JP3387006B2 - 河川堤防の土砂移動検出センサ - Google Patents
河川堤防の土砂移動検出センサInfo
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Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02B—HYDRAULIC ENGINEERING
- E02B3/00—Engineering works in connection with control or use of streams, rivers, coasts, or other marine sites; Sealings or joints for engineering works in general
- E02B3/04—Structures or apparatus for, or methods of, protecting banks, coasts, or harbours
- E02B3/10—Dams; Dykes; Sluice ways or other structures for dykes, dams, or the like
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- Testing Or Calibration Of Command Recording Devices (AREA)
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
みセンサに関する代表的な従来技術である。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
も河川堤防の法尻側に埋設してもよい。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
図面に基づいて詳述する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３３】
【発明の効果】本発明は次の如き優れた効果を発揮す
る。
る。
【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。
で、確実に土砂変位を検出できる。
【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。
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。
【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。
の構成図である。
【図２】本発明の土砂移動検出センサの検出原理図であ
る。
る。
【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。
図である。
【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。
ある。
【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。
ある。
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
─────────────────────────────────────────────────────
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
Claims (4)
- 【請求項１】 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
移動を検出することを特徴とする河川堤防の土砂移動検
出センサ。 - 【請求項２】 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。 - 【請求項３】 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。 - 【請求項４】 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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10661698A JP3387006B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 河川堤防の土砂移動検出センサ |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10661698A JP3387006B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 河川堤防の土砂移動検出センサ |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11304549A JPH11304549A (ja) | 1999-11-05 |
| JP3387006B2 true JP3387006B2 (ja) | 2003-03-17 |
Family
ID=14438065
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10661698A Expired - Fee Related JP3387006B2 (ja) | 1998-04-16 | 1998-04-16 | 河川堤防の土砂移動検出センサ |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3387006B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6813403B2 (en) | 2002-03-14 | 2004-11-02 | Fiber Optic Systems Technology, Inc. | Monitoring of large structures using brillouin spectrum analysis |
| NL1024659C2 (nl) * | 2003-10-29 | 2005-05-03 | Baas R & D B V | Werkwijze voor het bewaken van de gesteldheid van grond- of zanddammen. |
| JP2007113991A (ja) * | 2005-10-19 | 2007-05-10 | Shimizu Corp | ひび割れ検知装置およびその設置方法 |
| DE102006023588B3 (de) * | 2006-05-17 | 2007-09-27 | Sächsisches Textilforschungsinstitut eV | Verwendung eines multifunktionalen, sensorbasierten Geotextilsystems zur Deichertüchtigung, für räumlich ausgedehntes Deichmonitoring sowie für die Gefahrenerkennung im Hochwasserfall |
| CN119491471A (zh) * | 2025-01-15 | 2025-02-21 | 中国水利水电第九工程局有限公司 | 一种基于水利施工的堤防防渗处理方法 |
-
1998
- 1998-04-16 JP JP10661698A patent/JP3387006B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH11304549A (ja) | 1999-11-05 |
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