地盤監視装置および地盤監視方法
【課題】地盤の崩落等の地盤異常を監視する地盤監視装置を検知精度の高いものにする。
【解決手段】 地盤監視装置に設けられる光検知センサー５によって検知される光量値に基づいて地盤異常を判別するにあたり、単独の光検知センサーが検知する単独光量値と他の光検知センサーが検知した光量値との差を求めた差光量値と単独光量値と差光量値との和を求めた和光量値とを用いて三段階の判別をおこない、これによって地盤異常が精度良く判別できるよう構成した。
【解決手段】 地盤監視装置に設けられる光検知センサー５によって検知される光量値に基づいて地盤異常を判別するにあたり、単独の光検知センサーが検知する単独光量値と他の光検知センサーが検知した光量値との差を求めた差光量値と単独光量値と差光量値との和を求めた和光量値とを用いて三段階の判別をおこない、これによって地盤異常が精度良く判別できるよう構成した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂崩れあるいは海岸や河岸での地盤崩落や地盤のひび割れ等の地盤異常を監視するための地盤監視装置および地盤監視方法の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海岸や河岸では波や流水によって地盤浸食を受ける等の地盤異常が発生することがあり、このような地盤異常によって発生する災害を未然に防止することが望まれている。ところでこのような災害発生を回避するためには、地盤異常の進捗状況を監視する必要があるが、これを人手に頼ることは効率が悪いだけでなく、場所によっては監視できないような危険箇所があったりするという問題がある。
そこで、光ケーブルをボーリング孔に装填し、浸食によって光ケーブルが破断したり、折曲したりすることの検知をして浸食状態を監視するようにしたものが知られている（特許文献１）。
ところで前記光ケーブルを用いて地盤の浸食を監視しようとする場合に、該監視しようとする地盤の性状について多種多様のものが有るのが実情で、ある地盤では地盤浸食により光ケーブルが破断ないしは光伝送をしないほどの折曲が発生することにより地盤浸食の検知はできるが、性状の異なる別の地盤においてはこのような破断ないしは折曲が発生するという保証はなく、このため監視しようとする地盤の性状に合わせて、地盤浸食があった場合に確実に破断ないしは折曲する光ケーブルをいちいち作成しなければならないことになって検知精度の信頼性に劣るという問題がある。
そこで本発明の発明者は、ステンレス製の外筒に複数の開口を開設し、該開口に対応して光検知センサーを設けた地盤監視具を提供した（特許文献２）。このものは、該地盤監視具を地盤浸食等の惧れがある箇所に埋設しておき、そして地盤浸食等が進んで外光が光検知センサーによって検知されたか否かの判別をするようにして地盤浸食の監視をするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３６０４１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが前記提供したもので地盤監視をするものは、異常発生が先端であるか否か、異常検知発生位置が複数連続しているか等で判断しており、それなりの予測はできるが、このものでは、異常判別の基準となる光検知センサーの検知値は、予め設定される一つの閾値を越えたか否かによるものであるため、この閾値を高く設定したときには外光が充分に入る状態になったものしか検知できないことになって検知精度が低下する。これに対し、閾値を低く設定したときには外光が充分に入らない状態での検知はできるが、光検知センサーは、それぞれ固有のノイズを出力するため、ノイズが高い光検知センサーが組み込まれた場合に、このノイズを異常発生と認識することになって精度の高い異常判断ができなくなり、このため閾値を、ノイズに影響されない一点に設定しなければならず、そうすると検知漏れが発生し、高い精度の異常判別ができないという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、 地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、地盤異常判別手段は、前記ｐ個の光検知センサーのうち、（１）任意のｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）（ｎ：１〜ｐまでの自然数）が検知する単独光量値（Ａｎ）、（２）該単独光量値（Ａｎ）とｍ個目の光検知センサー（Ｘｍ）（ｍ：ｎ以外の１からｐまでの自然数）が検知する光量値（Ａｍ）との差を示す差光量値（Ａｎ−Ａｍ）、（３）前記単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））、の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別するように設定されていることを特徴とする地盤監視装置である。
請求項２の発明は、複数の光検知センサーのうち、単独光量値、差光量値、和光量値には、それぞれ異なる異常値が設定されていることを特徴とする請求項１記載の地盤監視装置である。
請求項３の発明は、地盤監視具には各光検知センサーに対して発光する発光具が設けられ、地盤異常判別手段には、前記発光具を発光させたとき光検知センサーが光検知をしたか否かを監視して該光検知センサー自体の異常の有無を判別するセンサー異常判別手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤監視装置である。
請求項４の発明は、地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが複数一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、地盤異常判別手段は、前記複数の光検知センサーのうち、（１）一つの光検知センサーが検知する単独光量値（Ａ）、（２）該単独光量値（Ａ）と他の光検知センサーが検知する光量値（Ｂ）との差を示す差光量値（Ａ−Ｂ）、（３）前記単独光量値（Ａ）と差光量値（Ａ−Ｂ）との和を示す和光量値（Ａ＋（Ａ−Ｂ））、の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサーＸｎ部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別することを特徴とする地盤監視方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、個々の光検知センサー部位で地盤に異常が発生したときに、個々の光検知センサー固有のノイズに影響されることなく地盤異常判別を精度よく行う地盤監視装置を提供することができる。
請求項２の発明とすることにより、異常発生を精度良く検知することができる。
請求項３の発明とすることにより、光検知センサーの故障や部品取替え時期の到来を判別でき、光検知センサーによる光検知が正しくおこなわれる地盤監視装置とすることができる。
請求項４の発明とすることにより、個々の光検知センサー部位で地盤に異常が発生したときに、個々の光検知センサー固有のノイズに影響されることなく地盤異常判別を精度よく行う地盤監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】地盤監視具を地盤にセットした状態を示す全体断面図である。
【図２】地盤監視具の一部を省略した正面断面図である。
【図３】地盤監視具を示すものであって、（Ａ）は開口部位の拡大側面断面図、（Ｂ）は開口部位の拡大正面断面図である。
【図４】地盤の異常を判別するシステム全体を示すフローチャートである。
【図５】光検知センサーの作動異常検査タスクを示すフローチャートである。
【図６】昼間用異常検知タスクを示すフローチャートである。
【図７】光検知センサーの番号付けの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１、２に示す１は地盤の監視具であって、該監視具１は、監視箇所に施工したボーリング孔Ｚに挿入セットされるものであって長尺状をした不透光の筒体２を用いて構成されるが、該筒体２には所定の間隔（例えば１５ｃｍ間隔や２５ｃｍ間隔等）を存して開口（窓）３が開設され、該各開口３に対応して監視室４が箱状に形成されているが、該監視室４は、開口部分が透光性であって外光を入室可能に形成され、筒体２内部分は不透光になっていて筒体２内への漏光はないようになっており、これによって各監視室４は外光に対して独立している。尚、本実施の形態にあっては、図３に示すように、開口３を透光性部材３ａで閉鎖して筒体２内に土砂等の浸入を防止している。
【０００９】
前記各監視室４には光検知センサー５と発光ダイオード６とが隣接して配設されているが、光検知センサー５は受光素子で構成され、このようなものとしてフォトトランジスタやフォトダイオード、硫化カドニウム（ＣｄＳ）が例示される。また発光ダイオード６は光検知センサー５が正常に作動しているか否かの診断をするものである。
【００１０】
そして前記各監視室４は筒体２内に配した支持体７に支持され、連結部材８によって互いに連結されている。支持体７にはリード線９が設けられており、そしてリード線９に各光検知センサー５および発光ダイオード６が電気的に接続されるが、各光検知センサー５は独立した接続（並列接続）になっていてそれぞれの光検知信号を独立して伝送できるようになっているが、発光ダイオード６は並列接続、直列接続のどちらでもよい。
【００１１】
前記リード線９は筒体２から引き出され、監視箇所近傍に設けた送受信具１０に光ケーブル１１を介して接続されている。送受信具１０は太陽電池１２を電源として起動するものであり、管理施設Ｙに設けた制御部１３からの制御信号に基づいて必要な指令の入出力をするようになっている。
【００１２】
前記制御部１３はマイクロコンピューターを備えて構成され、表示用のディスプレイ、入力用のキーボードおよびプリンターが接続されている。そして制御部１３には、光検知センサー５からの光検知信号の有無に基づき、地盤異常があったか否かの判別をするためのソフトウエア、所定時間ごとに発光ダイオード６に対して発光指令を出力するためのソフトウエア等、地盤異常診断をするためのソフトウエアが格納されている。
【００１３】
光検知センサー５によって検知された光量値のデータは、リード線９、光ケーブル１１を介して送受信具１０に伝送され、ここから制御部１３に送信されることになるが、制御部１３では、該受信した光検知センサー５からの光量値データを分析して地盤異常の発生の有無を判別する。
【００１４】
図４は、地盤異常を判別するための地盤異常判別手段であるシステム全体のメインルーチンのフローチャートであって、制御部１３で実行される。まず電源投入によりシステムを起動させ、しかる後、必要な情報が読み込まれて初期設定がなされる（Ｓ１）。
【００１５】
ステップ２（Ｓ２）において、発光ダイオード６の発光による光検知センサー５の作動異常検査タスクが開始される。つまり、図５に示すように、ステップ１１（Ｓ１１）によって各光検知センサー５にそれぞれ隣接して配設された発光ダイオード６が発光し、ステップ１２（Ｓ１２）によって光検知センサー５が検知した発光ダイオードの発光光量値を、閾値（比較値）として予め設定された光量値の範囲内か否かを判別する。予め設定された光量値の範囲内で検知した場合は、発光ダイオード６および光検知センサー５が正常作動していると判別し、予め設定された光量値の範囲外で検知した場合は、ステップ１３（Ｓ１３）に進んで故障発生を出力する。この場合、光検知センサー５から伝送された光量値が設定光量値を上回っていた場合は、光検知センサー５の異常かもしくは後述する地盤異常が予測され、下回っていた場合は、光検知センサー５の異常かもしくは発光ダイオード６の異常が予測される。そして、この光検知センサー５から送信された光量値データは、あくまでテスト用に露光された発光ダイオード６からの光量を検知したものであるので、この光量値が地盤の異常発生によるものと誤って判別されて警報等が発せられることのないように設定されている。
【００１６】
そして、このサブルーチンが終了すると、メインルーチンに戻って、ステップ３（Ｓ３）によって実行時間が昼間か夜間かを判別する。そして、昼間と判別されれば、ステップ４（Ｓ４）によって、サブルーチンである昼間用異常検知タスクが開始され、夜間と判別されれば、ステップ５（Ｓ５）によって、同じくサブルーチンである夜間用異常検知タスクが開始される。各タスクが実行終了すると再び光検知センサー５の作動異常検査タスクに戻る。
【００１７】
ステップ４（Ｓ４）で実行される昼間用異常検知タスクでは、図６に示すように、筒体２に複数配設される個々の光検知センサー５によって検知された光量値に基づいて地盤発生の有無を検知する。この場合において、制御部１３は、各光検知センサー５の配置を識別することができ、図７に示すように、例えば筒体２の先端に配設される光検知センサーから順にＸ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ、・・・、Ｘｍ、・・・、Ｘｐと番号当て（番号付け）をし、各光検知センサーから伝送される光量測定値（光量データ）は、この番号によって識別されることになる。ここで、ｎは検知対象となる光検知センサー、ｍは比較対象となる光検知センサー、ｐは光検知センサーの総数を表している。ｎ、ｍはともにｐを超えない任意の自然数であって、ｎとｍとは、必ず異なる数となる。また、検知される光の測定値に幅がありすぎる場合は、例えば測定値をログ対数に変換して比較し易い光量値（相対値）とする等の設定をすることができる。また、微弱光或いはノイズを判別の対象としないよう検知可能光量の最低量を設定することができる。
【００１８】
まず、ステップ２１（Ｓ２１）において、光検知センサー５を構成する任意の光検知センサーＸｎの検知した光量値Ａｎが読み込まれる。ここで光検知センサーＸｎは、異常な光量を検知していないかどうかの検査対象となる光検知センサーである。まず最初に検知対象となる光検知センサーＸｎをＸ１とする（ｎ＝１）。そして、ステップ２２（Ｓ２２）において、このＸ１によって測定されたＸ１の単独光量値ＡｎであるＡ１を読み込む。次にステップ２３（Ｓ２３）において、この単独光量値Ａ１が地盤崩落等何らかの異常を示す値であるか否かの判別をする。本実施の形態では、個々の光検知センサーＸｎにおいて異常値であると判別される閾値（比較値）を例えば２０００としており、光量値Ａｎが２０００より等しいか大きくなった場合（Ａｎ≧２０００）には光量値Ａｎは異常であると判別する。
【００１９】
尚、本発明の実施の形態で設定されるこの２０００という閾値、後述する１３００、３０００という閾値は、全て光検知センサーの感度や該光検知センサーが埋設される地質、地形、周辺環境、季節、天候、暦等によって変化するものであって固定化されたものではなく、前述のシステム全体の初期設定の段階によって適宜変更するよう設定することができるとともに、諸条件が入力されることにより閾値が自動的に変更されるようプログラミングしておくことも可能である。
【００２０】
ステップ２３（Ｓ２３）において光量値Ａ１が２０００と等しいか大きい値であった場合（Ａ１≧２０００）は、異常値であると判別され、ステップ２４（Ｓ２４）に進んで地盤異常を出力する。光量値Ａ１が２０００より小さい値であった場合（Ａ１＜２０００）は、異常を示す値ではないと判別されて次のステップ２５（Ｓ２５）に進む。ここでは、ｎが１であった場合（ｎ＝１）は、ｍには２を投入（ｍ＝２）し、ｎが１ではなかった場合（ｎ≠１）は、ｍには１を投入する。この場合、前述のようにｎが１であるからｍには２が投入されて、ステップ２６（Ｓ２６）に進み、ステップ２６で、ｍが光検知センサーの総数ｐを超える数である場合は、昼間用異常検知タスクが終了して、メインルーチンに戻り、総数ｐと等しいかｐを超えない数であった場合は、ステップ２７（Ｓ２７）に進む。
【００２１】
そして、ステップ２７で光検知センサーＸ２によって測定された光量値Ａ２が読み込まれて、ステップ２８（Ｓ２８）で、前述の光検知センサーＸｎの光量値Ａｎ（この場合Ａ１）から光検知センサーＸｍの光量値Ａｍ（この場合Ａ２）を引いた差を求め、このＡｎとＡｍとの差である差光量値（Ａ１−Ａ２）が閾値（この場合１３００と設定）と比較して等しいか大きい場合（Ａ１−Ａ２≧１３００）には、差光量値（Ａｎ−Ａｍ）は異常であると判別されてステップ２９（Ｓ２９）に進み、地盤異常を出力する。差光量値が閾値と比較して小さい場合（Ａ１−Ａ２＜１３００）には、異常を示す値ではないと判別されてステップ３０（Ｓ３０）に進む。
【００２２】
ステップ３０においては、前述の単独光量値（Ａｎ、この場合Ａ１）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ、この場合Ａ１−Ａ２）との和である和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ）：この場合ではＡ１＋（Ａ１−Ａ２））を求めて閾値（この場合３０００と設定）と比較して等しいか大きい場合（Ａ１＋（Ａ１−Ａ２））≧３０００）には、和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））は異常値であると判別されてステップ３１（Ｓ３１）に進み、地盤異常を出力する。和光量値が閾値と比較して小さい場合（Ａ１＋（Ａ１−Ａ２））＜３０００）には、異常を示す値ではないと判別されてステップ３２（Ｓ３２）に進む。
【００２３】
ステップ３２においてｍを光検知センサーの総個数ｐと比較し、ｍが総個数ｐより小さい数である場合（ｍ＜ｐ）、ステップ３３（Ｓ３３）に進む。ステップ３３では、ｍに１を加える。そしてステップ３４（Ｓ３４）でｎとｍを比較し、ｎとｍが同数であった場合（ｎ＝ｍ）は、再びステップ３３に戻ってｍに１を加える。そして、ｎとｍとが異なる数となった場合は、ステップ２６（Ｓ２６）に戻る。このようにすることで、光検知センサーＸ１を検知対象としその単独光量値Ａ１を、光検知センサーＸ３、Ｘ４、・・・Ｘｐの光量値Ａ３、Ａ４・・・Ａｐと順次比較判別していくことになる。そして、ステップ３２においてｍがｐと等しい場合（ｍ＝ｐ）は、ステップ３５（Ｓ３５）に進む。
【００２４】
ステップ３５では、ｎを光検知センサーの総個数ｐと比較し、ｎが総個数ｐより小さい数である場合（ｎ＜ｐ）、ステップ３６（Ｓ３６）に進む。ステップ３６では、ｎに１を加え、このようにすることにより、検知対象とする光検知センサーＸｎを、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｐと順次変更させて異常判別が実行される。そして、ステップ３５においてｎとｐとが等しい場合（ｎ＝ｐ）は、昼間用異常検知タスクは終了し、メインルーチンに戻る。
【００２５】
このようにして、検査対象である光検知センサーＸｎの光量値Ａｎを他の光検知センサーＸｍによって検知される光量値Ａｍと順次比較していき、設定された閾値と等しいか大きい場合には、異常であると判別される。そして、光検知センサーＸｎに対してすべての他の光検知センサーとの比較が終了したら、今度は、光検知センサーＸｎ＋１を検査対象として同じように判別していき、全ての光検知センサーＸｎが検査対象となって、すべてのＸｎ以外の光検知センサーＸｍと比較する。
尚、本実施の形態においては、検査対象は地盤監視装置に設けられたすべての光検知センサーとしたが、必ずしも全ての光検知センサーを検査対象にしなくてもよく、現場状況に応じて検査対象となる光検知センサーは任意に設定が可能である。
【００２６】
そして、ステップ２４、ステップ２９、ステップ３１の何れかのステップにおいて地盤異常が出力された場合には、警報が発せられるとともに、他の予め設定された外部への情報出力がなされる。
昼間用異常検知タスクが終了したら、メインルーチンのステップ２に戻って作動異常検査タスクが開始され、その後に実行時間による昼夜の判別をし（Ｓ３）、昼間であると判別された場合は前述の昼間用異常検知タスクが再び開始（Ｓ４）し、夜間であると判別された場合は、夜間用異常検知タスクが開始（Ｓ５）する。
【００２７】
夜間用異常検知タスクは、昼間用異常検知タスクと同じであるため、説明を省略する。但し、設定される閾値は、夜間であって太陽光がない分だけ光検知センサー５によって検知される光量は著しく減少する。このため、閾値を昼間のものよりも低い値にして、月明かりや星明りであっても異常判別が可能なように設定する。例えば、光検知センサーＸｎから送信される光量値Ａｎが異常値であると判別される閾値（比較値）を１７００と設定し、差光量値（Ａｎ−Ｂｎ）と比較する閾値を１０００と設定し、和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））と比較す閾値を２５００と設定する等して夜間における予測される検知光量値に設定するが、この閾値は状況に応じて任意に変更可能である。
【００２８】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、監視対象地盤に穿設したボーリング孔Ｚに監視具１を挿入セットした状態で、例えば地盤浸食を受けて地盤崩落Ａしたりする等の地盤異常をした場合には、地盤崩落Ａが進むにつれて開口３が露出して外光がここから入り込み、該開口３に設けた光検知センサー５が地盤崩落に起因する光量検知をすると、該光量データが制御部１３に送信され、地盤異常を判別するためのシステムによって地盤異常が発生したか否かの判別がなされることになる。
【００２９】
ここで、異常値を上回る光量を検知した光検知センサーがあった場合、この光検知が、地盤異常に基づくものであるかあるいはセンサーの異常等どこかの故障に基づくものであるかの判別を、光検知したセンサーと他のセンサーとの光量差を比較することによっておこなうため、より正確な地盤異常の監視をすることができる。
【００３０】
まず、第一の判別として、本発明のいずれかの光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常値を示すほどの光量を検知した場合は（本実施の形態においては昼間において２０００）、他の光検知センサーが検知した光量と比較するまでもなく、異常発生と判別する。
【００３１】
そして、第二の判別として、たとえ光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常値でなかったとしても、該単独光量値（Ａｎ）と他の任意の光検知センサーが検知する光量値（Ａｍ）との光量差を求め、この差光量値（Ａｎ−Ａｍ）が異常値と示すほどの光量差であった場合は（本実施の形態においては昼間において１３００）、光検知センサーＸｎの部分だけが崩落や地割れ等によって外部から一部あるいは僅かながら外光が浸入している小さな異常状況であると推測でき、これを地盤異常が発生したと判別する。
【００３２】
さらに、第三の判別として、光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常を示すほどの値ではなく、かつ、単独光量値（Ａｎ）と他の任意の光検知センサーが検知する光量値（Ａｍ）との光量差である差光量値（Ａｎ−Ａｍ）も異常値を示すほどの値でなかったとしても、単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））が、異常値を示すほどの和光量値であった場合は（本実施の形態においては昼間において３０００）、やはり異常と判別すべき一定の光量が地盤監視具の何れかの場所において検知されている。これは検査対象となる光検知センサーＸｎについて、単独光量値Ａｎおよび差光量値Ａｎ−Ａｍの何れも異常値ではないが、それなりの大きさを持っている結果、これらを加算することで、さらに小さいと考えられるが、異常の可能性があると推測でき、そこでこれを地盤異常が発生したと判別する。
【００３３】
このように任意の光検知センサーの単独光量値を用いての判別に加えて、該単独光量値と他の光検知センサーが検知した光量値との差光量値、和光量値を演算し、これらに基づいて地盤異常が発生したか否かの判別を行うことになるから、より正確な異常判別ができることになる。
【００３４】
また、光検知センサー３が正常に機能しているか否かの自己診断は、該光検知センサー５に対向して設けられた発光ダイオード６を発光させることによって、該発光を光検知センサー５に検知させ、この検知した光量のデータが制御部１３に送信されることで正常と判別し、受けていない場合、つまり前記送信がない場合に故障等の異常発生と判別することによって実行することができ、さらなる信頼性の高い地盤監視装置とすることができる。
【００３５】
しかも、前記地盤監視をするにあたり、外光の強度は、月の満ち欠けや月暦による変化、太陽の天空位置による変化、また季節による光量変化等によって常に変化するため、これら自然の変化による光量情報を予め制御部１３に入力しておいて、これらの情報に基づいて検知感度および異常値判別のための閾値を調節するように構成することができる。この場合、昼間情報を夜間情報に優先させるようにして検知感度が高すぎて検知異常になってしまうことを回避するように構成してもよい。
【００３６】
さらに、気象情報により検知感度を調節するようにしても良い。このような気象情報は、例えば気象衛星が撮影する気象情報を入力し、撮影画面によって予想される天候状況によって検知感度および異常値判別のための閾値を調節するように設定することができる。
【００３７】
このような地盤監視装置および地盤監視方法を提供することによって、地盤異常をより正確に検知することができ、これによって自然災害に起因する事故等の未然の防止に貢献することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、土砂崩れあるいは海岸や河岸での地盤崩落や地盤のひび割れ等の地盤異常を監視するための地盤監視装置および地盤監視方法の技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 地盤監視具
２ 筒体
３ 開口
４ 監視室
５ 光検知センサー
【技術分野】
【０００１】
本発明は、土砂崩れあるいは海岸や河岸での地盤崩落や地盤のひび割れ等の地盤異常を監視するための地盤監視装置および地盤監視方法の技術分野に属するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、海岸や河岸では波や流水によって地盤浸食を受ける等の地盤異常が発生することがあり、このような地盤異常によって発生する災害を未然に防止することが望まれている。ところでこのような災害発生を回避するためには、地盤異常の進捗状況を監視する必要があるが、これを人手に頼ることは効率が悪いだけでなく、場所によっては監視できないような危険箇所があったりするという問題がある。
そこで、光ケーブルをボーリング孔に装填し、浸食によって光ケーブルが破断したり、折曲したりすることの検知をして浸食状態を監視するようにしたものが知られている（特許文献１）。
ところで前記光ケーブルを用いて地盤の浸食を監視しようとする場合に、該監視しようとする地盤の性状について多種多様のものが有るのが実情で、ある地盤では地盤浸食により光ケーブルが破断ないしは光伝送をしないほどの折曲が発生することにより地盤浸食の検知はできるが、性状の異なる別の地盤においてはこのような破断ないしは折曲が発生するという保証はなく、このため監視しようとする地盤の性状に合わせて、地盤浸食があった場合に確実に破断ないしは折曲する光ケーブルをいちいち作成しなければならないことになって検知精度の信頼性に劣るという問題がある。
そこで本発明の発明者は、ステンレス製の外筒に複数の開口を開設し、該開口に対応して光検知センサーを設けた地盤監視具を提供した（特許文献２）。このものは、該地盤監視具を地盤浸食等の惧れがある箇所に埋設しておき、そして地盤浸食等が進んで外光が光検知センサーによって検知されたか否かの判別をするようにして地盤浸食の監視をするものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−３３６０４１号公報
【特許文献２】特開２００８−１２９８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが前記提供したもので地盤監視をするものは、異常発生が先端であるか否か、異常検知発生位置が複数連続しているか等で判断しており、それなりの予測はできるが、このものでは、異常判別の基準となる光検知センサーの検知値は、予め設定される一つの閾値を越えたか否かによるものであるため、この閾値を高く設定したときには外光が充分に入る状態になったものしか検知できないことになって検知精度が低下する。これに対し、閾値を低く設定したときには外光が充分に入らない状態での検知はできるが、光検知センサーは、それぞれ固有のノイズを出力するため、ノイズが高い光検知センサーが組み込まれた場合に、このノイズを異常発生と認識することになって精度の高い異常判断ができなくなり、このため閾値を、ノイズに影響されない一点に設定しなければならず、そうすると検知漏れが発生し、高い精度の異常判別ができないという問題があり、ここに本発明が解決せんとする課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、 地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、地盤異常判別手段は、前記ｐ個の光検知センサーのうち、（１）任意のｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）（ｎ：１〜ｐまでの自然数）が検知する単独光量値（Ａｎ）、（２）該単独光量値（Ａｎ）とｍ個目の光検知センサー（Ｘｍ）（ｍ：ｎ以外の１からｐまでの自然数）が検知する光量値（Ａｍ）との差を示す差光量値（Ａｎ−Ａｍ）、（３）前記単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））、の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別するように設定されていることを特徴とする地盤監視装置である。
請求項２の発明は、複数の光検知センサーのうち、単独光量値、差光量値、和光量値には、それぞれ異なる異常値が設定されていることを特徴とする請求項１記載の地盤監視装置である。
請求項３の発明は、地盤監視具には各光検知センサーに対して発光する発光具が設けられ、地盤異常判別手段には、前記発光具を発光させたとき光検知センサーが光検知をしたか否かを監視して該光検知センサー自体の異常の有無を判別するセンサー異常判別手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤監視装置である。
請求項４の発明は、地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが複数一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、地盤異常判別手段は、前記複数の光検知センサーのうち、（１）一つの光検知センサーが検知する単独光量値（Ａ）、（２）該単独光量値（Ａ）と他の光検知センサーが検知する光量値（Ｂ）との差を示す差光量値（Ａ−Ｂ）、（３）前記単独光量値（Ａ）と差光量値（Ａ−Ｂ）との和を示す和光量値（Ａ＋（Ａ−Ｂ））、の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサーＸｎ部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別することを特徴とする地盤監視方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、個々の光検知センサー部位で地盤に異常が発生したときに、個々の光検知センサー固有のノイズに影響されることなく地盤異常判別を精度よく行う地盤監視装置を提供することができる。
請求項２の発明とすることにより、異常発生を精度良く検知することができる。
請求項３の発明とすることにより、光検知センサーの故障や部品取替え時期の到来を判別でき、光検知センサーによる光検知が正しくおこなわれる地盤監視装置とすることができる。
請求項４の発明とすることにより、個々の光検知センサー部位で地盤に異常が発生したときに、個々の光検知センサー固有のノイズに影響されることなく地盤異常判別を精度よく行う地盤監視方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】地盤監視具を地盤にセットした状態を示す全体断面図である。
【図２】地盤監視具の一部を省略した正面断面図である。
【図３】地盤監視具を示すものであって、（Ａ）は開口部位の拡大側面断面図、（Ｂ）は開口部位の拡大正面断面図である。
【図４】地盤の異常を判別するシステム全体を示すフローチャートである。
【図５】光検知センサーの作動異常検査タスクを示すフローチャートである。
【図６】昼間用異常検知タスクを示すフローチャートである。
【図７】光検知センサーの番号付けの説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
次に、本発明の実施の形態について図面に基づいて説明する。図１、２に示す１は地盤の監視具であって、該監視具１は、監視箇所に施工したボーリング孔Ｚに挿入セットされるものであって長尺状をした不透光の筒体２を用いて構成されるが、該筒体２には所定の間隔（例えば１５ｃｍ間隔や２５ｃｍ間隔等）を存して開口（窓）３が開設され、該各開口３に対応して監視室４が箱状に形成されているが、該監視室４は、開口部分が透光性であって外光を入室可能に形成され、筒体２内部分は不透光になっていて筒体２内への漏光はないようになっており、これによって各監視室４は外光に対して独立している。尚、本実施の形態にあっては、図３に示すように、開口３を透光性部材３ａで閉鎖して筒体２内に土砂等の浸入を防止している。
【０００９】
前記各監視室４には光検知センサー５と発光ダイオード６とが隣接して配設されているが、光検知センサー５は受光素子で構成され、このようなものとしてフォトトランジスタやフォトダイオード、硫化カドニウム（ＣｄＳ）が例示される。また発光ダイオード６は光検知センサー５が正常に作動しているか否かの診断をするものである。
【００１０】
そして前記各監視室４は筒体２内に配した支持体７に支持され、連結部材８によって互いに連結されている。支持体７にはリード線９が設けられており、そしてリード線９に各光検知センサー５および発光ダイオード６が電気的に接続されるが、各光検知センサー５は独立した接続（並列接続）になっていてそれぞれの光検知信号を独立して伝送できるようになっているが、発光ダイオード６は並列接続、直列接続のどちらでもよい。
【００１１】
前記リード線９は筒体２から引き出され、監視箇所近傍に設けた送受信具１０に光ケーブル１１を介して接続されている。送受信具１０は太陽電池１２を電源として起動するものであり、管理施設Ｙに設けた制御部１３からの制御信号に基づいて必要な指令の入出力をするようになっている。
【００１２】
前記制御部１３はマイクロコンピューターを備えて構成され、表示用のディスプレイ、入力用のキーボードおよびプリンターが接続されている。そして制御部１３には、光検知センサー５からの光検知信号の有無に基づき、地盤異常があったか否かの判別をするためのソフトウエア、所定時間ごとに発光ダイオード６に対して発光指令を出力するためのソフトウエア等、地盤異常診断をするためのソフトウエアが格納されている。
【００１３】
光検知センサー５によって検知された光量値のデータは、リード線９、光ケーブル１１を介して送受信具１０に伝送され、ここから制御部１３に送信されることになるが、制御部１３では、該受信した光検知センサー５からの光量値データを分析して地盤異常の発生の有無を判別する。
【００１４】
図４は、地盤異常を判別するための地盤異常判別手段であるシステム全体のメインルーチンのフローチャートであって、制御部１３で実行される。まず電源投入によりシステムを起動させ、しかる後、必要な情報が読み込まれて初期設定がなされる（Ｓ１）。
【００１５】
ステップ２（Ｓ２）において、発光ダイオード６の発光による光検知センサー５の作動異常検査タスクが開始される。つまり、図５に示すように、ステップ１１（Ｓ１１）によって各光検知センサー５にそれぞれ隣接して配設された発光ダイオード６が発光し、ステップ１２（Ｓ１２）によって光検知センサー５が検知した発光ダイオードの発光光量値を、閾値（比較値）として予め設定された光量値の範囲内か否かを判別する。予め設定された光量値の範囲内で検知した場合は、発光ダイオード６および光検知センサー５が正常作動していると判別し、予め設定された光量値の範囲外で検知した場合は、ステップ１３（Ｓ１３）に進んで故障発生を出力する。この場合、光検知センサー５から伝送された光量値が設定光量値を上回っていた場合は、光検知センサー５の異常かもしくは後述する地盤異常が予測され、下回っていた場合は、光検知センサー５の異常かもしくは発光ダイオード６の異常が予測される。そして、この光検知センサー５から送信された光量値データは、あくまでテスト用に露光された発光ダイオード６からの光量を検知したものであるので、この光量値が地盤の異常発生によるものと誤って判別されて警報等が発せられることのないように設定されている。
【００１６】
そして、このサブルーチンが終了すると、メインルーチンに戻って、ステップ３（Ｓ３）によって実行時間が昼間か夜間かを判別する。そして、昼間と判別されれば、ステップ４（Ｓ４）によって、サブルーチンである昼間用異常検知タスクが開始され、夜間と判別されれば、ステップ５（Ｓ５）によって、同じくサブルーチンである夜間用異常検知タスクが開始される。各タスクが実行終了すると再び光検知センサー５の作動異常検査タスクに戻る。
【００１７】
ステップ４（Ｓ４）で実行される昼間用異常検知タスクでは、図６に示すように、筒体２に複数配設される個々の光検知センサー５によって検知された光量値に基づいて地盤発生の有無を検知する。この場合において、制御部１３は、各光検知センサー５の配置を識別することができ、図７に示すように、例えば筒体２の先端に配設される光検知センサーから順にＸ１、Ｘ２、Ｘ３、・・・、Ｘｎ、・・・、Ｘｍ、・・・、Ｘｐと番号当て（番号付け）をし、各光検知センサーから伝送される光量測定値（光量データ）は、この番号によって識別されることになる。ここで、ｎは検知対象となる光検知センサー、ｍは比較対象となる光検知センサー、ｐは光検知センサーの総数を表している。ｎ、ｍはともにｐを超えない任意の自然数であって、ｎとｍとは、必ず異なる数となる。また、検知される光の測定値に幅がありすぎる場合は、例えば測定値をログ対数に変換して比較し易い光量値（相対値）とする等の設定をすることができる。また、微弱光或いはノイズを判別の対象としないよう検知可能光量の最低量を設定することができる。
【００１８】
まず、ステップ２１（Ｓ２１）において、光検知センサー５を構成する任意の光検知センサーＸｎの検知した光量値Ａｎが読み込まれる。ここで光検知センサーＸｎは、異常な光量を検知していないかどうかの検査対象となる光検知センサーである。まず最初に検知対象となる光検知センサーＸｎをＸ１とする（ｎ＝１）。そして、ステップ２２（Ｓ２２）において、このＸ１によって測定されたＸ１の単独光量値ＡｎであるＡ１を読み込む。次にステップ２３（Ｓ２３）において、この単独光量値Ａ１が地盤崩落等何らかの異常を示す値であるか否かの判別をする。本実施の形態では、個々の光検知センサーＸｎにおいて異常値であると判別される閾値（比較値）を例えば２０００としており、光量値Ａｎが２０００より等しいか大きくなった場合（Ａｎ≧２０００）には光量値Ａｎは異常であると判別する。
【００１９】
尚、本発明の実施の形態で設定されるこの２０００という閾値、後述する１３００、３０００という閾値は、全て光検知センサーの感度や該光検知センサーが埋設される地質、地形、周辺環境、季節、天候、暦等によって変化するものであって固定化されたものではなく、前述のシステム全体の初期設定の段階によって適宜変更するよう設定することができるとともに、諸条件が入力されることにより閾値が自動的に変更されるようプログラミングしておくことも可能である。
【００２０】
ステップ２３（Ｓ２３）において光量値Ａ１が２０００と等しいか大きい値であった場合（Ａ１≧２０００）は、異常値であると判別され、ステップ２４（Ｓ２４）に進んで地盤異常を出力する。光量値Ａ１が２０００より小さい値であった場合（Ａ１＜２０００）は、異常を示す値ではないと判別されて次のステップ２５（Ｓ２５）に進む。ここでは、ｎが１であった場合（ｎ＝１）は、ｍには２を投入（ｍ＝２）し、ｎが１ではなかった場合（ｎ≠１）は、ｍには１を投入する。この場合、前述のようにｎが１であるからｍには２が投入されて、ステップ２６（Ｓ２６）に進み、ステップ２６で、ｍが光検知センサーの総数ｐを超える数である場合は、昼間用異常検知タスクが終了して、メインルーチンに戻り、総数ｐと等しいかｐを超えない数であった場合は、ステップ２７（Ｓ２７）に進む。
【００２１】
そして、ステップ２７で光検知センサーＸ２によって測定された光量値Ａ２が読み込まれて、ステップ２８（Ｓ２８）で、前述の光検知センサーＸｎの光量値Ａｎ（この場合Ａ１）から光検知センサーＸｍの光量値Ａｍ（この場合Ａ２）を引いた差を求め、このＡｎとＡｍとの差である差光量値（Ａ１−Ａ２）が閾値（この場合１３００と設定）と比較して等しいか大きい場合（Ａ１−Ａ２≧１３００）には、差光量値（Ａｎ−Ａｍ）は異常であると判別されてステップ２９（Ｓ２９）に進み、地盤異常を出力する。差光量値が閾値と比較して小さい場合（Ａ１−Ａ２＜１３００）には、異常を示す値ではないと判別されてステップ３０（Ｓ３０）に進む。
【００２２】
ステップ３０においては、前述の単独光量値（Ａｎ、この場合Ａ１）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ、この場合Ａ１−Ａ２）との和である和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ）：この場合ではＡ１＋（Ａ１−Ａ２））を求めて閾値（この場合３０００と設定）と比較して等しいか大きい場合（Ａ１＋（Ａ１−Ａ２））≧３０００）には、和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））は異常値であると判別されてステップ３１（Ｓ３１）に進み、地盤異常を出力する。和光量値が閾値と比較して小さい場合（Ａ１＋（Ａ１−Ａ２））＜３０００）には、異常を示す値ではないと判別されてステップ３２（Ｓ３２）に進む。
【００２３】
ステップ３２においてｍを光検知センサーの総個数ｐと比較し、ｍが総個数ｐより小さい数である場合（ｍ＜ｐ）、ステップ３３（Ｓ３３）に進む。ステップ３３では、ｍに１を加える。そしてステップ３４（Ｓ３４）でｎとｍを比較し、ｎとｍが同数であった場合（ｎ＝ｍ）は、再びステップ３３に戻ってｍに１を加える。そして、ｎとｍとが異なる数となった場合は、ステップ２６（Ｓ２６）に戻る。このようにすることで、光検知センサーＸ１を検知対象としその単独光量値Ａ１を、光検知センサーＸ３、Ｘ４、・・・Ｘｐの光量値Ａ３、Ａ４・・・Ａｐと順次比較判別していくことになる。そして、ステップ３２においてｍがｐと等しい場合（ｍ＝ｐ）は、ステップ３５（Ｓ３５）に進む。
【００２４】
ステップ３５では、ｎを光検知センサーの総個数ｐと比較し、ｎが総個数ｐより小さい数である場合（ｎ＜ｐ）、ステップ３６（Ｓ３６）に進む。ステップ３６では、ｎに１を加え、このようにすることにより、検知対象とする光検知センサーＸｎを、Ｘ２、Ｘ３・・・Ｘｐと順次変更させて異常判別が実行される。そして、ステップ３５においてｎとｐとが等しい場合（ｎ＝ｐ）は、昼間用異常検知タスクは終了し、メインルーチンに戻る。
【００２５】
このようにして、検査対象である光検知センサーＸｎの光量値Ａｎを他の光検知センサーＸｍによって検知される光量値Ａｍと順次比較していき、設定された閾値と等しいか大きい場合には、異常であると判別される。そして、光検知センサーＸｎに対してすべての他の光検知センサーとの比較が終了したら、今度は、光検知センサーＸｎ＋１を検査対象として同じように判別していき、全ての光検知センサーＸｎが検査対象となって、すべてのＸｎ以外の光検知センサーＸｍと比較する。
尚、本実施の形態においては、検査対象は地盤監視装置に設けられたすべての光検知センサーとしたが、必ずしも全ての光検知センサーを検査対象にしなくてもよく、現場状況に応じて検査対象となる光検知センサーは任意に設定が可能である。
【００２６】
そして、ステップ２４、ステップ２９、ステップ３１の何れかのステップにおいて地盤異常が出力された場合には、警報が発せられるとともに、他の予め設定された外部への情報出力がなされる。
昼間用異常検知タスクが終了したら、メインルーチンのステップ２に戻って作動異常検査タスクが開始され、その後に実行時間による昼夜の判別をし（Ｓ３）、昼間であると判別された場合は前述の昼間用異常検知タスクが再び開始（Ｓ４）し、夜間であると判別された場合は、夜間用異常検知タスクが開始（Ｓ５）する。
【００２７】
夜間用異常検知タスクは、昼間用異常検知タスクと同じであるため、説明を省略する。但し、設定される閾値は、夜間であって太陽光がない分だけ光検知センサー５によって検知される光量は著しく減少する。このため、閾値を昼間のものよりも低い値にして、月明かりや星明りであっても異常判別が可能なように設定する。例えば、光検知センサーＸｎから送信される光量値Ａｎが異常値であると判別される閾値（比較値）を１７００と設定し、差光量値（Ａｎ−Ｂｎ）と比較する閾値を１０００と設定し、和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））と比較す閾値を２５００と設定する等して夜間における予測される検知光量値に設定するが、この閾値は状況に応じて任意に変更可能である。
【００２８】
叙述の如く構成された本発明の実施の形態において、監視対象地盤に穿設したボーリング孔Ｚに監視具１を挿入セットした状態で、例えば地盤浸食を受けて地盤崩落Ａしたりする等の地盤異常をした場合には、地盤崩落Ａが進むにつれて開口３が露出して外光がここから入り込み、該開口３に設けた光検知センサー５が地盤崩落に起因する光量検知をすると、該光量データが制御部１３に送信され、地盤異常を判別するためのシステムによって地盤異常が発生したか否かの判別がなされることになる。
【００２９】
ここで、異常値を上回る光量を検知した光検知センサーがあった場合、この光検知が、地盤異常に基づくものであるかあるいはセンサーの異常等どこかの故障に基づくものであるかの判別を、光検知したセンサーと他のセンサーとの光量差を比較することによっておこなうため、より正確な地盤異常の監視をすることができる。
【００３０】
まず、第一の判別として、本発明のいずれかの光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常値を示すほどの光量を検知した場合は（本実施の形態においては昼間において２０００）、他の光検知センサーが検知した光量と比較するまでもなく、異常発生と判別する。
【００３１】
そして、第二の判別として、たとえ光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常値でなかったとしても、該単独光量値（Ａｎ）と他の任意の光検知センサーが検知する光量値（Ａｍ）との光量差を求め、この差光量値（Ａｎ−Ａｍ）が異常値と示すほどの光量差であった場合は（本実施の形態においては昼間において１３００）、光検知センサーＸｎの部分だけが崩落や地割れ等によって外部から一部あるいは僅かながら外光が浸入している小さな異常状況であると推測でき、これを地盤異常が発生したと判別する。
【００３２】
さらに、第三の判別として、光検知センサーＸｎの単独光量値（Ａｎ）が異常を示すほどの値ではなく、かつ、単独光量値（Ａｎ）と他の任意の光検知センサーが検知する光量値（Ａｍ）との光量差である差光量値（Ａｎ−Ａｍ）も異常値を示すほどの値でなかったとしても、単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））が、異常値を示すほどの和光量値であった場合は（本実施の形態においては昼間において３０００）、やはり異常と判別すべき一定の光量が地盤監視具の何れかの場所において検知されている。これは検査対象となる光検知センサーＸｎについて、単独光量値Ａｎおよび差光量値Ａｎ−Ａｍの何れも異常値ではないが、それなりの大きさを持っている結果、これらを加算することで、さらに小さいと考えられるが、異常の可能性があると推測でき、そこでこれを地盤異常が発生したと判別する。
【００３３】
このように任意の光検知センサーの単独光量値を用いての判別に加えて、該単独光量値と他の光検知センサーが検知した光量値との差光量値、和光量値を演算し、これらに基づいて地盤異常が発生したか否かの判別を行うことになるから、より正確な異常判別ができることになる。
【００３４】
また、光検知センサー３が正常に機能しているか否かの自己診断は、該光検知センサー５に対向して設けられた発光ダイオード６を発光させることによって、該発光を光検知センサー５に検知させ、この検知した光量のデータが制御部１３に送信されることで正常と判別し、受けていない場合、つまり前記送信がない場合に故障等の異常発生と判別することによって実行することができ、さらなる信頼性の高い地盤監視装置とすることができる。
【００３５】
しかも、前記地盤監視をするにあたり、外光の強度は、月の満ち欠けや月暦による変化、太陽の天空位置による変化、また季節による光量変化等によって常に変化するため、これら自然の変化による光量情報を予め制御部１３に入力しておいて、これらの情報に基づいて検知感度および異常値判別のための閾値を調節するように構成することができる。この場合、昼間情報を夜間情報に優先させるようにして検知感度が高すぎて検知異常になってしまうことを回避するように構成してもよい。
【００３６】
さらに、気象情報により検知感度を調節するようにしても良い。このような気象情報は、例えば気象衛星が撮影する気象情報を入力し、撮影画面によって予想される天候状況によって検知感度および異常値判別のための閾値を調節するように設定することができる。
【００３７】
このような地盤監視装置および地盤監視方法を提供することによって、地盤異常をより正確に検知することができ、これによって自然災害に起因する事故等の未然の防止に貢献することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３８】
本発明は、土砂崩れあるいは海岸や河岸での地盤崩落や地盤のひび割れ等の地盤異常を監視するための地盤監視装置および地盤監視方法の技術分野に利用可能である。
【符号の説明】
【００３９】
１ 地盤監視具
２ 筒体
３ 開口
４ 監視室
５ 光検知センサー
【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、
地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、
地盤異常判別手段は、前記ｐ個の光検知センサーのうち、
（１）任意のｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）（ｎ：１〜ｐまでの自然数）が検知する単独光量値（Ａｎ）、
（２）該単独光量値（Ａｎ）とｍ個目の光検知センサー（Ｘｍ）（ｍ：ｎ以外の１からｐまでの自然数）が検知する光量値（Ａｍ）との差を示す差光量値（Ａｎ−Ａｍ）、
（３）前記単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））、
の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別するように設定されていることを特徴とする地盤監視装置。
【請求項２】
複数の光検知センサーのうち、単独光量値、差光量値、和光量値には、それぞれ異なる異常値が設定されていることを特徴とする請求項１記載の地盤監視装置。
【請求項３】
地盤監視具には各光検知センサーに対して発光する発光具が設けられ、地盤異常判別手段には、前記発光具を発光させたとき光検知センサーが光検知をしたか否かを監視して該光検知センサー自体の異常の有無を判別するセンサー異常判別手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤監視装置。
【請求項４】
地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、
地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが複数一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、
地盤異常判別手段は、
前記複数の光検知センサーのうち、
（１）一つの光検知センサーが検知する単独光量値（Ａ）、
（２）該単独光量値（Ａ）と他の光検知センサーが検知する光量値（Ｂ）との差を示す差光量値（Ａ−Ｂ）、
（３）前記単独光量値（Ａ）と差光量値（Ａ−Ｂ）との和を示す和光量値（Ａ＋（Ａ−Ｂ））、
の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサーＸｎ部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別することを特徴とする地盤監視方法。
【請求項１】
地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、
地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、
地盤異常判別手段は、前記ｐ個の光検知センサーのうち、
（１）任意のｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）（ｎ：１〜ｐまでの自然数）が検知する単独光量値（Ａｎ）、
（２）該単独光量値（Ａｎ）とｍ個目の光検知センサー（Ｘｍ）（ｍ：ｎ以外の１からｐまでの自然数）が検知する光量値（Ａｍ）との差を示す差光量値（Ａｎ−Ａｍ）、
（３）前記単独光量値（Ａｎ）と差光量値（Ａｎ−Ａｍ）との和を示す和光量値（Ａｎ＋（Ａｎ−Ａｍ））、
の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサー（Ｘｎ）部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別するように設定されていることを特徴とする地盤監視装置。
【請求項２】
複数の光検知センサーのうち、単独光量値、差光量値、和光量値には、それぞれ異なる異常値が設定されていることを特徴とする請求項１記載の地盤監視装置。
【請求項３】
地盤監視具には各光検知センサーに対して発光する発光具が設けられ、地盤異常判別手段には、前記発光具を発光させたとき光検知センサーが光検知をしたか否かを監視して該光検知センサー自体の異常の有無を判別するセンサー異常判別手段が設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の地盤監視装置。
【請求項４】
地盤の監視箇所に穿設したボーリング孔に挿入セットされて地盤の異常を監視するための地盤監視具と、該地盤監視具からの監視結果に基づいて地盤異常の判別をする地盤異常判別手段とを備え、
地盤監視具には、光が取り込まれる開口部を有する総数ｐ個の光検知センサーが複数一連状に設けられており、該光検知センサーが検知する光量によって地盤異常判別手段が地盤異常の有無を判別するにあたり、
地盤異常判別手段は、
前記複数の光検知センサーのうち、
（１）一つの光検知センサーが検知する単独光量値（Ａ）、
（２）該単独光量値（Ａ）と他の光検知センサーが検知する光量値（Ｂ）との差を示す差光量値（Ａ−Ｂ）、
（３）前記単独光量値（Ａ）と差光量値（Ａ−Ｂ）との和を示す和光量値（Ａ＋（Ａ−Ｂ））、
の少なくとも一つが異常値を示したとき、ｎ個目の光検知センサーＸｎ部位に異常があると判別し、地盤異常が発生したと判別することを特徴とする地盤監視方法。
【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２０１０−１９７１９６（Ｐ２０１０−１９７１９６Ａ）
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−４２０６８（Ｐ２００９−４２０６８）
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年９月９日（２０１０．９．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年２月２５日（２００９．２．２５）
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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