特許ウォッチ

公開番号2024123387
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-12
出願番号2023030740
出願日2023-03-01
発明の名称土質推定装置、土質推定方法及び土質推定プログラム
出願人株式会社大林組
代理人個人,個人
主分類E21D 9/12 20060101AFI20240905BHJP(地中もしくは岩石の削孔;採鉱)
要約【課題】搬送土について、効率的かつ的確に土質を推定するための土質推定装置、土質推定方法及び土質推定プログラムを提供する。
【解決手段】管理装置20は、搬送土の高さを二次元的に計測するスキャナ装置20aに接続される。そして、管理装置20の制御部21は、スキャナ装置20aの計測結果に応じてコンター図を生成し、コンター図の高さ分布において、搬送土の性状を示す基準値と比較して、土質を判定して出力する。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
搬送土の高さをスキャナ光により計測するスキャナ装置と、
前記スキャナ装置の計測結果に応じてコンター図を生成し、前記コンター図の高さ分布において、前記搬送土の性状を示す基準値と比較して、前記搬送土の土質を判定して出力する制御部と、を備えることを特徴とする土質推定装置。
続きを表示（約 630 文字）【請求項２】
前記コンター図において、前記スキャナ光の反射状況に応じて、前記搬送土の含水状況についての注意喚起を行なうことを特徴とする請求項１に記載の土質推定装置。
【請求項３】
前記搬送土を掘削する掘削装置の仕様に応じて、前記基準値を決定することを特徴とする請求項１又は２に記載の土質推定装置。
【請求項４】
スキャナ装置と、前記スキャナ装置に接続された制御部と、を備えた土質推定装置を用いて、搬送土の土質を推定するための土質推定方法であって、
前記制御部が、
前記スキャナ装置により、搬送土の高さを計測し、
前記スキャナ装置の計測結果に応じてコンター図を生成し、
前記コンター図の高さ分布において、前記搬送土の性状を示す基準値と比較して、前記搬送土の土質を判定して出力することを特徴とする土質推定方法。
【請求項５】
スキャナ装置と、前記スキャナ装置に接続された制御部と、を備えた土質推定装置を用いて、搬送土の土質を推定するための土質推定プログラムであって、
前記制御部を、
前記スキャナ装置により、搬送土の高さを計測し、
前記スキャナ装置の計測結果に応じてコンター図を生成し、
前記コンター図の高さ分布において、前記搬送土の性状を示す基準値と比較して、前記搬送土の土質を判定して出力する手段として機能させることを特徴とする土質推定プログラム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、掘削土の土質を推定するための土質推定装置、土質推定方法及び土質推定プログラムに関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
トンネルを構築する場合、シールド掘進機を用いたシールド工法が採用される場合がある。この工法では、カッタヘッドで掘削した土砂をチャンバ内に取り込む。そして、チャンバ内から、スクリューコンベアを介してコンベアへの排土が行なわれている。ここで、泥土圧シールド工法において切羽の安定を図るためには、チャンバ内の土砂が適当な塑性流動性を保っていることが大切である。
【０００３】
そこで、従来、土砂の流動性を判定するための土砂流動性判定方法が検討されている（特許文献１を参照）。この文献に記載された土砂流動性判定方法では、シールド掘進機から排出された土砂を搬送するベルトコンベヤにおける搬送方向の所定領域を撮像した土砂画像のデータと、土砂の塑性流動性の測定結果のデータとからなる教師データセットを生成する。そして、新たな土砂画像に対応する土砂である対象土砂の塑性流動性を、教師データセットに基づいて機械学習アルゴリズムを用いて推定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２１－１１６５２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、機械学習アルゴリズムを用いる場合、的確な判定を行なうためには、大量の撮影画像からなる教師データセットに基づいた学習が必要である。一方、トンネルを構築する現場は、環境がそれぞれ異なるため、個別に学習する必要がある。この場合、大量の撮影画像に基づいた学習では効率が悪い。特に、撮影画像の場合、光の照射状況によって、画像が変化するため、的確な学習が困難であった。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するための土質推定装置は、搬送土の高さをスキャナ光により計測するスキャナ装置と、前記スキャナ装置の計測結果に応じてコンター図を生成し、前記コンター図の高さ分布において、前記搬送土の性状を示す基準値と比較して、前記搬送土の土質を判定して出力する制御部とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本開示によれば、効率的かつ的確に、搬送土の土質を推定することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
実施形態の土質推定装置の全体概略図である。
実施形態のスキャナ装置の配置の説明図である。
実施形態のハードウェア構成の説明図である。
実施形態の処理手順の説明図である。
実施形態の処理手順の説明図である。
実施形態の処理手順の説明図である。
実施形態のコンター図の説明図であって、（ａ）は連続的に排土している砂質土、（ｂ）は間欠的に排土している砂質土、（ｃ）は間欠的に排土している粘性土、（ｄ）は間欠的に排土している硬質粘土塊、（ｅ）は連続的に排土している軟弱状態の土、（ｆ）は泥水状態の説明図である。
実施形態のエッジの説明図である。
実施形態の判別結果の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、図１～図９に従って、土質推定装置、土質推定方法及び土質推定プログラムの一実施形態を説明する。本開示では、シールド工法で搬送される搬送土を連続的に測定する。
図１に示すように、シールド機１０（掘削装置）は地山を掘削しつつ、エレクタ１０ａによってセグメントＳＧ１を順次組み立てて掘削内周面を覆う覆工体Ｔ１を形成する。なお、以下の説明では、シールド機１０の掘削方向（図１の左方向）を前方と、掘削方向とは反対方向（図１の右方向）を後方と称す。
【００１０】
シールド工法に用いられるシールド機１０は、スキンプレート１１、隔壁１２、カッターモータ１３、カッター１４、添加剤注入管１５、スクリューコンベア１６、ベルトコンベヤ１７等を備えている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許