JPH09280906A - 落石源の位置評定システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 不安定な岩体の基盤からの剥離音やその岩体
を支えている岩石の小崩壊音の発生位置、岩盤斜面に接
する構造体への落石位置、さらにはそれらの落下経路を
２次元で位置評定できる落石源の位置評定システムを提
供する。 【解決手段】 評定対象斜面１０に格子状に配設され、
落石源による振動を検知して電圧を出力する複数のケー
ブルセンサ１１と、増幅器１３と、フィルタ１４と、Ａ
／Ｄ変換器１５と、Ａ／Ｄ変換器１５から入力したデジ
タル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置
１６を備え、データ処理装置によって、格子状に配設さ
れたケーブルセンサの交点毎に、所望の時点の該交点で
直交する２本のケーブルセンサの出力から算定されたそ
れぞれの振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各交点
の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点のトポグラ
フを画面や紙面に出力し、画像の分析によって振動源の
位置と大きさとを評定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、山岳や沿岸道路沿
いの岩盤斜面における落石や崩壊の位置あるいはトンネ
ル巻出し部における落石位置の検出、および岩盤の硬さ
やもろさの探査を行なう震源位置評定システムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来用いられていた落石、崩壊検知シス
テムには、一般に図１０および図１１にて示す構成のも
のが採用されている。即ち図１０は従来例の種々の落石
検知方法を表す斜視図であり、（ａ）は動電型振動計を
使用した検知方法、（ｂ）は電流が流されている導線を
使用した検知方法、（ｃ）は圧電板を使用した検知方法
である（落石対策便覧、日本道路協会編 丸善、昭和５
８年、３５１〜３５２頁）。図中符号６１は動電型振動
計、６２は導線、６３は圧電板、６４は岩盤斜面、６５
は落石である。

【０００３】（ａ）は衝撃加速度感知式と呼ばれ、加速
度を検知する動電型振動計６１を落石防止網等に設置
し、落石衝突時の加速度を感知して落石を検知する。
（ｂ）は断線式と呼ばれ、落石の予想される箇所に被覆
導線を張り、落石の衝突による金属線の断線を電気的に
感知して落石を検知する。（ｃ）は受圧式と呼ばれ、圧
力を電圧に変換できる圧電板を斜面上に設置し、落石の
衝撃圧を感知して落石を検知する。

【０００４】また、図１１は従来例のケーブルセンサを
使用した落石検知方法のブロック図を含む斜視図であ
り、図中符号７１はケーブルセンサ、７２は信号中継ボ
ックス、７３は信号処理装置、７４は回転灯、７５はサ
イレン、７６は岩盤斜面、７７は落石を示す。

【０００５】ケーブルセンサは内部導体と外部導体の間
に支持誘電体を充填して作られており、振動による内・
外部導体の微小変形により支持誘電体の充填電荷を発生
させ、電気信号に変えて振動を検知する（センサハンド
ブック、片岡照栄他編、 培風館、昭和６１年、１００
８〜１００９頁）。通常ケーブルセンサ７１は図１１に
示されるように、斜面底部のフェンスの金網などに１本
だけ取付られて使用され、図１１のブロック図のような
測定回路で信号中継ボックス７２を経由して入力した信
号が信号処理装置７３で処理されて前兆的な落石音を受
感し、回転灯７４やサイレン７５で警報を発するシステ
ムになっている。

【０００６】一方、地下の構造を知る方法として反射法
地震探査や屈折法地震探査が知られている（物理探査、
物理探査学会編、ラティス、１９８９、３〜２３頁）。
これは地下の構造による弾性波伝播速度の違いにより地
下の構造を推定するもので、これらの方法により斜面を
構成する岩盤の強度（硬さ、もろさ）とその変化を評価
することによって落石や崩壊の危険性の予測の参考とす
ることができる。これらの方法は通常人工地震を発生さ
せる震源と地下構造からの反射波や屈折波をとらえる受
振器と、データを収録して分析する探査装置を用いて行
なわれる。

【０００７】受振器としては通常永久磁石の磁界の中の
導体の運動速度に比例した起電力により振動を測定する
動電型速度計（ジオフォン）（振動工学ハンドブック、
谷口修編、養賢堂、１９７６、５８７〜５９３頁）が用
いられる。

【０００８】図１２は屈折法地震探査の原理を説明する
模式図であり、（ａ）は各受振点の受振器の受振波形を
示す模式図、（ｂ）は発破点から発信された弾性波の伝
播状態の模式図であり、図中符号８１は発破点、８２は
受振器である。発破点８１から放射される弾性波は、直
接波・反射波・屈折波として受振器の置かれた図中１〜
１０で示される受振点８２に到達する。表層より下層の
弾性波速度が速いとき、ある距離以上離れた受振点では
屈折波が最も早く到達する波（初動）として観測され
る。初動到達時間である走時を発破点からの距離でプロ
ットした走時曲線（図１２（ａ）の斜めの破線）を分析
して地下の構造がわかる。

【０００９】また、トンネルの巻出し部や覆道等に対す
る落石の検知も事故防止のために必要とされながら、現
在は適当な検知や位置評定の方法がない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】図１０及び図１１に示
される従来の検知システムでは、斜面底部での落石音が
感知されるのみで、落石源がどの位置か、どのような経
路を経て落石しているかを評定することはできないとい
う問題点がある。

【００１１】落石源と落下経路を特定できなければ、ア
ンカーボルト工、ワイヤーネット工、防護壁工等の防護
措置を適切な位置に施工することができない。

【００１２】岩盤の強度（硬さ、もろさ）とその変化を
評価するための反射法地震探査や屈折法地震探査におい
ては、人工地震を発生させる震源と地下構造からの反射
波や屈折波をとらえる複数の受振器とを都度現地に配置
する必要があり、多くの時間と多額の費用を必要とし、
その変化を追跡するためには時系列的に探査を実施する
必要がある。また動電型速度計が感知できる周波数成分
は数百ヘルツ単位までであり、測定間隔が短いと波形の
立上り時刻の差を明確に読み取れない。

【００１３】本発明の目的は、不安定な岩体の基盤から
の剥離音やその岩体を支えている岩石の小崩壊音の発生
位置、さらには落下経路、あるいはトンネルの巻出し部
への落石位置を２次元で位置評定でき、さらに岩盤の強
度とその変化を探査できる落石源の位置評定システムを
提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】本発明の落石源の位置評
定システムは、岩盤斜面における落石源の位置評定シス
テムであって、評定対象斜面に所定の間隔で格子状に配
設され、交点部を岩盤に固定され、落石源による斜面の
振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセン
サと、ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増
幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅され
ろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換する
Ａ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル情
報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備
え、データ処理装置によって、格子状に配設されたケー
ブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で
直交する２本のケーブルセンサの電気信号から算定され
たそれぞれの振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各
交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対す
るトポグラフィを画面や紙面に出力し、画像の分析によ
って振動源の位置と大きさとを評定する。

【００１５】また、振動を検知した時点から時系列的に
トポグラフィを作製し、トポグラフィの時間的な変化に
よって、振動源の移動状況を評定することができる。

【００１６】落石源の位置評価システムを用いて評価さ
れた落石源の位置、および所定の位置に設置された人工
地震発生源のいずれかを震源とし、ケーブルセンサの岩
盤に固定された交点を受振位置とし、ケーブルセンサの
受振した弾性波の初動を分析することにより初動が伝達
された交点の位置を確定し、初動到達時間である走時と
震源からの距離とにより走時曲線を作製し、弾性波を用
いる反射法および屈折法のいずれかの地震探査手法によ
って、弾性波の通過した岩盤の硬さやもろさを含む強度
を評価してもよい。

【００１７】さらに、トンネル巻出し部および覆道を含
む、岩盤斜面に接する構造物上への落石の落下位置を評
定する落石源の位置評定システムであって、構造物の内
面に格子状に所定の間隔で配設され、交点を構造物に固
定され、落石源による構造物の振動を検知して電気信号
を出力する複数のケーブルセンサと、ケーブルセンサの
出力した電気信号を増幅する増幅器と、不要の周波数を
ろ波するフィルタと、増幅されろ波された電気信号をア
ナログからデジタルに変換するＡ／Ｄ変換器と、Ａ／Ｄ
変換器から入力したデジタル情報を用いて所望の計算を
実行するデータ処理装置を備え、データ処理装置によっ
て、格子状に配設されたケーブルセンサが受振した振動
に対応した電気信号から算定された出力波形の振幅の比
較、波形の立ち上がり時刻の比較、および格子状に配設
されたケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点
の該交点で直交する２本のケーブルセンサの出力波形の
振幅値を乗じ、乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置を
Ｘ、Ｙ座標とした所望の範囲の交点に対するトポグラフ
ィの解析の少なくともいずれかによって振動源の位置と
大きさとを評定してもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に、本発明の第１の実施の形態
について図面を参照して説明する。図１は本発明の第１
の実施の形態のケーブルセンサを使用した落石源の位置
評定システムのブロック図を含む斜視図であり、図中符
号１０は岩盤斜面、１１はケーブルセンサ、１２は固定
具、１３は信号中継ボックス、１４は増幅器、１５はフ
イルタ、１６はＡ／Ｄ変換器、１７はデータ処理装置、
１８は表示装置、１９はプリンタ、２０は入力装置、２
１は警報装置、２２は遠隔伝送装置である。

【００１９】本発明では、振動を鋭敏に検知できるケー
ブルセンサ１１を観測対象とする岩盤斜面１０に碁盤の
目状に所定の間隔で岩盤に固定した固定具１２に固着し
て複数本配設し、各ケーブルセンサの電気信号を信号中
継ボックス１３を経由して増幅器１４で増幅し、フィル
タ１５でろ波してＡ／Ｄ変換器１６でデジタル信号に変
換し、データ処理装置１７で各ケーブルセンサ１１の波
形の振幅をソフト的に読み取り、各格子点において直交
しているケーブルセンサの値を互いに掛け合わせ、その
掛け合わせた値をそれぞれの格子点上に表示してトポグ
ラフィ（地勢図）を作り、表示装置１８に表示し、必要
あればプリンタ１９に出力する。

【００２０】トポグラフィ表示には、振動源の近くに山
が表示され、振動源の位置が２次元的に評定される。ま
た、トポグラフィ表示の山の高さによって振動の大きさ
も評定できる。さらに、連続して計測を行なうことによ
ってトポグラフィ表示の山の位置の移動によって落下経
路を評定できる。

【００２１】また、予め設定した基準によって警報装置
２１や遠隔伝送装置２２で現地あるいは所定の場所に警
報を発信することができる。

【００２２】ケーブルセンサ１１は振動を鋭敏に検知で
きるケーブルセンサであればよいが、米国Ｓｔｅｌｌａ
ｒ Ｓｙｓｔｅｍ社が防犯用センサとして市販している
同軸ケーブル状のケーブルセンサを用いて感度特性（震
源からの距離と出力電圧との関係）を試験した。

【００２３】図２は、長さ２ｍのケーブルセンサを用い
たときの、震源からケーブルセンサまでの距離と出力電
圧の関係を示すグラフである。

【００２４】出力電圧は、距離が離れると、べき関数的
に減少する特性を持っている。なお、図の出力電圧は増
幅前の値である。またこのケーブルセンサは２００〜３
００ｍの長さのどの点に振動を加えても電圧信号が出力
できることが確認できた。従って、ケーブルセンサの１
ユニットで３００ｍ平方の範囲の観察が可能であり、格
子形状のケーブルセンサの密度は求められる評定精度に
より決定できる。上述の試験から高い評定精度を得るた
めにはケーブルセンサの間隔は５ｍ以下が好ましい。

【００２５】本落石源の位置評定システムを評価するた
めに実験室で模擬実験を行なった。図３は、本発明の実
験のケーブルセンサの配置状況を示すブロック図を含む
平面図である。コンクリート床に、図３のようにケーブ
ルセンサを碁盤の目状に張った。図中符号Ｃｌ〜Ｃ７は
長さ３．２ｍの７本のケーブルセンサであり、Ｃ８〜Ｃ
ｌ２は長さ４．８ｍの５本のケーブルセンサであり、３
１はケーブルセンサ、３２はケーブルセンサの交点、３
４は増幅器、３５はフイルタ、３６はＡ-Ｄ変換器、３
９は鋼球の落下地点である。

【００２６】本実験ではケーブルセンサは縦横とも０．
８ｍ間隔で、コンクリート床のケーブルセンサ交点に固
定した２５ｍｍφ×１００ｍｍの鋼製固定端子の上部に
設けた十字の溝に取り付けた。従ってケーブルセンサの
交点は３５点であり、１２本のケーブルセンサは一端が
増幅度２０倍の増幅器３４に接続され、増幅器３４から
の出力はフイルタ３５（５００Ｈｚハイパス）を通りＡ
／Ｄ変換器３６へ接続されている。Ａ／Ｄ変換器３６の
デジタル出力はパーソナルコンピュータ（不図示）へ送
られ、波形の表示とピーク電圧の読み取りがリアルタイ
ムで行える。

【００２７】２２５ｇの鋼球を３０ｃｍの高さから図３
中の黒丸点に自由落下させて実験を行った。ケーブルセ
ンサは震源から離れると感度が図２のように低下する特
性を持っているため、図４のような振幅を持つ１２個の
信号波形が得られた。図４はパーソナルコンピュータか
らプロッターへ出力した信号波形である。（ａ）〜
（ｌ）は順にケーブル番号Ｃ１〜Ｃ１２の信号波形であ
る。震源からの距離が大きくなると波形の振幅が減少し
ている状況が明瞭に読み取れる。Ｓ／Ｎ比が良好である
ため２０倍以上の増幅が可能であった。

【００２８】次に１２個の波形の振幅をソフト的に読み
取る。さらに３５個の格子点において直交している２本
のケーブルセンサのソフト的に読み取った出力波形のピ
ーク値の振幅を互いに掛け合わせ、その値をそれぞれの
格子点にトポグラフィ表示すると、図５に示すような縦
横が７本および５本のケーブルセンサの交点３５点にお
ける振幅の積をトポグラフィで示したグラフが得られ
る。

【００２９】すなわち、鋼球を落下させた点の近傍にト
ポグラフィの山が位置している。この結果は、ケーブル
センサを格子状に敷設する本発明のシステムで岩盤破壊
振動、崩壊振動の振動源を２次元的に位置評定できるこ
とを示している。すなわち本システムは、岩盤斜面の落
石源、落石経路を、前兆的に発生する剥離振動、小崩壊
振動から位置評定できる可能性を持ったシステムであ
り、また、トポグラフィ表示の山の高さによって振動の
大きさも評定でき、さらに連続して計測を行なうことに
よってトポグラフィ表示の山の位置の移動によって落下
経路を評定できるシステムといえる。

【００３０】次に本発明の第２の実施の形態を図１なら
びに図１２を用いて説明する。第２の実施の形態では、
第１の実施の形態の落石源の位置評価システムを用い
て、併せて岩盤の強度（硬さ、もろさ）を評価する。

【００３１】第２の実施の形態では、第１の実施の形態
で評価された落石源の位置や岩盤の破壊位置を反射法お
よび屈折法地震探査における震源とし、落石や岩盤の破
壊によって岩盤に発生した弾性波の直接波・反射波・屈
折波の伝播の状態を所定の間隔で岩盤に固定された固定
具１２を介してケーブルセンサ１１を受振器として検知
する。即ち図１２を用いて従来例として説明した反射法
地震探査および屈折式地震探査の受振器８２の役割を固
定具１２とケーブルセンサ１１が代行する。

【００３２】ケーブルセンサ１１にはケーブルセンサを
固定する複数の固定具１２が受振した弾性波が伝達され
るが、縦、横のケーブルセンサのそれぞれの初動を分析
することにより初動が伝達された固定具１２の位置が確
定でき、初動到達時間である走時と震源からの距離でプ
ロットした走時曲線が作製でき、従来技術の分析法によ
って岩盤の強度を評価することができる。

【００３３】さらに積極的に岩盤の強度の評価を必要と
する場合は、評価の対象となる岩盤の位置とケーブルセ
ンサの固定具１２の配置の関係から望ましい震源位置を
選定し、選定された震源位置で爆薬等による人工地震を
発生させ、ケーブルセンサ１１が受振した弾性波によ
り、岩盤の強度を評価すればよい。

【００３４】また、落石や岩盤の破壊が近接位置で時系
列的に発生すれば岩盤の強度の時系列的な変化を分析で
き、一層危険発生の予測の精度を高めることができる。
変化の予測される岩盤に対して人工地震による弾性波の
計測を時系列に行なってもよい。

【００３５】従来技術で説明したように、受振器として
通常使用される動電型速度計が感知できる周波数成分は
数１００Ｈｚ単位までであるのに対し、上述のケーブル
センサの周波数特性は２０００Ｈｚまでであるので、測
定間隔を１〜２ｍとした場合、動電型速度計では波形の
立上り時刻の差を明瞭に読み取れないが、ケーブルセン
サでは可能であり、狭い測定間隔での弾性波速度の測定
に有利である。

【００３６】次に第３の実施の形態について説明する。
第１の実施の形態では図１のように岩盤面に格子状に所
定の間隔で交点を固定して配設した複数のケーブルセン
サを、第３の実施の形態ではトンネルの巻出し部や覆道
の内面に格子状に交点を固定して配設する。図１の信号
中継ボックス１３から遠隔伝送装置２２までの構造と機
能は第３の実施の形態でも同じなので説明を省略する。
第１の実施の形態と同様にトポグラフィ表示の、振動源
の近くに山が表示され、振動源が２次元的に評価でき
る。

【００３７】第３の実施の形態の落石の位置評定システ
ムを評価するために実験室で模擬実験を行なった。図６
は本発明の第３の実施の形態のケーブルセンサを使用し
たトンネル巻出し部に対する落石の位置評定システムの
実験装置の模式図である。図７は図６の模擬トンネルの
展開図であり、（ａ）は組立状態、（ｂ）は底部を除い
た状態、（ｃ）は（ｂ）を展開したときのケーブルセン
サの配置状態である。図８はパーソナルコンピュータか
らプロッタに出力した各ケーブルセンサの信号波形のグ
ラフであり、図９はケーブルセンサの交点における出力
電圧の積をトポグラフィで示したグラフである。図中符
号４１ａは軸方向のケーブルセンサＡ１〜Ａ５、４１ｂ
は円周沿いのケーブルセンサＢ１〜Ｂ１４、４２は交
点、４３は模擬トンネル、４４ａ、４４ｂは小型増幅
器、４６はＡ／Ｄ変換器、４７はパーソナルコンピュー
タ、４９は鋼球落下位置である。図６に示すように実際
のトンネル巻出し部、覆道等に見立てた模擬トンネル４
３の上に鋼球を落下させ、落下位置４９を評定した。

【００３８】模擬トンネル４３は内径１３５ｃｍ、長さ
４００ｃｍ、肉厚１０ｃｍのヒューム管４本を連結した
全長１６ｍの中空円筒であり、枕木の上に設置した。図
６および図７（ｃ）に示すように７１ｃｍ（６０°）間
隔で模擬トンネル４３の内面の軸方向にケーブルセンサ
Ａ１〜Ａ５、４１ａを５本、１１０ｃｍ間隔で模擬トン
ネル４３の内面の円周沿いにケーブルセンサＢ１〜Ｂ１
４、４１ｂを１４本、碁盤の目状に張った。

【００３９】ケーブルセンサＡｌ〜Ａ５は長さ１５ｍ、
ケーブルセンサＢ１〜Ｂｌ４は長さ３２ｍであり、５×
１４＝７０箇所の交点４２にはケーブルセンサ４１ａ、
４１ｂを固着するための十字の溝を切った直径２５．４
ｍｍ、長さ６０ｍｍの鋼製の固定具を模擬トンネル４３
の内部に固着し、ケーブルセンサ４１ａ、４１ｂを交点
４２に固定した。

【００４０】合計１９本のケーブルセンサ４１ａ、４１
ｂの一端はそれぞれ増幅率５倍の小型増幅器４４ａ、４
４ｂに接続され、増幅器４４ａ、４４ｂからの出力はフ
イルタ（不図示）を通りＡ／Ｄ変換器４６を経由してパ
ーソナルコンピュータ４７へ接続されて処理され、波形
の表示とピーク電圧の読み取りがリアルタイムで行え
る。

【００４１】実験では７．２６ｋｇの鋼球を５０ｃｍの
高さから疑似トンネル４３の真上に当る図７（ｃ）中の
鋼球落下位置４９（Ａ３、Ｂ１１の交点）に自由落下さ
せた。図８はその時に計測された円周沿いのケーブルセ
ンサ４１ｂ１４本の出力波形を示している。ケーブルセ
ンサは震源から離れると感度が図２のように低下する特
性を持っているため、多少の例外を除き震源に近いほど
波形の振幅が大きい。また、波形の初動の部分を結んだ
立ち上がり時刻を見ると、明かに鋼球落下位置４９（Ｂ
１１）の波形の立ち上がり時刻が早く、鋼球落下位置か
ら遠くなると立ち上がり時刻が遅くなっており、このグ
ラフによっても震源の位置評定が可能であることがわか
る。

【００４２】円周沿いの方向のケーブルセンサ４１ｂの
出力波形のピーク値の２乗と、軸方向のケーブルセンサ
４１ａの出力波形のピーク値とを掛け合わせたトポグラ
フィである図９において、トポグラフィの盛り上がって
いるいる部分が衝撃が大きかったことを意味するが、鋼
球落下位置とトポグラフィの山とは一致している。この
場合位置評定に影響度の大きい円周沿いの方向のケーブ
ルセンサ４１ｂの出力波形のピーク値を２乗して掛け合
わせたが、２乗しなくても構わない。

【００４３】このように本発明のシステムで、トポグラ
フィの山の位置や、波形の振幅の大きさの比較や、波形
の立ち上がり時刻からトンネルの巻出し部や覆道に対す
る落石の位置評定が可能である。すなわち本システムに
よって落石を常時監視でき、落石の位置評価から、トン
ネルの巻出し部や覆道に接する岩盤斜面の落石源、落石
経路を推定でき、トポグラフィ表示の山の高さによって
振動の大きさも評定でき、さらに連続して計測を行なう
ことによってトポグラフィ表示の山の位置の移動によっ
て落下経路を評定できるシステムといえる。

【００４４】

【発明の効果】以上説明したように本発明の落石源の位
置評定システムは、不安定な岩体の基盤からの剥離振動
やその岩体を支えている岩石の小崩壊振動の発生位置、
さらには落下経路を２次元で位置評定できる能力を持
ち、少ない費用でほとんどの実斜面に対し応用できるシ
ステムであり、剥離や崩落の警報の他に、落石源と落下
経路を特定できるので、アンカーボルト工、ワイヤーネ
ット工、防護壁工等の防護措置を適切な位置に施工でき
るという効果がある。

【００４５】本システムを活用することによって、国内
に９万箇所ある岩盤斜面の落石・崩壊危険箇所の災害予
知と防護に資するところが多大である。

【００４６】また、本システムのため設置された機器を
利用して反射法地震探査や屈折法地震探査による岩盤の
強度（硬さ、もろさ）の評価が容易に行なうことがで
き、災害予知の判断データを提供できるという効果があ
る。

【００４７】さらに、本システムを応用することによっ
てトンネルの巻出し部や覆道などの岩盤斜面に接した構
造物に対する落石とその位置の評定が可能となり、災害
の予知と防護のための判断データを提供できるという効
果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態のケーブルセンサを
使用した落石源の位置評定システムのブロック図を含む
斜視図である。

【図２】長さ２ｍのケーブルセンサを用いたときの、震
源からケーブルセンサまでの距離と出力電圧の関係を示
すグラフである。

【図３】本発明の実験のケーブルセンサの配置状況を示
すブロック図を含む平面図である。

【図４】パーソナルコンピユータからプロッターへ出力
した信号波形である。（ａ）〜（ｌ）は順にケーブル番
号Ｃ１〜Ｃ１２の信号波形である。

【図５】縦横７本および５本のケーブルセンサの交点３
５点における出力電圧の積をトポグラフィで示したグラ
フである。

【図６】本発明の第３の実施の形態のケーブルセンサを
使用したトンネル巻出し部に対する落石の位置評定シス
テムの実験装置の模式図である。

【図７】図６の模擬トンネルの展開図である。（ａ）は
組立状態である。（ｂ）は底部を除いた状態である。
（ｃ）は（ｂ）を展開したときのケーブルセンサの配置
状態である。

【図８】パーソナルコンピュータからプロッタに出力し
た各ケーブルセンサの信号波形のグラフである。

【図９】ケーブルセンサの交点における出力電圧の積を
トポグラフィで示したグラフである。

【図１０】従来例の種々の落石検知方法を表す斜視図で
ある。（ａ）は動電型振動計を使用した検知方法であ
る。（ｂ）は電流が流されている導線を使用した検知方
法である。（ｃ）は圧電板を使用した検知方法である。

【図１１】従来例のケーブルセンサを使用した落石検知
方法のブロック図を含む斜視図である。

【図１２】屈折法地震探査の原理を説明する模式図であ
る。（ａ）は各受振点の受振器の受振波形を示す模式図
である。（ｂ）は発破点から発信された弾性波の伝播状
態の模式図である。

【符号の説明】

１０、６４、７６ 岩盤斜面 １１、３１ ケーブルセンサ １２ 固定点 １３ 信号中継ボックス １４、３４ 増幅器 １５、３５ フイルタ １６、３６、４６ Ａ／Ｄ変換器 １７ データ処理装置 １８ 表示装置 １９ プリンタ ２０ 入力装置 ２１ 警報装置 ２２ 遠隔伝送装置 ３２ 交点 ３９ 落下位置 ４１ａ 軸方向のケーブルセンサＡ１〜Ａ５ ４１ｂ 円周沿いのケーブルセンサＢ１〜Ｂ１４ ４２ 交点 ４３ 模擬トンネル ４４ａ、４４ｂ 小型増幅器 ４７ パーソナルコンピュータ ４９ 鋼球落下位置 ６１ 動電型振動計 ６２ 導線 ６３ 圧電板 ６５、７７ 落石 ７１ ケーブルセンサ ７２ 信号中継ボックス ７３ 信号処理装置 ７４ 回転灯 ７５ サイレン８１ 発破点 ８２ 受振器 Ａ１〜Ａ５、Ｂ１〜Ｂ１４、Ｃ１〜Ｃｌ２ ケーブル
センサ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 岩盤斜面における落石源の位置評定シス
   テムであって、 評定対象斜面に所定の間隔で格子状に配設され、交点部
   を前記岩盤に固定され、落石源による前記斜面の振動を
   検知して電気信号を出力する複数のケーブルセンサと、
   前記ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅する増幅
   器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅されろ
   波された電気信号をアナログからデジタルに変換するＡ
   ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から入力したデジタル
   情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装置を備
   え、 前記データ処理装置によって、格子状に配設された前記
   ケーブルセンサの交点毎に、振動を検知した時点の該交
   点で直交する２本の前記ケーブルセンサの電気信号から
   算定されたそれぞれの振幅値を乗じ、前記乗じた値をＺ
   座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標とした所望の範囲
   の交点に対するトポグラフィを画面や紙面に出力し、画
   像の分析によって振動源の位置と大きさとを評定するこ
   とを特徴とする落石源の位置評定システム。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の落石源の位置評定シス
   テムにおいて、 振動を検知した時点から時系列的に前記トポグラフィを
   作製し、前記トポグラフィの時間的な変化によって、振
   動源の移動状況を評定することを特徴とする落石源の位
   置評定システム。
3. 【請求項３】 請求項１に記載の落石源の位置評価シス
   テムを用いて評価された落石源の位置、および所定の位
   置に設置された人工地震発生源のいずれかを震源とし、
   前記ケーブルセンサの岩盤に固定された交点を受振位置
   とし、前記ケーブルセンサの受振した弾性波の初動を分
   析することにより初動が伝達された前記交点の位置を確
   定し、初動到達時間である走時と前記震源からの距離と
   により走時曲線を作製し、弾性波を用いる反射法および
   屈折法のいずれかの地震探査手法によって、前記弾性波
   の通過した岩盤の硬さやもろさを含む強度を評価するこ
   とを特徴とする請求項１に記載の落石源の位置評価シス
   テム。
4. 【請求項４】 トンネル巻出し部および覆道を含む、岩
   盤斜面に接する構造物上への落石の落下位置を評定する
   落石源の位置評定システムであって、 前記構造物の内面に格子状に所定の間隔で配設され、交
   点を前記構造物に固定され、落石源による前記構造物の
   振動を検知して電気信号を出力する複数のケーブルセン
   サと、前記ケーブルセンサの出力した電気信号を増幅す
   る増幅器と、不要の周波数をろ波するフィルタと、増幅
   されろ波された電気信号をアナログからデジタルに変換
   するＡ／Ｄ変換器と、前記Ａ／Ｄ変換器から入力したデ
   ジタル情報を用いて所望の計算を実行するデータ処理装
   置を備え、 前記データ処理装置によって、格子状に配設された前記
   ケーブルセンサが受振した振動に対応した電気信号から
   算定された出力波形の振幅の比較、波形の立ち上がり時
   刻の比較、および格子状に配設された前記ケーブルセン
   サの交点毎に、振動を検知した時点の該交点で直交する
   ２本の前記ケーブルセンサの出力波形の振幅値を乗じ、
   前記乗じた値をＺ座標とし、各交点の位置をＸ、Ｙ座標
   とした所望の範囲の交点に対するトポグラフィの解析の
   少なくともいずれかによって振動源の位置と大きさとを
   評定することを特徴とする落石源の位置評定システム。