地盤歪検出端
【課題】 地盤に形成した深い穴内に容易に設置することができ、地盤歪を高精度で検出可能な地盤歪検出端を提供する。
【解決手段】 複数の短尺管体１５をつなぎ合わせて変位標識管体５を形成し、その変位標識管体５に沿って光ファイバセンサ６を張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサ６の複数個所を固定治具７で変位標識管体５に固定して検出端３を構成する。この検出端３は、短尺管体１５をつなぎ合わせながら且つ光ファイバセンサ６を固定しながら縦穴２内に挿入することで深い縦穴２内に容易に設置可能であり、挿入した後は縦穴２内に充填材８を充填して地盤と一体化することで、地盤歪に応じて光ファイバセンサ６に歪を生じ、それを散乱光強度分布の観測で検出することで地盤に発生した歪分布を精度良く測定できる。
【解決手段】 複数の短尺管体１５をつなぎ合わせて変位標識管体５を形成し、その変位標識管体５に沿って光ファイバセンサ６を張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサ６の複数個所を固定治具７で変位標識管体５に固定して検出端３を構成する。この検出端３は、短尺管体１５をつなぎ合わせながら且つ光ファイバセンサ６を固定しながら縦穴２内に挿入することで深い縦穴２内に容易に設置可能であり、挿入した後は縦穴２内に充填材８を充填して地盤と一体化することで、地盤歪に応じて光ファイバセンサ６に歪を生じ、それを散乱光強度分布の観測で検出することで地盤に発生した歪分布を精度良く測定できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の歪を検出するための、光ファイバを利用した地盤歪検出端に関する。
【背景技術】
【０００２】
山、崖等における地滑り、地盤崩落等の地盤変動の監視並びに予知は災害防止上きわめて重要である。従来、地盤変動を監視するための方法としては、ひずみゲージを利用したセンサを監視すべき適宜個所に取り付けて地盤歪を検出する方法が知られている。しかしながら、この方法では、１個所における地盤歪を検出する場合でも、地盤歪がどの深さに発生するかを測定するためには、複数の深さの位置にそれぞれひずみゲージを利用したセンサを配置して信号線によって監視場所に接続する必要があり、きわめてコスト高となるという問題があった。また、ひずみゲージを利用したセンサは耐久性にも問題があった。
【０００３】
そこで、これに代わる方法として最近、光ファイバを利用した地すべりセンサが提案されている（例えば、特開平２−５２２２２号公報参照）。この公報に記載されている地すべりセンサは、地すべりを測定しようとする地盤に形成された深い掘削孔に挿入された可撓性ケーシング管と、深さ方向に配置した複数のスペーサによって所定の位置に配置されて前記ケーシング管内に挿入された光ファイバひずみセンサ（以下光ファイバセンサという）と、前記ケーシング管内に充填された充填材を備えたものであり、地盤に歪が生じた時に、その歪に応じて光ファイバセンサが変形し、それによって光ファイバセンサ内の歪を生じた部分における散乱光の強度が変化するので、その光ファイバセンサの一端から光パルスを入射し、入射側から光ファイバセンサ中における後方散乱光の強度を該センサの長さ方向位置と関係づけて測定することで光ファイバセンサの伸び（縮み）歪の該センサ長さ方向の分布を測定し、これによって地盤に生じた変動の位置及び大きさを検出するものである。
【０００４】
そして、この地すべりセンサの設置には、地盤中に予想されるすべり面の深度より深い位置まで掘削孔をあけ、該掘削孔内に沿って可撓性ケーシング管を挿入した後、複数のスペーサにて所定の位置に配置した光ファイバセンサを、前記スペーサを同一方向になるようにガイドしながら前記ケーシング管内に吊り下げて挿入し、その後、前記ケーシング内に充填材を充填するという方法を採っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ファイバセンサはたるんだ状態となると測定に支障をきたすので、光ファイバセンサによって地盤歪を精度良く測定するには、光ファイバセンサを設置した際に或る程度の大きさの一定の張力を付与した状態としておき、地盤歪に応じて光ファイバセンサ内に長さ方向の歪を生じさせる必要がある。しかしながら、上記公報に記載した方法のように、光ファイバセンサを、単に吊り下げた状態でケーシング管内に挿入して設置する構成では、光ファイバセンサに所望の且つ一定の張力を付与した状態とすることが困難であるという問題があった。
【０００７】
また、最近、光ファイバセンサの敷設時やその後の使用中における破損、劣化等を防止し、使用寿命を長くするために、光ファイバ本体を耐食合金鞘体で覆装し、適当な間隔で光ファイバ本体を耐食合金鞘体に固定した構造の光ファイバセンサが提案されているが、この構造の光ファイバセンサを用いた場合、敷設時に光ファイバ本体に所望の張力を掛けておくためには、保護用の剛性の大きい耐食合金鞘体にも伸び歪を与えておくことになり、そのため光ファイバセンサ全体に大きい張力（例えば、３００Ｎ程度）を掛けた状態で地盤に固定しておく必要がある。しかしながら、上記した公報に記載の方法のように、光ファイバセンサを単に吊り下げてケーシング管内に挿入して設置する構成では、到底所望の張力をかけて敷設するということはできない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、地盤に形成した穴内に、光ファイバセンサを、適当な張力を加えた状態で且つ光ファイバセンサの適当に間隔をあけた位置を地盤に対して固定した状態となるように設置することの可能な地盤歪検出端を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の地盤歪検出端は、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせて変位標識管体を形成し、その変位標識管体に沿って光ファイバセンサを、これに張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサの複数個所を変位標識管体に固定することを基本構成とし、更に、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体を先端キャップとし、円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成された構成とし、前記変位標識管体の他の短尺管体を、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えた構成とし、前記光ファイバセンサを、下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定するという構成としたものである。この構成の地盤歪検出端では、これを地盤に形成した穴内に挿入し、適当な充填材を充填して地盤と一体化することにより、変位標識管体が地盤の歪に応じて変形し、一方、光ファイバセンサも変位標識管体の変形に応じて変形し、長さ方向の歪を生じる。その際、光ファイバセンサは張力をかけた状態で複数個所を変位標識管体に固定して設けられているため、光ファイバセンサ内には長さ方向の歪分布が生じ且つその歪分布は地盤歪の分布に精度よく対応したものとなっている。そこで、この光ファイバセンサに生じる長さ方向の歪分布を散乱光強度の観測によって検出することで、地盤に発生した歪の分布を精度良く測定できる。また、この地盤歪検出端を設置するに当たっては、短尺管体をつなぎ合わせながら、且つその短尺管体に沿って光ファイバセンサを、張力を付与した状態で固定しながら、接続した部分を穴内に挿入してゆくことができ、これによって深い穴に対しても地盤歪検出端を容易に且つ大きい作業スペースを要することなく設置することができる。
【発明の効果】
【００１０】
前記したように本発明の地盤歪検出端は、複数の短尺管体をつなぎ合わせて変位標識管体を形成し、その変位標識管体に沿って光ファイバセンサを張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサの複数個所を変位標識管体に固定した構成としたものであるので、これを地盤に形成した穴内に挿入し、適当な充填材を充填して地盤と一体化しておけば、地盤に歪が生じた時、光ファイバセンサには、地盤歪の分布に高精度で対応した長さ方向歪分布が生じ、従って、光ファイバセンサ内の散乱光強度分布を観測することによって、その長さ方向歪分布を検出し、地盤に発生した歪分布を精度良く測定できるという効果を有している。また、この地盤歪検出端を設置するに当たっては、短尺管体をつなぎ合わせながら、且つその短尺管体に沿って光ファイバセンサを、張力を付与した状態で固定しながら、接続した部分を穴内に挿入してゆくことができ、これによって深い穴に対しても地盤歪検出端を容易に且つ大きい作業スペースを要することなく設置することができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による地盤歪検出端を用いた地盤歪検出システムを示す概略断面図
【図２】地盤歪検出端の変位標識管体及びそれに取り付けた光ファイバセンサ等の下端近傍を示す概略斜視図
【図３】図２に示す部分を分解して示す概略斜視図
【図４】（ａ）は変位標識管体の下端部分を分解して示す概略断面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図
【図５】（ａ）はストッパを組立状態で示す概略斜視図 （ｂ）はストッパを分解して示す概略斜視図
【図６】先端キャップに短尺管体を接続した状態を示す概略斜視図
【図７】短尺管体の下端に接続した先端キャップを縦穴内に挿入し、短尺管体の上に次の短尺管体を接続する状態を示す概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の地盤歪検出端は、歪を検出すべき地盤に形成された穴内に挿入された、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせてなる変位標識管体と、その変位標識管体に沿って張力をかけた状態で配置され、複数個所を前記変位標識管体に固定された歪検出用の光ファイバセンサとを備えることを基本構成としており、この構成の地盤歪検出端を地盤に形成した穴内に敷設し、充填材を詰めて地盤と一体化しておくことにより、地盤に歪が生じると、その歪に応じて変位標識管体が変形し、それに沿って配置している光ファイバセンサにも変形が生じ、光ファイバセンサの長さ方向に歪分布が生じる。このため、光ファイバセンサ中の散乱光分布の観測により、光ファイバセンサの長さ方向の歪分布を測定でき、その測定情報から地盤歪の発生位置や方向、大きさ等を検出することができる。
【００１３】
ここで、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体は先端キャップを構成するものであるので、これを円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成された構成とし、前記変位標識管体の他の短尺管体は、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えた構成とする。そして、前記光ファイバセンサは下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定する構成とする。この構成により、複数の短尺管体を接続する作業が容易となると共に接続した状態では、先端キャップよりも上の領域では外形を長手方向に一定とすることができ、その外面に光ファイバセンサを沿わせて配置することで、光ファイバセンサを屈曲させることなく取り付けることができ、光ファイバセンサによる歪測定精度を向上させることができる。
【００１４】
前記変位標識管体の先端キャップを除いた他の短尺管体の筒状の本体には、前記円筒面部よりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された複数のリブを設けておくことが、強度を高めることができるので好ましい。
【００１５】
また、前記光ファイバセンサを変位標識管体に固定する手段を、光ファイバセンサを変位標識管体に押し付けて固定するための押え板と、その押え板を前記変位標識管体に取り付けるねじを備えた構成とし、そのねじを、入れ子式で連結された二つの短尺管体を相互に固定するねじを兼ねさせることが好ましい。この構成とすると、光ファイバセンサの固定と短尺管体のつなぎ合わせた部分の固定とを同時に行うことができ、設置作業を容易とできる。
【実施例】
【００１６】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例による地盤歪検出端を用いた地盤歪検出システムを示す概略断面図であり、１は地盤、２はその地盤１に形成された縦穴、３は本発明の実施例に係る地盤歪検出端である。この地盤歪検出端３は、縦穴２内に挿入されたほぼ円筒状の変位標識管体５と、その変位標識管体５の外周面に軸線方向に沿って張力を掛けた状態で配置され、複数個所を変位標識管体５に固定治具７で固定された光ファイバセンサ６等を備えており、縦穴２内に設置した後、グラウト等の充填材８を縦穴２内及び変位標識管体５内に充填することで、地盤と一体化されている。本実施例では、４本の光ファイバセンサ６が、変位標識管体５の円周方向の４個所に取り付けられており、且つ各光ファイバセンサ６は変位標識管体５の下端でＵターンしている。また、４本の光ファイバセンサ６の上端は地面上に設けた接続部９の接続具１０によって、直列に接続されており、その両端は接続用の光ファイバ１１によって測定器（図示せず）に接続されている。測定器としては、光ファイバ内のブリルアン散乱光を利用して光ファイバの長手方向の歪分布を測定するＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｒｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いることができ、これによって、４本の光ファイバセンサ６内に生じる長さ方向の歪分布を測定できる。
【００１７】
次に、地盤歪検出端３を詳細に説明する。図２は地盤歪検出端３の変位標識管体５及びそれに取り付けた光ファイバセンサ６等の下端近傍を示す概略斜視図、図３は図２に示す部分を分解して示す概略斜視図、図４（ａ）は変位標識管体５の下端部分を分解して示す概略断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図である。変位標識管体５は複数の同一形状の短尺管体１５と下端に配置されて先端キャップを構成する短尺管体（以下、先端キャップという）１５Ａをつなぎ合わせて形成したものである。先端キャップ１５Ａはアルミ製のもので、円筒状の本体１６と、その上端に一部を突出させた状態で嵌合され、溶接固定された円筒状のソケット１７と、下端に溶接固定された蓋部材１８を備えている。このソケット１７は隣接した短尺管体１５に入れ子式で連結するためのものであり、固定用のねじ穴１９を備えている。また、本体１６には、円周方向に等間隔な位置に、光ファイバセンサ６の下端のＵターン部を通すための４個のスリット２０が本体１６の上端から軸線方向下方に延びるように形成されている。
【００１８】
短尺管体１５もアルミ製のものであり、筒状の本体２１と、上端に一部を突出させた状態で嵌合され、ねじ２３によって固定された円筒状のソケット２２を備えている。本体２１は、円筒面部２１ａと、円周方向に等間隔な４個所に円筒面部２１ａよりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された４個のリブ２１ｂを備えた構造をしており、且つ先端キャップ１５Ａに設けているソケット１７を嵌合可能な内径を有している。かくして、短尺管体１５は先端キャップ１５Ａに対して入れ子式に連結可能である。また、短尺管体１５に取り付けているソケット２２は、他の短尺管体１５の本体２１に対しても嵌合可能であり、従って、短尺管体１５は他の短尺管体１５に対してソケット２１を用いて入れ子式に連結可能である。短尺管体１５の本体２１の円筒面部２１ａは、先端キャップ１５Ａの円筒状の本体１６の外径よりも小径に作られており、本体１６のスリット２０に下端のＵターン部を通して配置した光ファイバセンサ６を屈曲させることなく円筒面部２１ａの外面に沿わせて配置することができる。このソケット２２には、他の短尺管体１５に嵌合させる部分に固定用のねじ穴２４を備えている。また、本体２１には、それに嵌合させたソケット１７又は他の短尺管体１５のソケット２２に設けているねじ穴１９又は２４に対応する位置にねじ止め用のばか穴２５を形成している。
【００１９】
前記したねじ穴１９、２４及びそれに重なる位置のばか穴２５は、短尺管体１５Ａ、１５に沿わせて取り付ける光ファイバセンサ６をはさむ位置に形成されており、光ファイバセンサ６を固定する固定治具７の取り付けにも利用されるものである。すなわち、固定治具７は押え板３０とねじ３１を有しており、短尺管体１５Ａ、１５に光ファイバセンサ６を沿わせて配置し、その上に押え板３０を押し当て、ねじ３１をばか穴２５を通してねじ穴１９、２４にねじ込むことで、押え板３０で光ファイバセンサ６を短尺管体１５に固定することができると共に、ねじ３１で短尺管体１５Ａと１５を、或いは短尺管体１５、１５同志を相互に固定することができる。
【００２０】
短尺管体１５の長さは、あまり短いと使用個数が多くなってコストがかかると共に連結作業量が多くなり、あまり長いと、取り扱いが困難となり、また縦穴２の上方に施工用の空間を十分確保できない場合には連結作業ができなくなる。これらを考慮して、短尺管体１５の長さを選定すればよいが、多くの場合、１ｍ程度が好ましく、本実施例でも短尺管体１５の本体２１の長さを１ｍに設定している。また、図２から良く分かるように、この実施例では光ファイバセンサ６を各短尺管体１５について１個所で固定しており、光ファイバセンサ６の固定個所と固定個所の間隔は短尺管体１５の本体２１の長さに等しく（すなわち、１ｍに）している。この間隔は、地盤歪を検出する際の歪位置検出の単位となるものであるので、要求される地盤歪発生位置検出の精度に応じて定めればよく、この実施例では、検出単位が１ｍ程度で良いため、図示の構造としている。もし、検出単位を異なる長さとしたい場合には、押え板３０の取り付け位置を適当に変更すればよい。
【００２１】
光ファイバセンサ６は図３から良く分かるように、下端をループ状にし、他の部分は揃えてテープ等（図示せず）で束ねている。この光ファイバセンサ６としては、単に光ファイバのみで構成されたものでもよいが、本実施例では、施工時、使用中等における破損、劣化等を防止する上から、光ファイバを耐食合金鞘体で覆装したものを用いている。
【００２２】
次に、上記構成の地盤歪検出端３の設置方法を説明する。図５は地盤歪検出端３の設置の際に用いるストッパ３５を示すものである。このストッパ３５は、短尺管体１５の外面に取り付け可能な一対のクランプ部材３６を備えており、そのクランプ部材３６は短尺管体１５の外周をクランプするための円弧部３６ａと、その両端に形成されているフランジ部３６ｂと、背面の取っ手３６ｃ等を備えている。そして、図５（ａ）に示すように、一対のクランプ部材３６で短尺管体１５又は１５Ａをはさみ、フランジ部３６ｂをボルト３７で連結することで、短尺管体１５に強固に取り付けることができる。ここで、ストッパ３５のフランジ部３６ｂ及び取っ手３６ｃは、図７に示すように、地盤に形成した縦穴２の直径よりも大きい寸法に作られており、このため、縦穴２に挿入している短尺管体１５又は１５Ａにストッパ３５を取り付けると、そのストッパ３５が縦穴２の周囲の地面若しくはその上に置いた支持板３８で支えられ、短尺管体１５が縦穴２内に落下することを防止できる。このストッパ３５は少なくとも２組用意しておく。
【００２３】
まず、地盤歪検出端３を設置するため縦穴２（図１参照）を掘削し、必要に応じ、その縦穴２の内面に保護用のケーシングを挿入する。次に、図６に示すように、先端キャップ１５Ａのソケット１７に短尺管体１５の下端を差し込んでつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６の下端のループ部をスリット２０内に通し、その他の部分は短尺管体１５に沿って上方に引き出しておく。そして、押え板３０を光ファイバセンサ６の上から短尺管体１５に押し当て、ねじ３１で固定する。これにより、光ファイバセンサ６が押え板３０で強固に固定されると共に先端キャップ１５Ａのソケット１７と短尺管体１５とがねじ３１で固定される。
【００２４】
次に、図７に示すように、先端キャップ１５Ａの上端部分に第一のストッパ３５を取り付け、その先端キャップ１５Ａを縦穴２内に挿入し、ストッパ３５を地面上の支持板３８上に置いて支持させる。次に、短尺管体１５の上に次の短尺管体１５をつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６をその短尺管体１５に沿って配置すると共に、その光ファイバセンサ６に張力付与手段（図示せず）によって上向きの所定の張力Ｔを付与し、その状態で、押え板３０を光ファイバセンサ６の上から短尺管体１５に押し当て、ねじ３１（図３参照）で固定する。これにより、光ファイバセンサ６が押え板３０で強固に固定されると共に短尺管体１５、１５同志がねじ３１で固定される。また、上下に配置されている押え板３０、３０ではさまれた領域の光ファイバセンサ６には所定の張力Ｔが加わった状態となっている。このような光ファイバセンサ６の固定作業を短尺管体１５の周囲に配置された４本の光ファイバセンサ６について順次実施し、それが終了すると、下側の短尺管体１５の上端部分に第二のストッパ３５を取り付ける。
【００２５】
その後、つなぎ合わせた短尺管体１５を手で支えた状態で、下側のストッパ３５を取り外し、上側のストッパ３５が地面上の支持板３８に着くまで接続済の短尺管体１５を縦穴２の中に降ろしてゆく。そして、接続済の短尺管体１５をストッパ３５で支持させた後、前回と同様にして、その短尺管体１５の上に次の短尺管体１５をつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６に張力Ｔを付与した状態で押え板３０を取り付けて光ファイバセンサ６を固定するという動作を行う。以下、同様の動作を繰り返すことで、短尺管体１５を次々とつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６に一定の張力Ｔを加えた状態で固定し、その接続済の短尺管体１５を縦穴２内に降ろしてゆくことができる。この作業中、接続済の短尺管体１５は常にストッパ３５で支えられるので、縦穴２内に不用意に落下するということがなく、安全に作業を行うことができる。また、短尺管体１５をつなぎ合わせる作業、光ファイバセンサ６を、張力を掛けた状態で押え板３０で固定する作業等は、接続済の短尺管体１５をストッパ３５で支持した状態で行うので、容易に実施できる。更に、短尺管体１５をつなぎ合わせながら、縦穴２内に降ろしてゆくので、縦穴２の上方には大きい作業スペースは必要ない。すなわち、縦穴２の上方には、２本の短尺管体１５、１５を接続し且つその上方に光ファイバセンサ６に張力を付与する手段を配置する作業スペースがあれば、作業は可能であり、トンネル内等の狭い空間でも作業を行うことができる。
【００２６】
縦穴２内の所望深さまで、先端キャップ１５Ａ及びそれに接続した短尺管体１５を降ろした後は、図１に示すように、４本の光ファイバセンサ６を引き出した状態で、縦穴２内及び短尺管体１５内にグラウト等の充填材８を充填し、短尺管体１５や光ファイバセンサ６を地盤１と一体化する。その後、上方に引き出している４本の光ファイバセンサ６を互いに直列に接続し、且つ測定器（図示せず）に接続する。以上により、地盤歪検出端３の敷設作業が終了する。
【００２７】
以上のようにして設置された地盤歪検出端３は地盤１と一体化されている。光ファイバセンサ６に接続された光ファイバ１１に接続されている測定器（図示せず）は、適当なタイミングで光ファイバセンサ６内の散乱光分布を測定し、光ファイバセンサ６内の長さ方向の歪分布を監視している。今、縦穴２を形成している地盤１に歪が生じると、その縦穴２内に設置している変位標識管体５は地盤１の歪に応じて歪を生じる。例えば、縦穴２のほぼ中間位置に地すべりのような歪が生じると、変位標識管体５はその部分で地盤に応じて屈曲する。この変位標識管体５の屈曲によって、光ファイバセンサ６も屈曲し、長さ方向の歪を生じる。この際、変位標識管体５に沿わせている４本の光ファイバセンサ６では、取り付け位置によって（変位標識管体５の屈曲の方向によって）歪の大きさが異なり、また、長さ方向の位置によっても歪の大きさが異なっている。従って、光ファイバ１１に接続されている測定器（図示せず）で光ファイバセンサ６内の歪分布を測定することにより、変位標識管体５の歪（屈曲）の大きさ、方向等を検出することができ、地盤歪の大きさ、方向等を検出できる。以上のようにして、縦穴２を形成した地盤１の歪を監視でき、地盤崩落の予知等を行うことができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、短尺管体５をつなぎ合わせて行く際、１個の短尺管体５をつなぎ合わせる度に接続済の部分を縦穴２内に降ろしているが、縦穴２の上方に大きい作業スペースを確保できる場合には、複数個の短尺管体５をつなぎ合わせた後、接続済の部分を縦穴２内に降ろすようにしてもよい。また、上記実施例では、地盤歪検出端３を縦穴２内に設置する場合を説明したが、この地盤歪検出端３の設置場所は縦穴２に限らず、横穴、斜め穴等でも差し支えない。なお、水平に延びる横穴に地盤歪検出端３を取り付ける場合には、ストッパ３５を使用しなくてよい。
【符号の説明】
【００２９】
１ 地盤
２ 縦穴
３ 地盤歪検出端
５ 変位標識管体
６ 光ファイバセンサ
７ 固定治具
８ 充填材
１５ 短尺管体
１５Ａ 短尺管体（先端キャップ）
１６、２１ 本体
１７、２２ ソケット
１９、２４ ねじ穴
２５ ばか穴
３０ 押え板
３１ ねじ
３５ ストッパ
３６ クランプ部材
３７ ボルト
３８ 支持板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地盤の歪を検出するための、光ファイバを利用した地盤歪検出端に関する。
【背景技術】
【０００２】
山、崖等における地滑り、地盤崩落等の地盤変動の監視並びに予知は災害防止上きわめて重要である。従来、地盤変動を監視するための方法としては、ひずみゲージを利用したセンサを監視すべき適宜個所に取り付けて地盤歪を検出する方法が知られている。しかしながら、この方法では、１個所における地盤歪を検出する場合でも、地盤歪がどの深さに発生するかを測定するためには、複数の深さの位置にそれぞれひずみゲージを利用したセンサを配置して信号線によって監視場所に接続する必要があり、きわめてコスト高となるという問題があった。また、ひずみゲージを利用したセンサは耐久性にも問題があった。
【０００３】
そこで、これに代わる方法として最近、光ファイバを利用した地すべりセンサが提案されている（例えば、特開平２−５２２２２号公報参照）。この公報に記載されている地すべりセンサは、地すべりを測定しようとする地盤に形成された深い掘削孔に挿入された可撓性ケーシング管と、深さ方向に配置した複数のスペーサによって所定の位置に配置されて前記ケーシング管内に挿入された光ファイバひずみセンサ（以下光ファイバセンサという）と、前記ケーシング管内に充填された充填材を備えたものであり、地盤に歪が生じた時に、その歪に応じて光ファイバセンサが変形し、それによって光ファイバセンサ内の歪を生じた部分における散乱光の強度が変化するので、その光ファイバセンサの一端から光パルスを入射し、入射側から光ファイバセンサ中における後方散乱光の強度を該センサの長さ方向位置と関係づけて測定することで光ファイバセンサの伸び（縮み）歪の該センサ長さ方向の分布を測定し、これによって地盤に生じた変動の位置及び大きさを検出するものである。
【０００４】
そして、この地すべりセンサの設置には、地盤中に予想されるすべり面の深度より深い位置まで掘削孔をあけ、該掘削孔内に沿って可撓性ケーシング管を挿入した後、複数のスペーサにて所定の位置に配置した光ファイバセンサを、前記スペーサを同一方向になるようにガイドしながら前記ケーシング管内に吊り下げて挿入し、その後、前記ケーシング内に充填材を充填するという方法を採っていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−５２２２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、光ファイバセンサはたるんだ状態となると測定に支障をきたすので、光ファイバセンサによって地盤歪を精度良く測定するには、光ファイバセンサを設置した際に或る程度の大きさの一定の張力を付与した状態としておき、地盤歪に応じて光ファイバセンサ内に長さ方向の歪を生じさせる必要がある。しかしながら、上記公報に記載した方法のように、光ファイバセンサを、単に吊り下げた状態でケーシング管内に挿入して設置する構成では、光ファイバセンサに所望の且つ一定の張力を付与した状態とすることが困難であるという問題があった。
【０００７】
また、最近、光ファイバセンサの敷設時やその後の使用中における破損、劣化等を防止し、使用寿命を長くするために、光ファイバ本体を耐食合金鞘体で覆装し、適当な間隔で光ファイバ本体を耐食合金鞘体に固定した構造の光ファイバセンサが提案されているが、この構造の光ファイバセンサを用いた場合、敷設時に光ファイバ本体に所望の張力を掛けておくためには、保護用の剛性の大きい耐食合金鞘体にも伸び歪を与えておくことになり、そのため光ファイバセンサ全体に大きい張力（例えば、３００Ｎ程度）を掛けた状態で地盤に固定しておく必要がある。しかしながら、上記した公報に記載の方法のように、光ファイバセンサを単に吊り下げてケーシング管内に挿入して設置する構成では、到底所望の張力をかけて敷設するということはできない。
【０００８】
本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、地盤に形成した穴内に、光ファイバセンサを、適当な張力を加えた状態で且つ光ファイバセンサの適当に間隔をあけた位置を地盤に対して固定した状態となるように設置することの可能な地盤歪検出端を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の地盤歪検出端は、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせて変位標識管体を形成し、その変位標識管体に沿って光ファイバセンサを、これに張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサの複数個所を変位標識管体に固定することを基本構成とし、更に、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体を先端キャップとし、円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成された構成とし、前記変位標識管体の他の短尺管体を、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えた構成とし、前記光ファイバセンサを、下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定するという構成としたものである。この構成の地盤歪検出端では、これを地盤に形成した穴内に挿入し、適当な充填材を充填して地盤と一体化することにより、変位標識管体が地盤の歪に応じて変形し、一方、光ファイバセンサも変位標識管体の変形に応じて変形し、長さ方向の歪を生じる。その際、光ファイバセンサは張力をかけた状態で複数個所を変位標識管体に固定して設けられているため、光ファイバセンサ内には長さ方向の歪分布が生じ且つその歪分布は地盤歪の分布に精度よく対応したものとなっている。そこで、この光ファイバセンサに生じる長さ方向の歪分布を散乱光強度の観測によって検出することで、地盤に発生した歪の分布を精度良く測定できる。また、この地盤歪検出端を設置するに当たっては、短尺管体をつなぎ合わせながら、且つその短尺管体に沿って光ファイバセンサを、張力を付与した状態で固定しながら、接続した部分を穴内に挿入してゆくことができ、これによって深い穴に対しても地盤歪検出端を容易に且つ大きい作業スペースを要することなく設置することができる。
【発明の効果】
【００１０】
前記したように本発明の地盤歪検出端は、複数の短尺管体をつなぎ合わせて変位標識管体を形成し、その変位標識管体に沿って光ファイバセンサを張力を掛けた状態で配置し且つその光ファイバセンサの複数個所を変位標識管体に固定した構成としたものであるので、これを地盤に形成した穴内に挿入し、適当な充填材を充填して地盤と一体化しておけば、地盤に歪が生じた時、光ファイバセンサには、地盤歪の分布に高精度で対応した長さ方向歪分布が生じ、従って、光ファイバセンサ内の散乱光強度分布を観測することによって、その長さ方向歪分布を検出し、地盤に発生した歪分布を精度良く測定できるという効果を有している。また、この地盤歪検出端を設置するに当たっては、短尺管体をつなぎ合わせながら、且つその短尺管体に沿って光ファイバセンサを、張力を付与した状態で固定しながら、接続した部分を穴内に挿入してゆくことができ、これによって深い穴に対しても地盤歪検出端を容易に且つ大きい作業スペースを要することなく設置することができるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の一実施例による地盤歪検出端を用いた地盤歪検出システムを示す概略断面図
【図２】地盤歪検出端の変位標識管体及びそれに取り付けた光ファイバセンサ等の下端近傍を示す概略斜視図
【図３】図２に示す部分を分解して示す概略斜視図
【図４】（ａ）は変位標識管体の下端部分を分解して示す概略断面図 （ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図
【図５】（ａ）はストッパを組立状態で示す概略斜視図 （ｂ）はストッパを分解して示す概略斜視図
【図６】先端キャップに短尺管体を接続した状態を示す概略斜視図
【図７】短尺管体の下端に接続した先端キャップを縦穴内に挿入し、短尺管体の上に次の短尺管体を接続する状態を示す概略斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本発明の地盤歪検出端は、歪を検出すべき地盤に形成された穴内に挿入された、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせてなる変位標識管体と、その変位標識管体に沿って張力をかけた状態で配置され、複数個所を前記変位標識管体に固定された歪検出用の光ファイバセンサとを備えることを基本構成としており、この構成の地盤歪検出端を地盤に形成した穴内に敷設し、充填材を詰めて地盤と一体化しておくことにより、地盤に歪が生じると、その歪に応じて変位標識管体が変形し、それに沿って配置している光ファイバセンサにも変形が生じ、光ファイバセンサの長さ方向に歪分布が生じる。このため、光ファイバセンサ中の散乱光分布の観測により、光ファイバセンサの長さ方向の歪分布を測定でき、その測定情報から地盤歪の発生位置や方向、大きさ等を検出することができる。
【００１３】
ここで、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体は先端キャップを構成するものであるので、これを円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成された構成とし、前記変位標識管体の他の短尺管体は、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えた構成とする。そして、前記光ファイバセンサは下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定する構成とする。この構成により、複数の短尺管体を接続する作業が容易となると共に接続した状態では、先端キャップよりも上の領域では外形を長手方向に一定とすることができ、その外面に光ファイバセンサを沿わせて配置することで、光ファイバセンサを屈曲させることなく取り付けることができ、光ファイバセンサによる歪測定精度を向上させることができる。
【００１４】
前記変位標識管体の先端キャップを除いた他の短尺管体の筒状の本体には、前記円筒面部よりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された複数のリブを設けておくことが、強度を高めることができるので好ましい。
【００１５】
また、前記光ファイバセンサを変位標識管体に固定する手段を、光ファイバセンサを変位標識管体に押し付けて固定するための押え板と、その押え板を前記変位標識管体に取り付けるねじを備えた構成とし、そのねじを、入れ子式で連結された二つの短尺管体を相互に固定するねじを兼ねさせることが好ましい。この構成とすると、光ファイバセンサの固定と短尺管体のつなぎ合わせた部分の固定とを同時に行うことができ、設置作業を容易とできる。
【実施例】
【００１６】
以下、図面に示す本発明の好適な実施例を説明する。図１は本発明の一実施例による地盤歪検出端を用いた地盤歪検出システムを示す概略断面図であり、１は地盤、２はその地盤１に形成された縦穴、３は本発明の実施例に係る地盤歪検出端である。この地盤歪検出端３は、縦穴２内に挿入されたほぼ円筒状の変位標識管体５と、その変位標識管体５の外周面に軸線方向に沿って張力を掛けた状態で配置され、複数個所を変位標識管体５に固定治具７で固定された光ファイバセンサ６等を備えており、縦穴２内に設置した後、グラウト等の充填材８を縦穴２内及び変位標識管体５内に充填することで、地盤と一体化されている。本実施例では、４本の光ファイバセンサ６が、変位標識管体５の円周方向の４個所に取り付けられており、且つ各光ファイバセンサ６は変位標識管体５の下端でＵターンしている。また、４本の光ファイバセンサ６の上端は地面上に設けた接続部９の接続具１０によって、直列に接続されており、その両端は接続用の光ファイバ１１によって測定器（図示せず）に接続されている。測定器としては、光ファイバ内のブリルアン散乱光を利用して光ファイバの長手方向の歪分布を測定するＢＯＴＤＲ（Ｂｒｉｌｌｏｕｉｎ Ｏｐｔｉｃａｌ Ｔｉｍｅ Ｄｏｍａｉｎ Ｒｅｆｒｅｃｔｏｍｅｔｅｒ）を用いることができ、これによって、４本の光ファイバセンサ６内に生じる長さ方向の歪分布を測定できる。
【００１７】
次に、地盤歪検出端３を詳細に説明する。図２は地盤歪検出端３の変位標識管体５及びそれに取り付けた光ファイバセンサ６等の下端近傍を示す概略斜視図、図３は図２に示す部分を分解して示す概略斜視図、図４（ａ）は変位標識管体５の下端部分を分解して示す概略断面図、図４（ｂ）は図４（ａ）のＡ−Ａ矢視概略断面図である。変位標識管体５は複数の同一形状の短尺管体１５と下端に配置されて先端キャップを構成する短尺管体（以下、先端キャップという）１５Ａをつなぎ合わせて形成したものである。先端キャップ１５Ａはアルミ製のもので、円筒状の本体１６と、その上端に一部を突出させた状態で嵌合され、溶接固定された円筒状のソケット１７と、下端に溶接固定された蓋部材１８を備えている。このソケット１７は隣接した短尺管体１５に入れ子式で連結するためのものであり、固定用のねじ穴１９を備えている。また、本体１６には、円周方向に等間隔な位置に、光ファイバセンサ６の下端のＵターン部を通すための４個のスリット２０が本体１６の上端から軸線方向下方に延びるように形成されている。
【００１８】
短尺管体１５もアルミ製のものであり、筒状の本体２１と、上端に一部を突出させた状態で嵌合され、ねじ２３によって固定された円筒状のソケット２２を備えている。本体２１は、円筒面部２１ａと、円周方向に等間隔な４個所に円筒面部２１ａよりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された４個のリブ２１ｂを備えた構造をしており、且つ先端キャップ１５Ａに設けているソケット１７を嵌合可能な内径を有している。かくして、短尺管体１５は先端キャップ１５Ａに対して入れ子式に連結可能である。また、短尺管体１５に取り付けているソケット２２は、他の短尺管体１５の本体２１に対しても嵌合可能であり、従って、短尺管体１５は他の短尺管体１５に対してソケット２１を用いて入れ子式に連結可能である。短尺管体１５の本体２１の円筒面部２１ａは、先端キャップ１５Ａの円筒状の本体１６の外径よりも小径に作られており、本体１６のスリット２０に下端のＵターン部を通して配置した光ファイバセンサ６を屈曲させることなく円筒面部２１ａの外面に沿わせて配置することができる。このソケット２２には、他の短尺管体１５に嵌合させる部分に固定用のねじ穴２４を備えている。また、本体２１には、それに嵌合させたソケット１７又は他の短尺管体１５のソケット２２に設けているねじ穴１９又は２４に対応する位置にねじ止め用のばか穴２５を形成している。
【００１９】
前記したねじ穴１９、２４及びそれに重なる位置のばか穴２５は、短尺管体１５Ａ、１５に沿わせて取り付ける光ファイバセンサ６をはさむ位置に形成されており、光ファイバセンサ６を固定する固定治具７の取り付けにも利用されるものである。すなわち、固定治具７は押え板３０とねじ３１を有しており、短尺管体１５Ａ、１５に光ファイバセンサ６を沿わせて配置し、その上に押え板３０を押し当て、ねじ３１をばか穴２５を通してねじ穴１９、２４にねじ込むことで、押え板３０で光ファイバセンサ６を短尺管体１５に固定することができると共に、ねじ３１で短尺管体１５Ａと１５を、或いは短尺管体１５、１５同志を相互に固定することができる。
【００２０】
短尺管体１５の長さは、あまり短いと使用個数が多くなってコストがかかると共に連結作業量が多くなり、あまり長いと、取り扱いが困難となり、また縦穴２の上方に施工用の空間を十分確保できない場合には連結作業ができなくなる。これらを考慮して、短尺管体１５の長さを選定すればよいが、多くの場合、１ｍ程度が好ましく、本実施例でも短尺管体１５の本体２１の長さを１ｍに設定している。また、図２から良く分かるように、この実施例では光ファイバセンサ６を各短尺管体１５について１個所で固定しており、光ファイバセンサ６の固定個所と固定個所の間隔は短尺管体１５の本体２１の長さに等しく（すなわち、１ｍに）している。この間隔は、地盤歪を検出する際の歪位置検出の単位となるものであるので、要求される地盤歪発生位置検出の精度に応じて定めればよく、この実施例では、検出単位が１ｍ程度で良いため、図示の構造としている。もし、検出単位を異なる長さとしたい場合には、押え板３０の取り付け位置を適当に変更すればよい。
【００２１】
光ファイバセンサ６は図３から良く分かるように、下端をループ状にし、他の部分は揃えてテープ等（図示せず）で束ねている。この光ファイバセンサ６としては、単に光ファイバのみで構成されたものでもよいが、本実施例では、施工時、使用中等における破損、劣化等を防止する上から、光ファイバを耐食合金鞘体で覆装したものを用いている。
【００２２】
次に、上記構成の地盤歪検出端３の設置方法を説明する。図５は地盤歪検出端３の設置の際に用いるストッパ３５を示すものである。このストッパ３５は、短尺管体１５の外面に取り付け可能な一対のクランプ部材３６を備えており、そのクランプ部材３６は短尺管体１５の外周をクランプするための円弧部３６ａと、その両端に形成されているフランジ部３６ｂと、背面の取っ手３６ｃ等を備えている。そして、図５（ａ）に示すように、一対のクランプ部材３６で短尺管体１５又は１５Ａをはさみ、フランジ部３６ｂをボルト３７で連結することで、短尺管体１５に強固に取り付けることができる。ここで、ストッパ３５のフランジ部３６ｂ及び取っ手３６ｃは、図７に示すように、地盤に形成した縦穴２の直径よりも大きい寸法に作られており、このため、縦穴２に挿入している短尺管体１５又は１５Ａにストッパ３５を取り付けると、そのストッパ３５が縦穴２の周囲の地面若しくはその上に置いた支持板３８で支えられ、短尺管体１５が縦穴２内に落下することを防止できる。このストッパ３５は少なくとも２組用意しておく。
【００２３】
まず、地盤歪検出端３を設置するため縦穴２（図１参照）を掘削し、必要に応じ、その縦穴２の内面に保護用のケーシングを挿入する。次に、図６に示すように、先端キャップ１５Ａのソケット１７に短尺管体１５の下端を差し込んでつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６の下端のループ部をスリット２０内に通し、その他の部分は短尺管体１５に沿って上方に引き出しておく。そして、押え板３０を光ファイバセンサ６の上から短尺管体１５に押し当て、ねじ３１で固定する。これにより、光ファイバセンサ６が押え板３０で強固に固定されると共に先端キャップ１５Ａのソケット１７と短尺管体１５とがねじ３１で固定される。
【００２４】
次に、図７に示すように、先端キャップ１５Ａの上端部分に第一のストッパ３５を取り付け、その先端キャップ１５Ａを縦穴２内に挿入し、ストッパ３５を地面上の支持板３８上に置いて支持させる。次に、短尺管体１５の上に次の短尺管体１５をつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６をその短尺管体１５に沿って配置すると共に、その光ファイバセンサ６に張力付与手段（図示せず）によって上向きの所定の張力Ｔを付与し、その状態で、押え板３０を光ファイバセンサ６の上から短尺管体１５に押し当て、ねじ３１（図３参照）で固定する。これにより、光ファイバセンサ６が押え板３０で強固に固定されると共に短尺管体１５、１５同志がねじ３１で固定される。また、上下に配置されている押え板３０、３０ではさまれた領域の光ファイバセンサ６には所定の張力Ｔが加わった状態となっている。このような光ファイバセンサ６の固定作業を短尺管体１５の周囲に配置された４本の光ファイバセンサ６について順次実施し、それが終了すると、下側の短尺管体１５の上端部分に第二のストッパ３５を取り付ける。
【００２５】
その後、つなぎ合わせた短尺管体１５を手で支えた状態で、下側のストッパ３５を取り外し、上側のストッパ３５が地面上の支持板３８に着くまで接続済の短尺管体１５を縦穴２の中に降ろしてゆく。そして、接続済の短尺管体１５をストッパ３５で支持させた後、前回と同様にして、その短尺管体１５の上に次の短尺管体１５をつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６に張力Ｔを付与した状態で押え板３０を取り付けて光ファイバセンサ６を固定するという動作を行う。以下、同様の動作を繰り返すことで、短尺管体１５を次々とつなぎ合わせ、光ファイバセンサ６に一定の張力Ｔを加えた状態で固定し、その接続済の短尺管体１５を縦穴２内に降ろしてゆくことができる。この作業中、接続済の短尺管体１５は常にストッパ３５で支えられるので、縦穴２内に不用意に落下するということがなく、安全に作業を行うことができる。また、短尺管体１５をつなぎ合わせる作業、光ファイバセンサ６を、張力を掛けた状態で押え板３０で固定する作業等は、接続済の短尺管体１５をストッパ３５で支持した状態で行うので、容易に実施できる。更に、短尺管体１５をつなぎ合わせながら、縦穴２内に降ろしてゆくので、縦穴２の上方には大きい作業スペースは必要ない。すなわち、縦穴２の上方には、２本の短尺管体１５、１５を接続し且つその上方に光ファイバセンサ６に張力を付与する手段を配置する作業スペースがあれば、作業は可能であり、トンネル内等の狭い空間でも作業を行うことができる。
【００２６】
縦穴２内の所望深さまで、先端キャップ１５Ａ及びそれに接続した短尺管体１５を降ろした後は、図１に示すように、４本の光ファイバセンサ６を引き出した状態で、縦穴２内及び短尺管体１５内にグラウト等の充填材８を充填し、短尺管体１５や光ファイバセンサ６を地盤１と一体化する。その後、上方に引き出している４本の光ファイバセンサ６を互いに直列に接続し、且つ測定器（図示せず）に接続する。以上により、地盤歪検出端３の敷設作業が終了する。
【００２７】
以上のようにして設置された地盤歪検出端３は地盤１と一体化されている。光ファイバセンサ６に接続された光ファイバ１１に接続されている測定器（図示せず）は、適当なタイミングで光ファイバセンサ６内の散乱光分布を測定し、光ファイバセンサ６内の長さ方向の歪分布を監視している。今、縦穴２を形成している地盤１に歪が生じると、その縦穴２内に設置している変位標識管体５は地盤１の歪に応じて歪を生じる。例えば、縦穴２のほぼ中間位置に地すべりのような歪が生じると、変位標識管体５はその部分で地盤に応じて屈曲する。この変位標識管体５の屈曲によって、光ファイバセンサ６も屈曲し、長さ方向の歪を生じる。この際、変位標識管体５に沿わせている４本の光ファイバセンサ６では、取り付け位置によって（変位標識管体５の屈曲の方向によって）歪の大きさが異なり、また、長さ方向の位置によっても歪の大きさが異なっている。従って、光ファイバ１１に接続されている測定器（図示せず）で光ファイバセンサ６内の歪分布を測定することにより、変位標識管体５の歪（屈曲）の大きさ、方向等を検出することができ、地盤歪の大きさ、方向等を検出できる。以上のようにして、縦穴２を形成した地盤１の歪を監視でき、地盤崩落の予知等を行うことができる。
【００２８】
なお、以上の説明では、短尺管体５をつなぎ合わせて行く際、１個の短尺管体５をつなぎ合わせる度に接続済の部分を縦穴２内に降ろしているが、縦穴２の上方に大きい作業スペースを確保できる場合には、複数個の短尺管体５をつなぎ合わせた後、接続済の部分を縦穴２内に降ろすようにしてもよい。また、上記実施例では、地盤歪検出端３を縦穴２内に設置する場合を説明したが、この地盤歪検出端３の設置場所は縦穴２に限らず、横穴、斜め穴等でも差し支えない。なお、水平に延びる横穴に地盤歪検出端３を取り付ける場合には、ストッパ３５を使用しなくてよい。
【符号の説明】
【００２９】
１ 地盤
２ 縦穴
３ 地盤歪検出端
５ 変位標識管体
６ 光ファイバセンサ
７ 固定治具
８ 充填材
１５ 短尺管体
１５Ａ 短尺管体（先端キャップ）
１６、２１ 本体
１７、２２ ソケット
１９、２４ ねじ穴
２５ ばか穴
３０ 押え板
３１ ねじ
３５ ストッパ
３６ クランプ部材
３７ ボルト
３８ 支持板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
歪を検出すべき地盤に形成された穴内に挿入された、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせてなる変位標識管体と、その変位標識管体に沿って張力をかけた状態で配置され、複数個所を前記変位標識管体に固定された歪検出用の光ファイバセンサとを備え、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体は先端キャップを構成するもので円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成されており、前記変位標識管体の他の短尺管体は、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えており、前記光ファイバセンサは下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定して設けられていることを特徴とする地盤歪検出端。
【請求項２】
前記変位標識管体の先端キャップを除いた他の短尺管体の筒状の本体は、前記円筒面部よりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された複数のリブを備えていることを特徴とする請求項１記載の地盤歪検出端。
【請求項３】
前記光ファイバセンサを変位標識管体に固定する手段が、光ファイバセンサを変位標識管体に押し付けて固定するための押え板と、その押え板を前記変位標識管体に取り付けるねじを備えており、そのねじが、入れ子式で連結された二つの短尺管体を相互に固定するねじを兼ねていることを特徴とする請求項１又は２記載の地盤歪検出端。
【請求項１】
歪を検出すべき地盤に形成された穴内に挿入された、複数の短尺管体を入れ子式でつなぎ合わせてなる変位標識管体と、その変位標識管体に沿って張力をかけた状態で配置され、複数個所を前記変位標識管体に固定された歪検出用の光ファイバセンサとを備え、前記変位標識管体の下端に配置される短尺管体は先端キャップを構成するもので円筒状の本体とその下端に固定された蓋部材を備え、前記円筒状の本体には前記光ファイバセンサの下端のＵターン部を通すためのスリットが前記本体の上端から軸線方向下方に延びるように形成されており、前記変位標識管体の他の短尺管体は、前記先端キャップの円筒状の本体の外径よりも小径の円筒面部を備えた筒状の本体を備えており、前記光ファイバセンサは下端のＵターン部を前記先端キャップの本体に形成しているスリットに通し、前記Ｕターン部よりも上方の部分を他の短尺管体の前記円筒面部の外面に沿って配置し複数箇所を前記円筒面部の外面に固定して設けられていることを特徴とする地盤歪検出端。
【請求項２】
前記変位標識管体の先端キャップを除いた他の短尺管体の筒状の本体は、前記円筒面部よりも外側に突出し且つ軸線方向に延びるように形成された複数のリブを備えていることを特徴とする請求項１記載の地盤歪検出端。
【請求項３】
前記光ファイバセンサを変位標識管体に固定する手段が、光ファイバセンサを変位標識管体に押し付けて固定するための押え板と、その押え板を前記変位標識管体に取り付けるねじを備えており、そのねじが、入れ子式で連結された二つの短尺管体を相互に固定するねじを兼ねていることを特徴とする請求項１又は２記載の地盤歪検出端。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１０−２７１３２９（Ｐ２０１０−２７１３２９Ａ）
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１７６７９９（Ｐ２０１０−１７６７９９）
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【分割の表示】特願２０００−２４５４４４（Ｐ２０００−２４５４４４）の分割
【原出願日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月２日（２０１０．１２．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月５日（２０１０．８．５）
【分割の表示】特願２０００−２４５４４４（Ｐ２０００−２４５４４４）の分割
【原出願日】平成１２年８月１４日（２０００．８．１４）
【出願人】（０００２０８６９５）第一高周波工業株式会社 (90)
【Ｆターム（参考）】
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