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公開番号2024087519
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-07-01
出願番号2022202381
出願日2022-12-19
発明の名称変位計及び地中変位算定方法
出願人株式会社大林組,株式会社演算工房
代理人弁理士法人一色国際特許事務所
主分類G01B 7/00 20060101AFI20240624BHJP(測定;試験)
要約【課題】簡略な設備で、長孔及び長孔周辺に生じる水平方向及び鉛直方向の変位を把握する
【解決手段】長孔内に設置され、該長孔の地中に削孔された孔内に設置されて、地中変位を計測する変位計であって、直列に配置される複数の長尺部材と、隣り合う該長尺部材どうしを連結する複数のジョイント部材と、該ジョイント部材に設けられる2体のエンコーダと、を備え、前記ジョイント部材が、前記長尺部材の端部に接続される一対の継手スリーブと、直交する2本の回転軸を備える自在継手と、を有し、前記2本の回転軸各々に、前記継手スリーブと前記エンコーダが接続される。
【選択図】図4
特許請求の範囲【請求項１】
長孔内に設置され、該長孔の変位を計測する変位計であって、
直列に配置される複数の長尺部材と、
隣り合う該長尺部材どうしを連結する複数のジョイント部材と、
該ジョイント部材に設けられる２体のエンコーダと、を備え、
前記ジョイント部材が、
前記長尺部材の端部に接続される一対の継手スリーブと、
直交する２本の回転軸を備える自在継手と、を有し、
前記２本の回転軸各々に、前記継手スリーブと前記エンコーダが接続されることを特徴とする変位計。
続きを表示（約 580 文字）【請求項２】
請求項１に記載の変位計において、
前記エンコーダが、回転伝達機構を介して前記回転軸に接続されることを特徴とする変位計。
【請求項３】
請求項１に記載の変位計において、
前記長尺部材に、セントラライザーが設けられることを特徴とする変位計。
【請求項４】
トンネル構築予定領域の周辺地山に請求項１から３のいずれか１項に記載の変位計を、切羽近傍からトンネル掘進方向に延在する削孔に挿入するとともに、前記エンコーダが接続された前記回転軸各々を、鉛直方向および水平方向に向くように設置した後、
最も坑口側に位置する前記長尺部材の坑口側端部を計測補助地点、前記ジョイント部材の配置位置を計測地点として設定し、
掘削開始前、および掘削を開始し切羽位置が所定の距離だけ進むごとに、複数の前記計測地点各々で計測を行い、
掘削開始前および掘削開始後に計測を行った各時点における前記計測地点各々の位置座標を、前記計測補助地点の位置座標を基準とし、複数の前記計測地点で得た計測値のうちの自己よりも坑口側に位置する前記計測地点の計測値に基づいて算定し、
複数の前記計測地点各々における掘削前後の位置座標の変位を、鉛直方向および水平方向各々で算定することを特徴とする地中変位算定方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、長孔及び長孔周辺の変位を計測する変位計および変位計を用いた地中変位算定方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
山岳トンネル工事では、構築中のトンネル内周面に沿って支保工を設けるが、支保工は掘削の進行に伴って地圧に押されるため、内空方向に変形する場合が多い。このため、トンネルの支保工（内空変位）を計測する作業と併せて、トンネル周辺地山の岩盤変形を計測し、トンネルの安定性を評価している。
【０００３】
地山は、トンネル掘削を開始すると、掘削地点の周辺で変位が生じるだけでなく、その前方においてもすでに、先行して変位が発生してる。この先行変位は、トンネル切羽が所定の地点に到達した段階で、掘削によって生じた全変位のうち、３～５割程度を占めることが知られている。したがって、切羽前方の先行変位を事前に計測することが重要となる。
【０００４】
例えば、トンネル掘削時における周辺地山の変位を計測する機器として、重力加速度センサ等を用いた傾斜計が広く用いられている。傾斜計は、トンネルの天端部から切羽前方に向けて削孔したボーリング孔に設置されて、トンネル掘削に伴う天端の沈下計測を行う機器である。ところが、地山の鉛直方向の変位を計測することはできるものの、水平方向の変位を計測することができない。
【０００５】
そこで、発明者らは特許文献１に示すように、ひずみゲージを利用した鉛直方向と水平方向の変位を計測可能な地中変位計を開発した。特許文献１の地中変位計は、ひずみセンサを設置した起歪板を２体で一組とし、これらを計測部として取り扱う。この２体の起歪板を、板面が互いに直交する方向に向けて並列配置することで、地山に生じる水平方向及び鉛直方向の変位を、同一地点で計測可能にしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２０２０－４１９９４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の地中変位計は、計測したひずみ量から角度を算出することで水平方向及び鉛直方向の変位を算出する。ところが、ひずみ量と角度の関係は、事前にキャリブレーションを行って取得しておく必要がある。また、ひずみ量と角度の関係は線形でないため、角度が大きくなると誤差も大きくなるといった課題がある。
【０００８】
さらに、ひずみセンサを設置した起歪板を２体で一組とした計測部は、地中変位計の長手方向に一定の間隔を設けて複数配置するが、地中変位計が長大になるにつれて、ひずみゲージのリード線も長大となり、取り扱いが煩雑となりやすい。また、地中変位計を延長する場合に、計測部を追加設置することが困難であった。
【０００９】
本発明は、かかる課題に鑑みなされたものであって、その主な目的は、簡略な設備で、長孔及び長孔周辺に生じる水平方向及び鉛直方向の変位を把握することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
かかる目的を達成するため、本発明の変位計は、長孔内に設置され、該長孔の変位を計測する変位計であって、直列に配置される複数の長尺部材と、隣り合う該長尺部材どうしを連結する複数のジョイント部材と、該ジョイント部材に設けられる２体のエンコーダと、を備え、前記ジョイント部材が、前記長尺部材の端部に接続される一対の継手スリーブと、直交する２本の回転軸を備える自在継手と、を有し、前記２本の回転軸各々に、前記継手スリーブと前記エンコーダが接続されることを特徴とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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