JPH10197296A - 土壌や岩盤崩壊広域監視システム、並びに中央監視装置 - Google Patents
土壌や岩盤崩壊広域監視システム、並びに中央監視装置Info
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- JPH10197296A JPH10197296A JP61497A JP61497A JPH10197296A JP H10197296 A JPH10197296 A JP H10197296A JP 61497 A JP61497 A JP 61497A JP 61497 A JP61497 A JP 61497A JP H10197296 A JPH10197296 A JP H10197296A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 土壌や岩盤崩壊現象のモニタとその予知を実
施するための方法と装置を提供すること。 【解決手段】 「トンネル又は道路又は鉄道線路」に沿
って複数個所で適切な位置に設置された検出器の発信す
る各々のセンサの信号を統合的に受信して、弾性波強度
対剪断仕事率の関係式に基づいて判断し、段階的な警報
信号を発信する事のできことを特徴とする土壌や岩盤崩
壊広域監視システム。 【効果】 土壌や岩盤崩壊時に起きる物理的変化を各種
センシング技術でモニタし、土壌や岩盤の崩壊を予知す
るための技術であり、土壌や岩盤の状態のモニタとその
予知が可能である。
施するための方法と装置を提供すること。 【解決手段】 「トンネル又は道路又は鉄道線路」に沿
って複数個所で適切な位置に設置された検出器の発信す
る各々のセンサの信号を統合的に受信して、弾性波強度
対剪断仕事率の関係式に基づいて判断し、段階的な警報
信号を発信する事のできことを特徴とする土壌や岩盤崩
壊広域監視システム。 【効果】 土壌や岩盤崩壊時に起きる物理的変化を各種
センシング技術でモニタし、土壌や岩盤の崩壊を予知す
るための技術であり、土壌や岩盤の状態のモニタとその
予知が可能である。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネル又は道路
又は鉄道線路を構成する土壌又は岩盤等の崩壊広域監視
システム、並びにそのシステムに使用される中央監視装
置に関する。
又は鉄道線路を構成する土壌又は岩盤等の崩壊広域監視
システム、並びにそのシステムに使用される中央監視装
置に関する。
【０００２】
【従来の技術】土砂破壊や土砂崩壊の検出をするために
提案された従来例に特開昭４８−２９２０４や、特開昭
５０−６５００２がある。また、予知することを目的と
した従来例としては、鉄道盛土の崩壊を予防する目的の
特開平５−３２３０４３がある。
提案された従来例に特開昭４８−２９２０４や、特開昭
５０−６５００２がある。また、予知することを目的と
した従来例としては、鉄道盛土の崩壊を予防する目的の
特開平５−３２３０４３がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】特開昭４８−２９２０
４、特開昭５０−６５００２は、落石、地すべり等の土
砂崩壊が発生したときに予め設置しておいた検出器の傾
きを知らせる傾斜検出器を用いたり、検出器への衝撃に
よる内部断線を発生させて検知することでその現象を知
ろうとするもので、予防や、予知をするものではない。
更に特開平５−３２３０４３は具体的に盛土構造、土
質、基盤構造、雨の量、等の各種のデータを取り込んで
総合的に評価し、鉄道盛土の崩壊を予想する技術を提案
しているが、その具体的な方法は特殊なデータを多量に
取り込み、その取り込んだデータを「斜面安定の理論」
から評価する手法によって達成しようとしているもので
相当数の測定値を必要とする特殊なものになっている。
４、特開昭５０−６５００２は、落石、地すべり等の土
砂崩壊が発生したときに予め設置しておいた検出器の傾
きを知らせる傾斜検出器を用いたり、検出器への衝撃に
よる内部断線を発生させて検知することでその現象を知
ろうとするもので、予防や、予知をするものではない。
更に特開平５−３２３０４３は具体的に盛土構造、土
質、基盤構造、雨の量、等の各種のデータを取り込んで
総合的に評価し、鉄道盛土の崩壊を予想する技術を提案
しているが、その具体的な方法は特殊なデータを多量に
取り込み、その取り込んだデータを「斜面安定の理論」
から評価する手法によって達成しようとしているもので
相当数の測定値を必要とする特殊なものになっている。
【０００４】ところで、道路やトンネルや鉄道等での土
壌や岩盤の崩壊事故が多発している。これらの崩壊防止
対策には、上流側の雨量を常に監視して崖崩れの予測を
出したり、実際の土壌や岩盤状況を常時監視するために
テレビカメラを設置してモニタ監視をしたりする方法あ
る。しかし、土壌や岩盤崩壊は外見的に観察出来る部分
に限界があり、土壌や岩盤内部に起きている現象を予知
する必要性が指摘されている。上記の従来例には、土壌
や岩盤の崩壊事故や、土壌や岩盤内部の現象を捕らえて
予知予防する技術の開示はない。しかも複雑なデータを
駆使したり、使用機器が大掛かりな土木工事をともなっ
たりする高価な製品になった場合には費用対効果の面で
実施出来ないことにもなるので、容易に設置をすること
ができて、かつ操作性が容易なシステムの提供が切望さ
れる。
壌や岩盤の崩壊事故が多発している。これらの崩壊防止
対策には、上流側の雨量を常に監視して崖崩れの予測を
出したり、実際の土壌や岩盤状況を常時監視するために
テレビカメラを設置してモニタ監視をしたりする方法あ
る。しかし、土壌や岩盤崩壊は外見的に観察出来る部分
に限界があり、土壌や岩盤内部に起きている現象を予知
する必要性が指摘されている。上記の従来例には、土壌
や岩盤の崩壊事故や、土壌や岩盤内部の現象を捕らえて
予知予防する技術の開示はない。しかも複雑なデータを
駆使したり、使用機器が大掛かりな土木工事をともなっ
たりする高価な製品になった場合には費用対効果の面で
実施出来ないことにもなるので、容易に設置をすること
ができて、かつ操作性が容易なシステムの提供が切望さ
れる。
【０００５】本発明は、以上のような要望にもとずき、
前述した従来の方法に比べて、設置性が容易で、且つ操
作性も良く比較的安価なシステムとして土壌や岩盤の崩
壊に至る前兆現象を捕らえることのできる広域監視シス
テム、並びに中央監視装置を提供することを目的とす
る。
前述した従来の方法に比べて、設置性が容易で、且つ操
作性も良く比較的安価なシステムとして土壌や岩盤の崩
壊に至る前兆現象を捕らえることのできる広域監視シス
テム、並びに中央監視装置を提供することを目的とす
る。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、土壌や岩盤等
の監視対象の地中に沿って埋設されて、地中内を伝播す
る弾性波の検出、及び地中内に加わる力（又は変位）の
検出を行う、複数の検出器と、各検出器の検出値を自動
的に送信する送信手段と、送信されてくる検出値を受信
してその検出値から地中内での崩壊状況を判定・監視す
る監視手段と、より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視シス
テムを開示する。
の監視対象の地中に沿って埋設されて、地中内を伝播す
る弾性波の検出、及び地中内に加わる力（又は変位）の
検出を行う、複数の検出器と、各検出器の検出値を自動
的に送信する送信手段と、送信されてくる検出値を受信
してその検出値から地中内での崩壊状況を判定・監視す
る監視手段と、より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視シス
テムを開示する。
【０００７】更に本発明は、土壌や岩盤等の監視対象の
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う、
複数の検出器と、各検出器の検出値を自動的に送信する
送信手段と、送信されてくる検出値の中の力（又は変
位）からその検出器設置地点を含む剪断仕事率を算出
し、この剪断仕事率と弾性波とから地中内での崩壊状況
を判定・監視する監視手段と、より成る土壌や岩盤の崩
壊広域監視システムを開示する。
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う、
複数の検出器と、各検出器の検出値を自動的に送信する
送信手段と、送信されてくる検出値の中の力（又は変
位）からその検出器設置地点を含む剪断仕事率を算出
し、この剪断仕事率と弾性波とから地中内での崩壊状況
を判定・監視する監視手段と、より成る土壌や岩盤の崩
壊広域監視システムを開示する。
【０００８】更に本発明は、土壌や岩盤等の監視対象の
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う、
複数の検出器と、各検出器の検出値を自動的に送信する
送信手段と、送信されてくる検出値の中の力（又は変
位）からその検出器設置地点を含む剪断仕事率を算出
し、この剪断仕事率と弾性波とから地中内での崩壊状況
を判定し、崩壊予測を行い、警報を出力する監視手段
と、より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視システムを開示
する。
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う、
複数の検出器と、各検出器の検出値を自動的に送信する
送信手段と、送信されてくる検出値の中の力（又は変
位）からその検出器設置地点を含む剪断仕事率を算出
し、この剪断仕事率と弾性波とから地中内での崩壊状況
を判定し、崩壊予測を行い、警報を出力する監視手段
と、より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視システムを開示
する。
【０００９】更に本発明は、土壌や岩盤等の監視対象の
地中に沿って埋設された複数の検出器からの地中内弾性
波及び地中内の力（又は変位）を受信する手段と、この
地中内の力（又は変位）から得た検出器設置地点を含む
地中の剪断仕事率と上記弾性波とから地中内での崩壊状
況を判定・監視する監視手段と、を備える土壌や岩盤の
崩壊広域中央監視装置を開示する。
地中に沿って埋設された複数の検出器からの地中内弾性
波及び地中内の力（又は変位）を受信する手段と、この
地中内の力（又は変位）から得た検出器設置地点を含む
地中の剪断仕事率と上記弾性波とから地中内での崩壊状
況を判定・監視する監視手段と、を備える土壌や岩盤の
崩壊広域中央監視装置を開示する。
【００１０】更に本発明は、土壌や岩盤等の監視対象の
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う複
数の検出器と、上記監視対象を撮像するＴＶカメラと、
上記監視対象を含む地域又は近辺地域の風量を測定する
風量計と、上記検出器の検出値を、ＴＶカメラの画像及
び雨量検出値をそれぞれ送信する送信手段と、送信され
てくる検出値、画像から監視対象の地中内での崩壊を含
む総合監視を行う監視手段と、より成る土壌や岩盤の広
域監視システムを開示する。
地中に沿って埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検
出、及び地中内に加わる力（又は変位）の検出を行う複
数の検出器と、上記監視対象を撮像するＴＶカメラと、
上記監視対象を含む地域又は近辺地域の風量を測定する
風量計と、上記検出器の検出値を、ＴＶカメラの画像及
び雨量検出値をそれぞれ送信する送信手段と、送信され
てくる検出値、画像から監視対象の地中内での崩壊を含
む総合監視を行う監視手段と、より成る土壌や岩盤の広
域監視システムを開示する。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて、説明する。土壌や岩盤が崩壊する事例とし
て、土壌や岩盤の剪断仕事率が大きく影響する。雨が降
り続けると、土壌中に含まれる水の量は時間の増加と共
に大きくなる。水を含んだ土壌はその中で土や小石が動
き易くなる。そして、ある限界を超えると急激に土壌中
の土砂が流動し始め、やがて崩壊する。本発明者らはこ
のような事実に基づき、土壌や岩盤等の監視対象内に複
数の検出器を設置しておき、これを遠方に設けた監視装
置に自動的に送り、遠隔にて監視を行おうとするもので
ある。この際、土中で土砂が動くときに発生する弾性波
を捕らえ、しかもその発生する弾性波の強度や回数と密
接に関連する剪断仕事率を見ることで数値的に土壌の崩
壊可能性を予知することが出来ると考え、これを実際の
システムとして土壌や岩盤崩壊監視装置を得たものであ
る。
に基づいて、説明する。土壌や岩盤が崩壊する事例とし
て、土壌や岩盤の剪断仕事率が大きく影響する。雨が降
り続けると、土壌中に含まれる水の量は時間の増加と共
に大きくなる。水を含んだ土壌はその中で土や小石が動
き易くなる。そして、ある限界を超えると急激に土壌中
の土砂が流動し始め、やがて崩壊する。本発明者らはこ
のような事実に基づき、土壌や岩盤等の監視対象内に複
数の検出器を設置しておき、これを遠方に設けた監視装
置に自動的に送り、遠隔にて監視を行おうとするもので
ある。この際、土中で土砂が動くときに発生する弾性波
を捕らえ、しかもその発生する弾性波の強度や回数と密
接に関連する剪断仕事率を見ることで数値的に土壌の崩
壊可能性を予知することが出来ると考え、これを実際の
システムとして土壌や岩盤崩壊監視装置を得たものであ
る。
【００１２】図１は、本発明によるトンネル内の土壌や
岩盤崩壊広域監視システムを示す図である。図２は、図
１でのトンネルの横断面図を示す。図１は、道路１の途
中トンネル２が設けてある例を示す。このトンネル２の
土壌や岩盤内に複数個の検出器４、７を埋設する。検出
器４は弾性波検出センサ、検出器７は剪断力を算出する
ための地中内の力又は変位を検出するロードセンサ又は
変位センサであり、互いに近接して地中内に複数個設置
してある。設置場所は、崩壊の予想される個所やその予
備兆候の出現しやすい個所が好ましい。更に、土壌や岩
盤の表面層に設定することも必要である。こうした表面
を含めて以下では地中内と定義する。
岩盤崩壊広域監視システムを示す図である。図２は、図
１でのトンネルの横断面図を示す。図１は、道路１の途
中トンネル２が設けてある例を示す。このトンネル２の
土壌や岩盤内に複数個の検出器４、７を埋設する。検出
器４は弾性波検出センサ、検出器７は剪断力を算出する
ための地中内の力又は変位を検出するロードセンサ又は
変位センサであり、互いに近接して地中内に複数個設置
してある。設置場所は、崩壊の予想される個所やその予
備兆候の出現しやすい個所が好ましい。更に、土壌や岩
盤の表面層に設定することも必要である。こうした表面
を含めて以下では地中内と定義する。
【００１３】図１では、トンネル２の横断面方向に沿っ
て規則的に検出器４、７を地中内に配置し、且つこれら
の検出器４、７の検出値を送るための配線ケーブル又は
光ファイバーケーブル８、９をその横断面方向に沿って
施設する。更に、この配線ケーブル又は光ファイバーケ
ーブル８、９は、送信ケーブル（電気又は光ファイバ
ー）６に接続する。そして、監視装置３は、この送信ケ
ーブル６につながり、土壌や岩盤内の崩壊の状況や予測
等の監視を行う。
て規則的に検出器４、７を地中内に配置し、且つこれら
の検出器４、７の検出値を送るための配線ケーブル又は
光ファイバーケーブル８、９をその横断面方向に沿って
施設する。更に、この配線ケーブル又は光ファイバーケ
ーブル８、９は、送信ケーブル（電気又は光ファイバ
ー）６に接続する。そして、監視装置３は、この送信ケ
ーブル６につながり、土壌や岩盤内の崩壊の状況や予測
等の監視を行う。
【００１４】図２は、トンネルの横断面例を示す。地中
内に検出器４を埋め込み、これをケーブル９に接続した
様子を示す。こうしたことは、検出器７についても成り
立つ。
内に検出器４を埋め込み、これをケーブル９に接続した
様子を示す。こうしたことは、検出器７についても成り
立つ。
【００１５】図３〜図５は、検出器４、９（９Ａ、９
Ｂ）の設置例を示す。地中２内に、穴を掘り、検出器４
を設置した例が図３である。検出器４は、弾性波を検出
するセンサであり、例えば超音波センサである。この検
出器４の周囲は地中に密接に接触して地中内の弾性波を
検出しやすくしている。更に、検出器４は、端末器５を
介してケープル９に接続した。端末器５は、増幅、変
調、又は電気／光変換等の機能を持ち、ケーブル６との
インターフェースを行う。更に、端末器５は、自己に帰
属する検出器からの信号であることを示す検出器番号を
付加する。この検出器番号をつけて出力することで、相
手（例えば、図７の監視装置５０）は検出器を特定す
る。
Ｂ）の設置例を示す。地中２内に、穴を掘り、検出器４
を設置した例が図３である。検出器４は、弾性波を検出
するセンサであり、例えば超音波センサである。この検
出器４の周囲は地中に密接に接触して地中内の弾性波を
検出しやすくしている。更に、検出器４は、端末器５を
介してケープル９に接続した。端末器５は、増幅、変
調、又は電気／光変換等の機能を持ち、ケーブル６との
インターフェースを行う。更に、端末器５は、自己に帰
属する検出器からの信号であることを示す検出器番号を
付加する。この検出器番号をつけて出力することで、相
手（例えば、図７の監視装置５０）は検出器を特定す
る。
【００１６】図４は、検出器９を変位検出器９Ａとした
例であり、例えば塩ビパイプ１１に複数個の歪ゲージ１
０を取り付けたものである。この歪ゲージ１０及び塩ビ
パイプ１１は共に地中の周囲に密接に接触している。図
３と同様に、端末器５Ａを設けている。図５は、検出器
９を圧力検出器９Ｂとした例である。同様に端末器５Ｂ
を設けてケーブル６とそのインターフェースをはかって
いる。
例であり、例えば塩ビパイプ１１に複数個の歪ゲージ１
０を取り付けたものである。この歪ゲージ１０及び塩ビ
パイプ１１は共に地中の周囲に密接に接触している。図
３と同様に、端末器５Ａを設けている。図５は、検出器
９を圧力検出器９Ｂとした例である。同様に端末器５Ｂ
を設けてケーブル６とそのインターフェースをはかって
いる。
【００１７】図６は、光ケーブルネットワーク２２と各
検出器群２０との接続システム図を示す。図１では、ケ
ーブル６を介して監視装置３に検出器群４、７を接続し
た例であるが、この実施の形態は図３〜図５の拡張例で
あり、検出器群２０（４、９Ａ又は９Ｂのこと）にはそ
れぞれ端末器群２１（５、５Ａ又は５Ｂのこと）を取り
付け、この先に光ケーブルネットワーク２２を設けた例
を示す。図７には、光ケーブルネットワーク２２の上位
関係を示す。上位装置として、処理・制御装置２３及び
ディスプレイ２４より成る中央監視装置５０を設置して
ある。そして、光ケーブルネットワーク２２に接続され
ている各種の検出器群２０からの検出値を処理・制御装
置２３が取り込み、処理し崩壊状況の判定予測処理を行
い、必要な表示をディスプレイ２４に行い、必要なら監
視結果を各現場や道路監視所等に伝送するこの監視結果
は、「安全」、「監視強化」、「崩壊がＴ時間後に生ず
る」「通行禁止」、等の危険や安全度に応じた段階的な
ものとなり、これらは、必要な個所に適宜送られる。
検出器群２０との接続システム図を示す。図１では、ケ
ーブル６を介して監視装置３に検出器群４、７を接続し
た例であるが、この実施の形態は図３〜図５の拡張例で
あり、検出器群２０（４、９Ａ又は９Ｂのこと）にはそ
れぞれ端末器群２１（５、５Ａ又は５Ｂのこと）を取り
付け、この先に光ケーブルネットワーク２２を設けた例
を示す。図７には、光ケーブルネットワーク２２の上位
関係を示す。上位装置として、処理・制御装置２３及び
ディスプレイ２４より成る中央監視装置５０を設置して
ある。そして、光ケーブルネットワーク２２に接続され
ている各種の検出器群２０からの検出値を処理・制御装
置２３が取り込み、処理し崩壊状況の判定予測処理を行
い、必要な表示をディスプレイ２４に行い、必要なら監
視結果を各現場や道路監視所等に伝送するこの監視結果
は、「安全」、「監視強化」、「崩壊がＴ時間後に生ず
る」「通行禁止」、等の危険や安全度に応じた段階的な
ものとなり、これらは、必要な個所に適宜送られる。
【００１８】ディスプレイ上での表示例には、以下の如
きものがある。 （１）、監視地域毎の各種のグラフィック及び数値表
示、（２）、地中内の水分浸透状況図、（３）、地中内
の弾性波のレベルの変化のトレンド図、（４）、地中内
の変位（又は力）の変化のトレンド図、（５）、剪断仕
事率の時間推移、（６）、図８や図９の表示、（７）、
土中断面の表示、ずれのグラフィック表示、（８）、崩
壊の予想の個所の表示、及び崩壊状況想図、（９）、関
連伝送先の表示、（１０）、その他、
きものがある。 （１）、監視地域毎の各種のグラフィック及び数値表
示、（２）、地中内の水分浸透状況図、（３）、地中内
の弾性波のレベルの変化のトレンド図、（４）、地中内
の変位（又は力）の変化のトレンド図、（５）、剪断仕
事率の時間推移、（６）、図８や図９の表示、（７）、
土中断面の表示、ずれのグラフィック表示、（８）、崩
壊の予想の個所の表示、及び崩壊状況想図、（９）、関
連伝送先の表示、（１０）、その他、
【００１９】検出器群２０には、図６以外に、トンネル
赤外線監視カメラや、トンネル又はその周辺に設置して
ある、検出器２０Ａに示す如く、土中内水分検出計、風
量計、温度計、積雪計、等の各種の監視用検出器があ
り、こうした各種の検出器の検出値を、光ケーブルネッ
トワーク２２に流して、監視装置２２が広域且つ統合監
視を行う。尚、２１Ａは検出器２０Ａのための端末器で
ある。弾性波検出器４での検出態様には、以下の２つが
あり、どちらか一方、又は両者の検出を行う。 （１）、弾性波の強度（振幅） （２）、弾性波の発生個数（イベント数）
赤外線監視カメラや、トンネル又はその周辺に設置して
ある、検出器２０Ａに示す如く、土中内水分検出計、風
量計、温度計、積雪計、等の各種の監視用検出器があ
り、こうした各種の検出器の検出値を、光ケーブルネッ
トワーク２２に流して、監視装置２２が広域且つ統合監
視を行う。尚、２１Ａは検出器２０Ａのための端末器で
ある。弾性波検出器４での検出態様には、以下の２つが
あり、どちらか一方、又は両者の検出を行う。 （１）、弾性波の強度（振幅） （２）、弾性波の発生個数（イベント数）
【００２０】地中内での弾性波の中で、土や石の移動に
伴う本来の弾性波と、道路等の通行車輌による弾性波
（振動波）とがあり、後者はノイズである。こうしたノ
イズは除去して、本来の弾性波のみを検出する。この機
能は、端末器５が行う。ノイズ除去には、通行車輌によ
る弾性波が単発的であることを利用したり、周波数帯が
異なっていることを利用したりする。
伴う本来の弾性波と、道路等の通行車輌による弾性波
（振動波）とがあり、後者はノイズである。こうしたノ
イズは除去して、本来の弾性波のみを検出する。この機
能は、端末器５が行う。ノイズ除去には、通行車輌によ
る弾性波が単発的であることを利用したり、周波数帯が
異なっていることを利用したりする。
【００２１】力（又は変位）検出器９（９Ａ、９Ｂ）
は、剪断仕事率を算出するために設けた。ここで剪断と
は、形状だけが変化して体積が変化しないものであり、
土中内での変形の形態を示す。更に、剪断仕事率とは、
単位時間当たりの剪断応力の変化を示す値であり、デメ
ンジョンは、Ｋｇｆ／ｃｍ2・ｓｅｃである。剪断仕事
率を求めるには、水平応力、水平変位、垂直応力、垂直
変位が必要であり、そのために地中内に、縦横規則的に
力（又は変位）検出器９（９Ａ、９Ｂ）を設置してい
る。
は、剪断仕事率を算出するために設けた。ここで剪断と
は、形状だけが変化して体積が変化しないものであり、
土中内での変形の形態を示す。更に、剪断仕事率とは、
単位時間当たりの剪断応力の変化を示す値であり、デメ
ンジョンは、Ｋｇｆ／ｃｍ2・ｓｅｃである。剪断仕事
率を求めるには、水平応力、水平変位、垂直応力、垂直
変位が必要であり、そのために地中内に、縦横規則的に
力（又は変位）検出器９（９Ａ、９Ｂ）を設置してい
る。
【００２２】図８は、時間の経過に伴う弾性波発生レベ
ル（強度）と、剪断仕事率との変化の実測例を示す。土
中でずれが始まると、そのセンサ９出力から算定される
剪断仕事率は、図中点線で示すごとく時間と共に上昇す
る。一方土中の土砂石が動くため、弾性波の発生が活発
化し、その強度が時間と共に増大する。この相関関係を
出力データに基づいて判定し、例えばＡ点の出力を一定
時間検知したならば、第一次警報、Ｂ点ならば第二次警
報、Ｃ点ならば第三次警報という形で土壌の状況を予知
するデータとして出力することが可能になる。なお、図
中Ｚは剪断仕事率に関係なく、例えば車両通過等による
突出した弾性波を捕らえた場合で、これは時間による関
数と、土圧や変位のデータとの関係からノイズとしての
処理をすることができるものである。
ル（強度）と、剪断仕事率との変化の実測例を示す。土
中でずれが始まると、そのセンサ９出力から算定される
剪断仕事率は、図中点線で示すごとく時間と共に上昇す
る。一方土中の土砂石が動くため、弾性波の発生が活発
化し、その強度が時間と共に増大する。この相関関係を
出力データに基づいて判定し、例えばＡ点の出力を一定
時間検知したならば、第一次警報、Ｂ点ならば第二次警
報、Ｃ点ならば第三次警報という形で土壌の状況を予知
するデータとして出力することが可能になる。なお、図
中Ｚは剪断仕事率に関係なく、例えば車両通過等による
突出した弾性波を捕らえた場合で、これは時間による関
数と、土圧や変位のデータとの関係からノイズとしての
処理をすることができるものである。
【００２３】弾性波発生レベル（強度）と剪断仕事率の
関係を図９で説明する。一般的に剪断仕事率が増加する
と弾性波発生レベルはＢのラインの様に増加する。例え
ば剪断仕事率が増加しても弾性波発生レベルが緩やかな
場合は、Ａのラインの様になる。この場合は、土壌や岩
盤がしっかりしており、崩壊の危険性は少ないと判断で
きる。例えばＣのラインの様に弾性波発生レベルが急激
に立ち上がる場合は、崩壊の危険性が大きいと判断でき
る。具体的には、従来のネットワークに敷設することに
より、他の管理情報との関連性や、利用共用化等を計
り、例えばマルチディスプレイの利用による、土壌や岩
盤内部に生じているずれ現象をグラフィック化して表示
することができる。また、警報出力の度合いによって、
関係各機関への通報等が迅速処理できる。勿論、独立し
たシステムとしても十分に活用できることは、今までの
説明からも容易に理解できるところである。
関係を図９で説明する。一般的に剪断仕事率が増加する
と弾性波発生レベルはＢのラインの様に増加する。例え
ば剪断仕事率が増加しても弾性波発生レベルが緩やかな
場合は、Ａのラインの様になる。この場合は、土壌や岩
盤がしっかりしており、崩壊の危険性は少ないと判断で
きる。例えばＣのラインの様に弾性波発生レベルが急激
に立ち上がる場合は、崩壊の危険性が大きいと判断でき
る。具体的には、従来のネットワークに敷設することに
より、他の管理情報との関連性や、利用共用化等を計
り、例えばマルチディスプレイの利用による、土壌や岩
盤内部に生じているずれ現象をグラフィック化して表示
することができる。また、警報出力の度合いによって、
関係各機関への通報等が迅速処理できる。勿論、独立し
たシステムとしても十分に活用できることは、今までの
説明からも容易に理解できるところである。
【００２４】
【発明の効果】以上、本発明による土壌や岩盤崩壊広域
監視システムは、弾性波の検知と土中の剪断仕事率とを
知ることにより、土壌や岩盤の崩壊現象を予知するよう
にしたもので、従来にない簡便な装置構成と、既設シス
テムとの連携を容易に達しえるシステムになったので、
経済的なものを安全性の向上のために使用することが出
来るようになる。特に、土中に沿って設置される検出器
が土中の弾性波を検出することで対応するため、この種
の土壌や岩盤崩壊現象の前兆として弾性波が急激に増加
する現象を利用しているため、予知に対する信頼性が大
きい。また、現場に設けられる検出器は、必要に応じて
必要な個数をいつでも設置可能であるため、適用性が良
い。
監視システムは、弾性波の検知と土中の剪断仕事率とを
知ることにより、土壌や岩盤の崩壊現象を予知するよう
にしたもので、従来にない簡便な装置構成と、既設シス
テムとの連携を容易に達しえるシステムになったので、
経済的なものを安全性の向上のために使用することが出
来るようになる。特に、土中に沿って設置される検出器
が土中の弾性波を検出することで対応するため、この種
の土壌や岩盤崩壊現象の前兆として弾性波が急激に増加
する現象を利用しているため、予知に対する信頼性が大
きい。また、現場に設けられる検出器は、必要に応じて
必要な個数をいつでも設置可能であるため、適用性が良
い。
【図１】図１は土壌や岩盤崩壊広域監視システムの構成
例図である。
例図である。
【図２】図２は図１の実施の形態を説明するための具体
例図である。
例図である。
【図３】図３は図１の実施の形態を説明するための具体
例図である。
例図である。
【図４】図４は図１の実施の形態を説明するための具体
例図である。
例図である。
【図５】図５は図１の実施の形態を説明するための具体
例図である。
例図である。
【図６】図６は図１の構成機器を説明するためのブロッ
ク図である。
ク図である。
【図７】図７は従来既に提案されている制御装置の構成
例図である。
例図である。
【図８】図８は図１の実施の形態で土壌や岩盤崩壊をモ
ニタするアルゴリズム例図である。
ニタするアルゴリズム例図である。
【図９】図９は図１の実施の形態で土壌や岩盤崩壊をモ
ニタするアルゴリズム例図である。
ニタするアルゴリズム例図である。
１ 道路又は鉄道線路 ２ トンネル ３ 中央監視センタ ４ 検出器 ５ 端末装置 ６ 光ケーブルネットワーク
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ Ｇ０１Ｖ 1/00 Ｇ０１Ｖ 1/00 Ｂ (72)発明者 難波 隆 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 秋山 慎一 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内 (72)発明者 菊池 利幸 茨城県日立市幸町三丁目２番２号 株式会 社日立エンジニアリングサービス内
Claims (10)
- 【請求項１】 土壌や岩盤等の監視対象の地中に沿って
埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検出、及び地中
内に加わる力（又は変位）の検出を行う、複数の検出器
と、 各検出器の検出値を自動的に送信する送信手段と、 送信されてくる検出値を受信してその検出値から地中内
での崩壊状況を判定・監視する監視手段と、 より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視システム。 - 【請求項２】 土壌や岩盤等の監視対象の地中に沿って
埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検出、及び地中
内に加わる力（又は変位）の検出を行う、複数の検出器
と、 各検出器の検出値を自動的に送信する送信手段と、 送信されてくる検出値の中の力（又は変位）からその検
出器設置地点を含む剪断仕事率を算出し、この剪断仕事
率と弾性波とから地中内での崩壊状況を判定・監視する
監視手段と、 より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視システム。 - 【請求項３】 上記検出器は、互いに近接して設けられ
た弾性波検出センサと力（又は変位）検出センサとより
構成した請求項１又は２の土壌や岩盤の崩壊広域監視シ
ステム。 - 【請求項４】 上記各検出器内に、検出した力（又は変
位）からその検出器設置地点を含む剪断仕事率を算出す
る手段とを設け、送信手段は、この剪断仕事率を力（又
は変位）に代わる検出値として送信するものとした請求
項１の土壌や岩盤の崩壊広域監視システム。 - 【請求項５】 上記弾性波検出センサは超音波センサ、
力（又は変位）センサは歪みセンサで構成した請求項３
の土壌や岩盤の崩壊広域監視システム。 - 【請求項６】 土壌や岩盤等の監視対象の地中に沿って
埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検出、及び地中
内に加わる力（又は変位）の検出を行う、複数の検出器
と、 各検出器の検出値を自動的に送信する送信手段と、 送信されてくる検出値の中の力（又は変位）からその検
出器設置地点を含む剪断仕事率を算出し、この剪断仕事
率と弾性波とから地中内での崩壊状況を判定し、崩壊予
測を行い、警報を出力する監視手段と、 より成る土壌や岩盤の崩壊広域監視システム。 - 【請求項７】 上記監視手段は、崩壊予測に応じて段階
的な警報を出力するものとした請求項６の土壌や岩盤の
崩壊広域監視システム。 - 【請求項８】 土壌や岩盤等の監視対象の地中に沿って
埋設された複数の検出器からの地中内弾性波及び地中内
の力（又は変位）を受信する手段と、 この地中内の力（又は変位）から得た検出器設置地点を
含む地中の剪断仕事率と上記弾性波とから地中内での崩
壊状況を判定・監視する監視手段と、 を備える土壌や岩盤の崩壊広域中央監視装置。 - 【請求項９】 上記検出弾性波は、発生回数又は信号強
度とした請求項１〜８のいずれかの土壌や岩盤の崩壊広
域監視システム。 - 【請求項１０】 土壌や岩盤等の監視対象の地中に沿っ
て埋設されて、地中内を伝播する弾性波の検出、及び地
中内に加わる力（又は変位）の検出を行う複数の検出器
と、 上記監視対象を撮像するＴＶカメラと、 上記監視対象を含む地域又は近辺地域の風量を測定する
風量計と、 上記検出器の検出値を、ＴＶカメラの画像及び雨量検出
値をそれぞれ送信する送信手段と、 送信されてくる検出値及び画像から、監視対象の地中内
での崩壊を含む総合監視を行う監視手段と、 より成る土壌や岩盤の広域監視システム。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61497A JPH10197296A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | 土壌や岩盤崩壊広域監視システム、並びに中央監視装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61497A JPH10197296A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | 土壌や岩盤崩壊広域監視システム、並びに中央監視装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197296A true JPH10197296A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11478620
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61497A Pending JPH10197296A (ja) | 1997-01-07 | 1997-01-07 | 土壌や岩盤崩壊広域監視システム、並びに中央監視装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10197296A (ja) |
Cited By (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100634487B1 (ko) | 2006-05-08 | 2006-10-19 | (주)테스콤엔지니어링 | 균열위치 확인 및 계측이 용이한 터널 내 안전진단시스템 |
| KR100805184B1 (ko) | 2006-10-25 | 2008-02-21 | 코오롱건설주식회사 | 터널 굴착시 발파진동에 따른 콘크리트 라이닝 품질평가방법 |
| KR100868058B1 (ko) | 2008-01-08 | 2008-11-10 | (재)한국건설안전기술원 | 터널 내벽의 균열위치 확인 감지용 안전진단장치 |
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| JP2010197086A (ja) * | 2009-02-23 | 2010-09-09 | Institute Of National Colleges Of Technology Japan | 危険度検出システムおよび危険度検出方法 |
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| KR101654584B1 (ko) * | 2015-08-28 | 2016-09-07 | 한국지질자원연구원 | 낙석 발생 모니터링 장치 및 모니터링 방법 |
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| CN114234886A (zh) * | 2021-11-09 | 2022-03-25 | 深圳市勘察研究院有限公司 | 一种岩溶坍塌预警监测装置 |
| CN114623953A (zh) * | 2022-03-14 | 2022-06-14 | 呼伦贝尔学院 | 一种在线监测巷道围岩应力和变形的装置 |
-
1997
- 1997-01-07 JP JP61497A patent/JPH10197296A/ja active Pending
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