JP3041479B2 - 岩盤の応力変化測定方法 - Google Patents
岩盤の応力変化測定方法Info
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- JP3041479B2 JP3041479B2 JP9265616A JP26561697A JP3041479B2 JP 3041479 B2 JP3041479 B2 JP 3041479B2 JP 9265616 A JP9265616 A JP 9265616A JP 26561697 A JP26561697 A JP 26561697A JP 3041479 B2 JP3041479 B2 JP 3041479B2
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、岩盤に作用してい
る応力の時間的変化を測定する岩盤の応力変化測定方法
に関する。
る応力の時間的変化を測定する岩盤の応力変化測定方法
に関する。
【０００２】
【従来の技術】大規模な地下構造物を建設した場合、建
造物周辺の岩盤に作用している応力の時間的変化を測定
することは建造物の安全性、耐久性等を知る上で重要で
ある。
造物周辺の岩盤に作用している応力の時間的変化を測定
することは建造物の安全性、耐久性等を知る上で重要で
ある。
【０００３】従来、岩盤の応力測定方法として、特公平
６−７８９５７号公報に記載の岩盤圧検出器を利用した
初期応力測定方法が知られている。この測定方法は、検
出器を岩盤内に埋設した後、オーバーコアリングによっ
て検出器に加わっている応力を解放し、応力解放に伴う
歪変化を測定し、その変化から岩盤に作用している応力
を求める方法である。
６−７８９５７号公報に記載の岩盤圧検出器を利用した
初期応力測定方法が知られている。この測定方法は、検
出器を岩盤内に埋設した後、オーバーコアリングによっ
て検出器に加わっている応力を解放し、応力解放に伴う
歪変化を測定し、その変化から岩盤に作用している応力
を求める方法である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術によると、検出器を埋設した場所ではオーバーコ
アリングは１回しか行なえず、同一の測定地点で応力を
繰り返し測定することはできない。したがって、岩盤に
作用している応力の時間的変化を求めるためには、最初
のボーリング孔の周辺に別のボーリング孔を次々に形成
し、その都度、ボーリング孔に検出器を埋設しオーバー
コアリングを行なう必要があった。このため、オーバー
コアリングの費用その他の設備費用が高額にならざるを
得なかった。また、上記従来技術では、岩盤圧検出器と
外部の機器とを接続している多芯ケーブルがオーバーコ
アリングの妨げとなり、岩盤の測定地点として深い地点
を選択することが困難であった。
来技術によると、検出器を埋設した場所ではオーバーコ
アリングは１回しか行なえず、同一の測定地点で応力を
繰り返し測定することはできない。したがって、岩盤に
作用している応力の時間的変化を求めるためには、最初
のボーリング孔の周辺に別のボーリング孔を次々に形成
し、その都度、ボーリング孔に検出器を埋設しオーバー
コアリングを行なう必要があった。このため、オーバー
コアリングの費用その他の設備費用が高額にならざるを
得なかった。また、上記従来技術では、岩盤圧検出器と
外部の機器とを接続している多芯ケーブルがオーバーコ
アリングの妨げとなり、岩盤の測定地点として深い地点
を選択することが困難であった。
【０００５】本発明は、上記問題点にかんがみなされた
ものであり、その目的とするところは、同一の測定地点
で繰り返し応力を測定することができ、しかも測定地点
として深い地点を選択することができる岩盤の応力変化
測定方法を提供することにある。
ものであり、その目的とするところは、同一の測定地点
で繰り返し応力を測定することができ、しかも測定地点
として深い地点を選択することができる岩盤の応力変化
測定方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明による岩盤の応力
変化測定方法は、岩盤内のボーリング孔に岩盤変動測定
装置を埋設するとともに岩盤に面力を加える手段を前記
岩盤変動測定装置の周辺に配する第１工程と、前記面力
を加える手段により岩盤に加える面力を変化させるとと
もに、この面力変化に伴う岩盤の変動を前記岩盤変動測
定装置により測定する第２工程と、前記岩盤変動測定装
置による測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用して
いる応力を推定する第３工程とからなる一連の工程を実
施し、その後、前記第２工程と前記第３工程とからなる
一連の工程を時間間隔を置いて繰り返し実施することに
より、岩盤に作用している応力の時間的変化を測定する
ことを特徴とする。
変化測定方法は、岩盤内のボーリング孔に岩盤変動測定
装置を埋設するとともに岩盤に面力を加える手段を前記
岩盤変動測定装置の周辺に配する第１工程と、前記面力
を加える手段により岩盤に加える面力を変化させるとと
もに、この面力変化に伴う岩盤の変動を前記岩盤変動測
定装置により測定する第２工程と、前記岩盤変動測定装
置による測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用して
いる応力を推定する第３工程とからなる一連の工程を実
施し、その後、前記第２工程と前記第３工程とからなる
一連の工程を時間間隔を置いて繰り返し実施することに
より、岩盤に作用している応力の時間的変化を測定する
ことを特徴とする。
【０００７】
【発明の作用効果】本発明による岩盤の応力変化測定方
法においては、第１回目の測定時に岩盤のボーリング孔
に岩盤変動測定装置を埋設するとともに岩盤に面力を加
える手段を岩盤変動測定装置の周辺に配する。その後、
この手段を用いて岩盤に加える面力を変化させるととも
にこの面力変化に伴う岩盤の変動を岩盤変動測定装置に
より測定し、測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用
している応力を推定する。その後、時間間隔を置いて実
施される第２回目以降の測定時には、既に埋設されてい
る岩盤変動測定装置と岩盤に面力を加える手段をそのま
ま利用し、第１回目の測定時と同様、岩盤に面力を加え
る手段により岩盤に加える面力を変化させるとともにこ
の面力変化に伴う岩盤の変動を岩盤変動測定装置により
測定し、測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用して
いる応力を推定する。
法においては、第１回目の測定時に岩盤のボーリング孔
に岩盤変動測定装置を埋設するとともに岩盤に面力を加
える手段を岩盤変動測定装置の周辺に配する。その後、
この手段を用いて岩盤に加える面力を変化させるととも
にこの面力変化に伴う岩盤の変動を岩盤変動測定装置に
より測定し、測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用
している応力を推定する。その後、時間間隔を置いて実
施される第２回目以降の測定時には、既に埋設されてい
る岩盤変動測定装置と岩盤に面力を加える手段をそのま
ま利用し、第１回目の測定時と同様、岩盤に面力を加え
る手段により岩盤に加える面力を変化させるとともにこ
の面力変化に伴う岩盤の変動を岩盤変動測定装置により
測定し、測定結果に基づき逆解析により岩盤に作用して
いる応力を推定する。
【０００８】したがって、本発明によると、同一の測定
地点で繰り返し応力を測定することができ、また、オー
バーコアリングを行なわないことから、測定地点として
深い地点を選択することが可能になる。
地点で繰り返し応力を測定することができ、また、オー
バーコアリングを行なわないことから、測定地点として
深い地点を選択することが可能になる。
【０００９】
【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。
に基づいて説明する。
【００１０】図１は、第１実施例による岩盤の応力変化
測定方法の実施形態を示す垂直断面図、図２は、図１図
示II-II 断面図である。
測定方法の実施形態を示す垂直断面図、図２は、図１図
示II-II 断面図である。
【００１１】第１実施例による岩盤の応力変化測定方法
は次のように実施される。
は次のように実施される。
【００１２】（Ａ）第１回目の測定 下記第１工程〜第３工程からなる一連の工程を実施す
る。
る。
【００１３】第１工程 まず、岩盤１の近接した二箇所にほぼ同じ深さの平行な
ボーリング孔２、３を掘り、一方のボーリング孔２の奥
部すなわち測定地点に岩盤変動測定装置４をセメント５
を用いて埋設するとともに、他方のボーリング孔３の奥
部において岩盤変動測定装置４とほぼ同じ深さ位置に、
岩盤に面力を加える手段としての圧力容器６をセメント
７を用いて埋設する。ここで、岩盤変動測定装置４には
測定結果を外部に取り出すための信号線８が接続されて
おり、また、圧力容器６にはこの圧力容器６の内部圧力
を設定するために外部から圧力を伝えるためのパイプ９
が接続されている。
ボーリング孔２、３を掘り、一方のボーリング孔２の奥
部すなわち測定地点に岩盤変動測定装置４をセメント５
を用いて埋設するとともに、他方のボーリング孔３の奥
部において岩盤変動測定装置４とほぼ同じ深さ位置に、
岩盤に面力を加える手段としての圧力容器６をセメント
７を用いて埋設する。ここで、岩盤変動測定装置４には
測定結果を外部に取り出すための信号線８が接続されて
おり、また、圧力容器６にはこの圧力容器６の内部圧力
を設定するために外部から圧力を伝えるためのパイプ９
が接続されている。
【００１４】第２工程 その後、外部からパイプ９を介して圧力容器６の内部の
圧力を変化させる。この圧力容器６の内部圧力が変化す
ると圧力容器６の周囲の岩盤１が変位する。このため、
この岩盤１の水平方向の変位を岩盤変動測定装置４によ
って測定し、この測定結果を信号線８を介して外部に取
り出すようにする。
圧力を変化させる。この圧力容器６の内部圧力が変化す
ると圧力容器６の周囲の岩盤１が変位する。このため、
この岩盤１の水平方向の変位を岩盤変動測定装置４によ
って測定し、この測定結果を信号線８を介して外部に取
り出すようにする。
【００１５】第３工程 上記測定結果に基づき逆解析（インバージョン）により
岩盤１の測定地点に作用している応力の大きさ及び方向
を推定する。ここで、圧力容器６に繰り返し圧力を加え
測定回数を増加させたり、加える圧力の大きさを変えた
りして逆解析の資料を多くすれば、岩盤１の測定地点に
作用している応力の大きさ及び方向を精度よく推定でき
る。なお、逆解析は、圧力容器６に加えた圧力とこの圧
力によって変動した岩盤１の変位とに基づいて、この圧
力を加えないときに岩盤１の測定地点に作用している初
期応力を求める方法である。
岩盤１の測定地点に作用している応力の大きさ及び方向
を推定する。ここで、圧力容器６に繰り返し圧力を加え
測定回数を増加させたり、加える圧力の大きさを変えた
りして逆解析の資料を多くすれば、岩盤１の測定地点に
作用している応力の大きさ及び方向を精度よく推定でき
る。なお、逆解析は、圧力容器６に加えた圧力とこの圧
力によって変動した岩盤１の変位とに基づいて、この圧
力を加えないときに岩盤１の測定地点に作用している初
期応力を求める方法である。
【００１６】（Ｂ）第２回目以降の測定 上記第２工程及び上記第３工程からなる一連の工程を、
所定の時間間隔を置いて繰り返し実施する。
所定の時間間隔を置いて繰り返し実施する。
【００１７】以上説明したように、第１実施例による
と、同一の測定地点で繰り返し応力を測定することがで
き、また、オーバーコアリングを行なわないことから、
測定地点として深い地点を選択することが可能になる。
と、同一の測定地点で繰り返し応力を測定することがで
き、また、オーバーコアリングを行なわないことから、
測定地点として深い地点を選択することが可能になる。
【００１８】図３は、第２実施例による岩盤の応力変化
測定方法の実施形態を示す垂直断面図である。
測定方法の実施形態を示す垂直断面図である。
【００１９】第２実施例による岩盤の応力変化測定方法
は次のように実施される。
は次のように実施される。
【００２０】（Ａ）第１回目の測定 下記第１工程〜第３工程からなる一連の工程を実施す
る。
る。
【００２１】第１工程 まず、岩盤１に１つのボーリング孔２を掘り、このボー
リング孔２の奥部すなわち測定地点に岩盤変動測定装置
４をセメント５を用いて埋設するとともに、岩盤変動測
定装置４の左右にそれぞれ孔を掘り各孔に、岩盤に面力
を加える手段としての圧力容器６を埋設する。ここで、
上述した第１実施例と同様、岩盤変動測定装置４には測
定結果を外部に取り出すための信号線８が接続されてお
り、また、各圧力容器６にはこの圧力容器６の内部圧力
を設定するために外部から圧力を伝えるためのパイプ９
が接続されている。
リング孔２の奥部すなわち測定地点に岩盤変動測定装置
４をセメント５を用いて埋設するとともに、岩盤変動測
定装置４の左右にそれぞれ孔を掘り各孔に、岩盤に面力
を加える手段としての圧力容器６を埋設する。ここで、
上述した第１実施例と同様、岩盤変動測定装置４には測
定結果を外部に取り出すための信号線８が接続されてお
り、また、各圧力容器６にはこの圧力容器６の内部圧力
を設定するために外部から圧力を伝えるためのパイプ９
が接続されている。
【００２２】第２工程 その後、外部から各パイプ９を介して各圧力容器６の内
部の圧力を変化させる。この圧力容器６の内部圧力が変
化すると圧力容器６の周囲の岩盤１が変位する。このた
め、この岩盤１の水平方向の変位を岩盤変動測定装置４
によって測定し、この測定結果を信号線８を介して外部
に取り出すようにする。
部の圧力を変化させる。この圧力容器６の内部圧力が変
化すると圧力容器６の周囲の岩盤１が変位する。このた
め、この岩盤１の水平方向の変位を岩盤変動測定装置４
によって測定し、この測定結果を信号線８を介して外部
に取り出すようにする。
【００２３】第３工程 上記測定結果に基づき逆解析（インバージョン）により
岩盤１の測定地点に作用している応力の大きさ及び方向
を推定する。ここで、各圧力容器６に繰り返し圧力を加
え測定回数を増加させたり、加える圧力の大きさを変え
たりして逆解析の資料を多くすれば、岩盤１の測定地点
に作用している応力の大きさ及び方向を精度よく推定で
きる。
岩盤１の測定地点に作用している応力の大きさ及び方向
を推定する。ここで、各圧力容器６に繰り返し圧力を加
え測定回数を増加させたり、加える圧力の大きさを変え
たりして逆解析の資料を多くすれば、岩盤１の測定地点
に作用している応力の大きさ及び方向を精度よく推定で
きる。
【００２４】（Ｂ）第２回目以降の測定 上記第２工程及び上記第３工程からなる一連の工程を、
所定の時間間隔を置いて繰り返し実施する。
所定の時間間隔を置いて繰り返し実施する。
【００２５】第２実施例による岩盤の応力変化測定方法
によると、左右両方向から岩盤変動測定装置４に圧力を
加えるようにしたため、上述した第１実施例のように一
方向から岩盤変動測定装置４に圧力を加える場合と比
べ、逆解析の新たな資料が追加され、推定精度の向上を
図ることができる。
によると、左右両方向から岩盤変動測定装置４に圧力を
加えるようにしたため、上述した第１実施例のように一
方向から岩盤変動測定装置４に圧力を加える場合と比
べ、逆解析の新たな資料が追加され、推定精度の向上を
図ることができる。
【００２６】図４は、第３実施例による岩盤の応力変化
測定方法の実施形態を示す水平断面図である。
測定方法の実施形態を示す水平断面図である。
【００２７】第３実施例による岩盤の応力変化測定方法
は、上述した第２実施例において、岩盤変動測定装置４
の水平方向における周囲三箇所に等角度間隔でそれぞれ
圧力容器６を埋設し、各圧力容器６の内部圧力を変化さ
せて岩盤変動測定装置４の測定結果を得ることを特徴と
している。
は、上述した第２実施例において、岩盤変動測定装置４
の水平方向における周囲三箇所に等角度間隔でそれぞれ
圧力容器６を埋設し、各圧力容器６の内部圧力を変化さ
せて岩盤変動測定装置４の測定結果を得ることを特徴と
している。
【００２８】第３実施例によると、岩盤変動測定装置４
に対し、水平面上において様々な方向から圧力を加える
ことができるようになるため、逆解析の資料が増加し、
応力の推定精度の向上が図られる。
に対し、水平面上において様々な方向から圧力を加える
ことができるようになるため、逆解析の資料が増加し、
応力の推定精度の向上が図られる。
【００２９】上記各実施例では、岩盤に面力を加える手
段として圧力容器６を選定したが、その他、圧電素子に
よる力や電磁力による力、あるいは、熱源による力を利
用してもよく、このような代替手段を用いた場合、パイ
プ９の代わりとして、電流を流す信号線が用いられる。
また、岩盤に加える面力を点状に近づけたり、線状に近
づけるようにすると逆解析が容易になる。また、上記各
実施例において、岩盤変動測定装置４は、岩盤１の歪を
測定可能な装置であるが、岩盤の歪の代わりに傾動を測
定可能な装置であってもよいし、また、岩盤の歪と傾動
の両方を測定可能な装置であってもよい。また、上記各
実施例は水平方向における応力変化を測定しているが、
岩盤変動測定装置４を斜め方向に設置したり、岩盤変動
測定装置４に対する圧力容器６の位置を任意に設定する
ことで水平方向以外の方向における応力変化を測定可能
なことは言うまでもない。また、岩盤変動測定装置４の
近傍にボーリング孔を掘り、装置周辺の岩盤の応力を解
放したり、このボーリング孔をパッカー（圧力容器に含
める。）で仕切り、パッカー内に水圧や油圧を加え岩盤
に変動を与える方法であっても、逆解析で岩盤に加わっ
ている応力の大きさや方向を推定できる。
段として圧力容器６を選定したが、その他、圧電素子に
よる力や電磁力による力、あるいは、熱源による力を利
用してもよく、このような代替手段を用いた場合、パイ
プ９の代わりとして、電流を流す信号線が用いられる。
また、岩盤に加える面力を点状に近づけたり、線状に近
づけるようにすると逆解析が容易になる。また、上記各
実施例において、岩盤変動測定装置４は、岩盤１の歪を
測定可能な装置であるが、岩盤の歪の代わりに傾動を測
定可能な装置であってもよいし、また、岩盤の歪と傾動
の両方を測定可能な装置であってもよい。また、上記各
実施例は水平方向における応力変化を測定しているが、
岩盤変動測定装置４を斜め方向に設置したり、岩盤変動
測定装置４に対する圧力容器６の位置を任意に設定する
ことで水平方向以外の方向における応力変化を測定可能
なことは言うまでもない。また、岩盤変動測定装置４の
近傍にボーリング孔を掘り、装置周辺の岩盤の応力を解
放したり、このボーリング孔をパッカー（圧力容器に含
める。）で仕切り、パッカー内に水圧や油圧を加え岩盤
に変動を与える方法であっても、逆解析で岩盤に加わっ
ている応力の大きさや方向を推定できる。
【００３０】上記実施例によると、測定地点として深い
地点を選択でき、この測定地点の応力変化を測定できる
ため、岩盤が破壊する時点を予測可能となり、地震発生
の予測にも寄与し得る。
地点を選択でき、この測定地点の応力変化を測定できる
ため、岩盤が破壊する時点を予測可能となり、地震発生
の予測にも寄与し得る。
【図１】第１実施例による岩盤の応力変化測定方法の実
施形態を示す垂直断面図である。
施形態を示す垂直断面図である。
【図２】図１図示II-II 断面図である。
【図３】第２実施例による岩盤の応力変化測定方法の実
施形態を示す垂直断面図である。
施形態を示す垂直断面図である。
【図４】第３実施例による岩盤の応力変化測定方法の実
施形態を示す水平断面図である。
施形態を示す水平断面図である。
１ 岩盤 ２、３ ボーリング孔 ４ 岩盤変動測定装置 ６ 圧力容器（岩盤に面力を加える手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石井 紘 東京都文京区本郷４丁目20番２号103 (56)参考文献 特開 平９−222369（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−127234（ＪＰ，Ｕ) 実公 昭39−394（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01L 5/00
Claims (1)
- 【請求項１】 岩盤内のボーリング孔に岩盤変動測定装
置を埋設するとともに岩盤に面力を加える手段を前記岩
盤変動測定装置の周辺に配する第１工程と、 前記面力を加える手段により岩盤に加える面力を変化さ
せるとともに、この面力変化に伴う岩盤の変動を前記岩
盤変動測定装置により測定する第２工程と、 前記岩盤変動測定装置による測定結果に基づき逆解析に
より岩盤に作用している応力を推定する第３工程とから
なる一連の工程を実施し、その後、前記第２工程と前記
第３工程とからなる一連の工程を時間間隔を置いて繰り
返し実施することにより、岩盤に作用している応力の時
間的変化を測定することを特徴とする岩盤の応力変化測
定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265616A JP3041479B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 岩盤の応力変化測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9265616A JP3041479B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 岩盤の応力変化測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11108775A JPH11108775A (ja) | 1999-04-23 |
| JP3041479B2 true JP3041479B2 (ja) | 2000-05-15 |
Family
ID=17419615
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9265616A Expired - Lifetime JP3041479B2 (ja) | 1997-09-30 | 1997-09-30 | 岩盤の応力変化測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3041479B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100924149B1 (ko) * | 2006-10-31 | 2009-10-28 | 한국지질자원연구원 | 저온 열 균열 현상을 이용한 암반 내 초기응력 측정방법 |
| CN107478357A (zh) * | 2017-06-28 | 2017-12-15 | 山东科技大学 | 围岩应力场裂隙场一体化监测***及定量确定方法 |
-
1997
- 1997-09-30 JP JP9265616A patent/JP3041479B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11108775A (ja) | 1999-04-23 |
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