トンネルのひび割れ位置検知システム
【課題】 トンネルのひび割れの位置を特定することができるトンネルのひび割れ位置検知システムを提供する。
【解決手段】 トンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、トンネル１に形成されるハシゴ型の導電回路パターン２を備え、このハシゴ型の導電回路パターン２に接続される４端子（Ａ〜Ｄ）のそれぞれの端子を組み合わせ、この端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネル１のひび割れ位置を特定する。
【解決手段】 トンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、トンネル１に形成されるハシゴ型の導電回路パターン２を備え、このハシゴ型の導電回路パターン２に接続される４端子（Ａ〜Ｄ）のそれぞれの端子を組み合わせ、この端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネル１のひび割れ位置を特定する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルのひび割れの位置を検知するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野のひび割れ検知システムとしては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
図７はかかる従来のひび割れ検知システムの模式図であり、図７（ａ）はひび割れなしの場合を、図７（ｂ）はひび割れありの場合を示している。
【０００４】
例えば、トンネル１０１の内面壁１０２に配線状導電塗料１０３を塗布して、その配線状導電塗料１０３の両端にテスター１０４からのリード線１０５を接続するようにしている。そこで、図７（ａ）に示すように、トンネル１０１の内面壁１０２にひび割れがない場合には、テスター１０４の抵抗値Ｒは初期値を維持している。一方、図７（ｂ）に示すように、トンネル１０１の内面壁１０２にひび割れ１０６が発生すると、配線状導電塗料１０３は破断されてテスター１０４の抵抗値Ｒは増大する。
【０００５】
したがって、テスター１０４により検出される抵抗値Ｒが増大することによって、ひび割れ１０６が発生したことを検知することができる。
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来のひび割れ検知システムは、ひび割れが発生したか否かを検知するシステムであり、トンネルのひび割れの位置を特定することはできないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、トンネルのひび割れの位置を特定することができるトンネルのひび割れ位置検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕トンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、このハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、この端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは前記トンネルの内面部と外面部とそれらの間を接続するように構成することを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは導電塗料又は導電テープからなることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記トンネルのひび割れ位置が天端部、肩部、脚部と異なることによって前記ハシゴ型の導電回路パターンの端子間の抵抗値が変化し、それによって生成される電圧の変化を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トンネルのひび割れの位置を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のトンネルのひび割れ位置検知システムは、トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、このハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、該端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例を示すトンネルのひび割れ位置検知システムの原理図である。
【００１６】
この図において、１はトンネル、２はそのトンネル１の厚み方向に形成されたハシゴ型の導電回路パターン、Ａは第１の端子、Ｂは第２の端子、Ｃは第３の端子、Ｄは第４の端子であり、各端子にテスターのリード線を接続して計測する。
【００１７】
このように構成することにより、第１の端子Ａと第２の端子Ｂ間の抵抗ＲA-B 、第１の端子Ａと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲA-C 、第１の端子Ａと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲA-D 、第２の端子Ｂと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲB-C 、第２の端子Ｂと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲB-D 、第３の端子Ｃと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲC-D をそれぞれ計測することができ、ひび割れ位置を正確に検知することができる。
【００１８】
次に、実験装置について説明する。
【００１９】
図２は本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の構成図、図３はその大型覆工模型実験装置の要部を示す図である。
【００２０】
これらの図において、トンネル覆工模型（トンネル）１１には導電塗料で形成されるハシゴ型の導電回路パターン１２が形成されており、そのトンネル覆工模型１１は地盤ばね治具１３と反力フレーム１４とトンネルの天端に圧力を印加する載荷用油圧ジャッキ１５とトンネルの肩部及び脚部を押圧するための反力用油圧シリンダ１６とを備えている。図３から明らかなように、トンネル覆工模型（トンネル）１１の内面１７と外面１８とそれらの間を接続する箇所に導電塗料で形成されるハシゴ型の導電回路パターン１２が設けられている。なお、上記実施例ではハシゴ型の導電回路パターン１２は導電塗料で形成するようにしているが、導電塗料に代えて導電テープを用いるようにしてもよい。
【００２１】
この実験装置は、トンネル覆工模型（トンネル）１１に上載荷重を与え、強制的にひび割れを発生させることができる。
【００２２】
次に、この大型覆工模型実験装置を用いて行った実験結果について説明する。
【００２３】
図４はトンネルで発生したひび割れの４つのフェーズを示す図、図５はそのひび割れ位置検知の結果を示す図である。
【００２４】
図４（ａ）はトンネルの第１のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１にひび割れが発生した場合、図４（ｂ）はトンネルの第２のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２にひび割れが発生した場合、図４（ｃ）はトンネルの第３のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２と左脚部２３と右肩部２４にひび割れが発生した場合、図４（ｄ）はトンネルの第４のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２と左脚部２３と右肩部２４と天端上端２５とにひび割れが発生した場合を示している。
【００２５】
図５に第１の端子Ａと第２の端子Ｂ間の抵抗ＲA-B の電圧、第１の端子Ａと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲA-C の電圧、第１の端子Ａと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲA-D の電圧、第２の端子Ｂと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲB-C の電圧、第２の端子Ｂと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲB-D の電圧、第３の端子Ｃと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲC-D の電圧をそれぞれの時間の経過とともに表している。
【００２６】
この図から、１０時４８分にトンネルの第１のフェーズのひび割れ検知が、１０時５１分にトンネルの第２のフェーズのひび割れ検知が、１０時５５分にトンネルの第３のフェーズのひび割れ検知が、１１時２２分にトンネルの第４のフェーズのひび割れ検知が行われたことが明らかである。
【００２７】
上記実施例では、トンネル覆工模型（トンネル）の断面にハシゴ型の導電回路パターンを形成するようにしたが、トンネルの軸方向の内面部にハシゴ型の導電回路パターン形成するようにしても、同様にトンネルのひび割れ検知は可能である。
【００２８】
図６は本発明の山岳トンネル覆工等への適用例を示す図である。
【００２９】
この適用例では、トンネル３１の内面３２にハシゴ型の導電回路パターン３３を形成し、トンネル３１の内面３２の下端部３４に第１−４の端子Ａ′〜Ｄ′を配置するようにしている。
【００３０】
図２〜図５では、トンネル覆工模型（トンネル）を断面にハシゴ型の導電回路パターンを形成するようにしたが、図６に示すように、トンネルの軸方向の内面部にハシゴ型の導電回路パターン形成するようにしても、トンネルのひび割れ検知は可能である。
【００３１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のトンネルのひび割れ位置検知システムは、トンネルの保守や補修に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例を示すトンネルのひび割れ位置検知システムの原理図である。
【図２】本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の要部を示す図である。
【図４】トンネルで発生したひび割れの４つのフェーズを示す図である。
【図５】トンネルのひび割れ位置検知の結果を示す図である。
【図６】本発明の山岳トンネル覆工等への適用例を示す図である。
【図７】従来のひび割れ検知システムの模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，３１ トンネル
２，１２，３３ ハシゴ型の導電回路パターン
Ａ，Ａ′ 第１の端子
Ｂ，Ｂ′ 第２の端子
Ｃ，Ｃ′ 第３の端子
Ｄ，Ｄ′ 第４の端子
１１ トンネル覆工模型（トンネル）
１３ 地盤ばね治具
１４ 反力フレーム
１５ 載荷用油圧ジャッキ
１６ 反力用油圧シリンダ
１７ トンネル覆工模型（トンネル）の内面
１８ トンネル覆工模型（トンネル）の外面
２１ 天端下端
２２ 左肩部
２３ 左脚部
２４ 右肩部
２５ 天端上端
３２ トンネルの内面
３４ トンネルの内面の下端部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネルのひび割れの位置を検知するシステムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、このような分野のひび割れ検知システムとしては、以下に示すようなものがあった。
【０００３】
図７はかかる従来のひび割れ検知システムの模式図であり、図７（ａ）はひび割れなしの場合を、図７（ｂ）はひび割れありの場合を示している。
【０００４】
例えば、トンネル１０１の内面壁１０２に配線状導電塗料１０３を塗布して、その配線状導電塗料１０３の両端にテスター１０４からのリード線１０５を接続するようにしている。そこで、図７（ａ）に示すように、トンネル１０１の内面壁１０２にひび割れがない場合には、テスター１０４の抵抗値Ｒは初期値を維持している。一方、図７（ｂ）に示すように、トンネル１０１の内面壁１０２にひび割れ１０６が発生すると、配線状導電塗料１０３は破断されてテスター１０４の抵抗値Ｒは増大する。
【０００５】
したがって、テスター１０４により検出される抵抗値Ｒが増大することによって、ひび割れ１０６が発生したことを検知することができる。
【特許文献１】なし
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記のような従来のひび割れ検知システムは、ひび割れが発生したか否かを検知するシステムであり、トンネルのひび割れの位置を特定することはできないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記状況に鑑みて、トンネルのひび割れの位置を特定することができるトンネルのひび割れ位置検知システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕トンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、このハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、この端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定することを特徴とする。
【０００９】
〔２〕上記〔１〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは前記トンネルの内面部と外面部とそれらの間を接続するように構成することを特徴とする。
【００１０】
〔３〕上記〔１〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは導電塗料又は導電テープからなることを特徴とする。
【００１１】
〔４〕上記〔１〕、〔２〕又は〔３〕記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記トンネルのひび割れ位置が天端部、肩部、脚部と異なることによって前記ハシゴ型の導電回路パターンの端子間の抵抗値が変化し、それによって生成される電圧の変化を検知することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、トンネルのひび割れの位置を特定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明のトンネルのひび割れ位置検知システムは、トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、このハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、該端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定する。
【実施例】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施例を示すトンネルのひび割れ位置検知システムの原理図である。
【００１６】
この図において、１はトンネル、２はそのトンネル１の厚み方向に形成されたハシゴ型の導電回路パターン、Ａは第１の端子、Ｂは第２の端子、Ｃは第３の端子、Ｄは第４の端子であり、各端子にテスターのリード線を接続して計測する。
【００１７】
このように構成することにより、第１の端子Ａと第２の端子Ｂ間の抵抗ＲA-B 、第１の端子Ａと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲA-C 、第１の端子Ａと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲA-D 、第２の端子Ｂと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲB-C 、第２の端子Ｂと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲB-D 、第３の端子Ｃと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲC-D をそれぞれ計測することができ、ひび割れ位置を正確に検知することができる。
【００１８】
次に、実験装置について説明する。
【００１９】
図２は本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の構成図、図３はその大型覆工模型実験装置の要部を示す図である。
【００２０】
これらの図において、トンネル覆工模型（トンネル）１１には導電塗料で形成されるハシゴ型の導電回路パターン１２が形成されており、そのトンネル覆工模型１１は地盤ばね治具１３と反力フレーム１４とトンネルの天端に圧力を印加する載荷用油圧ジャッキ１５とトンネルの肩部及び脚部を押圧するための反力用油圧シリンダ１６とを備えている。図３から明らかなように、トンネル覆工模型（トンネル）１１の内面１７と外面１８とそれらの間を接続する箇所に導電塗料で形成されるハシゴ型の導電回路パターン１２が設けられている。なお、上記実施例ではハシゴ型の導電回路パターン１２は導電塗料で形成するようにしているが、導電塗料に代えて導電テープを用いるようにしてもよい。
【００２１】
この実験装置は、トンネル覆工模型（トンネル）１１に上載荷重を与え、強制的にひび割れを発生させることができる。
【００２２】
次に、この大型覆工模型実験装置を用いて行った実験結果について説明する。
【００２３】
図４はトンネルで発生したひび割れの４つのフェーズを示す図、図５はそのひび割れ位置検知の結果を示す図である。
【００２４】
図４（ａ）はトンネルの第１のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１にひび割れが発生した場合、図４（ｂ）はトンネルの第２のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２にひび割れが発生した場合、図４（ｃ）はトンネルの第３のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２と左脚部２３と右肩部２４にひび割れが発生した場合、図４（ｄ）はトンネルの第４のフェーズを示す断面図であり、天端下端２１と左肩部２２と左脚部２３と右肩部２４と天端上端２５とにひび割れが発生した場合を示している。
【００２５】
図５に第１の端子Ａと第２の端子Ｂ間の抵抗ＲA-B の電圧、第１の端子Ａと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲA-C の電圧、第１の端子Ａと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲA-D の電圧、第２の端子Ｂと第３の端子Ｃ間の抵抗ＲB-C の電圧、第２の端子Ｂと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲB-D の電圧、第３の端子Ｃと第４の端子Ｄ間の抵抗ＲC-D の電圧をそれぞれの時間の経過とともに表している。
【００２６】
この図から、１０時４８分にトンネルの第１のフェーズのひび割れ検知が、１０時５１分にトンネルの第２のフェーズのひび割れ検知が、１０時５５分にトンネルの第３のフェーズのひび割れ検知が、１１時２２分にトンネルの第４のフェーズのひび割れ検知が行われたことが明らかである。
【００２７】
上記実施例では、トンネル覆工模型（トンネル）の断面にハシゴ型の導電回路パターンを形成するようにしたが、トンネルの軸方向の内面部にハシゴ型の導電回路パターン形成するようにしても、同様にトンネルのひび割れ検知は可能である。
【００２８】
図６は本発明の山岳トンネル覆工等への適用例を示す図である。
【００２９】
この適用例では、トンネル３１の内面３２にハシゴ型の導電回路パターン３３を形成し、トンネル３１の内面３２の下端部３４に第１−４の端子Ａ′〜Ｄ′を配置するようにしている。
【００３０】
図２〜図５では、トンネル覆工模型（トンネル）を断面にハシゴ型の導電回路パターンを形成するようにしたが、図６に示すように、トンネルの軸方向の内面部にハシゴ型の導電回路パターン形成するようにしても、トンネルのひび割れ検知は可能である。
【００３１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明のトンネルのひび割れ位置検知システムは、トンネルの保守や補修に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例を示すトンネルのひび割れ位置検知システムの原理図である。
【図２】本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の構成図である。
【図３】本発明の実施例を示す大型覆工模型実験装置の要部を示す図である。
【図４】トンネルで発生したひび割れの４つのフェーズを示す図である。
【図５】トンネルのひび割れ位置検知の結果を示す図である。
【図６】本発明の山岳トンネル覆工等への適用例を示す図である。
【図７】従来のひび割れ検知システムの模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，３１ トンネル
２，１２，３３ ハシゴ型の導電回路パターン
Ａ，Ａ′ 第１の端子
Ｂ，Ｂ′ 第２の端子
Ｃ，Ｃ′ 第３の端子
Ｄ，Ｄ′ 第４の端子
１１ トンネル覆工模型（トンネル）
１３ 地盤ばね治具
１４ 反力フレーム
１５ 載荷用油圧ジャッキ
１６ 反力用油圧シリンダ
１７ トンネル覆工模型（トンネル）の内面
１８ トンネル覆工模型（トンネル）の外面
２１ 天端下端
２２ 左肩部
２３ 左脚部
２４ 右肩部
２５ 天端上端
３２ トンネルの内面
３４ トンネルの内面の下端部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、
（ｂ）該ハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、該端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項２】
請求項１記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは前記トンネルの内面部と外面部とそれらの間を接続するように構成することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項３】
請求項１記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは導電塗料又は導電テープからなることを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記トンネルのひび割れ位置が天端部、肩部、脚部と異なることによって前記ハシゴ型の導電回路パターンの端子間の抵抗値が変化し、それによって生成される電圧の変化を検知することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項１】
（ａ）トンネルに形成されるハシゴ型の導電回路パターンを備え、
（ｂ）該ハシゴ型の導電回路パターンに接続される４端子のそれぞれの端子を組み合わせ、該端子間の抵抗値の変化に基づいてトンネルのひび割れ位置を特定することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項２】
請求項１記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは前記トンネルの内面部と外面部とそれらの間を接続するように構成することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項３】
請求項１記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記ハシゴ型の導電回路パターンは導電塗料又は導電テープからなることを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【請求項４】
請求項１、２又は３記載のトンネルのひび割れ位置検知システムにおいて、前記トンネルのひび割れ位置が天端部、肩部、脚部と異なることによって前記ハシゴ型の導電回路パターンの端子間の抵抗値が変化し、それによって生成される電圧の変化を検知することを特徴とするトンネルのひび割れ位置検知システム。
【図１】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図３】
【図５】
【図２】
【図４】
【図６】
【図７】
【図３】
【図５】
【公開番号】特開２００９−３１１８９（Ｐ２００９−３１１８９Ａ）
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−１９７２２５（Ｐ２００７−１９７２２５）
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（５９２１８０２２５）株式会社楢崎製作所 (9)
【出願人】（０００２２４１２３）藤倉化成株式会社 (124)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年２月１２日（２００９．２．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年７月３０日（２００７．７．３０）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【出願人】（５９２１８０２２５）株式会社楢崎製作所 (9)
【出願人】（０００２２４１２３）藤倉化成株式会社 (124)
【Ｆターム（参考）】
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