JPS6173020A - 地中変位の自動計測装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野ン この発明は、軟弱地盤上に道路の如き施設を盛土施工し
又は山土掘削等する場合において、地盤の変形、破壊に
対する予知判断のため使用てれる地中変位の自動計測装
置に係シ、さらにいえば、地中のノー別傾斜のみならず
鉛直変位も同時に計測でき、即ち土の変位をベクトルで
とらえるＣとができる地中変位自動計測装置に関する０ （従来技術とその問題点など） 従来、もつとも一般的な地中変位計測装置は、第９図に
示した如く長さ１ｍ位の単位管１０１・・・をフレキシ
ブルジヨイント１０２・・・で一連に接続した長い計測
管を軟弱地盤１０３中に鉛直に真直ぐ埋設し、その下端
は支持／’１１０４に到達させ、地上から単位管１０１
・・・中に挿入式傾斜計１０５を吊９込んで各単位管１
０１・・・の傾き角を個々に計測する構成であった。

従って、計測の際にいちいち挿入式傾斜計１０５を吊シ
込む手動操作を必要とし、多くの労力と時間を必要とし
た。また、各単位管１０１が鉛直から何度類いたかを計
測するものにすぎず、鉛直変位は計測できないので、真
の地中変位がわからない欠点があった。

次に、同じ〈従来例として第１０図に示した地中変位計
測装置は、やはりフレキシブルジヨイント１０２で一連
に接続した各単位管１０１・・・にそれぞれ差動トラン
ス型傾斜計１０６を付設した構成であり、第１１図に示
した地中変位計測装置はフレキノピリティに富んだパイ
プ、例えば塩ビ管１０７の表面に歪ゲージ型傾斜計１０
８を付設した構成であり、夫々地中変位を自動計測する
ことはできた。

しかし、第１０図の計測装置では、フレキシブルジヨイ
ント１０２の伸縮がわからない。第１１図の計１Ｉｌｌ
ｌ装置は、変形時に土と塩ヒ管１０７とがｉＭるので、
地中の土の層別毎の鉛直変位は計測できない。従って、
土の！ａｌきをベクトルとしてとらえることができない
欠点があった。土の動きをベクトルでとらえなければ、
真の地中変位を把握したことにはならない。

また、第９図及び第１０図の差動トランス型傾斜計１０
６を［史用した計−１１装置は、測定範囲が鉛直方向か
ら±１００位でしかなく、単位管１０１・・・の建込み
時に傾斜があるとその分だけ測定範囲が狭くなるし、±
１Ｏ０（Ｉ−超える大きな変位があると測定不能となる
欠点があった。しかも、差動トランス型傾斜計１０６は
、１個の単価が非常に高い。従って、自動計測のためと
はいえ、これらを多数便用すると非常に高価な計測装置
となる欠点があった。

一方、第１１図の歪ゲージ型傾斜計１０８の出力は　小
電圧で、自動計測を行なうには出力を増幅しＡ／Ｄ変換
を行なってデータ処理をしなければならない。しかし、
その関連装置は高価であ夛、かつ、ノイズをひろい易い
欠点が６つｔ。

（発明の目的） そこで、この発明の目的は、比較的ｗｇが簡単で安価で
あシ、地ＣＰ変位の！ｉｔ的自動計＃Ｉを広範囲に行な
うことができ、しかも地中の土の変位をベクトルでとら
えることができ、地盤の変形、破壊予知をより正確に：
り早く行なうことができる溝底に改良し比地中変位の自
動計測装置５ｒ：提供することにある。

（発明の構成） 上記目的七違底するために、この発明の地中変位自動針
−ＩＩ装置は、単位長さの剛な計測管（ケーシングパイ
プ）のジヨイント部を回転継手及びスライド継手を介し
て一連に所要の長さに接続した。そして、前記回転継手
の回転角を検出する例えばロータリーエンフーダーの如
き角度センサー及び前３ビスライド継手のスライド量を
検出する伸縮センサーを設置した構成とされている。

（作用効果） つ−Ｊ、υ、この自動計ｄ１１］長随は抜針１ｊｔ１１
地にポーリング孔を設け、その中に鉛直方向に真直ぐ埋
設して便用される１、、そして、地中の層別傾斜は各節
の回転継手に設けた角度センサーにより、鉛［α変位は
スライド継手に設けた伸縮センサーにより各々正確に計
測できる。ＫＬ−ｒ　、地中の土の変位はベクトルとし
てとらえることができ、地中変位と正確に知ることがで
きる。従って、地盤の変形、破壊に対する予知判断に資
するところ大である。

また、角度センサー、伸縮センサーは共に変位遺金ハル
ス数として検出するため、そのデータ処理が容易で・ノ
イズを拾うことも少ない。

また、各センサーは３６００の回転角にわたり検出する
ので、変位量の大きさに左右されることがなく測定範囲
が広いのである。

しかも、回転継手、スライド継手はともにいわば慣用技
術の範時に属する比較的単純な構造、機構であシ、各セ
ンサーとの取シ合いも簡単であるため、全体として安価
で安定な自動計測装置を提供することができるのである
。

（実施例） 第１図と第２図は、この発明に係る地中変位の自動計測
装置を、設置当初の状態と地中変位を生じた後の変形状
態とにわけて概念図的に示している。

図中１・・・は例えば１ｍ金定尺として耐食アルミニウ
ム等で形成された計測−（１（ケーシングノくイブ）で
あり、２は前記計測管１の一端部に設けた回転継手、３
は他端部に設けたスライド継手である。各Ｎ−１副管ｌ
・・・は、前記回転継手２、スライド継手３金一対の節
目として、一連に所要本数所要の長さに硬統されている
Ｏ 即ち、回転継手２・・・に工り各層の土の傾斜、回転変
位（イ）、σ・・・を計測し、スライド継手３・・・に
より各層の土の鉛直変位（ロ）、＠′・・・を計測し、
両者の合成により各層の土の変位をベクトルでとらえる
のである。

第３図と第４図及び第５図は、回転継手２及びこれに付
設した角度センサー４と、スライド継手３及びこれに付
設した伸縮センサー５の構成詳細を示している０ 回転継手２は、一方の計測管１の端部に一対突出せしめ
た半丸形状のブラケット６．６間に、スライドブロック
７から突出された同じく半丸形状の連結部８を組合せ、
各々の中心部に軸９全通して回転自在に連結し几構成と
されている。

軸９は、ブラケット６側にのみ固層し、連結部８とはル
ーズとされている。従って、軸９と連結部８及びスライ
ドブロック７との間には、回転継手２の回転角がそのま
ま両者間の相対的角変位となって現われる。

軸９には固定具１０を固層し、この固定具１０に両端を
連結したエンドレスワイヤ１１が、例えばロータリーエ
ンコーダの如き角度センサー４の入力軸グー’）　４　
ａ　Ｉｃ巻掛けられている。

つまり、各層の土に傾斜ないし回転変位を生ずると、そ
れは隣接する２本の計測管１，１間の傾きとして回転継
手２に角変位を生じ、ひいてはブラケット６と連結部８
との相対角変位となって現われる。そして、前記相対角
変位は角度センサー４における入力軸プーリ４ａの回転
角としてとらえ、例えばパルス数の出力として検出され
るのである。

スライド継手３は、スライドブロック７と計測管ｌとを
軸方向へのスライドが自在にテレスコピンクにはめ合せ
た構成とされている。

計測管１には、その軸方向に適当な距離をおいて止着点
１１，１２４”設け、これらに１本のワイヤー１３の両
端を止層している。該ワイヤー１３は、スライドブロッ
ク７側に設けたガイドローラ１４．１４を介して同じく
スライドブロック７に設置した例えばロータリーエンコ
ーダの如き伸縮センサー５の入力軸プーリ５ａに巻掛け
られている。

従って、各層の土に鉛直変位を生ずると、それは上下に
隣接する２本の計測管１，１間の伸縮としてスライド継
手３に変位を生ずる。この変位は、角度センサー５にお
ける入力軸プーリ５ａの回転角としてとらえられ、例え
ばパルス数の出力として検出されるのである。

そこで、第６図及び第７図に示したように、上記構成の
地中変位自動計測装置Ａは、その全長にわたる各角度セ
ンサー４・・・及び伸縮センサ−５・・・の出力を、現
地に設置したインターフェース１５を通じて集め、ケー
ブルで現場事務所Ｂの処理装置１６に入力して地盤の破
壊予知のための解析、判定に便用する。即ち、処理装置
１６は、角度センサー４・・・及び伸縮センサー５・・
・の出力についてデータ処理をし、角度変位と鉛直変位
とを合成し、地中変位をベクトルで表示する○それはま
た、モニターテレヒ１７にニジ任意の時間にモニターす
ることが可能でちゃ、その際に変位の速度等によシ破壊
の危険度、変位量をリアルタイムで正確に予知、判定す
ることができるのである。

（第２の実施例） 第８図に示した自動計測装置の場合、回転継手２とこれ
に付設した角度センナ−４及びスライド継手３の構成は
上記第１実画例と同じである。但し、伸縮センサー５′
を非接触のリニア型として構成されている。即ち、計測
管１の軸方向に磁気記録帯１８を付層させ、これを伸縮
センサー５′で読取る構成としたことを特徴としている
。

（他の実＠例） なお、上記実施例は回転継手２を−＠Ｂ型として構成し
、一平面内の傾き、回転変位を計測する構成であるが、
この際シではない。即ち、実際には前記−軸型の構成で
用が足りるが、但し、必要にＬっでは、回転継手を２動
型の所側自在継手の如く構成し、もって直角２平面の傾
き、回転変位を計測可能とすることもできる。

【図面の簡単な説明】

第１図と第２図はこの発明に係る自動計測装置の真直な
設置当初の状態と、地中変位後の変形状態とを示した立
面図、第３図は継手部分の詳細を拡大して示した断面図
、第４図と第５図は第３図の■−■、ｖ−ｖ矢視断面図
、第６図と第７図は自動計測装置のテータ処理系統図、
第８図は５ｇ２夷織例の主要部について示した断面図、
第９図〜第１１図は従来の計測装置の便用状態を示した
立面図である。 発明者　　藤　井　義　文 発明者　　坂　口　修　司 発明者　　上　１）貴　夫 発明者　　中　崎　莢　彦 発明者　　青　柳　隼　夫 発明者　　三　上　忠　雄 発明者　　賜　岡　孝　章

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）単位長さの計測管（１）・・・を回転継手（２）
   及びスライド継手（３）を介して一連に接続してあり、
   前記回転継手（２）の回転角を検出する角度センサー（
   ４）及び前記スライド継手（３）のスライド量を検出す
   る伸縮センサー（５）が設置されていることを特徴とす
   る地中変位の自動計測装置。