JPH09297115A - 地盤探査方法及び地盤探査用電極 - Google Patents
地盤探査方法及び地盤探査用電極Info
- Publication number
- JPH09297115A JPH09297115A JP13441796A JP13441796A JPH09297115A JP H09297115 A JPH09297115 A JP H09297115A JP 13441796 A JP13441796 A JP 13441796A JP 13441796 A JP13441796 A JP 13441796A JP H09297115 A JPH09297115 A JP H09297115A
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- electrodes
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Abstract
(57)【要約】
【課題】効率のよい地盤探査の方法及び探査用電極を得
ることにある。 【解決手段】地盤に複数の金属ロックボルト１１を配置
し、複数の金属ロックボルト１１間の電位差を計測し、
計測された電位差を記録し、金属ロックボルト１１間の
電位差から地盤を探査する地盤探査方法。
ることにある。 【解決手段】地盤に複数の金属ロックボルト１１を配置
し、複数の金属ロックボルト１１間の電位差を計測し、
計測された電位差を記録し、金属ロックボルト１１間の
電位差から地盤を探査する地盤探査方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、地盤の探査に関す
るものである。
るものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トンネルなどの掘削現場において
地盤を電気的に探査するには、地盤に掘削孔を形成し、
その中に電極を配置して地盤の比抵抗を測定していた。
地盤を電気的に探査するには、地盤に掘削孔を形成し、
その中に電極を配置して地盤の比抵抗を測定していた。
【０００３】しかし、従来の探査には、次のような問題
点がある。 ＜イ＞従来の電気的な測定方法は、電極間に電流を流し
て地盤の比抵抗を測定するために、抵抗値の変動要因が
多く、正確な測定ができない上に、電極を密に且つ均等
に配置する必要があり、多大な作業時間やコストを要し
ていた。 ＜ロ＞従来の電極は、鉛−塩化鉛電極や銅電極等のよう
な耐久性の高い材質の電極を作成し、地盤に電極設置孔
を掘削して埋設する必要があるために、電極の制作や設
置に多大の労力を要していた。また、鉛直な壁面や天端
部分への電極の設置作業も大変であった。 ＜ハ＞従来の電極は、トンネル作業などの掘削現場の地
盤に一時的に配置され、測定が終了すると撤去されるも
ので、恒久的に連続して使用できるものではなかった。
点がある。 ＜イ＞従来の電気的な測定方法は、電極間に電流を流し
て地盤の比抵抗を測定するために、抵抗値の変動要因が
多く、正確な測定ができない上に、電極を密に且つ均等
に配置する必要があり、多大な作業時間やコストを要し
ていた。 ＜ロ＞従来の電極は、鉛−塩化鉛電極や銅電極等のよう
な耐久性の高い材質の電極を作成し、地盤に電極設置孔
を掘削して埋設する必要があるために、電極の制作や設
置に多大の労力を要していた。また、鉛直な壁面や天端
部分への電極の設置作業も大変であった。 ＜ハ＞従来の電極は、トンネル作業などの掘削現場の地
盤に一時的に配置され、測定が終了すると撤去されるも
ので、恒久的に連続して使用できるものではなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、効率のよい
地盤探査の方法及び探査用電極を得ることにある。
地盤探査の方法及び探査用電極を得ることにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、地盤に複数の
電極を配置し、複数の電極間の電位差を計測し、計測さ
れた電位差を記録し、電極間の電位差から地盤を探査す
ることを特徴とする、地盤探査方法、又は、地盤の補強
に用いられる複数の金属ロックボルトに各々リード線を
電気的に接続し、リード線間の電位差から複数の金属ロ
ックボルト間の電位差を計測し、計測された電位差を記
録し、金属ロックボルト間の電位差から地盤を探査する
ことを特徴とする、地盤探査方法、又は、地盤掘削孔に
導電性物質と充填材が配置され、導電性物質にリード線
が電気的に接続されている、地盤探査用電極、又は、地
盤掘削孔に金属と充填材が配置され、金属にリード線が
電気的に接続されている、地盤探査用電極、又は、前記
地盤探査用電極において、金属は金属ロックボルトを使
用し、充填材はモルタルを使用することを特徴とする、
地盤探査用電極にある。
電極を配置し、複数の電極間の電位差を計測し、計測さ
れた電位差を記録し、電極間の電位差から地盤を探査す
ることを特徴とする、地盤探査方法、又は、地盤の補強
に用いられる複数の金属ロックボルトに各々リード線を
電気的に接続し、リード線間の電位差から複数の金属ロ
ックボルト間の電位差を計測し、計測された電位差を記
録し、金属ロックボルト間の電位差から地盤を探査する
ことを特徴とする、地盤探査方法、又は、地盤掘削孔に
導電性物質と充填材が配置され、導電性物質にリード線
が電気的に接続されている、地盤探査用電極、又は、地
盤掘削孔に金属と充填材が配置され、金属にリード線が
電気的に接続されている、地盤探査用電極、又は、前記
地盤探査用電極において、金属は金属ロックボルトを使
用し、充填材はモルタルを使用することを特徴とする、
地盤探査用電極にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、図面を用いて本発明の実施
の形態を説明する。 ＜イ＞地盤探査システムの概要 地盤探査システムは、地盤の状態を電気的に調べるもの
であり、例えば、図１のように複数の電極１０をトンネ
ルの周囲の地盤に取り付け、各電極１０からリード線２
０を引き出し、電圧測定器２１で各電極１０の電位を測
定するものである。
の形態を説明する。 ＜イ＞地盤探査システムの概要 地盤探査システムは、地盤の状態を電気的に調べるもの
であり、例えば、図１のように複数の電極１０をトンネ
ルの周囲の地盤に取り付け、各電極１０からリード線２
０を引き出し、電圧測定器２１で各電極１０の電位を測
定するものである。
【０００７】通常、地盤には地下水などの水の流れがあ
り、水みち３０などに水が流れると界面動電現象により
周辺地盤に電位差（地電位差）が発生する。地盤中の電
極１０は、この電位差を計測しており、もし、地盤に亀
裂などの変動が生じて水の流れが変わると、周辺地盤の
電位分布が変わる。その結果、電極１０が電圧の変動を
検出して、地盤の変動を知ることが出来る。
り、水みち３０などに水が流れると界面動電現象により
周辺地盤に電位差（地電位差）が発生する。地盤中の電
極１０は、この電位差を計測しており、もし、地盤に亀
裂などの変動が生じて水の流れが変わると、周辺地盤の
電位分布が変わる。その結果、電極１０が電圧の変動を
検出して、地盤の変動を知ることが出来る。
【０００８】＜ロ＞電極 電極１０は、地盤との電気的な接触状態がよく、接地面
積が大きく、接地抵抗の小さいものが望ましい。
積が大きく、接地抵抗の小さいものが望ましい。
【０００９】電極１０は、地盤の掘削孔内に導電性物質
を配置し、その周囲に充填材を充填して構成される。導
電性物質は、鉄、銅、金、銀、塩化銀、白金、鉛、塩化
鉛等の金属や合金、また導電性繊維、または、これらを
コ−ティングした導電性材料等を使用することができ
る。充填材は、モルタル、セメントミルク、ベントナイ
ト、又はこれらに充填水溶液を添加した材料などが使用
できる。導電性物質は化学反応性の小さな白金などが好
ましい。また、塩化銀や銅の導電性物質に電解質溶液を
使用することにより接触電位差を下げ、接地抵抗を小さ
くすることができる。
を配置し、その周囲に充填材を充填して構成される。導
電性物質は、鉄、銅、金、銀、塩化銀、白金、鉛、塩化
鉛等の金属や合金、また導電性繊維、または、これらを
コ−ティングした導電性材料等を使用することができ
る。充填材は、モルタル、セメントミルク、ベントナイ
ト、又はこれらに充填水溶液を添加した材料などが使用
できる。導電性物質は化学反応性の小さな白金などが好
ましい。また、塩化銀や銅の導電性物質に電解質溶液を
使用することにより接触電位差を下げ、接地抵抗を小さ
くすることができる。
【００１０】電極１０の一例を図２に示す。図２の電極
１０は、鉄ロックボルト１３の周囲に金属材質１４を配
置し、更に必要に応じてコ−ティング材料１５で覆い、
その周囲に充填水溶液を含んだ充填材を配置する。ここ
で、金属材質が白金や金の場合、コ−ティング材料は使
用せず、充填水溶液は通常の地下水が使用できる。ま
た、金属材質が銀の場合、コ−ティング材料は塩化銀が
使用でき、充填水溶液は塩化カリウムが使用できる。ま
た、金属材質が鉛の場合、コ−ティング材料は塩化鉛が
使用でき、充填水溶液は塩化カリウムが使用できる。ま
た、金属材質が銅の場合、コ−ティング材料は使用せ
ず、充填水溶液は硫酸銅が使用できる。
１０は、鉄ロックボルト１３の周囲に金属材質１４を配
置し、更に必要に応じてコ−ティング材料１５で覆い、
その周囲に充填水溶液を含んだ充填材を配置する。ここ
で、金属材質が白金や金の場合、コ−ティング材料は使
用せず、充填水溶液は通常の地下水が使用できる。ま
た、金属材質が銀の場合、コ−ティング材料は塩化銀が
使用でき、充填水溶液は塩化カリウムが使用できる。ま
た、金属材質が鉛の場合、コ−ティング材料は塩化鉛が
使用でき、充填水溶液は塩化カリウムが使用できる。ま
た、金属材質が銅の場合、コ−ティング材料は使用せ
ず、充填水溶液は硫酸銅が使用できる。
【００１１】金属ロックボルト１１は、周辺地盤を強化
するために、地盤に挿入されるものであるが、接地抵抗
が１０Ω・ｍ以下の良質の電極１０であることを見出し
た。この金属ロックボルト１１は、鉄などの金属からな
り、例えば図３のように、地盤中の掘削孔に挿入され、
地盤と金属ロックボルト１１の間にモルタル１２が充填
されている。ここで、モルタル１２には地下水が浸透し
ている。
するために、地盤に挿入されるものであるが、接地抵抗
が１０Ω・ｍ以下の良質の電極１０であることを見出し
た。この金属ロックボルト１１は、鉄などの金属からな
り、例えば図３のように、地盤中の掘削孔に挿入され、
地盤と金属ロックボルト１１の間にモルタル１２が充填
されている。ここで、モルタル１２には地下水が浸透し
ている。
【００１２】金属ロックボルト１１は、例えば、図３乃
至図４のように多数、地盤内部に配置されるので、金属
ロックボルト１１にリード線２０を接続するだけで、例
えば図５のように、等電位線３１などで地盤全体の電位
分布を容易に知ることが出来る。
至図４のように多数、地盤内部に配置されるので、金属
ロックボルト１１にリード線２０を接続するだけで、例
えば図５のように、等電位線３１などで地盤全体の電位
分布を容易に知ることが出来る。
【００１３】以下に、本発明の地盤探査の実施例を説明
する。 ＜イ＞大深度地下の構築における地盤の探査 地盤探査の現場は、軟岩の地盤であり、図６のように立
坑３２の壁面から地盤内に向けて配置した金属ロックボ
ルトの幾つかを電極として使用する。
する。 ＜イ＞大深度地下の構築における地盤の探査 地盤探査の現場は、軟岩の地盤であり、図６のように立
坑３２の壁面から地盤内に向けて配置した金属ロックボ
ルトの幾つかを電極として使用する。
【００１４】地下３５ｍ付近に設置された金属ロックボ
ルトを基準電極１０１に選び、この電位を０ボルトとす
る。基準電極１０１から下方の金属ロックボルトを電極
Ａ１０２とし、更に下方の地下５０ｍ付近の金属ロック
ボルトを電極Ｂ１０３、立坑３２の反対面に設けられた
金属ロックボルトを電極Ｃ１０４として、各電極の配置
された地盤の電位を測定してある。
ルトを基準電極１０１に選び、この電位を０ボルトとす
る。基準電極１０１から下方の金属ロックボルトを電極
Ａ１０２とし、更に下方の地下５０ｍ付近の金属ロック
ボルトを電極Ｂ１０３、立坑３２の反対面に設けられた
金属ロックボルトを電極Ｃ１０４として、各電極の配置
された地盤の電位を測定してある。
【００１５】＜ロ＞測定結果 地下５０ｍより下方に直径４ｍ程の立坑３２を掘削して
いる期間中、各電極の電位を測定してあり、その結果を
図７のグラフに示す。このグラフにおいて３月１４日に
電極Ａ１０２と電極Ｂ１０３に基準電極１０１に対して
急激な電位変化が起こり（図７の３／１４の位置）、電
極Ｃ１０４には急激な変化は見られなかった。このこと
は、基準電極１０１と電極Ａ１０２との電位差、及び基
準電極１０１と電極Ｂ１０３との電位差が急激に変化
し、基準電極１０１と電極Ｃ１０４には急激な変化が生
じなかったことを示している。
いる期間中、各電極の電位を測定してあり、その結果を
図７のグラフに示す。このグラフにおいて３月１４日に
電極Ａ１０２と電極Ｂ１０３に基準電極１０１に対して
急激な電位変化が起こり（図７の３／１４の位置）、電
極Ｃ１０４には急激な変化は見られなかった。このこと
は、基準電極１０１と電極Ａ１０２との電位差、及び基
準電極１０１と電極Ｂ１０３との電位差が急激に変化
し、基準電極１０１と電極Ｃ１０４には急激な変化が生
じなかったことを示している。
【００１６】３月１４日は、地下７０ｍ付近まで掘削が
進んでおり、この時に毎分１５０リットルの出水が見ら
れた。この出水と顕著な電位変化の同時性から、地下水
流が図６の水みち３０を流れるような局所的な流れであ
ることが推察される。しかも、地質調査からも同じ場所
に高角度に傾斜した開口性の断層が確認された。出水が
止まると、その後、図７に示されているように電位は徐
々に元に戻っている。このように、地盤の電位分布を測
定することにより、地盤の状態を調べることができ、地
盤探査に有効であることが確認できた。
進んでおり、この時に毎分１５０リットルの出水が見ら
れた。この出水と顕著な電位変化の同時性から、地下水
流が図６の水みち３０を流れるような局所的な流れであ
ることが推察される。しかも、地質調査からも同じ場所
に高角度に傾斜した開口性の断層が確認された。出水が
止まると、その後、図７に示されているように電位は徐
々に元に戻っている。このように、地盤の電位分布を測
定することにより、地盤の状態を調べることができ、地
盤探査に有効であることが確認できた。
【００１７】
【発明の効果】本発明は、次のような効果を得ることが
できる。 ＜イ＞電極間に所定の電圧を与え、地盤内に電流を流し
て測定するのではなく、地下水の流れによって発生する
地電位差を測定することで地盤を監視できるので、正確
な測定が可能になった。 ＜ロ＞地盤の補強材として用いる金属ロックボルトを電
極として利用するので、電極設置工事の作業を省くこと
が出来る。 ＜ハ＞金属ロックボルトは、接地抵抗が１０Ω・ｍ以下
の良質な電極とすることが出来る。 ＜ニ＞金属ロックボルトは、長期耐久性のある半永久的
な電極として利用できるので、工事完成後でも、継続し
て地盤の変化を測定することが出来る。 ＜ホ＞金属ロックボルトは、掘削構造物の内壁面の全体
にわたってほぼ均等に打設されるので、鉛直壁面や天端
部分などの電極設置の困難な場所でも、高密度の電極を
確保することが出来る。
できる。 ＜イ＞電極間に所定の電圧を与え、地盤内に電流を流し
て測定するのではなく、地下水の流れによって発生する
地電位差を測定することで地盤を監視できるので、正確
な測定が可能になった。 ＜ロ＞地盤の補強材として用いる金属ロックボルトを電
極として利用するので、電極設置工事の作業を省くこと
が出来る。 ＜ハ＞金属ロックボルトは、接地抵抗が１０Ω・ｍ以下
の良質な電極とすることが出来る。 ＜ニ＞金属ロックボルトは、長期耐久性のある半永久的
な電極として利用できるので、工事完成後でも、継続し
て地盤の変化を測定することが出来る。 ＜ホ＞金属ロックボルトは、掘削構造物の内壁面の全体
にわたってほぼ均等に打設されるので、鉛直壁面や天端
部分などの電極設置の困難な場所でも、高密度の電極を
確保することが出来る。
【図１】トンネルにおける地盤の探査図
【図２】電極の構造例
【図３】トンネルに設置された金属ロックボルトの設置
図
図
【図４】トンネルに設置された金属ロックボルトの斜視
図
図
【図５】金属ロックボルトを電極に用いた際の地盤の電
位分布図
位分布図
【図６】立坑における地盤の電位測定図
【図７】図６における電位差の変化の測定図
１０・・電極 １１・・金属ロックボルト １２・・モルタル ２０・・リード線 ２１・・電圧測定器 ３０・・水みち ３１・・等電位線 ３２・・立坑 ３３・・出水箇所
Claims (5)
- 【請求項１】地盤に複数の電極を配置し、 複数の電極間の電位差を計測し、 計測された電位差を記録し、 電極間の電位差から地盤を探査することを特徴とする、 地盤探査方法。
- 【請求項２】地盤の補強に用いられる複数の金属ロック
ボルトに各々リード線を電気的に接続し、 リード線間の電位差から複数の金属ロックボルト間の電
位差を計測し、 計測された電位差を記録し、 金属ロックボルト間の電位差から地盤を探査することを
特徴とする、 地盤探査方法。 - 【請求項３】地盤掘削孔に導電性物質と充填材が配置さ
れ、 導電性物質にリード線が電気的に接続されている、 地盤探査用電極。 - 【請求項４】地盤掘削孔に金属と充填材が配置され、 金属にリード線が電気的に接続されている、 地盤探査用電極。
- 【請求項５】請求項４に記載の地盤探査用電極におい
て、 金属は金属ロックボルトを使用し、 充填材はモルタルを使用することを特徴とする、 地盤探査用電極。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13441796A JPH09297115A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 地盤探査方法及び地盤探査用電極 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13441796A JPH09297115A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 地盤探査方法及び地盤探査用電極 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09297115A true JPH09297115A (ja) | 1997-11-18 |
Family
ID=15127907
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13441796A Pending JPH09297115A (ja) | 1996-05-01 | 1996-05-01 | 地盤探査方法及び地盤探査用電極 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09297115A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030042607A (ko) * | 2001-11-23 | 2003-06-02 | 주식회사 케이티 | 전기비저항 탐사 방법 및 장치 |
| KR101870955B1 (ko) * | 2016-07-08 | 2018-06-25 | (주)지오스캔 | 지반상태 탐지 시스템 및 탐지 방법 |
| JP2018521245A (ja) * | 2015-12-03 | 2018-08-02 | コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ | 電気比抵抗を用いた岩盤グラウチングモニタリング方法 |
-
1996
- 1996-05-01 JP JP13441796A patent/JPH09297115A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20030042607A (ko) * | 2001-11-23 | 2003-06-02 | 주식회사 케이티 | 전기비저항 탐사 방법 및 장치 |
| JP2018521245A (ja) * | 2015-12-03 | 2018-08-02 | コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ | 電気比抵抗を用いた岩盤グラウチングモニタリング方法 |
| KR101870955B1 (ko) * | 2016-07-08 | 2018-06-25 | (주)지오스캔 | 지반상태 탐지 시스템 및 탐지 방법 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A521 | Written amendment |
Effective date: 20031215 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20040601 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20040706 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20041109 |