、波形スペクトル算出回路５２、正常時波形スペクト
ル６２及び比較回路７２により構成される部分、並びに
ＡＥ源１３、波形メモリ４３、波形スペクトル算出回路
５３、正常時波形スペクトル算出回路６３及び比較回路
７３によって構成される部分も、上記部分と同様に機能
する。
【００２８】危険区域算出回路８０は、比較回路７１、
７２、７３の判定結果より、危険区域を指定する。
７２、７３の判定結果より、危険区域を指定する。
【００２９】
【発明の効果】本発明は以上の如く構成され、作用する
ものであり、本発明によれば以下に示す如き諸効果が得
られる。
ものであり、本発明によれば以下に示す如き諸効果が得
られる。
【００３０】１．音源またはＡＥ源として音波を発生で
きる装置を使用したので、地中を伝搬した音波が適正に
受信できるように、音量を調整することができる。
きる装置を使用したので、地中を伝搬した音波が適正に
受信できるように、音量を調整することができる。
【００３１】２．音源またはＡＥ源として音波を発生で
きる装置を使用したので、発生源の源波形が判明してい
る。
きる装置を使用したので、発生源の源波形が判明してい
る。
【００３２】３．音源またはＡＥ源を埋設する深度を自
由に変えられる。このために、音源またはＡＥ源を様々
な深さに埋設しておけば、音源またはＡＥ源が相対的な
位置関係を保持したまま、周辺の地盤もろとも崩れ落ち
るという可能性は少なくなる。
由に変えられる。このために、音源またはＡＥ源を様々
な深さに埋設しておけば、音源またはＡＥ源が相対的な
位置関係を保持したまま、周辺の地盤もろとも崩れ落ち
るという可能性は少なくなる。
【００３３】４．受信した音波のスペクトルを平常時の
スペクトルと比較することによって異常を発見するの
で、伝搬路の特性やセンサの応答特性を詳細に把握する
必要はない。
スペクトルと比較することによって異常を発見するの
で、伝搬路の特性やセンサの応答特性を詳細に把握する
必要はない。
【００３４】５．各音源またはＡＥ源の繰り返し周期を
異なる値に設定することで、受信器が異常を検出した場
合に、その音波がどの音源から発生したものかを特定す
ることができる。
異なる値に設定することで、受信器が異常を検出した場
合に、その音波がどの音源から発生したものかを特定す
ることができる。
【図１】本発明の一実施例（ＡＥ源１個、受信器３個）
を示し、測定装置および各要素の配置を示す概略構成図
である。
を示し、測定装置および各要素の配置を示す概略構成図
である。
【図２】本発明の一実施例（ＡＥ源３個、受信器３個）
を示す信号処理部のブロック構成図である。
を示す信号処理部のブロック構成図である。
【図３】第１の従来例を示し、音波発信機能の無いロッ
ドを地中に挿入する従来の測定装置を示す図である（実
開昭６０−０７９１８３号公報）。
ドを地中に挿入する従来の測定装置を示す図である（実
開昭６０−０７９１８３号公報）。
【図４】第２の従来例を示し、内部に近接スイッチを設
けた軟弾性筒体を地中に挿入する従来の測定装置を示す
図である（実開平０３−００６５１４号公報）。
けた軟弾性筒体を地中に挿入する従来の測定装置を示す
図である（実開平０３−００６５１４号公報）。
【図５】第４の従来例を示し、土砂崩れ発生予想区域を
カメラで監視する従来の測定装置のブロック図である
（特開平０３−２１１７００号公報）。
カメラで監視する従来の測定装置のブロック図である
（特開平０３−２１１７００号公報）。
１…音源又はＡＥ源 ２…音波 ４…信号処理部 １１…ＡＥ源 １２…ＡＥ源 １３…ＡＥ源 ２１…平常時の波形 ２２…異常時の波形 ３１…受信器（１） ３２…受信器（２） ３３…受信器（３） ４１…波形メモリ ４２…波形メモリ ４３…波形メモリ ５１…波形スペクトル算出回路 ５２…波形スペクトル算出回路 ５３…波形スペクトル算出回路 ６１…正常波形スペクトル ６２…正常波形スペクトル ６３…正常波形スペクトル ７１…比較回路 ７２…比較回路 ７３…比較回路 ８０…危険区域算出回路 ９０…山の斜面 ９１…亀裂 ９２…土砂崩れ危険区域 １１１…駆動回路 １１２…駆動回路 １１３…駆動回路 ３１１…ロッド ３１２…センサ ３１８…増幅器 ３１９…濾波器（ＨＰＦ） ３２１…閾値回路 ３２２…計数器 ３２３…プリンタ ３２４…データレコーダ ３２５…ペン書きオシロ ３２６…オシロスコープ ４０１…軟弾性筒体 ４０３…近接スイッチ ５０１…撮像部 ５０２…画像処理部 ５０３…伝送制御部 ５０４…伝送制御手段 ５０５…表示手段 ５０６…情報格納手段
Claims (5)
- 【請求項１】 周波数が一定の音波を発生し地中に設置
された一台の音源と、該音源からの音波を常時観測する
一台あるいは二台以上の地中に設置された受信器と、該
受信器の受信信号を平常時の受信信号と比較して平常時
からの相違が大きくなると警報を発生する信号処理手段
とを備えたことを特徴とした土砂崩れ予知システム。 - 【請求項２】 地中に埋設される前記音源を二台以上と
し、該音源から発生させる音波の周波数をある周期で連
続的に変化させることを更に特徴とする請求項１に記載
の土砂崩れ予知システム。 - 【請求項３】 前記音源をアコースティックエミッショ
ン（以下ＡＥと略記する）法を応用したシステムにおけ
るＡＥ源としたことを更に特徴とする請求項１または２
のいずれか一項に記載の土砂崩れ予知システム。 - 【請求項４】 前記信号処理手段は、前記受信器から出
力される信号を記憶する波形メモリと、該波形メモリの
出力から波形スペクトルを算出する算出回路と、正常時
の波形スペクトルを格納しておく正常時スペクトルメモ
リと、該スペクトルメモリの出力と前記算出回路の出力
とを比較する比較回路と、該比較回路の出力から危険区
域を算出する危険区域算出手段とを有することを更に特
徴とする請求項１、２または３のいずれか一項に記載の
土砂崩れ予知システム。 - 【請求項５】 前記信号処理手段の前記各構成要素を前
記受信器毎に設けたことを更に特徴とする請求項４に記
載の土砂崩れ予知システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084123A JPH09274023A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 土砂崩れ予知システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8084123A JPH09274023A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 土砂崩れ予知システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09274023A true JPH09274023A (ja) | 1997-10-21 |
Family
ID=13821749
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8084123A Pending JPH09274023A (ja) | 1996-04-05 | 1996-04-05 | 土砂崩れ予知システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09274023A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7096735B2 (en) * | 2002-07-01 | 2006-08-29 | Yokio Sakai | System for forecasting slope failure based on sounds from the earth |
| CN101799284A (zh) * | 2010-03-19 | 2010-08-11 | 成都理工大学 | 一种山体滑坡临滑声波监测装置 |
| CN102509420A (zh) * | 2011-10-12 | 2012-06-20 | 北京科技大学 | 一种基于临滑区变形信息的滑坡预报方法 |
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