JPH10197297A - 歪監視システム - Google Patents
歪監視システムInfo
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- JPH10197297A JPH10197297A JP1744097A JP1744097A JPH10197297A JP H10197297 A JPH10197297 A JP H10197297A JP 1744097 A JP1744097 A JP 1744097A JP 1744097 A JP1744097 A JP 1744097A JP H10197297 A JPH10197297 A JP H10197297A
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- JP
- Japan
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- optical fiber
- strain
- protective tube
- monitored
- tube
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 岩盤やコンクリート構造物の歪みを監視する
に際して、測定データをライン状に連続的に検知でき、
伝送装置や電源を必要としない歪監視システム構築す
る。 【解決手段】 岩盤の表面にステンレス管入り光ファイ
バ10を布設する。ステンレス管入り光ファイバ10はクリ
ート４，５で岩盤に固定され、かつ吹き付けコンクリー
トにより岩盤に一体化されている。歪みの監視はこの光
ファイバにＢＯＴＤＲを接続して行う。
に際して、測定データをライン状に連続的に検知でき、
伝送装置や電源を必要としない歪監視システム構築す
る。 【解決手段】 岩盤の表面にステンレス管入り光ファイ
バ10を布設する。ステンレス管入り光ファイバ10はクリ
ート４，５で岩盤に固定され、かつ吹き付けコンクリー
トにより岩盤に一体化されている。歪みの監視はこの光
ファイバにＢＯＴＤＲを接続して行う。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はダムや橋脚などのコ
ンクリート構造物の歪監視や、岩盤の挙動監視などに用
いる歪監視システムと、このシステムの利用に好適な光
ファイバの設置方法に関するものである。
ンクリート構造物の歪監視や、岩盤の挙動監視などに用
いる歪監視システムと、このシステムの利用に好適な光
ファイバの設置方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、コンクリート構造物や岩盤などの
歪を監視する技術としては、歪ゲージなどのセンサを監
視対象物に複数設置し、局部的に歪を検知することが知
られている。
歪を監視する技術としては、歪ゲージなどのセンサを監
視対象物に複数設置し、局部的に歪を検知することが知
られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この監視技術
では、センサを設置した局部的な箇所の歪しか検知でき
ない上、測定データを集約するには、測定データの伝送
装置や、伝送装置用の電源が必要となる。従って、本発
明の主目的は、測定データをライン状に連続的に検知で
き、伝送装置や電源を必要としない歪監視システムと、
そのシステムの利用に好適な光ファイバの設置方法に関
するものである。
では、センサを設置した局部的な箇所の歪しか検知でき
ない上、測定データを集約するには、測定データの伝送
装置や、伝送装置用の電源が必要となる。従って、本発
明の主目的は、測定データをライン状に連続的に検知で
き、伝送装置や電源を必要としない歪監視システムと、
そのシステムの利用に好適な光ファイバの設置方法に関
するものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明歪監視システム
は、監視対象物に布設された光ファイバの歪を検知する
ことで監視対象物の歪を監視するシステムにおいて、前
記光ファイバは、保護管内に収納されると共に、保護管
と一体化され、この保護管入り光ファイバは複数の保持
具で保持されて、保護管入り光ファイバと保持具とが監
視対象物と一体化されたことを特徴とする。歪の監視
は、上記光ファイバに光ファイバ歪測定装置にて行う。
歪測定装置としては、ＢＯＴＤＲ(Brillouin Optical T
ime Domain Reflectometer) 装置などが挙げられる。
は、監視対象物に布設された光ファイバの歪を検知する
ことで監視対象物の歪を監視するシステムにおいて、前
記光ファイバは、保護管内に収納されると共に、保護管
と一体化され、この保護管入り光ファイバは複数の保持
具で保持されて、保護管入り光ファイバと保持具とが監
視対象物と一体化されたことを特徴とする。歪の監視
は、上記光ファイバに光ファイバ歪測定装置にて行う。
歪測定装置としては、ＢＯＴＤＲ(Brillouin Optical T
ime Domain Reflectometer) 装置などが挙げられる。
【０００５】保護管にはステンレス管などの金属管が用
いられる。保護管と光ファイバとの一体化は保護管内に
充填材を注入すればよい。このような一体化により光フ
ァイバを保護管内で動かないようにし、保護管に作用す
る歪を光ファイバに効果的に伝達する。また、保持具と
してはビーズやクリートが挙げられる。
いられる。保護管と光ファイバとの一体化は保護管内に
充填材を注入すればよい。このような一体化により光フ
ァイバを保護管内で動かないようにし、保護管に作用す
る歪を光ファイバに効果的に伝達する。また、保持具と
してはビーズやクリートが挙げられる。
【０００６】保護管入り光ファイバと監視対象物を一体
化するには、例えばコンクリート中に保護管入り光ファ
イバと保持具とを埋設することにより行う。監視対象物
がコンクリート構造物の場合、この構造物中に保護管入
り光ファイバと保持具とを埋設する。また、監視対象物
が岩盤の場合、保護管入り光ファイバ保持具をハーケン
等で岩盤上に固定すると共に、これらを吹き付けコンク
リートで被覆する。このように、コンクリートに埋設し
て保護管入り光ファイバを布設した場合、保護管がステ
ンレス製であれば、保持具は鋼製とすることが好適であ
る。ステンレスよりも鋼の方がコンクリートとの接着性
に優れ、監視対象物の歪を効果的に光ファイバに伝達す
ることができるからである。
化するには、例えばコンクリート中に保護管入り光ファ
イバと保持具とを埋設することにより行う。監視対象物
がコンクリート構造物の場合、この構造物中に保護管入
り光ファイバと保持具とを埋設する。また、監視対象物
が岩盤の場合、保護管入り光ファイバ保持具をハーケン
等で岩盤上に固定すると共に、これらを吹き付けコンク
リートで被覆する。このように、コンクリートに埋設し
て保護管入り光ファイバを布設した場合、保護管がステ
ンレス製であれば、保持具は鋼製とすることが好適であ
る。ステンレスよりも鋼の方がコンクリートとの接着性
に優れ、監視対象物の歪を効果的に光ファイバに伝達す
ることができるからである。
【０００７】コンクリートの歪を監視する場合、保護管
入り光ファイバの布設は、できるだけ各保持具と保持具
の間における直線性が保たれるようにすることが望まし
い。特に、光ファイバにプリテンションをかけて布設す
れば、伸び歪だけでなく圧縮歪も検知できる。このプリ
テンションは、光ファイバの弾性限度内で、コンクリー
トが凝固収縮したときでもある程度の張力が光ファイバ
に残存する程度が好適である。
入り光ファイバの布設は、できるだけ各保持具と保持具
の間における直線性が保たれるようにすることが望まし
い。特に、光ファイバにプリテンションをかけて布設す
れば、伸び歪だけでなく圧縮歪も検知できる。このプリ
テンションは、光ファイバの弾性限度内で、コンクリー
トが凝固収縮したときでもある程度の張力が光ファイバ
に残存する程度が好適である。
【０００８】また、上記監視システムに好適な光ファイ
バの設置方法は、保護管に内蔵され、かつ保護管と一体
化された光ファイバの複数箇所を鋼製ビーズで保持し、
この保護管入り光ファイバと鋼製ビーズとをコンクリー
トに埋設することを特徴とする。鋼製ビーズの代わりに
保護管を把持する鋼製クリートを用いてもよい。この設
置方法により、接続する機器を変えることで、歪以外の
物理量の測定に利用することもできる。
バの設置方法は、保護管に内蔵され、かつ保護管と一体
化された光ファイバの複数箇所を鋼製ビーズで保持し、
この保護管入り光ファイバと鋼製ビーズとをコンクリー
トに埋設することを特徴とする。鋼製ビーズの代わりに
保護管を把持する鋼製クリートを用いてもよい。この設
置方法により、接続する機器を変えることで、歪以外の
物理量の測定に利用することもできる。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図１は本発明システムに用いる保護管入り光ファ
イバをビーズで保持した状態の説明図である。図示のよ
うに、光ファイバ１は保護管であるステンレス管２に内
蔵されている。このステンレス管２と光ファイバ１との
間には充填材を注入して、光ファイバ１がステンレス管
内でずれないようにした。充填材には適宜な樹脂，ゴ
ム，接着剤などを用いればよい。
する。図１は本発明システムに用いる保護管入り光ファ
イバをビーズで保持した状態の説明図である。図示のよ
うに、光ファイバ１は保護管であるステンレス管２に内
蔵されている。このステンレス管２と光ファイバ１との
間には充填材を注入して、光ファイバ１がステンレス管
内でずれないようにした。充填材には適宜な樹脂，ゴ
ム，接着剤などを用いればよい。
【００１０】このステンレス管２には保持具となる複数
の鋼製ビーズ３が外嵌されている。ビーズは球形で、中
心部にステンレス管の挿入孔が形成されている。本例で
は、このビーズを適宜な間隔でステンレス管に外嵌し、
ビーズ（挿入孔）とステンレス管との間を接着剤で固定
した。すなわち、ビーズはステンレス管上に固定されて
いる。ビーズの固定は、ビーズにネジ孔を形成し、そこ
にビスをねじ込んでビスの先端でステンレス管を締め付
けて行ってもよい。
の鋼製ビーズ３が外嵌されている。ビーズは球形で、中
心部にステンレス管の挿入孔が形成されている。本例で
は、このビーズを適宜な間隔でステンレス管に外嵌し、
ビーズ（挿入孔）とステンレス管との間を接着剤で固定
した。すなわち、ビーズはステンレス管上に固定されて
いる。ビーズの固定は、ビーズにネジ孔を形成し、そこ
にビスをねじ込んでビスの先端でステンレス管を締め付
けて行ってもよい。
【００１１】次に、クリート４，５でステンレス管入り
光ファイバを保持する場合を図２に基づいて説明する。
ここに示すステンレス管入り光ファイバの構成は、図１
のそれと同様である。各クリート４，５は鋼製でステン
レス管入り光ファイバを挟持している。
光ファイバを保持する場合を図２に基づいて説明する。
ここに示すステンレス管入り光ファイバの構成は、図１
のそれと同様である。各クリート４，５は鋼製でステン
レス管入り光ファイバを挟持している。
【００１２】クリート４，５は、光ファイバ用クリート
４と固定用クリート５との２種類を用いた。各クリート
４，５を図３に示す。図３（Ａ）が光ファイバ用クリー
ト４の断面図、（Ｂ）が固定用クリートの断面図であ
る。光ファイバクリート４は２つの金属片をボルト６で
締め付けて一体化した。両金属片が一体化されたとき、
ステンレス管入り光ファイバの保持孔７が形成される。
固定用クリート５は光ファイバ用クリート４にさらに固
定ボルト孔８を形成したものである。使用する際は、こ
のボルト孔８に固定ボルト（図示せず）を貫通し、その
ボルトを監視対象物となる岩盤など打ち込むことでステ
ンレス管入り光ファイバを監視対象物に固定する。
４と固定用クリート５との２種類を用いた。各クリート
４，５を図３に示す。図３（Ａ）が光ファイバ用クリー
ト４の断面図、（Ｂ）が固定用クリートの断面図であ
る。光ファイバクリート４は２つの金属片をボルト６で
締め付けて一体化した。両金属片が一体化されたとき、
ステンレス管入り光ファイバの保持孔７が形成される。
固定用クリート５は光ファイバ用クリート４にさらに固
定ボルト孔８を形成したものである。使用する際は、こ
のボルト孔８に固定ボルト（図示せず）を貫通し、その
ボルトを監視対象物となる岩盤など打ち込むことでステ
ンレス管入り光ファイバを監視対象物に固定する。
【００１３】上記のクリート４，５を用いてステンレス
管入り光ファイバを監視対象物である岩盤上に設置した
状態の縦断面図を図４に、横断面図を図５に示す。長手
方向の複数箇所をクリート４，５で保持されたステンレ
ス管入り光ファイバ10を岩盤11の表面に配置し、固定用
クリート５を固定ボルト12で岩盤11に固定した。そし
て、このステンレス管入り光ファイバ10と各クリート
４，５にコンクリート13の吹き付けを施して被覆した。
コンクリート13の吹き付けにより、岩盤11とステンレス
管入り光ファイバ10は一体化され，岩盤11の歪が確実に
光ファイバに伝わる。固定クリート５を設置する間隔
は、監視対象範囲の距離に合わせて適宜選択すればよ
い。
管入り光ファイバを監視対象物である岩盤上に設置した
状態の縦断面図を図４に、横断面図を図５に示す。長手
方向の複数箇所をクリート４，５で保持されたステンレ
ス管入り光ファイバ10を岩盤11の表面に配置し、固定用
クリート５を固定ボルト12で岩盤11に固定した。そし
て、このステンレス管入り光ファイバ10と各クリート
４，５にコンクリート13の吹き付けを施して被覆した。
コンクリート13の吹き付けにより、岩盤11とステンレス
管入り光ファイバ10は一体化され，岩盤11の歪が確実に
光ファイバに伝わる。固定クリート５を設置する間隔
は、監視対象範囲の距離に合わせて適宜選択すればよ
い。
【００１４】歪の監視はこの光ファイバの端部にＢＯＴ
ＤＲ(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer)
装置（図示せず）を接続して行う。これは、光ファイバ
に光パルスを入射し、その後方散乱光におけるブリルア
ン散乱光の発生波長を測定して歪を検知する。そして、
光パルスを入射してから後方散乱光が入射端に戻るまで
の時間によりある波長のブリルアン散乱光の生じた位置
（歪の位置）を特定する。従って、光ファイバの長手方
向に沿ったブリルアン散乱光のデータを得ることがで
き、光ファイバに張力変化に伴う歪の変化を検知するこ
とができる。
ＤＲ(Brillouin Optical Time Domain Reflectometer)
装置（図示せず）を接続して行う。これは、光ファイバ
に光パルスを入射し、その後方散乱光におけるブリルア
ン散乱光の発生波長を測定して歪を検知する。そして、
光パルスを入射してから後方散乱光が入射端に戻るまで
の時間によりある波長のブリルアン散乱光の生じた位置
（歪の位置）を特定する。従って、光ファイバの長手方
向に沿ったブリルアン散乱光のデータを得ることがで
き、光ファイバに張力変化に伴う歪の変化を検知するこ
とができる。
【００１５】上記のように光ファイバを設置すること
で、岩盤のクラックなどによる局部的な歪を固定クリー
ト間の光ファイバの平均伸び歪として観測できるため、
光ファイバは破断し難くい。また、歪の監視はポイント
ではなく、光ファイバに沿ったラインで行える。さら
に、測定データはＢＯＴＤＲを通じて一括して監視でき
るため、各測定対象範囲ごとに測定データの伝送装置や
その電源を用意する必要がない。従って、落石の予測な
ど、防災上の岩盤の挙動監視を効果的に行うことができ
る。なお、光ファイバの歪は伸び歪しか検知できない
が、プリテンションを与えてから光ファイバの設置を行
えば、圧縮歪も検知することができる。
で、岩盤のクラックなどによる局部的な歪を固定クリー
ト間の光ファイバの平均伸び歪として観測できるため、
光ファイバは破断し難くい。また、歪の監視はポイント
ではなく、光ファイバに沿ったラインで行える。さら
に、測定データはＢＯＴＤＲを通じて一括して監視でき
るため、各測定対象範囲ごとに測定データの伝送装置や
その電源を用意する必要がない。従って、落石の予測な
ど、防災上の岩盤の挙動監視を効果的に行うことができ
る。なお、光ファイバの歪は伸び歪しか検知できない
が、プリテンションを与えてから光ファイバの設置を行
えば、圧縮歪も検知することができる。
【００１６】次に、前述したビーズ３を用いてコンクリ
ート構造物20にステンレス管入り光ファイバ10を設置す
る場合を図６に基づいて説明する。コンクリートを打設
中の構造物20に、ビーズ３が外嵌されたステンレス管入
り光ファイバ10を配置して埋設する。各ビーズ３の間は
できるだけ直線状になるようにした。ここでは構造物20
の水平方向，垂直方向および斜め方向の歪が監視できる
ようにステンレス管入り光ファイバ10を設置した。図に
おいて、ステンレス管入り光ファイバ10（太く表示）を
配置した箇所が監視対象範囲となり、それ以外の光ファ
イバ15（細く表示）を配置した箇所は監視困難な範囲で
ある。ここでも、光ファイバの端部にＢＯＴＤＲを接続
すれば、構造物20に生じる歪をラインで検知することが
検知することができる。
ート構造物20にステンレス管入り光ファイバ10を設置す
る場合を図６に基づいて説明する。コンクリートを打設
中の構造物20に、ビーズ３が外嵌されたステンレス管入
り光ファイバ10を配置して埋設する。各ビーズ３の間は
できるだけ直線状になるようにした。ここでは構造物20
の水平方向，垂直方向および斜め方向の歪が監視できる
ようにステンレス管入り光ファイバ10を設置した。図に
おいて、ステンレス管入り光ファイバ10（太く表示）を
配置した箇所が監視対象範囲となり、それ以外の光ファ
イバ15（細く表示）を配置した箇所は監視困難な範囲で
ある。ここでも、光ファイバの端部にＢＯＴＤＲを接続
すれば、構造物20に生じる歪をラインで検知することが
検知することができる。
【００１７】コンクリートはステンレスとの接着性が低
く、凝固過程で収縮する。そのため、単にステンレス管
入り光ファイバをコンクリート中に埋設しただけではコ
ンクリートの歪を光ファイバに効果的に伝達することが
難しい。本発明システムではビーズでステンレス管入り
光ファイバを保持することで、構造物に生じる歪を各ビ
ーズ間の平均伸び伸び歪として検知する。また、このビ
ーズをコンクリートとの接着性に優れる鋼製とすること
でコンクリート構造物の歪を光ファイバで精度よく検知
することができる。
く、凝固過程で収縮する。そのため、単にステンレス管
入り光ファイバをコンクリート中に埋設しただけではコ
ンクリートの歪を光ファイバに効果的に伝達することが
難しい。本発明システムではビーズでステンレス管入り
光ファイバを保持することで、構造物に生じる歪を各ビ
ーズ間の平均伸び伸び歪として検知する。また、このビ
ーズをコンクリートとの接着性に優れる鋼製とすること
でコンクリート構造物の歪を光ファイバで精度よく検知
することができる。
【００１８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
監視対象物の歪をポイントではなくラインで検知するこ
とができる。しかも、測定データの伝送装置やその電源
を必要としない。従って、岩盤の落石予測や、コンクリ
ート構造物の異常検知などの防災面で効果的な利用が期
待される。
監視対象物の歪をポイントではなくラインで検知するこ
とができる。しかも、測定データの伝送装置やその電源
を必要としない。従って、岩盤の落石予測や、コンクリ
ート構造物の異常検知などの防災面で効果的な利用が期
待される。
【図１】本発明システムに用いる光ファイバとビーズと
の組み合わせを示す説明図。
の組み合わせを示す説明図。
【図２】本発明システムに用いる光ファイバとクリート
との組み合わせを示す説明図。
との組み合わせを示す説明図。
【図３】クリートを示すもので、（Ａ）は光ファイバ用
クリートの断面図、（Ｂ）は固定用クリートの断面図。
クリートの断面図、（Ｂ）は固定用クリートの断面図。
【図４】岩盤にクリートを用いて光ファイバを保持した
状態を示す縦断面図。
状態を示す縦断面図。
【図５】岩盤にクリートを用いて光ファイバを保持した
状態を示す横断面図。
状態を示す横断面図。
【図６】コンクリート構造物にビーズで光ファイバを保
持した状態を示す説明図。
持した状態を示す説明図。
１ 光ファイバ ２ ステンレス管 ３ ビーズ ４ 光ファイバ用クリート ５ 固定用クリート ６ ボルト ７ 保持孔 ８ 固定ボルト孔 10 ステンレス管入り光ファイバ 11 岩盤 12 固定ボルト 13 コンクリート 15 光ファイバ 20 コンクリート構造物
Claims (7)
- 【請求項１】 監視対象物に布設された光ファイバの歪
を検知することで監視対象物の歪を監視するシステムに
おいて、 前記光ファイバは、保護管内に収納されると共に、保護
管と一体化され、 この保護管入り光ファイバは複数の保持具で保持され、 保護管入り光ファイバと保持具とが監視対象物と一体化
されたことを特徴とする歪監視システム。 - 【請求項２】 光ファイバの端部に光ファイバ歪測定装
置が接続されていることを特徴とする請求項１記載の歪
監視システム。 - 【請求項３】 保護管がステンレス製で、保持具が鋼製
であり、保護管入り光ファイバと監視対象物との一体化
をコンクリートで行うことを特徴とする請求項１記載の
歪監視システム。 - 【請求項４】 保持具が保護管入り光ファイバに外嵌し
て固定されたビーズであることを特徴とする請求項１記
載の歪監視システム。 - 【請求項５】 保持具が保護管入り光ファイバを挟持す
るクリートであることを特徴とする請求項１記載の歪監
視システム。 - 【請求項６】 保護管に内蔵され、かつ保護管と一体化
された光ファイバの複数箇所を鋼製ビーズで保持し、こ
の保護管入り光ファイバと鋼製ビーズとをコンクリート
に埋設することを特徴とする光ファイバの設置方法。 - 【請求項７】 鋼製ビーズの代わりに保護管を把持する
鋼製クリートを用いることを特徴とする請求項６記載の
光ファイバの設置方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1744097A JPH10197297A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 歪監視システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1744097A JPH10197297A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 歪監視システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10197297A true JPH10197297A (ja) | 1998-07-31 |
Family
ID=11944095
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1744097A Pending JPH10197297A (ja) | 1997-01-14 | 1997-01-14 | 歪監視システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10197297A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054956A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 地盤歪検出端及びその設置方法 |
| US7319803B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-01-15 | Totoku Electric Co., Ltd. | Heat-resistant optical fiber, a method of manufacturing the same, a method of fixing an optical fiber, and a heat-resistant optical fiber using a protective tube |
| JP2009019878A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Ntt Infranet Co Ltd | 変形量センサ、変形量測定装置、変形量測定方法 |
| CN106338302A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-18 | 同济大学 | 一种接触状态监测装置 |
-
1997
- 1997-01-14 JP JP1744097A patent/JPH10197297A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002054956A (ja) * | 2000-08-14 | 2002-02-20 | Dai Ichi High Frequency Co Ltd | 地盤歪検出端及びその設置方法 |
| US7319803B2 (en) | 2004-09-30 | 2008-01-15 | Totoku Electric Co., Ltd. | Heat-resistant optical fiber, a method of manufacturing the same, a method of fixing an optical fiber, and a heat-resistant optical fiber using a protective tube |
| JP2009019878A (ja) * | 2007-07-10 | 2009-01-29 | Ntt Infranet Co Ltd | 変形量センサ、変形量測定装置、変形量測定方法 |
| CN106338302A (zh) * | 2016-08-22 | 2017-01-18 | 同济大学 | 一种接触状态监测装置 |
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