JPS63193016A

JPS63193016A - 連節式傾斜計

Info

Publication number: JPS63193016A
Application number: JP2608787A
Authority: JP
Inventors: Yoshihisa Kaneko; 金子　慶尚; Kazuji Hasegawa; 長谷川　和次
Original assignee: KANEKO KEISOKU KOGYO KK
Current assignee: KANEKO KEISOKU KOGYO KK
Priority date: 1987-02-06
Filing date: 1987-02-06
Publication date: 1988-08-10

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」この発明は地すべりなどの災害が発生する事を予知した
りすることに用いることができる連節式傾斜計に関する
。

「発明の背景」地すべりとは山地や丘陵あるいは台地の斜面で、地塊の
平衡状態が破られて、地塊が下方へ移動していく現象を
いい、地中内のある面（地すべり面）を境に、この面よ
り上方の土塊が移動する現象である。

従って地すべりの発生を予知するにあたり、最初に平衡
状態のくずれる地中内のすべり面での土塊の微小な挙動
をとらえることは極めて重要である。また地すべりの防
止工事においてはすべり面の位置（地表面よりの深さ）
を確認することも重要である。

「従来の技術」従来、地すべりは次の三つに分類され観測されている。

（１１地すべり土塊の移動量を観測する方法。

（２）　　地すべり面を観測する方法。

（３）　　地下水の変位量を観測する方法が実施されて
いる。

（１）地すべり土塊の移動量の観測（ａ）　　地表面傾斜計これは地すべり地の傾斜変動量を求めるものであり、地
すべりが未だ本格化しないうちの微細な動きをとらえる
ことを目的としている。

（′ｂ）地すべり計地すべり地で斜面の２点間の移動量を知るために行うも
のであるが、この設置する位置を決めるのは簡単でない
。

すなわち、地すべり土塊と不動地盤の境界に正しく設置
しなければ、地すべりの動きを正確に知ることができな
い、従って地すべり計はできるだけ亀裂を見つけ、亀裂
をはさんで設置するが、亀裂が見当らない場合は斜面の
傾斜方向に連続して設置する方法がとられる。

（２）地すべり面の観測方法（＆ｌ　　孔内傾斜計地中に鉛直方向にケーシングパイプを設置し、地すべり
の動きによって曲ったケーシングバイブの傾斜を観測す
ることにより地すべり面を検出すると共に移動量を計測
するものである。

ケーシングバイブはポーリング孔に設置後、他山とパイ
プの隙間をグラウト（埋め戻し、パイプと孔との間の間
隙を塞ぐこと）し、パイプと地山の挙動と一体になるよ
うに設置する。測定器は手動によりケーシングパイプ内
に挿入し、任意の位置の傾斜を測定する。

変形量が大きくなると測定器のパイプに挿入が不能にな
る。また、ケーシングバイブが弾性変形するため連続し
た傾斜角を測定しなければ、正確な移動量を求めること
はできない。つまり、弾性体であるパイプは土塊の移動
に多少とも抵抗する。

（ｂ）　　ワイヤ一式多重移動量計これは第７図に示すように地上部ｌと地下部２からなり
、地下部２は土中の変化を地上に伝達するパイプ３，４
，５．６と、ワイヤー８．　９，１０゜１１．１２で構
成されており、ワイヤー８．９゜１０．１１．１２は各
深度ごとにパイプ３，４゜５．６に固定され、ワイヤー
誘導板１３を通って地上部ｌに接続される。

地上部１は測定ａ構で構成され、地下より伸びてきた各
深度のワイヤー８．９，１０，１１．１２を計測器（特
に図示しない）に接続する。

これにより地すべりが発生するとその地すべり面より深
い位置のパイプ５．６を残し、それより上のパイプ３，
４が土塊と共に点線で示すように１多動する。

このためすべり面以深の不動層中に固定されたワイヤー
１１．１２は地中に引き込まれ、測定器からすべり量に
対応した量だけ引き出される。すべり面より上の移動層
中に固定されたワイヤー８゜９．１０は変化しない。

このことから繰り出されたワイヤーの本数に応じて地す
べり面の深度を知ることができ、またワイヤーの繰り出
量から地すべりの移動量を求めることができる。

（Ｃ１パイプひずみ計主としてすべり面の位置を推定するために用いられるが
、測定されるパイプのひずみよりパイプの変形を求める
ために利用されることもある。

構造は塩化ビニールパイプにペーパーストレンゲージを
一定間隔に相対して２枚または４枚貼付した構造とされ
る。

このようにストレンゲージの貼付された塩化ビニールパ
イプをポーリング孔内に設置し、地山と塩化ビニールパ
イプとのすき間をグラウトしパイプは地すべり土塊と一
体となって挙動する。

地すべりが発生すると、すべり面付近ではすべり面を境
にして地盤がずれるため、それに伴ってパイプが変形し
、ストレンゲージが、ひずみをとらえ測定される。

地すべり移動量が大きい場合、また、地すべり土塊が岩
に近いような場合などは、パイプがぜん断変形し、測定
不能となることもある。

（３）　　地下水の観測地すべりの発生に地下水の挙動が密接な関係があり、地
すべり観測では欠かせないものであるが、ここではこの
発明の装置との関連がないためその説明を省略する。

「発明が解決しようとする問題」地すべりの挙動を把握するためには、地すべり観測のう
ち、特に地すべり土塊の移動量観測と、地すべり面の観
測を同時に行うことが必要である。

然し乍ら地すべり土塊の移動量の観測において、（１）
で説明した地表面傾斜計及び地すべり計のように地表面
での測定では地中内のすべり面で発生する地すべり初期
の微小な動きをとらえることは困難である。また、すべ
り面の深さを知ることはできない。

また（２）で説明した孔内傾斜計又はワイヤ一式多重移
動計、パイプひずみ計のような地すべり面の観測装置で
は、すべり面の位置を知ることはできるが、ワイヤーの
クリープとか、ケーシングの弾性変形等により移動量は
明確には測定できない。

「問題点を解決するための手段」この発明においては、Ａ、任意の長さを持つ複数の鋼製パイプと、Ｂ、この鋼
製パイプのそれぞれの内部に収納され、互いに直交する
二方向の傾斜を検知するセンサと、Ｃ，＠製バイブの相互の間を連結する自在継手と、によ
って連節式傾斜計を構成したものである。

この発明の構成によれば各鋼製パイプは自在継手によっ
て連節されているため自由にどの方向にも折曲ることが
できる。従って複数の鋼製パイプを自在継手によって連
節した状態で土中に掘った穴に挿入し土中に埋設するこ
とにより、土塊の動きに合せて各鋼製パイプの継目が自
在継手によって折曲り鋼製パイプの連節した状態の形状
が変形する。

各鋼製パイプには互いに直交する二方向の傾斜を検知す
るセンサを収納しているから、そのセンサの計測値によ
って鋼製パイプの姿勢が変わったことを検出することが
できる。また仰むきの方向、角度から土塊の移動方向と
移動量を知ることができる。

「実施例」第１図にこの発明の一実施例を示す。図中１００は鋼製
パイプ、２００は各鋼製パイプＩ００の相互間を連節す
る自在継手を示す。

鋼製パイプ１００の長さしは例えばＬ＝３００〜１５Ｇ
Ｏｎの範囲内の任意の長さに選定する。

つまり、第４図の実用状態を示す図にあるように土中の
予測されるすべり面３００に近い部分では鋼製パイプ１
００の長さしを短か（選定し、すべり面３００から離れ
た位置ではＬを長く選定することができる。

各鋼製パイプ１００の内部にはセンサ収納部４００を設
ける。このセンサ収納部４００は第２図に示すように二
方向の傾むきを検知するセンサ４０１．４０２を収納す
る。このセンサ４０１゜４０２は例えば神鋼電機株式会
社製の商品名［神鋼サーボ傾斜計ＬＳＰＰＪ或は株式会
社緑測器研究所製の商品名ｒＰＭ−１０−Ｕ又はＰＭ−
５−ＸＹＪ等を用いることができる。

センサ４０１，４０２は台座４０３によって鋼製パイプ
！００の内部に仮止めすると共に、充填材４０４を充填
し、固化させてセンサ４０１゜４０２を鋼製パイプ１０
０内に固定する。尚４０５ばセンサ４０１．４０２の計
測信号を外部に送出するための変換器を示す。

充填材４０４は例えばエポキシ系充填材を用いることが
できる。

充填材４０４０前後には例えばシリコンゴムのようなシ
ール材４０６を充填し、防水構造とじている。

シール材４０６の部分には鋼製パイプ１００に孔を設け
、この孔を通じてケーブル４０７を導出し、ケーブル４
０７を地上に設置する例えばデータロガ（特に図示しな
い）のようなデータ処理装置に接続する。

第３図に自在継手の実施構造を示す、自在継手はよく知
られているように互いに直交する方向に設けた二つの軸
２０１，２０２と、一方の軸２０１によって回転自在に
支持されて他方の軸２０２を支持する軸受け２０３とに
よって構成される。軸受け２０３は一方の鋼製パイプ１
００の一端に軸２０１によって回転自在に支持され、他
方の鋼製パイプ１０Ｇの端部には耳１０１を突出形成し
、この耳１０１を軸２０２に回転自在に結合する。

このように構成すれば調製パイプ１００の相互の間は自
由にどの方向にも折曲ることができる。

尚第３図に示す２０４は硬質ゴムから成る防水シール、
２０５は自在継手２００の部分に充填したグリースを示
す。

第４図にこの発明による連節式傾斜計を実際に土中に設
置した状態を示す。

被監視対象となる場所に縦穴を例えばポーリング機械に
よって掘る。ポーリング機械によって穴を掘ることによ
り基盤５００の深度を知ることができる。穴は基盤５０
０に達するまで掘り、連節式傾斜計を穴に挿入する。従
って連節式傾斜計の最下部の鋼製パイプ１００を基盤５
００に支持させる。

連節式傾斜計を穴に挿入した後で穴の内壁と鋼製バイブ
の周面との間にグラウト材６００を充填し、傾斜計の姿
勢を固定する。グラウト材６００は土塊７００の硬さに
合った土を用い、土塊７００と傾斜計との間をなじませ
、土塊７００の動きを傾斜計に正確に伝達できるように
している。

土塊７００がすべり始めると、連節式傾斜計を構成する
各鋼製パイプ１００はその各継目部分が折曲り、例えば
第４図に点線で示すような姿勢に変化する。

この姿勢の変化は各鋼製パイプ１００に収納したセンサ
４０１と４０２から送られて来る傾斜検出信号によって
計測することができる。各鋼製パイプ１００の傾むきと
、長さｉとによってその上端と下端の位置は以下のよう
にして算出することができる。

ここで第５図に示すモデルを設定する。

１、：最下方よりｉ番目のパイプ１００の長さく鰭） θ８．：最下方よりｉ番目のパイプ１００のＸ方向の傾
斜角（ｄｃｇ） θ２．二最下方よりｉ番目のパイプ１００のＸ方向の傾
斜角（ｄｅｇ）ａ、：最下方よりｉ番目のパイプ１００の上端位置ｂム　：最下方よりｉ番目のパイプ１００の下端位置す、は最下端位置を示し不動点とするｉ　：　ｉ＝１．　２．　３．　・＝、　　ｎＸＹ座標
を水平面とするｘ、　ｙ、　　ｚ座標で考える。

最下端から１番目のパイプ１００の下端の位置ａｏ　＝
ｂ、は、最下端から１番目のパイプ１００の上端位置ａ、＝ｂ、
は、最下端からｉ番目のパイプ１００の下端位置ｂ８は、最下端からｉ番目のパイプ１００の上端位置ａｉ　は、ただし　Ｘ、。＝ｙ、。＝２．。＝Ｏとなる。

一般式としては、各パイプの下端位置す、１は各パイプの上端位置ａｌｌは（以下余ｆ３）となる。

ＸＹ平面上での移動量及び方向は第６図に示すように、ｊ！　ｓ＊＝　　Ｘ　”ａａ”　’／　’ｍｓ　（ｎ）
１ｌｌｌ平面移動による沈み量ｈｚｎｈｚｎ　＝Σｊｅｔ　　ｇａｓ（■）なお一般式よりθ×あるいはθｙが９０°となった場合
には、解は不能となり求められない。

「発明の効果」以上説明したように、この発明によれば鋼製パイプ１０
０を自在継手によって連節した構造としたから、各鋼製
パイプ１００は自由にどの方向にも折曲ることができる
。よってよ塊の動き及びその移動量、移動方向を正確に
検知することができる。

また鋼製パイプ１００に傾斜センサ４０１゜４０２を収
納したから鋼製パイプ１００が土塊の圧力でつぶされる
ことがない、よって耐久性の高い傾斜計を提供できる。

更に自在継手は自由にどの方向にも折曲ることができる
が、回転方向に関して各製鋼パイプ１００の相互間は拘
束される。よって最下端のパイプから最上端のパイプま
での各傾むきの方向を全て正確に規定することができる
。

尚上述では傾斜面で生じる地すべりを対象として説明し
たが、例えばビル、地下鉄等の土木工事において、穴の
側部にこの発明による連節式傾斜計を設置すれば土塊の
崩壊を未然に検知することができる。またその他各種の
利用方法が考えられよう。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例を示す側面図、第２図はこ
の発明の一実施例を示す断面図、第３図はこの発明の要
部の構造を説明するための断面図：第４図はこの発明に
よる連節式傾斜計を設置した状態を説明するための断面
図、第５図及び第６図はこの発明の傾斜計によって土塊
の移動量を算出する方法を説明するための図、第７図は
従来の地すべり観測装置を説明するための断面図である
。１００：鋼製パイプ、２００：自在継手、３００：すべ
り面、４００：センサ収納部、４０１．４０２：センサ
。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ａ、任意の長さをもつ複数の鋼製パイプと、Ｂ、
この鋼製パイプの内部に収納され、互いに直交する二方
向の傾斜を検知するセンサと、Ｃ、上記鋼製パイプの相互の間を連結する自在継手と、とから成る連節式傾斜計。