JPH11258011A - 斜面崩壊検出方式 - Google Patents

斜面崩壊検出方式

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JPH11258011A
JPH11258011A JP10057668A JP5766898A JPH11258011A JP H11258011 A JPH11258011 A JP H11258011A JP 10057668 A JP10057668 A JP 10057668A JP 5766898 A JP5766898 A JP 5766898A JP H11258011 A JPH11258011 A JP H11258011A
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JP
Japan
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sensor cable
cable
slope
reflected wave
slope failure
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Pending
Application number
JP10057668A
Other languages
English (en)
Inventor
Shinichi Endo
真一 遠藤
Fumio Sakata
文男 坂田
Nobuyoshi Yamazaki
宣悦 山崎
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
REIDEIKKU KK
Sakata Denki Co Ltd
Original Assignee
REIDEIKKU KK
Sakata Denki Co Ltd
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Publication date
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  • Pit Excavations, Shoring, Fill Or Stabilisation Of Slopes (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期に亘る保守と感圧ケーブルの断線に対し
ても問題の生じ難い斜面崩壊検出方式を提供すること。 【解決手段】 斜面崩壊検出方式では,中心導体11の
外側に線状絶縁体12を螺旋状に配置させ,その外側に
金属管13を配置させ,その外側にシース14を施した
ケーブルをセンサケーブル1とし,該センサケーブル1
の一端から電気パルスを印加し,斜面崩壊に伴う特性イ
ンピーダンスが変化することにより生じる反射波の時間
遅れと振幅を測定して前記斜面崩壊の発生を検出する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は,感圧ケーブルの特
性インピーダンス変化を用いて斜面崩壊を検出する方式
に関する。
【0002】
【従来の技術】山間部を通過する線路は,平野部に比べ
線路側面に急傾斜斜面が多く,降雨によって発生する地
すべりや地震による落石土砂流出といった斜面崩壊が発
生しやすい状況にある。また,山岳部を通過する線路は
カーブが多いため見通しも悪く,斜面崩壊が生じたとし
ても目視による発見は困難である。このような理由から
山岳部を通過する線路の斜面崩壊を捉えることを目的と
して各種の検出方式が用いられている。
【0003】従来,この種の検出方式としては,危険が
予想される箇所を予め設定し,直接斜面表面の移動量を
測定する斜面移動量測定器や,斜面の傾斜変化を測定す
る傾斜測定器のような斜面崩壊検出用センサを設置する
方法が多く用いられている。
【0004】しかし,センサの検出範囲が限定されるた
め,広範囲に及ぶ変化を検出するには検出装置および監
視所への専用回線が多数必要となり,費用及び長期に亘
る保守の面で問題があった。
【0005】そこで,最近,上記測定方式に代わるもの
として感圧導電性ゴムを中間層に配置した感圧ケーブル
を斜面に埋設し,感圧ケーブルに電気パルスを入射し,
斜面崩壊により感圧ケーブルが,せん断変位を受けて感
圧ケーブルの特性インピーダンスが変化することによる
反射波を検出する測定方式を利用して斜面の崩壊を検出
する装置が提案されており,初期の目的は一応達成して
いる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし,上記の方式で
は使用する感圧ケーブル自体の高周波領域における伝搬
損失が大きいことから長距離測定ができないという欠点
があった。
【0007】また,このような感圧ケーブルとして,特
開平8−271356号公報に示すように,中心導体に
抵抗層を設けたものも用いられているが,この感圧ケー
ブルについても中間層の誘電率が増加することから上述
したものと同様の欠点があった。
【0008】また,従来の測定万式では,感圧ケーブル
の一端から電気パルスを人射して反射波を観測していた
ため,感圧ケーブルが断線する様な崩壊現象では,断線
箇所以遠の観測が出来ないという欠点があった。
【0009】そこで,本発明の技術的課題は,上記従来
の測定方式を改良し,長期に亘る保守と感圧ケーブルの
断線に対しても問題の生じ難い斜面崩壊検出方式を提供
することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】即ち,本発明によれば,
中心導体の外側に線状絶縁体を螺旋状に配置させ,その
外側に金属管を配置させ,その外側にシースを施したケ
ーブルをセンサケーブルとし,該センサケーブルの一端
から電気パルスを印加し,斜面崩壊に伴う特性インピー
ダンスが変化することにより生じる反射波の時間遅れと
振幅を測定して前記斜面崩壊の発生を検出することを特
徴とする斜面崩壊検出方式が得られる。
【0011】また,本発明によれば,前記斜面崩壊検出
方式において,前記センサケーブルの両端から交互に電
気パルスを印加して反射波の時間遅れと振幅を測定して
前記斜面崩壊の発生を検出することを特徴とする斜面崩
壊検出方式が得られる。
【0012】
【発明の実施の形態】次に,本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
【0013】図1は本発明の第1の実施の形態による斜
面崩壊検出方式としてのセンサケーブルの設置状況の一
例を示す図である。図1に示すように,センサケーブル
1は,上下の斜面2,3に沿って往復するように埋設設
置されており,検出領域を上下方向に広める効果を発揮
している。なお,夫々のセンサーケーブル1の両端に
は,図示しないセンサ測定器が夫々接続されている。
【0014】上斜面2は,斜面崩壊により,上下斜面間
2,3の平坦な段部4上に設けられた線路5上への落石
や土砂災害を検出するために設置されている。また,下
斜面3は,斜面崩壊による線路5の路盤崩壊を検出する
ために設置されている。斜面崩壊が生じると土砂の移動
に伴いセンサケーブル1の曲げによるせん断変形や断線
が生じることになる。
【0015】図2は図1のセンサケーブル1として使用
する感圧ケーブルの内部構造を説明するための側面図で
ある。図2に示すように,センサケーブル1は,中心導
体11の外側に線状絶縁体12を螺旋状に配置させ,そ
の外側に金属管13を配置させ,その外側に絶縁シース
14を施した構成となっている。このようなセンサケー
ブル1に外力が加わると,センサケーブル1の外側導体
である金属管13に変形が生じ,その結果センサケーブ
ル1の特性インピーダンスに変化が生じる。センサケー
ブル1の特性インピーダンスZ0 は,内側導体の外径を
a,外側導体の内径をb,中間部の透磁率をμ,誘電率
をεとすれば,次の数1式のように示される。
【0016】
【数1】
【0017】上記数1式から,外側導体である金属管1
3に変形が生じれば,bが小さくなることから,変形箇
所において特性インピーダンスは小さくなる。また,セ
ンサケーブル1に加わる外力により曲げが生じることに
より,中心導体11の位置が中心からずれた場合,いわ
ゆる偏芯の場合においても,同様に特性インピーダンス
の変化が得られる。さらに,センサケーブル1がせん断
を受けて中心導体11と金属管13が接触すれば,せん
断箇所の特性インピーダンスは0Ωとなり,切断されれ
ば切断箇所の特性インピーダンスは無限大となる。
【0018】ここで,センサケーブル1を電気パルスの
伝送路と考え,伝送路上に特性インピーダンスの異なる
領域が存在するセンサケーブルの入射波に対する反射波
の反射率Rは,センサケーブル1の特性インピーダンス
をZ,ケーブル上のインピーダンスの変化をZ0 とすれ
ば,次の数2式で示される。
【0019】
【数2】
【0020】反射率Rは,上記数2式で与えられるた
め,Z0 がZよりも小さくなると入射波とは逆極性の反
射波が,Z0 がZよりも大きくなると人射波と同極性の
反射波が,観測されることになる。
【0021】尚,本発明の第1の実施の形態によるセン
サケーブル1では,中心導体11に巻き付けた螺旋状の
線状絶縁体12の巻き付け間隔を線状絶縁体12の直径
の20倍から50倍の範囲の値とすることで,せん断検
出感度を変化させることが可能となる。
【0022】また,線状絶縁体12の素材に弾性を有す
る素材を用いることにより,中心導体11に巻き付けた
螺旋状の線状絶縁体12が上記範囲内のある一定の巻き
付け間隔においても素材の弾性率が異なる素材を用いる
ことにより,せん断検出感度を変化させることが可能と
なる。
【0023】図3は図2のセンサケーブルが変形を受け
た場合に,図示しないセンサ測定器からセンサケーブル
に電圧パルスを印加した時の反射波形をオシロスコープ
を用いて観測した例を示す図である。図3に示すよう
に,入射波21と終端反射波22の間に負正に変化する
反射波が観測されている。反射波が負正となる理由はセ
ンサケーブルの変形により変形領域の特性インピーダン
スが減少し,変形を受けない領域では当初の値に上昇す
るために生じる現象である。この反射波を,変形箇所の
反射波23として図示している。
【0024】図4(a)及び図4(b)は,図2に示す
センサケーブルにおいて,センサ測定器側からセンサケ
ーブル1に電気パルスを印加した時の反射波形をオシロ
スコープを用いて観測した例を示す図である。センサケ
ーブル1の両端を夫々A端及びB端とすれば,A端にA
端入射波24として電圧パルスを印加し,B端からB端
反射波25として得られる反射波形と,B端にB端入射
波26として電圧パルスを印加してA端からA端反射波
27として得られる反射波形は同様の波形が得られ,入
射波と反射波の画面上の間隔は同じ値Lとなる。
【0025】図5は図1のような斜面において,斜面崩
壊によりセンサケーブルの特性インピーダンスに変化が
生じた時の反射波形をオシロスコープを用いて観測した
例を示す図である。図5では,A端にA端入射波24と
して電圧パルスを印加してセンサケーブル1がせん断さ
れた箇所で入射波とは逆極性の剪断箇所の反射波28と
して図示する反射波が観測されており,B端にB端入射
波26として電圧パルスを印加しても,同様の剪断箇所
の反射波29として図示される反射波形が観測されてい
る。A端の入射波(A端入射波24)から反射波(剪断
箇所の反射波28)までの画面上の距離をL1,B端の
入射波(B端入射波26)から反射波(剪断箇所の反射
波29)までの画面上の距離をL2とすれば,L1+L
2=Lとすれば,センサケーブル1の剪断発生箇所が1
箇所であることが判明する。
【0026】また,L1+L2<Lであれば,センサケ
ーブル1のせん断発生箇所は2箇所以上となる。
【0027】図6は本発明の第1の実施の形態による斜
面崩壊検出方式において,センサケーブル1として用い
られる感圧ケーブルに,剛性が高い棒15,例えば,金
属棒を併設して設置する例を示す図である。センサケー
ブル1に剛性が高い棒15を併設し,棒15の両端にお
いて,固定バンド16等を用いて感圧ケーブルを固定す
ると,斜面の移動量が少ない場合においても隣接する棒
間の設置角度に変化が生じることから,感圧ケーブルに
せん断が生じるため,斜面土塊の移動量が少ない場合に
おいても,早期に検出されることになる。尚,剛性が高
い棒15としては,金属棒,Lアングル,及びCチャネ
ル等が利用できる。
【0028】以上説明した本発明の第1の実施の形態に
よる検出方式においては,センサケーブル1となる感圧
ケーブルを地中に埋設することで野生動物等による誤動
作を防止することが出来る。また,本発明の第1の実施
の形態による検出方式においては,センサケーブル1の
両端から測定するため,センサケーブルの設置長が既知
であることから両端の測定結果を照合することで測定精
度が向上するだけでなく,センサケーブル1に断線が生
じても断線箇所が2箇所までは測定上に支障が生じない
ことになる。
【0029】図7は本発明の第2の実施の形態による斜
面崩壊検出方式において用いられるセンサケーブルの内
部構造の説明に供せられる側面図であり,図2に示した
センサケーブル1の変形例である。図7に示すように,
センサケーブル6は,中心導体11の外側に配置された
絶縁線状体を輪状に配置した輪状絶縁線状体17とし,
その外側に金属管13を配置し,その外側に絶縁シース
14を施した構成となっている。第2の実施の形態によ
るセンサケーブル6は,第1の実施の形態のセンサケー
ブル1と同様な作用効果を備えている。
【0030】図8は本発明の第3の実施の形態による斜
面崩壊検出方式において用いられるセンサケーブルの内
部構造の説明に供せられる側面図であり,図2に示した
センサケーブル1のもう一つの変形例である。図8に示
すように,センサケーブル7は,金属管の形状を波形と
した波形金属管18とし,その外側に絶縁シース14を
施した構成となっている。第2の実施の形態によるセン
サケーブル6は,第1の実施の形態のセンサケーブル1
と同様な作用効果を備えている。
【0031】
【発明の効果】以上の説明から明かなように,本発明に
おいては,感圧ケーブルをセンサケーブルとして斜面の
埋設し,センサケーブルの両端から交互に電気パルスを
印加してせん断発生箇所を検出する方式を用いることか
ら,測定精度の向上と,2箇所のせん断発生箇所が検出
される等得られる効果は大である。
【0032】また,本発明においては,センサケーブル
として使用される感圧ケーブルに剛性が高い棒を併設す
ることで土塊の移動量が少ない場合においても早期に移
動が検出されることから線路の安全確保上得られる効果
は大である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の実施の形態による斜面崩壊検出
方式としてのセンサケーブルの設置状況の一例を示す図
である。
【図2】図1のセンサケーブル1として使用する感圧ケ
ーブルの内部構造の説明すに供せられる側面図である。
【図3】図2のセンサケーブルが変形を受けた場合に,
センサ測定器からセンサケーブルに電圧パルスを印加し
た時の反射波形をオシロスコープを用いて観測した例を
示す図である。
【図4】(a)及び(b)は,図2に示すセンサケーブ
ルにおいて,測定器側からセンサケーブル1に電気パル
スを印加した時の反射波形をオシロスコープを用いて観
測した例を示す図である。
【図5】図1のような斜面において,斜面崩壊によりセ
ンサケーブルの特性インピーダンスに変化が生じた時の
反射波形をオシロスコープを用いて観測した例を示す図
である。
【図6】本発明の第1の実施の形態による斜面崩壊検出
方式において,センサケーブル1として用いられる感圧
ケーブルに,剛性が高い棒15,例えば,金属棒を併設
して設置する例を示す図である。
【図7】本発明の第2の実施の形態による斜面崩壊検出
方式において用いられるセンサケーブルの内部構造の説
明に供せられる側面図である。
【図8】本発明の第3の実施の形態による斜面崩壊検出
方式において用いられるセンサケーブルの内部構造の説
明に供せられる側面図である。
【符号の説明】
1 センサケーブル 2,3 斜面 4 段部 5 線路 11 中心導体 12 線状絶縁体 13 金属管 14 絶縁シース 15 棒 16 固定バンド 17 輪状絶縁線状体 18 波形金属管 21 入射波 22 終端反射波 23 変形箇所の反射波 24 A端入射波 25 B端反射波 26 B端入射波 27 A端反射波 28 剪断箇所の反射波 29 剪断箇所の反射波

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中心導体の外側に線状絶縁体を螺旋状に
    配置させ,その外側に金属管を配置させ,その外側にシ
    ースを施したケーブルをセンサケーブルとし,該センサ
    ケーブルの一端から電気パルスを印加し,斜面崩壊に伴
    う特性インピーダンスが変化することにより生じる反射
    波の時間遅れと振幅を測定して前記斜面崩壊の発生を検
    出することを特徴とする斜面崩壊検出方式。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の斜面崩壊検出方式におい
    て,前記センサケーブルの両端から交互に電気パルスを
    印加して反射波の時間遅れと振幅を測定して前記斜面崩
    壊の発生を検出することを特徴とする斜面崩壊検出方
    式。
JP10057668A 1998-03-10 1998-03-10 斜面崩壊検出方式 Pending JPH11258011A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2023058252A1 (ja) * 2021-10-06 2023-04-13 株式会社オートネットワーク技術研究所 電線圧力検知システム

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