高精度傾斜計の適用例

高精度傾斜計は、火山活動のモニタリングのほかに次のような目的で用いられています。

  • 地下の流体流動に伴う地盤挙動計測
  • 地下空洞の変形監視
  • 岩盤崩落・落石の監視
  • 橋桁のたわみ角計測

当社は、現地状況に応じた傾斜観測システムを提案し、解析技術を提供いたします。 

高精度傾斜計

地下の流体流動に伴う地盤挙動計測

高精度傾斜計は、地下の流体流動に伴う地盤挙動を観測できます。例えば、地下水採取等による地下深部の微細な挙動を地表付近で捉えることができます。すなわち、地盤沈降・隆起等の岩盤挙動を計測できるので、そのデータ解析により、災害の早期発見、予知に役立ちます。

地下の流体流動に伴う地盤挙動モニタリング概念図

地下の流体流動に伴う地盤挙動モニタリング概念図

例えば、地下水量の減少による地盤沈下に伴う地盤挙動を、高精度傾斜計は捉えることができます。

地下深部で直線上に沈降する場合

地表ではその直線に向かった傾斜が生じます

地下深部で直線上に沈降する場合

地下深部に隆起が生じた場合

地表ではその位置を中心に拡がる方向への傾斜が生じます

地下深部に隆起が生じた場合

解析例

計測したデータに基づき、沈降部と隆起部が明瞭な地盤挙動を可視表示できます。

地盤挙動

解析例の動画表示

下図の注水量に対応する地盤変化を解析した例です。
(画像クリックで動画が再生されます)

下図の注水量 に対応する地盤変化を解析した例

適用例

昨今、地球温暖化が大きな問題となっており、その原因となる二酸化炭素(CO2)を削減するため、CO2地中貯留の研究開発が進められています。地下に圧入されたCO2の流動を捉えるため、高精度傾斜計は、CO2の炭層固定や帯水層貯留の研究開発に用いられています。

二酸化炭素炭層固定の紹介  東京新聞2005年7月19日記事 (82kb)

地下空洞の変形監視

高精度傾斜計を地下空洞のある地表面に複数配置することにより、地下空洞の変形に伴う地盤変化が計測できます。そのデータを用いて、地下空洞の安定性を評価できます。さらに、地盤変化を事前に計測しておくことにより、地下空洞の変形を察知することも可能です。

地下空洞の変形に伴う地盤挙動モニタリング概念図

地下空洞の変形に伴う地盤挙動モニタリング概念図

地下空洞に変形が生じた場合、それに伴う微小な傾斜変化が生じます。その変化を高精度傾斜計は捉えます。複数個の傾斜データより地盤変化量を解析し、地下空洞の変形箇所やその程度を把握できます。

適用例

地下石油備蓄基地の岩盤タンクに原油が入れられると、岩盤タンクを直接監視することができなくなります。このような地下空洞の変形を捉えるために高精度傾斜計が設置され、地下空洞の監視と安定性評価に役立てられています。

地下空間に対する微小傾斜の計測とその応用 (562kb)

地下石油備蓄基地の岩盤タンク

地下石油備蓄基地の岩盤タンク
(大成建設(株)websiteより)

岩盤崩落・落石の監視

高精度傾斜計を斜面崩壊地、法面、岩盤崩落地、残壁に設置することにより、対象地域の地盤挙動を観測できます。そのデータをリアルタイムで監視することは、災害の早期発見、予知に役立ちます。

岩盤崩落地(落石)における岩盤挙動モニタリング概念図(断面図)

岩盤崩落地(落石)における岩盤挙動モニタリング概念図(断面図)

岩盤崩落あるいは落石の可能性のある部分は、わずかに変動していると考えられます。その挙動を高精度傾斜計は捉えます。

適用例

・石灰山等掘削現場における残壁監視

石灰山等掘削現場における残壁監視

・道路工事中の岩盤崩落/落石監視

道路工事中の岩盤崩落/落石監視

・ダム建設現場におけるゆるみ岩盤の挙動監視

ダム建設現場におけるゆるみ岩盤の挙動監視

監視方法

岩盤崩落地や斜面では、その挙動をリアルタイムで監視することが重要です。また、現場によっては傾斜計の設置地点へ簡単には近付けない場合もあります。従って、テレメトリーでのデータ伝送が必要となります。当社は観測サイトに応じたデータ伝送システムを提案いたします。
次のような実績を有しております。

  • 有線によるデータ伝送システム
  • 無線によるデータ伝送システム
  • 携帯電話を利用したデータ伝送システム

橋桁のたわみ角計測

本高精度傾斜計を実橋載荷試験時に複数設置することにより、載荷に伴うたわみ角を計測することができます。

そのデータを用いて、
(1)主桁挙動の把握
(2)たわみ量の算出
(3)支承回転機能の評価
が解析可能となり、橋梁健全性評価の一助となります。
本計測技術は、特許出願中(特願H11-341064)です。また、本測定技術と解析例を紹介した論文が、平成13年度土木学会東北支部技術開発賞を受賞しております。

主桁挙動モニタリング概念図

主桁挙動モニタリング概念図

主桁の下フランジに高精度傾斜計を複数個設置します。

測定結果例

測定結果例

画像をクリックで拡大します

載荷に応じた傾斜変化(たわみ角)が読みとれます。

測定実績

・岩手県内における5橋梁での計測

公表文献

  • 黒墨秀行他(2001)静的載荷試験時の高精度傾斜計を用いた梨の木橋のたわみ角測定.綱構造年次論文報告集、第9巻、P.583-590.

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