JP3102856B2 - Elastic wave velocity measuring device and elastic wave velocity measuring method - Google Patents
Elastic wave velocity measuring device and elastic wave velocity measuring methodInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、トンネルなどの地
下の土木工事において、被構築物の周囲の岩盤の良否を
弾性波速度により調査する際に使用されるとともに、地
中に設けた溝孔に設置される弾性波速度計測装置とその
装置を利用した弾性波速度計測方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION The present invention is used in an underground civil engineering work such as a tunnel to investigate the quality of rock around an object by elastic wave velocity, and is applied to a groove provided in the ground. The present invention relates to an installed elastic wave velocity measuring apparatus and an elastic wave velocity measuring method using the apparatus.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、トンネルなどの地下の土木工事に
おいては、被構築物周囲の岩盤の良否を判定するための
岩盤調査が一般的に行われている。この岩盤調査方法と
して、弾性波速度計測方法がある。この弾性波速度計測
方法は、地層の密度、剛性等の違いによる弾性波の屈折
現象を解析する方法であり、地表面、又は地中にセンサ
ーを設置し、人工的に発信された弾性波の到達時間等を
計測するものである。弾性波の速度を計測するため地表
面或いは地中に設置されるセンサーとしては、地表面で
の計測の場合、例えば、ジオフォン(商品名)などの速
度計を用いるが、地中での計測の場合、より小型化が可
能な加速度計を用いることが多い。2. Description of the Related Art Conventionally, in civil engineering work underground such as a tunnel, rock surveys for judging the quality of rock around a construction are generally performed. There is an elastic wave velocity measurement method as a rock investigation method. This elastic wave velocity measurement method is a method of analyzing elastic wave refraction phenomena due to differences in the density, rigidity, etc. of the formation, by installing a sensor on the ground surface or underground, and measuring the artificially transmitted elastic wave. It measures arrival time and the like. As a sensor installed on the ground surface or underground to measure the velocity of elastic waves, in the case of measurement on the ground surface, for example, a speedometer such as a geophone (trade name) is used. In many cases, an accelerometer that can be downsized is often used.
【0003】ところで、弾性波速度の計測を精度よく行
うためには、前記センサーが地表面或い地中に設けた溝
孔などに確実に固定されていることが重要であり、地表
面での計測の場合には、例えば、岩盤に電気ドリルで穴
を開け、前記センサーに付いているピンを前記穴に入れ
た後、石膏で前記センサーを固定したり、或いは前記穴
にホールインアンカーを打ち込んだ後、前記センサーに
ネジを取り付けて、前記ホールインアンカーに前記セン
サーをねじ込んで固定する方法等が行われていた。これ
に対し、地中での計測の場合は、狭い地中空間で多方向
(例えば、三方向)のデータを採取するためにはなるべ
く容易な固定方法にしたいということに加え、前記セン
サーを出来るだけ回収したい等の制約があるため、前記
地表面での計測に比べ困難である。In order to accurately measure the elastic wave velocity, it is important that the sensor is securely fixed to a ground surface or a slot provided in the ground. In the case of measurement, for example, a hole is drilled in a bedrock with an electric drill, and a pin attached to the sensor is inserted into the hole, and then the sensor is fixed with plaster, or a hole-in anchor is driven into the hole. After that, a method of attaching a screw to the sensor and screwing and fixing the sensor to the hole-in anchor has been performed. On the other hand, in the case of underground measurement, in order to collect data in multiple directions (for example, three directions) in a narrow underground space, it is desirable to use a fixing method that is as easy as possible, and the sensor can be used. However, it is more difficult than the measurement on the ground surface because there is a restriction such as the desire to collect only.
【0004】以下に地中での弾性波速度計測の場合にお
ける従来のセンサーの固定方法を示す。図7に示す固定
方法は、ボアホール200内に無収縮モルタル201と
ともにセンサー202を埋め込んで固定する方法(埋め
込み方法)である。図8に示す固定方法は、回収を容易
にするためにエアバッグ203を用いて固定する方法
(エアバッグ方法)であり、センサー202を設置する
ときは、エアーを送って孔壁200aに押しつけ、回収
するときはエアーを抜くことにより行う。図9に示す固
定方法は、センサー202を取付治具204,204で
挟んで、取付治具204,204に板バネ205,20
5を取り付けて、この板バネ205,205の可撓性を
利用して孔壁200aに固定する方法(板バネ方法)で
ある。また、この場合には、この板バネ205にセンサ
ー202として圧電素子(図示省略)を接着させるもの
もある。図10に示す固定方法は、鋼製のケーシング2
06を無収縮モルタル201でボアホール200内に固
定し、ケーシング206中にセンサー202を取り付け
た治具を挿入する方法(ケーシング方法)である。この
場合に、ケーシング206の内径とセンサー202の外
径を一致させておけば、精度の高い計測が可能である。[0004] A conventional method of fixing a sensor in the case of measuring elastic wave velocity in the ground will be described below. The fixing method shown in FIG. 7 is a method of embedding and fixing the sensor 202 together with the non-shrinkable mortar 201 in the borehole 200 (embedding method). The fixing method shown in FIG. 8 is a method of fixing using an airbag 203 to facilitate collection (airbag method). When the sensor 202 is installed, air is sent and pressed against the hole wall 200a. When collecting, the air is removed. In the fixing method shown in FIG. 9, the sensor 202 is sandwiched between mounting jigs 204, 204 and leaf springs 205, 20 are attached to the mounting jigs 204, 204.
5 is attached and fixed to the hole wall 200a by utilizing the flexibility of the leaf springs 205, 205 (leaf spring method). In this case, a piezoelectric element (not shown) may be attached to the leaf spring 205 as the sensor 202. The fixing method shown in FIG.
06 is fixed in the borehole 200 with the non-shrink mortar 201, and a jig with the sensor 202 attached to the casing 206 is inserted (casing method). In this case, if the inner diameter of the casing 206 and the outer diameter of the sensor 202 are matched, highly accurate measurement is possible.
【0005】[0005]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の地中でのセンサー202の固定方法では以下に示す
問題点があった。即ち、前記埋め込み方法の場合、精度
良く計測するのには、無収縮モルタル201と周囲の地
山との物性を出来るだけ近似させなければならず非常に
困難であるとともに、前記センサー202の回収が非常
に困難であるという問題点を有していた。However, the above-described conventional method of fixing the sensor 202 underground has the following problems. That is, in the case of the embedding method, in order to measure accurately, the physical properties of the non-shrink mortar 201 and the surrounding ground must be approximated as much as possible.
It is difficult, and it is very difficult to collect the sensor 202.
【0006】前記エアバッグ方法の場合、途中でエアが
抜けてしまうことがあって確実性に欠けるという問題点
を有していた。また、前記板バネ方法の場合、穴径が設
定値と異なっていたり、穴あれがあったりすると、孔壁
200aへの押し付け力が変化して計測値の精度が劣る
という問題点を有していた。更に、ケーシング方法の場
合、比較的大きなスペースを必要とするので、計測する
場所によっては同方法を採用することが出来ない場合も
あるという問題点も有していた。また、トンネルの全断
面での計測を行う場合には計測個所が多くなるため、何
れの方法を用いても、作業負荷が大きく、コストも高く
なるという問題点を有していた。[0006] In the case of the airbag method, there is a problem that the air may escape on the way and lacks certainty. Further, in the case of the leaf spring method, when the hole diameter is different from the set value or there is a hole, there is a problem that the pressing force against the hole wall 200a changes and the accuracy of the measured value is deteriorated. Was. Furthermore, in the case of the casing method, a relatively large space is required, so that there is a problem that the method may not be able to be employed depending on the place where the measurement is performed. In addition, when measurement is performed on the entire cross section of the tunnel, the number of measurement points increases, so that any of the methods has a problem that the work load is large and the cost is high.
【0007】そこで、本発明は上記問題点を解決するた
めに為されたものであって、弾性波速度計測におけるセ
ンサーの孔壁への設置が容易、且つ確実であるととも
に、回収が容易である弾性波速度計測装置及び弾性波速
度計測が容易な弾性波速度計測方法を提供することを目
的とする。Therefore, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is easy and reliable to install a sensor on a hole wall in elastic wave velocity measurement, and it is easy to collect the sensor. It is an object of the present invention to provide an elastic wave velocity measuring device and an elastic wave velocity measuring method that can easily measure an elastic wave velocity.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項1記載の発明は、トンネルなどの地下の土木
工事において、被構築物の周囲の岩盤の良否を地中に設
けた溝孔内で弾性波速度を計測することにより行う弾性
波速度計測装置であって、前記弾性波速度を計測可能な
センサーと前記溝孔の孔壁に押し付けて、前記溝孔内に
前記センサーを固定する超弾性合金製の合金バネと、前
記合金バネの撓み量を調整する可動バンドと、を備えた
センサー部を有することを特徴としている。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an underground civil engineering work such as a tunnel, in which the quality of the rock around the building is determined in a slot provided in the ground. An elastic wave velocity measuring device for measuring an elastic wave velocity by using a sensor capable of measuring the elastic wave velocity and pressing the sensor against the hole wall of the slot to fix the sensor in the slot. Alloy spring made of elastic alloy and front
And a movable band for adjusting the amount of deflection of the alloy spring .
【0009】請求項1記載の発明によれば、合金バネに
より溝孔内にセンサー部が固定されるが、その際、セン
サー部の合金バネを予め押しつぶして塑性変形させて溝
孔内に入れると、時間の経過とともに合金バネは元の形
状に戻る性質を有しているので、合金バネが孔壁を押し
付けるように作用させることが出来ることとなって、溝
孔内にセンサー部を容易且つ確実に固定することが出来
る。即ち、合金バネである超弾性合金の形状の復元作用
により、孔壁を内側から外側に向かって押し付ける力が
働いて、一定以上の押し付け力を得ることが出来ること
となって、センサー部を溝孔内に容易且つ確実に固定す
ることが出来るとともに、溝孔内から引き抜くことも容
易である。また、可動バンドによって、合金バネの撓み
量が調整出来るので、孔壁への押し付け力の適正化が図
れる。 According to the first aspect of the present invention, the sensor portion is fixed in the groove by the alloy spring. At this time, the alloy spring of the sensor portion is plastically deformed by being crushed in advance and put into the groove. Since the alloy spring has the property of returning to its original shape with the passage of time, the alloy spring can act so as to press against the hole wall, so that the sensor portion can be easily and reliably placed in the slot. Can be fixed to That is, due to the restoring action of the shape of the superelastic alloy, which is an alloy spring, a force that presses the hole wall from the inside to the outside acts, and a pressing force of a certain level or more can be obtained. It can be easily and reliably fixed in the hole, and can be easily pulled out from the slot. Also, the bending of the alloy spring due to the movable band
The amount can be adjusted to optimize the pressing force against the hole wall.
It is.
【0010】ここで、超弾性合金は、予め与えられたあ
る特定の形状のものを塑性変形させたものが、加熱せず
とも時間の経過とともに相変態して元の形状に戻る性質
を有する合金であって、例えば、Ti−Ni系合金或い
は、Cu−Al−Ni系合金などがある。[0010] Here, the superelastic alloy is an alloy obtained by plastically deforming a given specific shape, which has a property of undergoing a phase transformation over time without heating and returning to the original shape. For example, there are a Ti-Ni-based alloy and a Cu-Al-Ni-based alloy.
【0011】また、例えば、合金バネとして形状記憶合
金を用いた場合には、溝孔内の温度が形状記憶合金の変
態温度より高い時は合金バネを加熱する加熱手段を別途
設ける必要がないが、低い時は必要である。これに対
し、本発明では、超弾性合金を用いているので、加熱手
段がなくとも溝孔内の温度と無関係に用いることが出来
る。センサーとしては、例えば、速度計、加速度計及び
圧電素子などがあるが、これに限るものではなく、弾性
波速度が計測可能なものであれば、どのようなものであ
ってもよい。Further, for example, when a shape memory alloy is used as the alloy spring, it is not necessary to separately provide a heating means for heating the alloy spring when the temperature in the slot is higher than the transformation temperature of the shape memory alloy. When low, it is necessary. On the other hand, in the present invention, since the superelastic alloy is used, the superelastic alloy can be used regardless of the temperature in the slot without a heating means. Examples of the sensor include a speedometer, an accelerometer, and a piezoelectric element. However, the sensor is not limited to this, and any sensor may be used as long as it can measure an elastic wave velocity.
【0012】請求項2記載の発明は、トンネルなどの地
下の土木工事において、被構築物の周囲の岩盤の良否を
地中に設けた溝孔内で弾性波速度を計測することにより
行う弾性波速度計測装置であって、前記弾性波速度を計
測可能な圧電素子からなるセンサーと前記溝孔の孔壁に
押し付けて、前記溝孔内に前記センサーを固定する合金
バネと、前記合金バネの撓み量を調整する可動バンド
と、を備えたセンサー部を有し、前記合金バネは、一定
範囲内の塑性変形を加えた後、加熱により或いは加熱な
しにその形状が元の状態に復元する性質を有する合金で
あり、前記センサーは、前記合金バネの内面に取り付け
られていることを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, in an underground civil engineering work such as a tunnel, an elastic wave velocity is measured by measuring an elastic wave velocity in a slot provided in the ground to determine the quality of rock around the building. A measuring device, comprising: a sensor made of a piezoelectric element capable of measuring the elastic wave velocity; an alloy spring that presses against a hole wall of the slot to fix the sensor in the slot; and a deflection amount of the alloy spring. Adjustable movable band
The alloy spring is an alloy having a property of returning its shape to its original state by heating or without heating after applying plastic deformation within a certain range, The sensor is attached to an inner surface of the alloy spring.
【0013】請求項2記載の発明によれば、合金バネに
より溝孔内にセンサー部が固定されるが、その際、セン
サー部の合金バネを予め押しつぶして塑性変形させて溝
孔内に入れると、加熱或いは時間の経過とともに合金バ
ネは元の形状に戻る性質を有しているので、合金バネが
孔壁を押し付けるように作用させることが出来ることと
なって、溝孔内にセンサー部を容易且つ確実に固定する
ことが出来る。加えて、センサーとして用いられる圧電
素子が合金バネの内面側に設けられているので、溝孔の
孔壁に伝播された弾性波が合金バネを介してこの圧電素
子に伝わって弾性波速度を計測することが出来る。従っ
て、従来、センサーとして用いられた加速度計などと比
べ、センサー部を小型化することが出来ることととなっ
て、より溝孔を小さくさせることが出来るとともに、一
本の溝孔内に複数のセンサーを取り付けることが出来て
弾性波速度の計測時間を短縮させることが出来る。ま
た、可動バンドによって、合金バネの撓み量が調整出来
るので、孔壁への押し付け力の適正化が図れる。 According to the second aspect of the present invention, the sensor portion is fixed in the slot by the alloy spring. At this time, if the alloy spring of the sensor portion is crushed in advance and plastically deformed, and then inserted into the slot. Since the alloy spring has the property of returning to its original shape over time or over time, the alloy spring can act to press the hole wall, and the sensor part can be easily placed in the slot. And it can be fixed securely. In addition, since the piezoelectric element used as a sensor is provided on the inner surface side of the alloy spring, the elastic wave propagated to the hole wall of the slot is transmitted to this piezoelectric element via the alloy spring to measure the elastic wave velocity You can do it. Therefore, as compared with an accelerometer or the like conventionally used as a sensor, the sensor unit can be downsized, the slot can be made smaller, and a plurality of slots can be provided in one slot. A sensor can be attached and the measurement time of elastic wave velocity can be shortened. Ma
The movable band can adjust the amount of bending of the alloy spring.
Therefore, the pressing force against the hole wall can be optimized.
【0014】ここで、圧電素子の大きさや物性等につい
ては設計事項であり、計測する環境に応じて適宜変更可
能である。一定範囲内の塑性変形を加えた後、加熱によ
り或いは加熱なしにその形状が元の状態に復元する性質
を有する合金とは、いわゆる一般に形状記憶合金または
超弾性合金と呼ばれるものである。形状記憶合金は、予
め与えられたある特定の形状のものを塑性変形させたも
のが、加熱時における相変態によって元の形状に戻る性
質を有する合金であって、例えば、Ti−Ni系合金或
いは、Cu−Al−Ni系合金などがある。請求項3記
載の発明は、請求項1又は請求項2記載の弾性波速度計
測装置を用いた弾性波速度計測方法であって、前記合金
バネに塑性変形を加えて、前記センサー部の外径を縮径
する第1の工程と、前記センサー部を溝孔内の所定の位
置に挿入する第2の工程と、前記合金バネの復元力によ
り溝孔の孔壁に合金バネを押し付けて固定する第3の工
程と、を有していることを特徴としている。請求項3記
載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明と同様の
効果が得られる。 Here, the size, physical properties, and the like of the piezoelectric element are design items, and can be appropriately changed according to the measurement environment. An alloy having the property of restoring its shape to its original state with or without heating after plastic deformation within a certain range is a so-called shape memory alloy or superelastic alloy. A shape memory alloy is an alloy obtained by plastically deforming a given shape in a predetermined shape, and having a property of returning to an original shape by phase transformation at the time of heating, for example, a Ti-Ni alloy or , Cu-Al-Ni alloys and the like. Claim 3
The invention described above is an elastic wave velocity meter according to claim 1 or 2.
An elastic wave velocity measuring method using a measuring device, wherein the alloy
The outer diameter of the sensor part is reduced by applying plastic deformation to the spring.
A first step of positioning the sensor section in a predetermined position in the slot.
And a restoring force of the alloy spring.
The third process of fixing the alloy spring by pressing it against the hole wall of the slot
, And is characterized by having. Claim 3
According to the invention described above, the same as the invention of claim 1 or 2 is provided.
The effect is obtained.
【0015】請求項4記載の発明は、請求項1又は請求
項2記載の弾性波速度計測装置を用いた弾性波速度計測
方法であって、岩盤を削孔する削孔手段を用いて第1の
溝孔を形成後、第2の溝孔を形成する前に、前記第1の
溝孔内に1個又は複数個の前記センサー部を挿入して設
置する第1の工程と、次いで、前記削孔手段を用いて第
2の溝孔を形成するとともに、前記削孔手段が削孔する
際に発生する弾性波速度を前記第1の溝孔内に設置され
た1個又は複数個の前記センサー部にて計測する第2の
工程と、次いで、前記第1の溝孔から1個又は複数個の
前記センサー部を回収して前記第2の溝孔内に回収され
た1個又は複数個の前記センサー部を挿入して設置する
第3の工程と、を有していることを特徴としている。According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an elastic wave velocity measuring method using the elastic wave velocity measuring device according to the first or second aspect, wherein the first method comprises the steps of: A first step of inserting and installing one or more of the sensor units in the first slot before forming the second slot after forming the slot of A second slot is formed by using a drilling unit, and the elastic wave velocity generated when the drilling unit drills is reduced by one or a plurality of the elastic waves installed in the first slot. A second step of measuring with a sensor unit, and then collecting one or more of the sensor units from the first slot and collecting one or more of the sensor units in the second slot And a third step of inserting and installing the sensor section.
【0016】請求項4記載の発明によれば、第1の工程
により、削孔手段によって岩盤が削孔されて第1の溝孔
が形成された後、第2の溝孔が形成される前に、第1の
溝孔内に1個又は複数個のセンサー部が挿入されて設置
され、次いで、第2の工程により、削孔手段によって第
2の溝孔が形成されるとともに、削孔手段が岩盤を削孔
する際に発生する弾性波速度が溝孔内に設置された1個
又は複数個のセンサー部にて計測され、次いで、第3の
工程により、第1の溝孔から1個又は複数個のセンサー
部が回収され、第2の溝孔内に回収された1個又は複数
個のセンサー部が挿入されて設置される。従って、調査
用の溝孔を削孔すると同時に削工事に発生する弾性波を
利用して弾性波速度に計測も出来ることとなって、別に
弾性波発生手段を設ける必要がなくコスト削減が図れる
とともに、弾性波計測時間も短縮させることが出来る。According to the fourth aspect of the present invention, in the first step, after the rock is drilled by the drilling means to form the first slot and before the second slot is formed. And one or more sensor portions are inserted and installed in the first slot, and then, in a second step, the second slot is formed by the drilling means, The velocity of elastic waves generated when drilling rock is measured by one or a plurality of sensor units installed in the slot, and then, in the third step, one of the one from the first slot is measured. Alternatively, a plurality of sensor units are collected, and one or a plurality of collected sensor units are inserted and installed in the second slot. Therefore, it is possible to measure the elastic wave velocity using the elastic wave generated in the drilling work at the same time as drilling the slot for the survey, and it is not necessary to provide a separate elastic wave generating means, and the cost can be reduced. Also, the elastic wave measurement time can be shortened.
【0017】また、例えば、トンネルの場合、第3の工
程実施後、第2の工程と第3の工程をトンネルの全断面
で繰り返すことにより、トンネル全断面を取り巻く弾性
波速度の分布調査を作業効率よく、しかも低コストで実
施することが出来るとともに、この分布を解析すること
によって、トンネル周囲領域の地山の物性を明らかにさ
せることが出来る。For example, in the case of a tunnel, after the third step is performed, the second step and the third step are repeated for the entire cross section of the tunnel, so that the distribution of elastic wave velocities surrounding the entire section of the tunnel is investigated. It can be performed efficiently and at low cost, and by analyzing this distribution, it is possible to clarify the physical properties of the ground around the tunnel.
【0018】[0018]
【発明の実施の形態】以下、図を参照して本発明に係る
弾性波速度計測装置及び弾性波速度計測方法の実施の形
態を詳細に説明する。まず、弾性波速度計測装置の構成
について図1と図2を用いて説明する。図1は、本発明
に係る弾性波速度計測装置のセンサー部をボアホールの
孔壁に設置した場合のボアホールの側面図であり、図2
は、同正面図である。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of an elastic wave velocity measuring apparatus and an elastic wave velocity measuring method according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. First, the configuration of the elastic wave velocity measuring device will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a side view of a borehole when a sensor unit of the elastic wave velocity measuring device according to the present invention is installed on a hole wall of the borehole.
FIG.
【0019】図1及び図2に示す弾性波速度計測装置1
は、中空部11aを有する中空パイプ11と、該中空パ
イプ11を連結させる継手12と、前記中空パイプ11
の一部の周囲を覆うようにして設けられ、前記中空パイ
プ11の長手方向に沿って移動可能な可動バンド13,
13と、隣り合う2つの前記可動バンド13,13に両
端部が結合された合金バネ14,14と、前記合金バネ
14,14の内側面に取り付けられたセンサーとしての
圧電素子15,15等からなるセンサー部10を有し、
これに前記圧電素子15、15とリード線16,16を
介して接続されたパーソナルコンピュータ(図示省略)
などを付加したものから概略構成されている。The elastic wave velocity measuring device 1 shown in FIGS. 1 and 2
Is a hollow pipe 11 having a hollow portion 11a, a joint 12 connecting the hollow pipe 11, and the hollow pipe 11
The movable band 13 is provided so as to cover the periphery of a part of the movable pipe 13 and is movable along the longitudinal direction of the hollow pipe 11.
13, alloy springs 14, 14 having both ends coupled to two adjacent movable bands 13, 13, and piezoelectric elements 15, 15, etc., serving as sensors attached to inner surfaces of the alloy springs 14, 14. Having a sensor unit 10
A personal computer (not shown) connected to the piezoelectric elements 15 and 15 via lead wires 16 and 16
It is roughly configured from the ones with the addition.
【0020】前記中空パイプ11は、例えば、角型の金
属製パイプであって、その中空部11a(図2)に前記
圧電素子15,15と接続された前記リード線16,1
6等を通すことが出来るようになっている。なお、前記
中空パイプ11の形状は角型以外の円型のものであって
もよいし、それ以外の形状でもよい。また、前記中空パ
イプ11の外径はボアホール100の中に入るものであ
ればどのようなものでもよく、長さも適宜変更可能であ
る。The hollow pipe 11 is, for example, a square metal pipe, and the lead wires 16, 1 connected to the piezoelectric elements 15, 15 in the hollow portion 11a (FIG. 2).
6 and so on. The shape of the hollow pipe 11 may be a circular shape other than a square shape, or may be other shapes. The outer diameter of the hollow pipe 11 may be any as long as it can enter the borehole 100, and the length can be changed as appropriate.
【0021】前記可動バンド13,13は、前記合金バ
ネ14,14の両端部を前記中空パイプ11に固定する
部材である。そして、前記可動バンド13,13は、例
えば、ゴムなどで出来ていて、前記中空パイプ11の長
手方向に沿って移動出来るようになっている。これによ
って、例えば、隣合う前記可動バンド13,13の幅を
前記溝孔100の径に合わせて伸縮出来るようになって
いて、前記合金バネ14の撓みの高さを調節することに
より、前記孔壁100aの押し付け力が弱すぎたり、強
すぎてM型の形状になることがないよう適正化が図られ
ている。なお、可動バンド13と中空パイプ11との固
定は、上記ゴム以外にネジ止めなどでもよい。The movable bands 13, 13 are members for fixing both ends of the alloy springs 14, 14 to the hollow pipe 11. The movable bands 13, 13 are made of, for example, rubber or the like, and can move along the longitudinal direction of the hollow pipe 11. Thereby, for example, the width of the adjacent movable bands 13 and 13 can be expanded and contracted in accordance with the diameter of the slot 100, and the height of the bending of the alloy spring 14 is adjusted to adjust the width of the hole. The wall 100a is optimized so that the pressing force of the wall 100a is not too weak or too strong and does not have an M-shaped shape. Note that the movable band 13 and the hollow pipe 11 may be fixed by screws or the like in addition to the rubber.
【0022】前記合金バネ14,14は、いわゆる超弾
性合金から出来ていて、例えば、チタン(Ti)とニッ
ケル(Ni)が約50%の組成のものを用いる。この合
金バネ14,14は、例えば、図3に示すように、高さ
hを有する前記合金バネ14(実線部)を一旦上方から
荷重を加えて△h分だけ塑性変形させた後(破線部)、
荷重を除去すると時間の経過とともに元の形状(実線
部)に戻る性質(超弾性効果)を有している。この超弾
性効果を利用することにより、例えば、図1に示すよう
に、予め前記合金バネ14に塑性変形を加えた後、ボア
ホール100に挿入した場合、前記合金バネ14の復元
力(元の形状に戻ろうとする力)により、ボアホール1
00の孔壁100aに前記合金バネ14が押し付けら
れ、前記センサー部10がボアホール100の孔壁10
0aに固定されるようになっている。The alloy springs 14, 14 are made of a so-called superelastic alloy, and have a composition of about 50% titanium (Ti) and nickel (Ni), for example. For example, as shown in FIG. 3, the alloy springs 14 and 14 are formed by applying a load from above to the alloy spring 14 having a height h (solid line portion) and plastically deforming the alloy spring 14 by Δh (broken line portion). ),
When the load is removed, it has the property of returning to the original shape (solid line portion) over time (superelastic effect). By utilizing this superelastic effect, for example, as shown in FIG. 1, when the alloy spring 14 is plastically deformed in advance and then inserted into the bore hole 100, the restoring force of the alloy spring 14 (the original shape) Force to return to the borehole 1
00, the alloy spring 14 is pressed against the hole wall 100a of the bore hole 100.
0a.
【0023】ここで、前記ボアホール100の孔壁10
0aに押し付ける合金バネ14の押し付け力について図
5と図6を用いて説明する。図5は合金バネの変位と押
付力との関係を示した散布図であり、図中において、
「○」は、前記可動バンド間距離L=6cm、△h=
1.6cm、合金バネの幅W=10mmの場合のデータ
であり、「□」は、L=6cm、△h=1.8cm、W
=10mm、「●」は、L=6cm、△h=2.0c
m、W=10mm、「△」は、L=7cm、△h=2.
0cm、W=10mmの場合のデータを示したものであ
る。図6は、「●」のL=6cm、△h=2.0cm、
W=10mmにおいて、孔壁にかかる合金バネの圧力と
初期到達出力との関係を示した散布図である。図5に示
すように、いずれの場合においても、合金バネ14の変
位が小さいところでは押付力の変化の勾配が大きく、変
位が大きくなるにつれて押付力の変化は緩やかになって
いる。ここで、弾性波速度を正確に計測するためには、
所定値以上の安定した初期到達出力を得る必要があり、
そのためには、合金バネ14の押付力を適正な範囲にし
なければならない。即ち、合金バネ14の押付力が弱い
と、初期到達出力の変化が大きく、また、合金バネ14
の押付力が強すぎると、合金バネ14が変形してしまう
おそれがあるためである。従って、本実施の形態に示す
合金バネ14においては、図6に示すように、圧力(押
付力)が10N〜20Nの範囲内にしなければならな
い。そして、そのためには、合金バネ14の変位量の範
囲を圧力(押付力)が10N〜20Nの範囲内に入る範
囲としなければならない。具体的には、図5に示すよう
に、変位量としては、約2mm〜6mm程度が望まし
く、合金バネ14の寸法条件としては、「●」の条件が
他の条件よりもより高変位まで押付力の最適範囲を満足
しているので望ましい。なお、この適正な押し付け力或
いは変位量についても設計事項であり、センサーの種類
やボアホールの形状等によって適正な範囲が変更され
る。The hole wall 10 of the bore hole 100
The pressing force of the alloy spring 14 pressing on 0a will be described with reference to FIGS. FIG. 5 is a scatter diagram showing the relationship between the displacement of the alloy spring and the pressing force.
“○” indicates that the distance between the movable bands L = 6 cm, Δh =
1.6 cm, data of alloy spring width W = 10 mm, “□” indicates L = 6 cm, Δh = 1.8 cm, W
= 10mm, "●" means L = 6cm, Δh = 2.0c
m, W = 10 mm, “△” means L = 7 cm, Δh = 2.
The data when 0 cm and W = 10 mm are shown. FIG. 6 shows that “●” has L = 6 cm, Δh = 2.0 cm,
FIG. 9 is a scatter diagram showing the relationship between the pressure of the alloy spring applied to the hole wall and the initial output when W = 10 mm. As shown in FIG. 5, in any case, the gradient of the change in the pressing force is large where the displacement of the alloy spring 14 is small, and the change in the pressing force becomes gentle as the displacement increases. Here, in order to accurately measure the elastic wave velocity,
It is necessary to obtain a stable initial arrival output equal to or higher than a predetermined value,
For this purpose, the pressing force of the alloy spring 14 must be within an appropriate range. That is, when the pressing force of the alloy spring 14 is weak, the change in the initial attained output is large, and
If the pressing force is too strong, the alloy spring 14 may be deformed. Therefore, in the alloy spring 14 shown in the present embodiment, as shown in FIG. 6, the pressure (pressing force) must be in the range of 10N to 20N. For that purpose, the range of the displacement amount of the alloy spring 14 must be a range in which the pressure (pressing force) falls within the range of 10N to 20N. Specifically, as shown in FIG. 5, the displacement amount is preferably about 2 mm to 6 mm, and as the dimensional condition of the alloy spring 14, the condition of “●” is pressed to a higher displacement than other conditions. It is desirable because it satisfies the optimal range of force. The appropriate pressing force or displacement is also a matter of design, and the appropriate range is changed depending on the type of sensor, the shape of the borehole, and the like.
【0024】前記圧電素子15は、圧力を電圧に変換さ
せる素子である。大きさは、例えば、約3mm角程度で
あり、物性として、共振周波数は500kHz、周波数
帯域は100Hzから1kHz等を有する。そして、こ
の圧電素子15は、前記合金バネ14の内側の面に接着
剤等により固定されている。なお、上記寸法及び物性は
設計事項であり、適宜変更可能である。The piezoelectric element 15 is an element for converting pressure into voltage. The size is, for example, about 3 mm square, and the physical properties include a resonance frequency of 500 kHz and a frequency band of 100 Hz to 1 kHz. The piezoelectric element 15 is fixed to the inner surface of the alloy spring 14 with an adhesive or the like. The above dimensions and physical properties are design items and can be changed as appropriate.
【0025】また、前記圧電素子15に接続された前記
リード線16は、パーソナルコンピュータ(図示省略)
に組み込まれたA/D変換ボード(図示省略)と接続さ
れ、前記圧電素子15から送られたアナログ信号はA/
D変換ボード(図示省略)によってデジタル信号に変換
され、該デジタル信号はパーソナルコンピュータ(図示
省略)内の記憶装置(例えば、ハードディスク)に記憶
されるようになっている。また、前記リード線16には
ノイズを除去するためのハイパスフィルターとして1M
オームの抵抗(図示省略)が接続されている。なお、ハ
イパスフィルターの仕様は、設計事項であり、調査対象
やセンサー等に応じて適宜変更可能である。The lead 16 connected to the piezoelectric element 15 is connected to a personal computer (not shown).
The analog signal sent from the piezoelectric element 15 is connected to an A / D conversion board (not shown) incorporated in the
The digital signal is converted into a digital signal by a D conversion board (not shown), and the digital signal is stored in a storage device (for example, a hard disk) in a personal computer (not shown). The lead 16 has a 1M high-pass filter for removing noise.
An ohmic resistor (not shown) is connected. Note that the specifications of the high-pass filter are design items, and can be appropriately changed according to the investigation target, the sensor, and the like.
【0026】また、図4に示すトンネル50の周囲の岩
盤を削孔するために設けたボアホールA〜Iの配置を示
したトンネル断面図に示すように、前記中空パイプ11
と、前記可動バンド13,13と、前記合金バネ14,
14と、前記圧電素子15、15を1ユニットとして、
数ユニットが継手12により結合されたものがセンサー
部10としてボアホール100内に設置することも出来
るようになっている。Further, as shown in the sectional view of the tunnel showing the arrangement of boreholes A to I provided for drilling the rock around the tunnel 50 shown in FIG.
And the movable bands 13 and 13 and the alloy springs 14 and
14, and the piezoelectric elements 15, 15 as one unit,
The unit in which several units are connected by the joint 12 can be installed in the borehole 100 as the sensor unit 10.
【0027】次に、本発明に係る弾性波速度計測装置の
作用と効果について説明する。上記構成のセンサー固定
部材としての合金バネ14を用いることによりボアホー
ル100内にセンサー部10が固定されるが、その際、
センサー部10の合金バネ14を予め押しつぶして塑性
変形させてボアホール100(溝孔)内に入れると、時
間の経過とともに合金バネ14は元の形状に戻る性質を
有しているので、合金バネ14が孔壁100aを押し付
けるように作用させることが出来ることとなってボアホ
ール100内にセンサー部10を容易且つ確実に固定す
ることが出来る。即ち、合金バネ14の形状の復元作用
により、孔壁100aを内側から外側に向かって押し付
ける力が働いて、一定以上の押し付け力を得ることが出
来ることとなって、センサー部10をボアホール100
内に容易且つ確実に固定することが出来るとともに、ボ
アホール100内から引き抜くことも容易である。Next, the operation and effect of the elastic wave velocity measuring device according to the present invention will be described. The sensor part 10 is fixed in the borehole 100 by using the alloy spring 14 as the sensor fixing member having the above configuration.
When the alloy spring 14 of the sensor unit 10 is crushed in advance and plastically deformed and put into the bore hole 100 (slot), the alloy spring 14 has a property of returning to the original shape over time. Can press the hole wall 100a so that the sensor unit 10 can be easily and reliably fixed in the borehole 100. That is, by the restoring action of the shape of the alloy spring 14, a force for pressing the hole wall 100a from the inside to the outside acts, and a pressing force of a certain level or more can be obtained.
It can be easily and reliably fixed in the inside, and can be easily pulled out of the bore hole 100.
【0028】また、センサーとして用いられる圧電素子
15が合金バネ14の内面側に設けられているので、ボ
アホール100の孔壁100aに伝播された弾性波が合
金バネ14を介してこの圧電素子15に伝わって弾性波
速度を計測させることが出来る。従って、従来、センサ
ーとして用いられた加速度計などと比べ、センサー部1
0を小型化することが出来ることととなって、よりボア
ホール100を小さくさせることが出来るとともに、一
本のボアホール100内に複数(例えば、3つ)のセン
サーを取り付けることが出来て弾性波速度の計測時間を
短縮させることが出来る。Further, since the piezoelectric element 15 used as a sensor is provided on the inner surface side of the alloy spring 14, the elastic wave propagated to the hole wall 100a of the bore hole 100 is applied to the piezoelectric element 15 via the alloy spring 14. It can be transmitted to measure the elastic wave velocity. Therefore, as compared with an accelerometer or the like conventionally used as a sensor, the sensor unit 1
0 can be made smaller, the borehole 100 can be made smaller, and a plurality of (for example, three) sensors can be mounted in one borehole 100, and the elastic wave velocity can be reduced. Measurement time can be shortened.
【0029】次に、前記弾性波速度計測装置1を用い
て、トンネル50の周囲の岩盤の弾性波速度を計測する
方法について図4を用いて説明する。まず、削孔手段と
してのホイールジャンボ(図示省略)により岩盤を削孔
して第1の溝孔としてのボアホールAを形成後、第2の
溝孔としてのボアホールBを形成する前に、前記ボアホ
ールA内に前記弾性波速度計測装置1のセンサー部10
を挿入して設置する(第1の工程)。Next, a method of measuring the elastic wave velocity of the rock around the tunnel 50 using the elastic wave velocity measuring device 1 will be described with reference to FIG. First, after the rock is drilled with a wheel jumbo (not shown) as a drilling means to form a borehole A as a first slot, the borehole is formed before forming a borehole B as a second slot. A, the sensor unit 10 of the elastic wave velocity measuring device 1
Is inserted and installed (first step).
【0030】次いで、前記ホイールジャンボ(図示省
略)を用いてボアホールBを形成するとともに、前記ホ
イールジャンボ(図示省略)が岩盤を削孔する際に発生
する弾性波を前記センサー部10の圧電素子15が前記
合金バネ14を介してアナログ信号として捉え、その弾
性波に基づいて発生したアナログ信号がリード線16を
通ってパーソナルコンピュータ(図示省略)に入力さ
れ、入力されたアナログ信号はパーソナルコンピュータ
(図示省略)内のA/D変換器(図示省略)でデジタル
信号に変換され、その後、記憶装置(図示省略)に記憶
される(第2の工程)。次いで、前記ボアホールAから
前記センサー部10を回収して前記ボアホールB内に前
記センサー部を挿入して設置する(第3の工程)。Next, a borehole B is formed using the wheel jumbo (not shown), and an elastic wave generated when the wheel jumbo (not shown) drills a rock is applied to the piezoelectric element 15 of the sensor unit 10. Is captured as an analog signal through the alloy spring 14, an analog signal generated based on the elastic wave is input to a personal computer (not shown) through a lead wire 16, and the input analog signal is input to the personal computer (not shown). The digital signal is converted into a digital signal by an A / D converter (not shown) in the (omitted), and then stored in a storage device (not shown) (second step). Next, the sensor unit 10 is collected from the borehole A, and the sensor unit is inserted and installed in the borehole B (third step).
【0031】そして、前記ホイールジャンボ(図示省
略)を用いてボアホールCを形成するとともに、前記ホ
イールジャンボ(図示省略)が岩盤を削孔する際に発生
する弾性波を前記ボアホールB内に設置された前記セン
サー部10の圧電素子15が前記合金バネ14を介して
アナログ信号として捉え、その弾性波に基づいて発生し
たアナログ信号がリード線16を通ってパーソナルコン
ピュータ(図示省略)に入力され、入力されたアナログ
信号はパーソナルコンピュータ(図示省略)内のA/D
変換器(図示省略)でデジタル信号に変換され、その
後、記憶装置(図示省略)に記憶される。A borehole C was formed using the wheel jumbo (not shown), and an elastic wave generated when the wheel jumbo (not shown) drilled rock was installed in the borehole B. The piezoelectric element 15 of the sensor section 10 captures an analog signal via the alloy spring 14 as an analog signal, and an analog signal generated based on the elastic wave is input to a personal computer (not shown) through a lead 16 and is input. A / D in a personal computer (not shown)
The signal is converted into a digital signal by a converter (not shown) and then stored in a storage device (not shown).
【0032】このように、順次、第2の工程と第3の工
程を繰り返して実施することによりボアホールC〜I内
の弾性波速度を計測することが出来る。より具体的に説
明すると、例えば、1ユニットのセンサー部10は約5
0cmからなり、数ユニットを接続させて数mの長いセ
ンサー部10とする。そして、4mのセンサー部10と
すれば、1断面で上下左右4個、8断面の計32個の計
測が可能である。そして、このセンサー部10を図4に
示すような状態でボアホールBに設置する。このセンサ
ー部10から伸びるリード線16は、パーソナルコンピ
ュータ(図示省略)に組み込んだA/D変換ボード(図
示省略)に接続され、前記センサー部10の圧電素子1
5により発生したアナログ信号はデジタル変換されてパ
ーソナルコンピュータ(図示省略)に記憶される。前記
センサー部10の取付、取り外しに要する時間を15分
以下にすることが出来る。As described above, by repeating the second step and the third step sequentially, it is possible to measure the elastic wave velocities in the bore holes C to I. More specifically, for example, one unit of the sensor unit 10 is about 5
The sensor unit 10 is made of 0 cm, and several units are connected to form a long sensor unit 10 of several meters. If the sensor unit 10 has a length of 4 m, it is possible to measure a total of 32 in eight cross-sections, four in four directions in one cross section. Then, the sensor unit 10 is installed in the borehole B in a state as shown in FIG. A lead wire 16 extending from the sensor section 10 is connected to an A / D conversion board (not shown) incorporated in a personal computer (not shown), and the piezoelectric element 1 of the sensor section 10 is connected.
The analog signal generated by 5 is digitally converted and stored in a personal computer (not shown). The time required for attaching and detaching the sensor unit 10 can be reduced to 15 minutes or less.
【0033】以上説明した弾性波速度計測方法によれ
ば、調査用のボアホール100を削孔すると同時に削孔
時に発生する弾性波を利用して弾性波速度の計測も出来
ることとなって、別に弾性波発生手段(例えば、雷管、
爆薬、或いはハンマーなど)を設ける必要がなくコスト
低減が図れるとともに、弾性波計測時間も短縮させるこ
とが出来る。また、例えば、トンネル50の場合、第3
の工程実施後、第2の工程と第3の工程をトンネル50
の全断面で繰り返すことにより、トンネル全断面を取り
巻く弾性波速度の分布調査を作業効率よく、しかも低コ
ストで実施することが出来るとともに、この分布を解析
することによって、トンネル周囲領域の地山の物性を明
らかにさせることが出来る。According to the elastic wave velocity measuring method described above, the elastic wave velocity can be measured by utilizing the elastic wave generated at the time of drilling the borehole 100 for investigation, and the elastic wave velocity can be measured separately. Wave generation means (for example, primer,
It is not necessary to provide an explosive or a hammer), so that the cost can be reduced and the elastic wave measurement time can be shortened. For example, in the case of the tunnel 50, the third
After performing the step, the second step and the third step are performed in the tunnel 50.
It is possible to carry out an investigation of the distribution of elastic wave velocities surrounding the entire cross section of the tunnel efficiently and at low cost by repeating the entire cross section of the tunnel. Physical properties can be clarified.
【0034】なお、上記実施の形態では、センサー固定
部材として超弾性合金を用いているが、形状記憶合金で
もよく、この場合センサー固定部材を加熱する加熱手段
を別途設ける必要がある場合がある。加熱手段として
は、例えば、前記中空パイプ11の中空部にニクロム線
等を配置させるようにしてもよいし、中空パイプ11を
直接加熱するようなものであってもよい。In the above embodiment, a superelastic alloy is used as the sensor fixing member. However, a shape memory alloy may be used. In this case, a heating means for heating the sensor fixing member may need to be separately provided. As the heating means, for example, a nichrome wire or the like may be arranged in the hollow portion of the hollow pipe 11, or a means for directly heating the hollow pipe 11 may be used.
【0035】[0035]
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば、合金バネ
により溝孔内にセンサー部が固定されるが、その際、セ
ンサー部の合金バネを予め押しつぶして塑性変形させて
溝孔内に入れると、時間の経過とともに合金バネは元の
形状に戻る性質を有しているので、合金バネが孔壁を押
し付けるように作用させることが出来ることとなって溝
孔内に弾性波速度計測装置を容易且つ確実に固定するこ
とが出来るとともに、溝孔内から引き抜くことも容易で
ある。また、可動バンドによって、合金バネの撓み量が
調整出来るので、孔壁への押し付け力の適正化が図れ
る。 According to the first aspect of the present invention, the sensor portion is fixed in the slot by the alloy spring. At this time, the alloy spring of the sensor portion is crushed in advance and is plastically deformed, so that the alloy spring is formed in the slot. When inserted, the alloy spring has the property of returning to its original shape over time, so that the alloy spring can act to press the hole wall, and the elastic wave velocity measuring device Can be easily and reliably fixed, and can be easily pulled out from the inside of the slot. In addition, the amount of bending of the alloy spring is reduced by the movable band.
Adjustable to optimize the pressing force against the hole wall
You.
【0036】請求項2記載の発明によれば、合金バネに
より溝孔内にセンサー部が固定されるが、その際、セン
サー部の合金バネを予め押しつぶして塑性変形させて溝
孔内に入れると、加熱或いは時間の経過とともに合金バ
ネは元の形状に戻る性質を有しているので、合金バネが
孔壁を押し付けるように作用させることが出来ることと
なって、溝孔内にセンサー部を容易且つ確実に固定する
ことが出来る。加えて、センサーとして用いられる圧電
素子が合金バネの内面側に設けられているので、溝孔の
孔壁に伝播された弾性波が合金バネを介してこの圧電素
子に伝わって弾性波速度を計測することが出来る。従っ
て、従来、センサーとして用いられた加速度計などと比
べ、センサー部を小型化することが出来ることととなっ
て、より溝孔を小さくさせることが出来るとともに、一
本の溝孔内に複数のセンサーを取り付けることが出来て
弾性波速度の計測時間を短縮させることが出来る。請求
項3記載の発明によれば、請求項1又は2記載の発明と
同様の効果が得られる。 According to the second aspect of the present invention, the sensor portion is fixed in the slot by the alloy spring. At this time, the alloy spring of the sensor portion is plastically deformed by being crushed in advance and put into the slot. Since the alloy spring has the property of returning to its original shape over time or over time, the alloy spring can act to press the hole wall, and the sensor part can be easily placed in the slot. And it can be fixed securely. In addition, since the piezoelectric element used as a sensor is provided on the inner surface side of the alloy spring, the elastic wave propagated to the hole wall of the slot is transmitted to this piezoelectric element via the alloy spring to measure the elastic wave velocity You can do it. Therefore, as compared with an accelerometer or the like conventionally used as a sensor, the sensor unit can be downsized, the slot can be made smaller, and a plurality of slots can be provided in one slot. A sensor can be attached and the measurement time of elastic wave velocity can be shortened. Claim
According to the invention described in claim 3, the invention described in claim 1 or 2 and
Similar effects can be obtained.
【0037】請求項4記載の発明によれば、第1の工程
により、削孔手段によって岩盤が削孔されて第1の溝孔
が形成された後、第2の溝孔が形成される前に、第1の
溝孔内に1個又は複数個のセンサー部が挿入されて設置
され、次いで、第2の工程により、削孔手段によって第
2の溝孔が形成されるとともに、削孔手段が岩盤を削孔
する際に発生する弾性波速度が溝孔内に設置された1個
又は複数個のセンサー部にて計測され、次いで、第3の
工程により、第1の溝孔から1個又は複数個のセンサー
部が回収され、第2の溝孔内に回収された1個又は複数
個のセンサー部が挿入されて設置される。従って、調査
用の溝孔を削孔すると同時に削工事に発生する弾性波を
利用して弾性波速度に計測も出来ることとなって、別に
弾性波発生手段を設ける必要がなくコスト削減が図れる
とともに、弾性波計測時間も短縮させることが出来る。 According to the fourth aspect of the present invention, the first step
The rock is drilled by the drilling means,
After the formation of the first slot and before the formation of the second slot,
One or more sensor parts are inserted and installed in the slot
Then, in the second step, the second step is performed by the drilling means.
2 slots are formed and drilling means drills rock
The velocity of the elastic wave generated at the time of
Or it is measured by a plurality of sensor units, and then the third
One or more sensors from the first slot depending on the process
One or more of the parts collected and recovered in the second slot
The sensor units are inserted and installed. Therefore, the survey
The elastic waves generated in the drilling work at the same time
It will also be possible to measure elastic wave velocity using
It is not necessary to provide an elastic wave generating means, and cost reduction can be achieved.
At the same time, the elastic wave measurement time can be shortened.
【図1】本発明に係る弾性波速度計測装置のセンサー部
をボアホールの孔壁に設置した場合のボアホールの側面
図である。FIG. 1 is a side view of a borehole when a sensor unit of the elastic wave velocity measuring device according to the present invention is installed on a hole wall of the borehole.
【図2】本発明に係る弾性波速度計測装置のセンサー部
をボアホールの孔壁に設置した場合のボアホールの正面
図である。FIG. 2 is a front view of a borehole when a sensor unit of the elastic wave velocity measuring device according to the present invention is installed on a hole wall of the borehole.
【図3】本発明に係る合金バネの側面図である。FIG. 3 is a side view of the alloy spring according to the present invention.
【図4】トンネルの周囲の岩盤を削孔するために設けた
ボアホールの配置を示したトンネル断面図である。FIG. 4 is a sectional view of a tunnel showing an arrangement of boreholes provided for drilling rock around the tunnel.
【図5】合金バネの変位と押付力との関係を示した散布
図である。FIG. 5 is a scatter diagram showing the relationship between the displacement of the alloy spring and the pressing force.
【図6】L=7cm、△h=2.0cm、W=10mm
において、孔壁にかかる合金バネの圧力と初期到達出力
との関係を示した散布図である。FIG. 6: L = 7 cm, Δh = 2.0 cm, W = 10 mm
FIG. 3 is a scatter diagram showing the relationship between the pressure of the alloy spring applied to the hole wall and the initial output.
【図7】ボアホール内に無収縮モルタルともにセンサー
を埋め込んで固定する方法を模式的に示したボアホール
断側面図である。FIG. 7 is a cross-sectional side view of a borehole schematically showing a method of embedding and fixing a sensor together with a non-shrinkable mortar in the borehole.
【図8】エアバッグを用いて孔壁に固定する方法を模式
的に示したボアホール断側面図である。FIG. 8 is a cross-sectional side view of a borehole schematically showing a method of fixing to a hole wall using an airbag.
【図9】板バネを用いて孔壁に固定する方法を模式的に
示したボアホール断側面図である。FIG. 9 is a cross-sectional side view of a borehole schematically illustrating a method of fixing to a hole wall using a leaf spring.
【図10】鋼製のケーシングを用いて孔壁に固定する方
法を模式的に示したボアホール断側面図である。FIG. 10 is a cross-sectional side view of a borehole schematically illustrating a method of fixing to a hole wall using a steel casing.
【符号の説明】 1 弾性波速度計測装置 10 センサー部 14 合金バネ(センサー固定部材) 15 圧電素子(センサー) 100 ボアホール(溝孔) 100a 孔壁[Description of Signs] 1 elastic wave velocity measuring device 10 sensor unit 14 alloy spring (sensor fixing member) 15 piezoelectric element (sensor) 100 bore hole (slot) 100a hole wall
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 平田 篤夫 熊本県熊本市岡田町14−17 (72)発明者 金子 勝比古 北海道札幌市中央区南9条西17丁目1番 22 第2九条シャトー桂和402 (72)発明者 山内 清 宮城県仙台市太白区郡山6丁目7番1号 株式会社トーキン 電子材料事業本部 内 (56)参考文献 特開 昭57−192640(JP,A) 特開 昭62−684(JP,A) 特開 昭60−53234(JP,A) 特開 昭62−108182(JP,A) 実開 昭52−26601(JP,U) 実開 平4−134372(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01H 5/00 E21D 9/00 G01V 1/00 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuing on the front page (72) Inventor Atsuo Hirata 14-17 Okada-cho, Kumamoto-shi, Kumamoto (72) Inventor Katsuko Kaneko 17-1-22 Minami 9-Jo Nishi, Chuo-ku, Sapporo, Hokkaido 22nd Article 29 Chateau 402 (72) Inventor Kiyoshi Yamauchi 6-7-1, Koriyama, Taishiro-ku, Sendai City, Miyagi Prefecture Tokin Corporation Electronic Materials Division (56) References JP-A-57-192640 (JP, A) JP-A Sho 62-684 (JP, A) JP-A-60-53234 (JP, A) JP-A-62-108182 (JP, A) JP-A 52-26601 (JP, U) JP-A 4-134372 (JP, A) U) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G01H 5/00 E21D 9/00 G01V 1/00
Claims (4)
て、被構築物の周囲の岩盤の良否を地中に設けた溝孔内
で弾性波速度を計測することにより行う弾性波速度計測
装置であって、 前記弾性波速度を計測可能なセンサーと前記溝孔の孔壁
に押し付けて、前記溝孔内に前記センサーを固定する超
弾性合金製の合金バネと、前記合金バネの撓み量を調整する可動バンドと、 を備えたセンサー部を有することを特徴とする弾性波速
度計測装置1. An elastic wave velocity measuring device for measuring the quality of rock around an object by measuring the elastic wave velocity in a groove provided in the ground in an underground civil engineering work such as a tunnel, A sensor capable of measuring the elastic wave velocity and an alloy spring made of a superelastic alloy for fixing the sensor in the slot by pressing against the hole wall of the slot, and a movable band for adjusting the amount of deflection of the alloy spring And an elastic wave velocity measuring device having a sensor unit having the following.
て、被構築物の周囲の岩盤の良否を地中に設けた溝孔内
で弾性波速度を計測することにより行う弾性波速度計測
装置であって、 前記弾性波速度を計測可能な圧電素子からなるセンサー
と前記溝孔の孔壁に押し付けて、前記溝孔内に前記セン
サーを固定する合金バネと、前記合金バネの撓み量を調整する可動バンドと、 を備えたセンサー部を有し、 前記合金バネは、一定範囲内の塑性変形を加えた後、加
熱により或いは加熱なしにその形状が元の状態に復元す
る性質を有する合金であり、 前記センサーは、前記合金バネの内面に取り付けられて
いることを特徴とする弾性波速度計測装置。2. An elastic wave velocity measuring device for measuring the quality of rock around a construction object by measuring an elastic wave velocity in a groove provided in the ground in an underground civil engineering work such as a tunnel, A sensor made of a piezoelectric element capable of measuring the elastic wave velocity and an alloy spring that presses against the hole wall of the slot to fix the sensor in the slot, and a movable band that adjusts the amount of deflection of the alloy spring. The alloy spring is an alloy having a property of returning its shape to an original state by heating or without heating after applying plastic deformation within a certain range, and Is attached to the inner surface of said alloy spring, The elastic wave velocity measuring device characterized by the above-mentioned.
計測装置を用いた弾性波速度計測方法であって、An elastic wave velocity measuring method using a measuring device, 前記合金バネに塑性変形を加えて、前記センサー部の外Plastic deformation of the alloy spring is applied to the outside of the sensor section.
径を縮径する第1の工程と、A first step of reducing the diameter, 前記センサー部を溝孔内の所定の位置に挿入する第2のA second step of inserting the sensor section into a predetermined position in the slot;
工程と、Process and 前記合金バネの復元力により溝孔の孔壁に合金バネを押The alloy spring is pressed against the hole wall of the slot by the restoring force of the alloy spring.
し付けて固定する第3の工程と、A third step of attaching and fixing; を有していることを特徴とする弾性波速度計測方法。An elastic wave velocity measuring method comprising:
計測装置を用いた弾性波速度計測方法であって、 岩盤を削孔する削孔手段を用いて第1の溝孔を形成後、
第2の溝孔を形成する前に、前記第1の溝孔内に1個又
は複数個の前記センサー部を挿入して設置する第1の工
程と、 次いで、前記削孔手段を用いて第2の溝孔を形成すると
ともに、前記削孔手段が削孔する際に発生する弾性波速
度を前記第1の溝孔内に設置された1個又は複数個の前
記センサー部にて計測する第2の工程と、 次いで、前記第1の溝孔から1個又は複数個の前記セン
サー部を回収して前記第2の溝孔内に回収された1個又
は複数個の前記センサー部を挿入して設置する第3の工
程と、 を有していることを特徴とする弾性波速度計測方法。4. An elastic wave velocity measuring method using the elastic wave velocity measuring device according to claim 1, wherein the first groove is formed using a drilling means for drilling a rock. ,
A first step of inserting and installing one or more of the sensor units in the first slot before forming the second slot; and A second slot is formed, and an elastic wave velocity generated when the drilling unit drills is measured by one or a plurality of the sensor units installed in the first slot. Step 2, and then, collecting one or more of the sensor units from the first slot and inserting one or more of the sensor units collected into the second slot. And a third step of installing the elastic wave velocity.
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| JPH11166857A JPH11166857A (en) | 1999-06-22 |
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- 1997-12-05 JP JP09335778A patent/JP3102856B2/en not_active Expired - Fee Related
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