JP3387006B2 - Sediment movement detection sensor for river embankment - Google Patents
Sediment movement detection sensor for river embankmentInfo
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Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、光ファイバによる
歪み分布を用いた河川堤防の土砂移動検出センサに係
り、特に、土砂の移動を精度良く検出する河川堤防の土
砂移動検出センサに関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sediment movement detection sensor for a river embankment using strain distribution by an optical fiber, and more particularly to a sediment movement detection sensor for a river embankment that accurately detects sediment movement. .
【0002】[0002]
【従来の技術】河川管理において堤防の崩壊や変形を発
見することは重要である。本出願人は、光ファイバケー
ブルを利用した分布型の歪みセンサを河川堤防に埋設
し、土砂の移動を光ファイバケーブルに生じる歪みから
検出する方法について検討しているものである。2. Description of the Related Art In river management, it is important to detect collapse and deformation of levees. The present applicant is studying a method of burying a distributed strain sensor using an optical fiber cable in a river bank and detecting the movement of sediment from the strain generated in the optical fiber cable.
【0003】光ファイバケーブルを利用した分布型の歪
みセンサについては、多種の特許が出願されている。そ
の中からいくつか代表的なものを述べる。Various patents have been applied for a distributed strain sensor using an optical fiber cable. Some typical ones will be described.
【0004】歪み検知センサ(特開平3-175328号公報)
では、光ファイバ素線を真直に張った状態で溝内に収納
する際に、所定の伸びを予め与えて光ファイバ素線に圧
縮歪みを加えることにより、低歪み量の検知を可能とす
る。Distortion detection sensor (JP-A-3-175328)
Then, when the optical fiber strand is straightly stretched and housed in the groove, a predetermined elongation is given in advance to apply compressive strain to the optical fiber strand, thereby enabling detection of a low strain amount.
【0005】歪み検知用センサ(特開平4-212004号公
報)では、一定周期で連続的に波状に曲げられた金属管
の中に光ファイバを収納することにより、光ファイバに
曲げを加えることができ且つ光伝送損失の変化を安定し
て検知可能とする。In the strain detecting sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 4-212004), the optical fiber can be bent by accommodating the optical fiber in a metal tube which is continuously bent in a wave pattern at a constant period. In addition, the change in optical transmission loss can be detected stably.
【0006】歪み測定用光ファイバケーブル(特開平7-
181021号公報)では、化学的に変化する物質をシース内
に充填することで、ケーブル敷設時は光ファイバ心線と
シースとのルース性を確保して光ファイバ心線に歪みが
加わらないようにし、敷設後は密着性が出るようにして
測定対象物の歪みを心線にそのまま伝えるようにして測
定対象物の歪みを正確に測定する。Optical fiber cable for strain measurement (JP-A-7-
181021), the sheath is filled with a substance that changes chemically so that the looseness between the optical fiber core and the sheath is ensured during cable laying so that no strain is applied to the optical fiber core. After the laying, the strain of the measuring object is accurately measured by transmitting the strain of the measuring object as it is to the core wire so that the adhesiveness is exhibited.
【0007】歪み検知用センサ(実開平2-120008号公
報)では、通常の光通信用ファイバとして用いられるナ
イロン被覆をした光ファイバ心線の単にナイロン被覆を
施していないものを採用し、所定の張力状態で中心部材
に縦添えして保護層により被覆して光ファイバ素線を固
定するようにしたから、特殊な光ファイバを用いる必要
がなく、簡単に低価格で歪み測定用光ファイバケーブル
を作ることが出来る。In the strain detecting sensor (Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-120008), a nylon-coated optical fiber core wire used as a normal optical communication fiber, which is not simply nylon-coated, is adopted, Since the optical fiber element wire is fixed by vertically attaching it to the central member under tension and covering it with a protective layer, it is not necessary to use a special optical fiber, and an optical fiber cable for strain measurement can be easily and inexpensively used. You can make it.
【0008】以上が代表的な光ファイバによる分布型歪
みセンサに関する代表的な従来技術である。The above is a typical prior art for a typical distributed strain sensor using an optical fiber.
【0009】[0009]
【発明が解決しようとする課題】分布型歪みセンサを河
川堤防の土砂移動検出センサに利用するには、以下の問
題点がある。There are the following problems in using the distributed strain sensor as a sediment movement detection sensor on a river embankment.
【0010】歪み検知用センサ(特開平3-175328号公
報)で述べられている歪みセンサ用ケーブルは、あらか
じめスペーサに0.1%程度の伸びを与えて光ファイバ
を布設する。この方法では製造工程が煩雑になり、長距
離のケーブル製造が困難である。また、スペーサと光フ
ァイバを樹脂で固定し、その後スペーサの伸びを元に戻
して光ファイバに圧縮歪みを与えるが、その際光ファイ
バに与えられる圧縮歪みは長さ方向にわたって不均一に
なる可能性があり、これでは光ファイバの長さ方向で歪
みの検出性能がばらつく結果になる。In the strain sensor cable described in the strain detecting sensor (Japanese Patent Laid-Open No. 3-175328), an optical fiber is laid in advance by giving the spacer about 0.1% elongation. This method complicates the manufacturing process and makes it difficult to manufacture a long-distance cable. Also, the spacer and the optical fiber are fixed with resin, and then the extension of the spacer is restored to give compressive strain to the optical fiber, but the compressive strain applied to the optical fiber at that time may be non-uniform over the length direction. This results in variations in strain detection performance in the length direction of the optical fiber.
【0011】歪み検知用センサ(特開平4-212004号公
報)で述べられている歪みセンサ用ケーブルは、光ファ
イバの曲げによる伝送損失の増加により歪みを検出する
ものであり、ある一点で局所的な歪みが加わった場合、
その箇所での伝送損失が大きくなり、そこから後のケー
ブルの測定が不可能になってしまう。例えば、堤防を1
0kmにわたって監視する目的でこのセンサケーブルを
敷設して測定を行った場合、最初の1kmのところで堤
防の変形が生じケーブルに歪みが加わると、残りの9k
mの部分はその時点で測定不可能となり、実用性に欠け
るシステムとなる。The strain sensor cable described in the strain detection sensor (Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-212004) detects strain due to an increase in transmission loss due to bending of an optical fiber. When the distortion is added,
The transmission loss increases at that point, making it impossible to measure the cable after that. For example, one embankment
When this sensor cable was laid and measured for the purpose of monitoring over 0 km, if the deformation of the embankment occurred at the first 1 km and the cable was distorted, the remaining 9 k
The part of m becomes unmeasurable at that time, resulting in a system lacking in practicality.
【0012】歪み分布測定用光ファイバケーブル(特開
平7-181021号公報)で述べられている歪みセンサ用ケー
ブルでは、光ファイバ心線とシースが密着しているた
め、測定対象物の歪みが光ファイバ心線に伝わりやすい
が、充填した樹脂が硬化した後にはケーブルの剛性が増
加し、堤防に敷設した場合に周囲の土砂の動きに追随し
にくくなる可能性がある。In the strain sensor cable described in the strain distribution measuring optical fiber cable (Japanese Patent Laid-Open No. 7-81021), since the optical fiber core wire and the sheath are in close contact, the strain of the measuring object is Although it is easily transmitted to the fiber core wire, the rigidity of the cable increases after the filled resin hardens, and it may be difficult to follow the movement of the surrounding sediment when it is laid on a dike.
【0013】歪み検知用センサ(実開平2-120008号公
報)で述べられているセンサ用ケーブルは、ナイロン被
覆していない光ファイバ心線を中心部材に縦添えし保護
層で被覆しただけのものであるが、この構造ではケーブ
ル敷設工事の際に光ファイバ心線が断線する可能性が非
常に高い。断線を防止するためには特殊な敷設工法と過
大な神経を払わなければならず、工程が煩雑になり実用
性に乏しい。The sensor cable described in the strain detecting sensor (Japanese Utility Model Laid-Open No. 2-120008) is a cable in which an optical fiber core wire not covered with nylon is vertically attached to a central member and covered with a protective layer. However, with this structure, there is a high possibility that the optical fiber core wire will be broken during cable laying work. In order to prevent disconnection, a special laying method and excessive nerves must be paid, which complicates the process and is not practical.
【0014】歪みセンサ用ケーブルの従来技術は、
1)ケーブルに微小な曲げを与えてケーブルに加わった
歪みにより光ファイバ心線にマイクロベンドロスを与
え、そのマイクロベンドロスを光ファイバ損失測定器
(OTDR)で測定する方法と、
2)ケーブル保護層と内在する光ファイバ心線とが一体
化するようにケーブル内部構造を工夫したものを使用
し、光ファイバ心線に加わる歪みを光ファイバ歪み分布
測定器で測定する方法との二つに大別できる。The prior art of the strain sensor cable is as follows: 1) A minute bend is applied to the cable to give a microbend loss to the optical fiber core wire by the strain applied to the cable, and the microbend loss is measured by an optical fiber loss measuring instrument ( OTDR) and 2) a cable internal structure is devised so that the cable protection layer and the existing optical fiber core are integrated, and the strain applied to the optical fiber core is distributed. It can be roughly divided into two methods: measuring with a measuring instrument.
【0015】光ファイバ損失測定器で測定する方法のも
のは、ある一点に歪みが加わった場合、その点で光ファ
イバ損失が増加し、残りの敷設部分を測定できないとい
う欠点がある。光ファイバ歪み分布測定器で測定する従
来の方法のものは、特に河川堤防などの土壌が比較的柔
らかい場所に敷設した場合、周辺土砂が変位または移動
してもケーブルがその移動に追随せず、周りの土砂のみ
が移動してしまい、ケーブルに歪みが加わらず、土砂の
変位または移動を検出できないという欠点がある。The method of measuring with the optical fiber loss measuring device has a drawback that when a strain is applied to a certain point, the optical fiber loss increases at that point and the remaining laid portion cannot be measured. The conventional method of measuring with an optical fiber strain distribution measuring device, especially when the soil is laid in a relatively soft place such as a river embankment, even if the surrounding sediment is displaced or moved, the cable does not follow the movement, There is a drawback that only the surrounding sediment moves, the cable is not distorted, and the displacement or movement of the sediment cannot be detected.
【0016】[0016]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、河川堤防の土砂中に、河川堤防に沿わせて
延出された光ファイバケーブルを埋設すると共にこの光
ファイバケーブルの側部に連結したおもりを埋設し、上
記光ファイバケーブルに加わる伸び歪みの分布をブリル
アン散乱光の周波数シフト量と時間遅れとから測定する
測定器を設け、この歪み分布に基づき河川堤防の土砂移
動を検出するものである。In order to achieve the above object, the present invention is to embed an optical fiber cable extending along a river embankment in the sediment of a river embankment and to the side of the optical fiber cable. By embedding a weight connected to the section, the distribution of elongation strain applied to the above optical fiber cable is brilled.
A measuring device for measuring the frequency shift amount of the unscattered light and the time delay is provided, and the sediment movement of the river embankment is detected based on this strain distribution.
【0017】[0017]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明は、河川堤防の土砂中に、河川堤防に沿わせて
延出された光ファイバケーブルを埋設すると共にこの光
ファイバケーブルの側部に連結したおもりを埋設し、上
記光ファイバケーブルに加わる歪みの分布を光学的に測
定する測定器を設け、この歪み分布に基づき河川堤防の
土砂移動を検出するものである。In order to achieve the above object, the present invention is to embed an optical fiber cable extending along a river embankment in the sediment of a river embankment and to the side of the optical fiber cable. The weight connected to the section is buried, and a measuring device for optically measuring the distribution of strain applied to the optical fiber cable is provided, and the movement of sediment on the river embankment is detected based on this strain distribution.
【0018】上記おもりを上記光ファイバケーブルより
も河川堤防の法尻側に埋設してもよい。The weight may be embedded more on the slope end side of the river bank than the optical fiber cable.
【0019】上記おもりを上記光ファイバケーブルから
離して埋設し、これらおもりと光ファイバケーブルとを
連結する連結部材を設けてもよい。The weight may be embedded separately from the optical fiber cable, and a connecting member for connecting the weight and the optical fiber cable may be provided.
【0020】上記おもりを上記光ファイバケーブルに装
着し、この光ファイバケーブルを河川堤防の法尻付近に
敷設してもよい。The weight may be attached to the optical fiber cable and the optical fiber cable may be laid in the vicinity of the slope of the river bank.
【0021】[0021]
【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施形態を添付
図面に基づいて詳述する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings.
【0022】図1に示されるように、本発明の土砂移動
検出センサは、河川堤防の土砂中に、河川堤防に沿わせ
て延出された光ファイバケーブル1を埋設すると共にこ
の光ファイバケーブル1の側部に連結したおもり2を埋
設し、光ファイバケーブル1に加わる歪みの分布を光学
的に測定する歪み分布測定器3を設け、この歪み分布に
基づき河川堤防の土砂移動を検出して表示する歪み分布
表示部4を設けたものである。埋設した光ファイバケー
ブル1と歪み分布測定器3との間は、信号伝送用光ファ
イバケーブル5で接続してもよい。As shown in FIG. 1, in the sediment movement detection sensor of the present invention, an optical fiber cable 1 extending along a river embankment is embedded in the sediment of the river embankment and the optical fiber cable 1 is embedded. The weight 2 connected to the side of the is embedded, the strain distribution measuring device 3 for optically measuring the strain distribution applied to the optical fiber cable 1 is provided, and the sediment movement of the river embankment is detected and displayed based on this strain distribution. The strain distribution display section 4 is provided. The embedded optical fiber cable 1 and the strain distribution measuring device 3 may be connected by an optical fiber cable 5 for signal transmission.
【0023】本発明に使用する光ファイバ心線及びその
光ファイバ心線により構成される光ファイバケーブルは
種類、形状ともに任意である。例えば、光ファイバ心線
を1つ又は複数内蔵する光ファイバケーブルであって、
光ファイバ心線を保護するための保護層で光ファイバ心
線の周囲を覆った光ファイバケーブルとする。The optical fiber core wire used in the present invention and the optical fiber cable constituted by the optical fiber core wire are arbitrary in type and shape. For example, an optical fiber cable containing one or more optical fiber core wires,
An optical fiber cable in which the periphery of the optical fiber core is covered with a protective layer for protecting the optical fiber core.
【0024】また、光ファイバ心線に加わった歪みを測
定する測定器3には、光ファイバのブリルアン散乱光を
利用した光ファイバ歪み分布測定器を用いる。この光フ
ァイバ歪み分布測定器は、光ファイバに短パルスレーザ
光を入射し、光ファイバ中で散乱されるブリルアン散乱
光を検出する。ここで、入射パルス光の光周波数を可変
しながら各周波数におけるブリルアン散乱光を測定し、
ブリルアン散乱光のスペクトラム分布を測定する。この
スペクトラムの最大受光レベルとなる周波数がブリルア
ン周波数シフトとなる。ブリルアン周波数シフトのシフ
ト量と光ファイバに加わる歪みは比例関係にあることか
ら、光ファイバの長さ方向の歪み分布が得られる。光フ
ァイバに沿った距離の換算は、一般に知られているOT
DR(Optical Time Domain Reflectometer) で用いられ
ている方法と同様に、レーザ測距の原理を用いる。パル
ス光を入射した際、光ファイバ中の各点から戻ってくる
散乱光は、各点からの距離に応じた長さ分だけ時間遅れ
を生じて入射端に戻ってくる。入射端に戻ってきた時間
を光の速度で除算することによりその点までの距離が分
かる。このようにして光ファイバの長さ方向の歪み分布
が得られる。As the measuring device 3 for measuring the strain applied to the optical fiber core, an optical fiber strain distribution measuring device utilizing Brillouin scattered light of the optical fiber is used. This optical fiber strain distribution measuring device makes short pulse laser light incident on the optical fiber and detects Brillouin scattered light scattered in the optical fiber. Here, measuring the Brillouin scattered light at each frequency while varying the optical frequency of the incident pulsed light,
Measure the spectrum distribution of Brillouin scattered light. The frequency at which the spectrum has the maximum light-receiving level is the Brillouin frequency shift. Since the shift amount of the Brillouin frequency shift is proportional to the strain applied to the optical fiber, the strain distribution in the length direction of the optical fiber can be obtained. The conversion of the distance along the optical fiber is based on the commonly known OT.
Similar to the method used in DR (Optical Time Domain Reflectometer), the principle of laser distance measurement is used. When the pulsed light is incident, the scattered light returning from each point in the optical fiber returns to the incident end with a time delay by a length corresponding to the distance from each point. The distance to the point can be found by dividing the time of returning to the incident end by the speed of light. In this way, the strain distribution in the length direction of the optical fiber is obtained.
【0025】図2に破線で示すように、埋設したときの
光ファイバケーブルが一直線であったとする。この光フ
ァイバケーブルには一定間隔でおもりが装着されてい
る。このおもり2は、光ファイバケーブルを埋設した周
囲の土砂(土壌)が変位又は崩壊した場合に光ファイバ
ケーブル1が土砂の動きに追随しやすいようにするもの
である。おもり2を装着せず光ファイバケーブル1のみ
を敷設した場合、土砂のみが移動し、光ファイバケーブ
ル1は突っ張ってそのまま初期埋設位置を保持する可能
性が高い。As shown by the broken line in FIG. 2, it is assumed that the optical fiber cable when buried is in a straight line. Weights are attached to the optical fiber cable at regular intervals. The weight 2 is for facilitating the optical fiber cable 1 to follow the movement of the earth and sand when the earth and sand (soil) around which the optical fiber cable is buried is displaced or collapsed. When only the optical fiber cable 1 is laid without mounting the weight 2, only the earth and sand move, and the optical fiber cable 1 is likely to be stretched and to retain the initial burying position as it is.
【0026】おもり2の装着間隔毎に光ファイバケーブ
ル1が土砂の動きに追随して歪むと考えられるので、土
砂移動の距離分解能はおもり2の装着間隔で決定される
ことになる。Since it is considered that the optical fiber cable 1 is distorted following the movement of the earth and sand every time the weight 2 is attached, the distance resolution of the earth and sand movement is determined by the attachment interval of the weight 2.
【0027】土砂の移動に伴っておもり2が移動した場
合に発生する光ファイバケーブル1の伸び歪みの様子を
図2に実線で図示する。光ファイバケーブル1には間隔
x0でおもり2が取り付けられているものとする。この
とき中央のおもり2付近で土砂の崩壊が生じ(点線で土
砂崩壊線を示す)、おもり2が変位量dだけ移動し、光
ファイバケーブル1がおもり取り付け間隔でx1 に伸び
た場合、光ファイバケーブル1に生じる歪みeは、
e =(x1 −x0 )/x0
={(x0 2 +d2 )1/2 −x0 }/x0
で与えられる。ここで、光ファイバ歪み分布測定器の最
小歪み分解能を0.02%、おもり取り付け間隔を2m
としたとき、検出可能なおもりの最小変位量dmin は上
式より、4cmとなる。測定器の最小歪み分解能が決ま
った場合、おもりの最小変位検出量、つまりは検出可能
な土砂の最小移動量はおもり取り付け間隔によって決ま
ることがわかる。The extension strain of the optical fiber cable 1 which is generated when the weight 2 moves due to the movement of the earth and sand is shown by a solid line in FIG. It is assumed that the weight 2 is attached to the optical fiber cable 1 at an interval x 0 . At this time, sediment collapse occurs near the center weight 2 (dotted line indicates the sediment collapse line), the weight 2 moves by the displacement amount d, and when the optical fiber cable 1 extends to x 1 at the weight attachment interval, strain e occurring in the fiber cable 1 is given by e = (x 1 -x 0) / x 0 = {(x 0 2 + d 2) 1/2 -x 0} / x 0. Here, the minimum strain resolution of the optical fiber strain distribution measuring instrument is 0.02%, and the weight mounting interval is 2 m.
Then, the minimum detectable displacement d min of the weight is 4 cm from the above equation. It can be seen that when the minimum strain resolution of the measuring device is determined, the minimum displacement detection amount of the weight, that is, the minimum movement amount of earth and sand that can be detected is determined by the weight attachment interval.
【0028】以上に述べたように、おもりの取り付け間
隔は土砂移動の距離分解能と検出可能最小移動量を決定
するものであるため、測定対象物によって最適な間隔を
設定する必要がある。As described above, since the weight mounting interval determines the distance resolution of earth and sand movement and the minimum detectable movement amount, it is necessary to set the optimum distance depending on the object to be measured.
【0029】図1の土砂移動検出センサでは、堤防の法
尻付近におもり2を装着した光ファイバケーブル1を埋
設した。この構成において、堤防に降雨を与えると共に
河川部の水位を上昇させて堤防の崩壊を促し、性能を評
価した。このとき、おもり2は2m毎に装着した。前述
したように、この場合の距離分解能は2m、最小土砂移
動検出量は4cmである。測定器3には光ファイバ歪み
分布測定器を用い、任意の測定データの表示を行うデー
タ表示部4を設けた。In the sediment movement detecting sensor shown in FIG. 1, an optical fiber cable 1 having a weight 2 attached is buried in the vicinity of the slope end of a bank. In this configuration, the levee was rained and the water level in the river was raised to promote the collapse of the levee and the performance was evaluated. At this time, the weight 2 was attached every 2 m. As described above, the distance resolution in this case is 2 m, and the minimum sediment movement detection amount is 4 cm. An optical fiber strain distribution measuring device was used as the measuring device 3, and a data display section 4 for displaying arbitrary measurement data was provided.
【0030】試験開始から11.5時間まで堤防全面に
総降雨量として100mm/hの雨を降らせた。この
後、河川水位を1時間かけて2.2mまで上昇させ、そ
の後はこの水位を保持した。図3に堤防中央部分の光フ
ァイバケーブルで検出した歪みの経時変化を示す。ケー
ブル埋設部分は試験時間が45時間の段階で崩壊し始め
たが、それにともなって検出した歪みが徐々に大きくな
っており、堤防の崩壊を検知できることは明白である。
さらに埋設部崩壊の10時間程度前から、検出歪みの変
動及び微増が確認でき、堤防崩壊予知にも本発明の土砂
移動検出センサが有効であることが確認できた。From the start of the test, the total amount of rainfall was 100 mm / h on the entire surface of the bank for 11.5 hours. After this, the river water level was raised to 2.2 m over 1 hour, and thereafter this water level was maintained. Figure 3 shows the changes over time in the strain detected by the optical fiber cable in the central portion of the bank. The cable burying part began to collapse at the stage of the test time of 45 hours, but the detected strain gradually increased with it, and it is clear that the collapse of the embankment can be detected.
Further, from about 10 hours before the collapse of the buried part, the fluctuation and slight increase of the detected strain could be confirmed, and it was confirmed that the sediment movement detection sensor of the present invention was also effective for the prediction of the embankment collapse.
【0031】上記の形態に限らず、本発明は種々の形態
が可能であることは言うまでもない。例えば、おもり2
を土砂の移動に対して抵抗を生じる形状とし、このおも
り2を抵抗が生じる配置及び姿勢で埋設する。このよう
に構成すると、土砂の移動に伴い、おもり2が移動して
光ファイバケーブル1を引っ張る。例えば、図4(a)
に示されるように、おもり2は棒状又は板状に形成し、
このおもり2を垂直(水平面に対して)に起立させて堤
防内に埋設する。光ファイバケーブル1は、おもり2の
下端部に位置させておく。図4(b)に示されるよう
に、土砂の崩壊がおきると、おもり2は土砂移動の抵抗
になる(土砂から力を受ける)ため、光ファイバケーブ
ル1は初期の埋設位置yから大きく移動し、応力が加わ
る。図4(a)のようなおもり形状、配置、姿勢とする
ことにより比較的微小な土砂変位を検出できる。Needless to say, the present invention is not limited to the above-described modes, but various modes are possible. For example, weight 2
Has a shape that creates resistance to the movement of earth and sand, and the weight 2 is embedded in a position and attitude that creates resistance. With this configuration, the weight 2 moves and the optical fiber cable 1 is pulled as the earth and sand move. For example, in FIG.
, The weight 2 is formed in a rod shape or a plate shape,
The weight 2 is erected vertically (with respect to the horizontal plane) and embedded in the embankment. The optical fiber cable 1 is located at the lower end of the weight 2. As shown in FIG. 4 (b), when the sediment collapses, the weight 2 becomes a resistance to the movement of the sediment (force is received from the sediment), so that the optical fiber cable 1 largely moves from the initial embedding position y. , Stress is applied. By setting the weight shape, arrangement, and posture as shown in FIG. 4A, a relatively minute sediment displacement can be detected.
【0032】また、おもり2を光ファイバケーブル1か
ら離して堤防の法尻側に置き、おもりと光ファイバケー
ブルとは連結部材で連結してもよい。この場合、光ファ
イバケーブル1の埋設位置より下方で土砂移動が起きて
も、おもり2が移動し、光ファイバケーブル1に応力が
加わる。例えば、図5(a)に示されるように、おもり
2はクサビ状に形成し、このおもり2を水平に寝かせて
堤防内に埋設する。おもり2の重心部を法尻側に向け、
尖頭部を光ファイバケーブル1に向ける。このおもり2
の尖頭部と光ファイバケーブル1とを金具等の連結部材
で連結する。図5(b)に示されるように、ケーブル埋
設位置よりも下方の土砂の移動とともにおもり2が移動
し、光ファイバケーブル1は初期の埋設位置yから大き
く移動し、応力が加わる。図5(a)のようなおもり形
状、配置、姿勢とすることにより、光ファイバケーブル
1の埋設位置より下方での比較的微小な土砂変位を検出
できる。Alternatively, the weight 2 may be placed away from the optical fiber cable 1 on the slope end of the bank, and the weight and the optical fiber cable may be connected by a connecting member. In this case, even if earth and sand move below the buried position of the optical fiber cable 1, the weight 2 moves and stress is applied to the optical fiber cable 1. For example, as shown in FIG. 5A, the weight 2 is formed in a wedge shape, and the weight 2 is laid horizontally and embedded in the embankment. Aim the center of gravity of the weight 2 to the buttock side,
The pointed part is directed toward the optical fiber cable 1. This weight 2
And the optical fiber cable 1 are connected by a connecting member such as a metal fitting. As shown in FIG. 5B, the weight 2 moves with the movement of the earth and sand below the cable burying position, and the optical fiber cable 1 largely moves from the initial burying position y and stress is applied. By adopting the weight shape, arrangement, and posture as shown in FIG. 5A, it is possible to detect a relatively small sediment displacement below the embedded position of the optical fiber cable 1.
【0033】[0033]
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。The present invention exhibits the following excellent effects.
【0034】(1)土砂によっておもりが移動するの
で、確実に土砂変位を検出できる。(1) Since the weight moves due to the sediment, it is possible to reliably detect the sediment displacement.
【0035】(2)河川水位の上昇や地震等による堤防
の変形を検知する際に、微小な土砂変位を検出できるの
で、堤防崩壊予知にも使用できる。(2) Since it is possible to detect a minute sediment displacement when detecting the deformation of the embankment due to the rise of river water level or an earthquake, it can be used for predicting the embankment collapse.
【図1】本発明の一実施形態を示す土砂移動検出センサ
の構成図である。FIG. 1 is a configuration diagram of a sediment movement detection sensor showing an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の土砂移動検出センサの検出原理図であ
る。FIG. 2 is a detection principle diagram of the sediment movement detection sensor of the present invention.
【図3】本発明の動作実験における歪みの時間変化波形
図である。FIG. 3 is a time change waveform diagram of distortion in an operation experiment of the present invention.
【図4】本発明の他の実施形態を示すおもりの埋設図で
ある。FIG. 4 is an embedded view of a weight showing another embodiment of the present invention.
【図5】本発明の他の実施形態を示すおもりの埋設図で
ある。FIG. 5 is an embedded view of a weight showing another embodiment of the present invention.
1 光ファイバケーブル 2 おもり 3 歪み分布測定器 4 歪み分布表示部 1 optical fiber cable 2 weights 3 Strain distribution measuring instrument 4 Strain distribution display section
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福地 圭介 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社 オプトロシステム研究 所内 (72)発明者 山本 哲 茨城県日立市日高町5丁目1番1号 日 立電線株式会社 オプトロシステム研究 所内 (56)参考文献 特開 平6−34401(JP,A) 特開 平5−99761(JP,A) 実開 平6−82532(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01D 21/00 E02B 3/10 G01L 1/24 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Keisuke Fukuchi Inventor Keiichi Fukuchi 5-1-1 Hidaka-cho, Hitachi City, Ibaraki NITRO ELECTRIC CO., LTD. 5-1-1, Machi, Nititsu Electric Cable Co., Ltd., Optoro System Research Center (56) Reference JP-A-6-34401 (JP, A) JP-A-5-99761 (JP, A) Jitsukaihei 6-82532 (JP, U) (58) Fields surveyed (Int.Cl. 7 , DB name) G01D 21/00 E02B 3/10 G01L 1/24
Claims (4)
て延出された光ファイバケーブルを埋設すると共にこの
光ファイバケーブルの側部に連結したおもりを埋設し、
上記光ファイバケーブルに加わる伸び歪みの分布をブリ
ルアン散乱光の周波数シフト量と時間遅れとから測定す
る測定器を設け、この歪み分布に基づき河川堤防の土砂
移動を検出することを特徴とする河川堤防の土砂移動検
出センサ。1. An optical fiber cable extending along the river embankment is embedded in the sediment of the river embankment, and a weight connected to the side portion of the optical fiber cable is embedded,
The distribution of elongation strain applied to the above optical fiber cable is blurred.
A sensor for detecting sediment movement on a river embankment, which is provided with a measuring device for measuring the frequency shift amount and time delay of the Luang scattered light, and detects sediment movement on the river embankment based on this strain distribution.
りも河川堤防の法尻側に埋設したことを特徴とする請求
項1記載の河川堤防の土砂移動検出センサ。2. The sediment movement detection sensor for a river embankment according to claim 1, wherein the weight is buried more on the slope end side of the river embankment than the optical fiber cable.
ら離して埋設し、これらおもりと光ファイバケーブルと
を連結する連結部材を設けたことを特徴とする請求項1
又は2記載の河川堤防の土砂移動検出センサ。3. The weight is embedded so as to be separated from the optical fiber cable, and a connecting member for connecting the weight and the optical fiber cable is provided.
Or the sediment movement detection sensor of the river embankment according to 2.
装着し、この光ファイバケーブルを河川堤防の法尻付近
に敷設したことを特徴とする請求項1記載の河川堤防の
土砂移動検出センサ。4. The sediment movement detection sensor for a river embankment according to claim 1, wherein the weight is attached to the optical fiber cable, and the optical fiber cable is laid near the slope of the river embankment.
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