(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フレーム；
前記フレームに角度調節可能に設置され、山崩れ物質の傾斜面を提供するフルム；
前記フルムの長手方向に沿って移動可能に結合され、山崩れ物質（ｌａｎｄｓｌｉｄｅｍａｔｅｒｉａｌｓ）を構成する土体（ｓｏｉｌ ｍａｓｓ）が積載され、土体のせん断面を提供し、前記フルムの長手方向に沿って土体とともに移動しながら土体上部の地表変位と土体底面の斜面破壊を模写するスライダー；及び
前記スライダーの移動による土体の間隙水圧及び重量に基づいて斜面の破壊面で発揮されるせん断強度及びせん断応力を算出し、算出されたせん断強度及びせん断応力に基づいて斜面の安全率を算出する算出部；を含むことを特徴とする、間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項２】
前記算出部は、
前記スライダーの底面に設置され、前記スライダーの移動による土体の重量を測定して印加する重量センサー；
前記スライダーの内周面に沿って設置され、土体内部の間隙水圧を測定して印加する間隙水圧センサー；及び
前記重量センサー及び前記間隙水圧センサーから印加された測定値に基づいて斜面のせん断強度及びせん断応力の決定による斜面の安全率を算出する算出サーバー；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項３】
前記算出部は、
前記スライダーの内周面に溝状に形成され、前記間隙水圧センサーを埋込状態で収容するセンサーホルダー；及び
前記センサーホルダーの上部に設置され、水分の流入を許容するが水分以外の物質はフィルタリングするセンサーフィルター；をさらに含むことを特徴とする、請求項２に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項４】
前記スライダーは、
前記フルムに移動可能に設置され、上部が開放した箱体状に形成され、積載される土体の底面にせん断面を模写する土車；
前記土車の上部を遮蔽するカバー；及び
前記土車を移動可能に支持し、前記土車の移動または移動速度を制御する駆動部材；を含むことを特徴とする、請求項１に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項５】
前記駆動部材は、
前記土車の一側に連結された状態で支持力を提供し、長さが伸縮しながら前記土車を移動させる油圧シリンダー；を含むことを特徴とする、請求項４に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項６】
前記スライダーは、
前記土車の底面に粗面を提供し、土体の底面に崩壊斜面の粗面を模写する崩壊斜面模写部；をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項７】
前記崩壊斜面模写部は、
前記土車の一側面に設置される巻取ローラー；
前記巻取ローラーに巻き取られた状態で先端部が前記土車の他側面を向けて引き出されながら前記土車の底面と土体の底面の間に介在されて、粗さを持つ素材に形成されて粗面を提供する粗面部材；
前記土車から離隔して設置され、前記粗面部材の先端部を巻取して前記粗面部材を前記巻取ローラーから引き出す引出ローラー；及び
前記土車の他側面に長溝状に形成され、前記粗面部材が貫いて前記引出ローラーと前記粗面部材を一直線状に連結させる貫通スロット；を含むことを特徴とする、請求項６に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項８】
前記粗面部材は、
表面に粗さを持つ不織布、サンドペーパー及び表面に凹凸型突部が突設されて表面粗さを現すことができる部材のいずれか１種からなることを特徴とする、請求項７に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項９】
前記崩壊斜面模写部は、
前記貫通スロットに備えられ、前記粗面部材に密着して、土体に含有された水分が前記貫通スロットを通じて排出されることを防止する水密部材；をさらに含むことを特徴とする、請求項７に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項１０】
前記スライダーは、
前記フルムの底面に沿って回転可能に設置され、前記土車のスリップ面を提供する複数のフルムローラー；をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項１１】
前記スライダーは、
前記カバーに設置され、土体の上部から水を供給して土体に降雨環境を提供する降雨模写部；をさらに含むことを特徴とする、請求項４に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項１２】
前記降雨模写部は、
前記カバーの底面に沿って設置され、土体に向けて水を噴射する噴射ノズル；及び
前記噴射ノズルに水を供給する供給ポンプ；を含むことを特徴とする、請求項１１に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【請求項１３】
前記試験装置は、
前記フルムの上方に設置され、前記スライダーの移動を撮影し、移動による前記スライダーの位置または前記スライダーに積載された土体の状態を撮影するカメラ；をさらに含むことを特徴とする、請求項１に記載の間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は山崩れ早期探知試験装置に係り、より詳しくは山崩れ物質を構成する土体の間隙水圧、地表変位及びせん断面の変化に基づいて斜面の安全率を算出することで、地盤の微小変形による安全率変化の予測によって山崩れの早期探知をはかることができる間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、山崩れは斜面の崩壊現象をいい、局地性豪雨、地震、解氷などのような多様な要因によって発生する。地形の特性上、山が多く、道路などの建設によって山や丘を切開するとかダムまたは堤防などを構築し、山崩れの危険性評価が必要な地域を対象に斜面の安全性を把握し、山崩れの発生頻度が高い地域で早期に山崩れ発生開始部の動きを探知することで、防災対策を講ずることが要求されている。山崩れは地震または夏季の集中豪雨によって主に発生する。山崩れは活動面（破壊面）が形成された斜面において任意の活動面より上側にある土体（ｓｏｉｌ ｍａｓｓ）が変形される現象で、活動面で発生するせん断力の合力が抵抗力の合力より大きくなるときに発生する。このように斜面が破壊されれば、破壊斜面は降雨条件と地形学的条件によって流れ形態の土石流（ｄｅｂｒｉｓ ｆｌｏｗ）発生につながり、人命被害及び莫大な財産被害をもたらしている。
【０００３】
このような山崩れの安全性を評価するためには、斜面の安全率を求めなければならない。安全率は破壊時点に限界平衡状態に到達する条件で発揮されるせん断応力とせん断強度の比である。すなわち、安全率はせん断強度／せん断応力として表現される。一般に、安全率が１より小さな場合、斜面は不安定したものに解釈される。斜面の安全率は斜面の安定可否解釈に適した解釈法であるが、斜面の破壊時点を予測することは易しくない。斜面の破壊面で発揮されるせん断強度の合力が持続的に変わるからである。それで、斜面が変形される地表の変位量と破壊面の間隙水圧を考慮したせん断強度及びせん断面の粒子破砕程度を考慮することができる山崩れ早期探知試験装置が必要である。
【０００４】
一方、本発明の先行技術として、大韓民国公開特許公報第１０−２０１２−００７３４０６号に開示された人工降雨装置を用いた山崩れ模型土槽試験機を調べると、先行技術は、斜面が造成される土槽と、土槽の斜面が人工降雨を噴射する人工降雨装置と、斜面の挙動を計測する計測装置とからなる。
【０００５】
このような先行技術は、土槽の長手方向に沿って土石流物質を配置して斜面を形成し、人工降雨装置によって人工降雨を散水しながら斜面の挙動を計測する。
【０００６】
ところが、先行技術は、人工降雨によって水分の供給量のみを変化させるだけで、土石流物質のせん断面環境や地表変位を提供することができないので、地表変位及び土体変形による安全率の変化を算出することができない限界点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】大韓民国公開特許公報第１０−２０１２−００７３４０６号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は前記のような従来技術の問題点を改善するためになされたもので、斜面破壊による地表変位を模写し、地表変位による間隙水圧の変化によって斜面破壊面に発揮されるせん断強度を算出し、これにより安全率を決定することで、斜面の安全率変化による山崩れの早期探知をはかることができる間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置を提供することにその目的がある。
【０００９】
また、本発明は、斜面の破壊面（ｆａｉｌｕｒｅ ｐｌａｎｅ）からせん断帯（ｓｈｅａｒ ｂａｎｄ）の形態に現れるせん断面（ｓｈｅａｒ ｓｕｒｆａｃｅ）を提供するとともに崩壊斜面の粗面を模写して提供することにより、もっと正確な試験環境を造成することができる間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置を提供することに他の目的がある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記のような目的を達成するための本発明による間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置は、フレーム；前記フレームに角度調節可能に設置され、山崩れ物質の傾斜面を提供するフルム；前記フルムの長手方向に沿って移動可能に結合され、山崩れ物質（ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）を構成する土体（ｓｏｉｌ ｍａｓｓ）が積載され、土体のせん断面を提供し、前記フルムの長手方向に沿って土体とともに移動しながら土体上部の地表変位と土体底面の斜面破壊を模写するスライダー；及び前記スライダーの移動による土体の間隙水圧及び重量に基づいて斜面の破壊面で発揮されるせん断強度及びせん断応力を算出し、算出されたせん断強度及びせん断応力に基づいて斜面の安全率を算出する算出部；を含むことを特徴とする。
【００１１】
前記算出部は、前記スライダーの底面に設置され、前記スライダーの移動による土体の重量を測定して印加する重量センサー；前記スライダーの内周面に沿って設置され、土体内部の間隙水圧を測定して印加する間隙水圧センサー；及び前記重量センサー及び前記間隙水圧センサーから印加された測定値に基づいて斜面のせん断強度及びせん断応力の決定による斜面の安全率を算出する算出サーバー；を含むことができる。
【００１２】
前記算出サーバーは、下記の式（１）によって斜面破壊面で発揮されるせん断強度を算出し、下記の式（２）によって斜面破壊面で発揮されるせん断応力を算出し、下記の式（３）によって斜面の安全率を算出することができる。
【００１３】
せん断強度＝粘着力＋有効応力×ｔａｎ（内部摩擦角）  …（１）
有効応力＝全応力−前記間隙水圧センサーの間隙水圧
（ここで、粘着力、内部摩擦角及び全応力は設定された定数）
【００１４】
せん断応力＝前記重量センサーの重量によって得られた活動を起こす力の和  …（２）
【００１５】
安全率＝せん断強度／せん断応力  …（３）
【００１６】
前記重量センサーは、前記スライダーの底面に沿って複数が設置され、土体の総重量を前記算出サーバーに印加し、前記スライダーの移動による土体の重量分布を前記算出サーバーに印加することができる。
【００１７】
前記算出部は、前記スライダーの内周面に溝状に形成され、前記間隙水圧センサーを埋込状態で収容するセンサーホルダー；及び前記センサーホルダーの上部に設置され、水分の流入を許容するが水分以外の物質はフィルタリングするセンサーフィルター；をさらに含むことができる。
【００１８】
前記スライダーは、前記フルムに移動可能に設置され、上部が開放した箱体状に形成され、積載される土体の底面にせん断面を模写する土車；前記土車の上部を遮蔽するカバー；及び前記土車を移動可能に支持し、前記土車の移動または移動速度を制御する駆動部材；を含むことができる。
【００１９】
前記駆動部材は、前記土車の一側に連結された状態で支持力を提供し、長さが伸縮しながら前記土車を移動させる油圧シリンダー；を含むことができる。
【００２０】
前記スライダーは、前記土車の底面に粗面を提供し、土体の底面に崩壊斜面の粗面を模写する崩壊斜面模写部；をさらに含むことができる。
【００２１】
前記崩壊斜面模写部は、前記土車の一側面に設置される巻取ローラー；前記巻取ローラーに巻き取られた状態で先端部が前記土車の他側面を向けて引き出されながら前記土車の底面と土体の底面の間に介在されて、粗さを持つ素材に形成されて粗面を提供する粗面部材；前記土車から離隔して設置され、前記粗面部材の先端部を巻取して前記粗面部材を前記巻取ローラーから引き出す引出ローラー；及び前記土車の他側面に長溝状に形成され、前記粗面部材が貫いて前記引出ローラーと前記粗面部材を一直線状に連結させる貫通スロット；を含むことができる。
【００２２】
前記粗面部材は、表面に粗さを持つ不織布、サンドペーパー及び表面に凹凸型突部が突設されて表面粗さを現すことができる部材のいずれか１種からなることができる。
【００２３】
前記引出ローラーは、回転速度を制御するとともに前記粗面部材の引出速度を可変することができる。
【００２４】
前記崩壊斜面模写部は、前記貫通スロットに備えられ、前記粗面部材に密着して、土体に含有された水分が前記貫通スロットを通じて排出されることを防止する水密部材；をさらに含むことができる。
【００２５】
前記スライダーは、前記フルムの底面に沿って回転可能に設置され、前記土車のスリップ面を提供する複数のフルムローラー；をさらに含むことができる。
【００２６】
前記スライダーは、前記カバーに設置され、土体の上部から水を供給して土体に降雨環境を提供する降雨模写部；をさらに含むことができる。
【００２７】
前記降雨模写部は、前記カバーの底面に沿って設置され、土体に向けて水を噴射する噴射ノズル；及び前記噴射ノズルに水を供給する供給ポンプ；を含むことができる。
【００２８】
前記試験装置は、前記フルムの上方に設置され、前記スライダーの移動を撮影し、移動による前記スライダーの位置または前記スライダーに積載された土体の状態を撮影するカメラ；をさらに含むことができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明による間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置は、スライダーを構成する土車に土体を積載した状態で移動させることによってせん断面及び地表変位環境を提供するとともに間隙水圧及び重量に基づいてせん断強度及びせん断応力を算出することができ、これにより間隙水圧及び地表変位による安全率を算出するとともに安全率変化によって山崩れの早期探知をはかることができる。
【００３０】
また、本発明は、スライダーを構成する土車が駆動部材によって移動が制御されるとともに移動速度が制御されるので、多様な形態の地表変位を模写することができる。
【００３１】
これに加え、本発明は、土車の内周面に設けられる粗面部材が巻取ローラーから引き出されながら土体の底面に粗面を提供することにより、山崩れ発生地域の地形学的特性（底面）を考慮した粗面が模写できるので、より正確な試験環境を提供することができる。
【００３２】
また、本発明は、粗面部材が土車の側面に設けられる貫通スロットを貫いて一直線状に引出ローラーに連結されるので、粗面部材がなだらかに引出ローラーに引き出されながら粗面を提供することができ、貫通スロットに水密部材が備えられるので、土体に含有された水分の排出を防止することができる。
【００３３】
また、本発明は、算出部を構成する間隙水圧センサーがセンサーホルダーに収容されるとともにセンサーフィルターによってフィルタリングされる状態で収容されるので、異物による間隙水圧センサーの誤作動を防止することができる。
【００３４】
一方、本発明は、フルムの底面に沿ってフルムローラーが設置される場合には土車の移動がよりなだらかになることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明による間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置を示す斜視図である。
【図２】本発明による山崩れ測定試験装置を示す縦断面図である。
【図３】図２に示したスライダーの他の実施例を示す縦断面図である。
【図４】図２に示したフルムの他の実施例を示す構成図である。
【図５】本発明の算出部を示すブロック図である。
【図６】図２に示した間隙水圧センサーを示す拡大断面図である。
【図７】図２に示したスライダーのさらに他の実施例を示す縦断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施例をより詳細に説明する。本発明の説明において、関連の公知の汎用的な機能または構成についての詳細な説明は省略する。
【００３７】
本発明による間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置は、図１及び図２に示したように、フレーム１００、フルム２００、スライダー３００及び算出部４００を含んでなることができる。
【００３８】
フレーム１００は、本発明の試験装置を室内に構成するために、支持力を提供する部材であり、試験室の形態や大きさに適した形態に設置することができる。
【００３９】
例えば、フレーム１００は、図１に示したように、キャスター１１０が下端に設けられた台車状に形成され、移動式で構成することができ、図示のものとは異なり、水平フレームと垂直フレームの組合せによって室内に固定式で構成することもできる。
【００４０】
フルム２００は山崩れ物質を構成する土体の斜面を線形または非線形の曲線部の形態に提供して斜面挙動や地表変位の模写のための傾斜路を提供する構成要素であり、フレーム１００に角度調節可能な状態に設置され、角度調節によって多様な試験環境を提供する。
【００４１】
例えば、フルム２００は、図２に示したように、ヒンジ２１０によって一端部がフレーム１００に結合された状態で、他端部が油圧シリンダー２２０のような昇降部材によって昇降することで傾斜角度を調節することができる。
【００４２】
これとは異なり、フルム２００はホイスト（図示せず）に連結され、他端部がホイストによって上方に引かれることで、傾斜角度を調節することもできる。
【００４３】
そして、フルム２００は、図示のものとは異なり、試験条件によって複数で構成されて連結されることができる。
【００４４】
一方、フルム２００は、図１に示したように、半円形に湾曲して形成され、円弧破壊現状の再現ができるように設計することができる。
【００４５】
これとは異なり、フルム２００は、図２に示したように、直線形に製作することができ、図４に抜純して示したように、曲線形に製作することもできる。
【００４６】
ここで、本発明で言及する土体（ｓｏｉｌ ｍａｓｓ）は、山崩れ発生現場の山崩れ物質（ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｍａｔｅｒｉａｌｓ）に現場の圧密状態と土の透水特性を反映して後述する土車３１０に積載される試験試料（ｓｏｉｌ ｓａｍｐｌｅ）を言う。土車３１０に積載される土試料は一定の圧力で上部から押し固めて現場の密度を再現して土車３１０の高さまで満たすとか一定の高さに維持することができる。
【００４７】
スライダー３００は山崩れ物質を構成する土体Ｓのせん断面を模写して土体Ｓと一緒に移動して地表変位や斜面破壊を模写する構成要素である。
【００４８】
例えば、スライダー３００は、図１及び図２に示したように、土車３１０、カバー３１５及び駆動部材３２０を含んでなることができる。
【００４９】
土車３１０は、図１に示したように、上部が開放した箱体状に形成され、フルム２００に移動可能に設置され、図２に示したように、土体Ｓが漏水防止状態で積載され、積載された土体Ｓの底面にせん断面を模写する。
【００５０】
ここで、土車３１０は試験条件によって、図２に示したように、土体Ｓが全て満たされることもでき、図３に示したように、土体Ｓが部分的に満たされることもできる。
【００５１】
このような土車３１０は、図２に示したように、後述する算出部４００を構成する重量センサー４１０及び間隙水圧センサー４２０が内周面に沿って設置される。
【００５２】
一方、土車３１０は、図１に示したように、フルム２００に備えられるレール２００ａに装着された状態でレール２００ａに沿って移動することが好ましい。
【００５３】
例えば、レール２００ａはフルム２００の長手方向に沿って突設されて土車３１０の両側をガイドする形態に構成することができ、フルム２００と土車３１０が向い合う面に突起及び溝の形態に備えられて土車３１０の移動をガイドすることができる。
【００５４】
カバー３１５は、図２及び図３に示したように、土車３１０の開放した上部を遮蔽して土体Ｓ及び水分が土車３１０の外部に排出されることを防止する。
【００５５】
このようなカバー３１５は透明材から形成され、土車３１０の内部を透視可能なように遮蔽することが好ましい。これは後述するカメラ５００によって土車３１０の内部状態を撮影するためである。
【００５６】
駆動部材３２０は土車３１０を移動可能に支持するとともに土車３１０の移動や移動速度を制御することにより土体Ｓの地表変位や土体の動きによる斜面破壊を模写する部材である。
【００５７】
このような駆動部材３２０は、図１及び図２に示したように、土車３１０の一側端にロッド３２１を介して連結される油圧シリンダーからなり、土車３１０を支持し、油圧によってロッド３２１を出没させて土車３１０を移動させる。
【００５８】
この際、駆動部材３２０を構成する油圧シリンダーは、図１に示したように、前述したフレーム１００にヒンジ３２２を介して結合され、支持力を提供するとともにフルム２００の傾斜調節によって回転する。
【００５９】
一方、本発明のスライダー３００は、図３に示したように、崩壊斜面模写部３３０をさらに含んでなることができる。
【００６０】
崩壊斜面模写部３３０は、土車３１０の内周面に摩擦力を提供することにより、土車３１０に積載された土体（土試料）の底面に崩壊斜面の粗面を模写する構成要素である。
【００６１】
例えば、崩壊斜面模写部３３０は、図３に示したように、巻取ローラー３３１、粗面部材３３２、引出ローラー３３３及び貫通スロット３３４を含んでなることができる。
【００６２】
巻取ローラー３３１は、図１及び図３に示したように、土車３１０の下部側面に回転可能に設置される。
【００６３】
引出ローラー３３３は、図１及び図３に示したように、土車３１０から離隔した状態でフルム２００に回転可能に設置される。
【００６４】
このような引出ローラー３３３は空回り可能に設置され、図１に示したように、自動回転ができない固定式で構成できる。これとは異なり、図３に示したように、駆動モーター３３３ａの駆動力によって自動回転可能な回転式で構成されることができる。これについては後述する。
【００６５】
粗面部材３３２は、図３に示したように、土車３１０の底面と土体Ｓ底面の間に介在された状態で土体Ｓの底面に粗面を提供する部材である。
【００６６】
このような粗面部材３３２は粗さを持つ素材から構成され、図３に示したように、巻取ローラー３３１に巻き取られた状態で先端部が土車３１０の底面に沿って伸びて引出ローラー３３３に結合され、土車３１０の移動によって巻取ローラー３３１から引き出されながら土体Ｓの底面に粗面を提供することによって崩壊斜面の粗面を模写する。
【００６７】
例えば、粗面部材３３２は表面に粗さを持つ不織布からなるとかあるいはサンドペーパーまたは表面に凹凸形突部が突出して表面粗さを現すことができる部材からなることができる。
【００６８】
ここで、粗面部材３３２は、図３に示したように、土車３１０の側壁の内側に挿入されて土車３１０の底面に沿って引き出されることが好ましい。これにより、粗面部材３３２は土体Ｓの底面でばかり接触し、土体Ｓの側面とは接触しない。
【００６９】
前述した引出ローラー３３３は、図１に示したように、固定式で構成される場合、単に粗面部材３３２の一端部を支持することにより、粗面部材３３２が土車３１０の移動によって巻取ローラー３３１から引き出されるようにする役目をする。
【００７０】
具体的に、粗面部材３３２は土車３１０が駆動部材３２０によって下降しながら巻取ローラー３３１と一緒に下降することにより、引出ローラー３３３の支持力によって巻取ローラー３３１から引き出されながら土体Ｓの底面をせん断させる。
【００７１】
すなわち、引出ローラー３３３が固定式の場合は、粗面部材３３２による土体Ｓのせん断速度と土車３１０の移動速度が比例する。例えば、見掛けで斜面が多い変形を現したようであるが、斜面内のせん断部で大きな変形が発生しない場合を模写することができる。
【００７２】
これとは異なり、引出ローラー３３３は、図３に示したように、回転式で構成される場合、駆動モーター３３３ａによる回転速度制御が可能なので、土車３１０の移動速度より遅いとか早い速度で粗面部材３３２を巻取ローラー３３１から引き出すことができる。
【００７３】
また、引出ローラー３３３は土車３１０が停止した状態でも駆動モーター３３３ａによって回転して粗面部材３３２を巻取ローラー３３１から引き出すことで、土体Ｓの底面にせん断面を模写することもできる。
【００７４】
これにより、引出ローラー３３３が回転式の場合は、例えば見掛けでは山地斜面の動きがほぼなさそうであるが、実際斜面内のせん断部で相当な変形が発生する条件を再現することができる。
【００７５】
貫通スロット３３４は粗面部材３３２の幅に対応する長さの長溝状に土車３１０の側壁に貫設されることにより、粗面部材３３２を引出ローラー３３３と一直線状に連結する。
【００７６】
これにより、粗面部材３３２は引出ローラー３３３の回転によってもっとなだらかに引き出されながら土体Ｓの底面に摩擦力を提供する。
【００７７】
ここで、貫通スロット３３４は、図３に拡大して示したように、水密部材３３５を備えることが好ましい。
【００７８】
水密部材３３５は例えばゴムパッキングからなることができ、拡大して示すように、粗面部材３３２に密着することにより、土体Ｓに含有された水分が貫通スロット３３４を通じて外部に排出されることを防止する。
【００７９】
一方、貫通スロット３３４は、図３に示したように、巻取ローラー３３１が設置された土車３１０の側壁にも同様に設置されることもできる。
【００８０】
そして、スライダー３００は、図４に示したように、フルムローラー３４０をさらに含んでなることができる。
【００８１】
フルムローラー３４０は土車３１０のスリップ面を提供する構成要素で、図４に示したように、複数で構成され、フルム２００の長手方向に沿って回転可能に設置される。
【００８２】
このようなフルムローラー３４０は、図４に抜純抜粋して示したように、フルム２００が曲線状に製作される場合にもフルム２００の曲面に沿って設置することができる。
【００８３】
また、スライダー３００は、図７に示したように、降雨模写部３６０をさらに含んでなることができる。
【００８４】
降雨模写部３６０は土体Ｓの上部に水を噴射して土体に降雨環境を提供する構成要素である。
【００８５】
このような降雨模写部３６０は、例えば図７に示したように、噴射ノズル３６１及び供給ポンプ３６２を含んでなることができる。
【００８６】
噴射ノズル３６１は、図７に示したように、カバー３１５の底面に沿って複数設置され、供給ポンプ３６２から供給される水を土体Ｓに噴射する。
【００８７】
供給ポンプ３６２は噴射ノズル３６１に水を供給し、試験条件によって水の供給量を一定に供給するとか可変させて供給することができる。
【００８８】
すなわち、降雨模写部３６０は、地盤変形が発生するとき、降雨（地盤の飽和度）を一定に維持するとか増加させることができる試験環境を提供する。
【００８９】
一方、フルム２００の上部には、図１に示したように、カメラ５００が設置できる。
【００９０】
カメラ５００は、フルム２００の上部で土車３１０の移動を撮影しながら土車３１０の移動による土車上部の任意の地点に対する土体Ｓの変位を撮影する。このようなカメラ５００は高解像度デジタルカメラまたは精密地上ライダー（ＬｉＤＡＲ）などから構成され、土体Ｓの位置及び時間の変化を精密に撮影することが好ましい。
【００９１】
このようなカメラ５００は前述した駆動部材３２０に連結され、駆動部材３２０の作動に連動して土車３１０を撮影することが好ましい。
【００９２】
すなわち、カメラ５００のヘッドは駆動部材３２０を構成する油圧シリンダーの長さ変化によって撮影角度を可変させながら土車３１０に従って撮影する。
【００９３】
算出部４００は、スライダー３００を構成する土車３１０の移動によって発生する土体Ｓの底面及び側面部の間隙水圧と重量を測定し、これにより斜面のせん断強度及びせん断応力を算出するとともに、算出されたせん断強度及びせん断応力に基づいて斜面の安全率を算出する構成要素である。
【００９４】
例えば、算出部４００は、図２及び図５に示したように、重量センサー４１０、間隙水圧センサー４２０、及び算出サーバー４３０を含んでなることができる。
【００９５】
重量センサー４１０は、図２に示したように、土車３１０の底面に設置され、土体Ｓの重量を測定し、後述する算出サーバー４３０に印加する。
【００９６】
このような重量センサー４１０は、図２に示したように、土車３１０の底面に沿って複数設置されることが好ましく、土体Ｓの総重量を算出サーバー４３０に提供するとともに土車３１０の移動による土体Ｓの重量分布を提供する。
【００９７】
間隙水圧センサー４２０は土体Ｓの内部を流れる水分の間隙水圧を測定する部材で、図１に示したように、複数で構成され、土車３１０の底面及び壁面に沿って設置される。
【００９８】
ここで、間隙水圧センサー４２０は、図２に示したように、重量センサー４１０と一緒に固定式で設置されることができ、移動可能な形態に構成され、土体Ｓの内部に互いに異なる位置に配置されることができる。
【００９９】
このような間隙水圧センサー４２０は、設置された地点の間隙水圧を測定して算出サーバー４３０に印加することにより、土車３１０の移動による地表変位によって変わる間隙水圧を提供する。
【０１００】
間隙水圧センサー４２０は、図６に拡大して示したように、センサーホルダー４３０及びセンサーフィルター４４０によって収容されるように設置できる。
【０１０１】
センサーホルダー４３０は、土車３１０の内周面に溝状に形成されて間隙水圧センサー４２０を埋込状態で収容する。
【０１０２】
ここで、間隙水圧センサー４２０に連結されるケーブル４２１は、図６に拡大して示したように、センサーホルダー４３０及びフルム２００を貫いて長く伸び、ケーブルリール（図示せず）に巻き取られることができ、土車３１０が移動することによってケーブルリールから引き出されることができる。
【０１０３】
センサーフィルター４４０は異物をフィルタリングする部材で、図６に拡大して示したように、センサーホルダー４３０の上部に設置され、水分の流入のみを許容し、水分以外の異物はフィルタリングする。
【０１０４】
これにより、間隙水圧センサー４２０はセンサーフィルター４４０によってフィルタリングされた水分の圧力のみを測定することができるので、誤作動を防止することができる。
【０１０５】
このようなセンサーフィルター４４０は、例えば金属フィルター４４１及び紙フィルター４４２を含んでなることができる。
【０１０６】
金属フィルター４４１はセンサーホルダー４３０の外側に設置され、土体Ｓと直接接触して異物を１次にフィルタリングする。
【０１０７】
紙フィルター４４２は金属フィルター４４１の内側に設置され、水分以外の異物を２次にフィルタリングする。
【０１０８】
算出サーバー４３０は、重量センサー４１０及び間隙水圧センサー４２０から印加された測定値に基づいて斜面のせん断強度及びせん断応力を算出した後、安全率を算出する構成要素である。
【０１０９】
このような算出サーバー４３０は、制御プログラムが組み込まれたコンピュータから構成され、重量センサー４１０及び間隙水圧センサー４２０にケーブル４２１を介して連結できる。
【０１１０】
ここで、算出サーバー４３０は斜面破壊面で発揮されるせん断強度を次の式（１）によって算出する。
【０１１１】
せん断強度＝粘着力＋有効応力×ｔａｎ（内部摩擦角）  …（１）
有効応力＝全応力−間隙水圧センサーの間隙水圧
ここで、粘着力と内部摩擦角は土体Ｓの地盤工学的定数であり、全応力は土体Ｓによる定数である。
【０１１２】
すなわち、せん断強度は有効応力を成す間隙水圧の大きさに反比例する。
【０１１３】
また、算出サーバー４３０は、土体Ｓのせん断応力を次の式（２）によって算出する。
【０１１４】
せん断応力＝重量センサーの重量によって得られた活動を引き起こす力の和  …（２）
【０１１５】
すなわち、せん断応力は土体Ｓが流れ下がろうとする力で、土体Ｓの重量に比例する。
【０１１６】
そして、算出サーバー４３０は、算出されたせん断強度及びせん断応力に基づいて斜面の安全率を次の式（３）によって算出する。
【０１１７】
安全率＝せん断強度／せん断応力  …（３）
【０１１８】
すなわち、斜面の安全率はせん断強度が減少するとかせん断応力が増加する場合に低くなり、１以下になる場合に斜面破壊が発生する。
【０１１９】
総合すれば、算出サーバー４３０は、土車３１０によって土体Ｓが移動するにつれて各地点で土体Ｓの底面のせん断強度及びせん断応力を算出し、斜面の安全率を算出する。
【０１２０】
ここで、算出サーバー４３０は、前述した駆動部材３２０の制御によって土車３１０が設定の速度で連続して移動することによって斜面の安全率を連続的に算出することができ、これとは異なり、土車３１０が段階的に移動することによって斜面の安全率を設定地点で算出することができる。
【０１２１】
これにより、試験者は斜面の移動形態や時間による安全率の変化を予測することができ、これに基づいて山崩れ危険地域の間隙水圧やせん断面及び地表変位によって山崩れの発生を早期に探知することができる。
【０１２２】
以上のように、本発明による間隙水圧−地表変位−せん断面完全連携山崩れ早期探知試験装置によれば、スライダー３００を構成する土車３１０に土体Ｓを積載した状態で移動させることにより、せん断面及び地表変位をせん断時間によって提供し、間隙水圧及び重量に基づいてせん断強度及びせん断応力を算出することができ、これにより間隙水圧及び地表変位による安全率を算出するとともに斜面の安全率変化によって山崩れの早期探知をはかることができる。
【０１２３】
また、駆動部材３２０によって、スライダー３００を構成する土車の移動が制御されるとともに移動速度が制御されるので、多様な形態の地表変位を模写することができる。
【０１２４】
これに加え、土車３１０の内周面に設けられる粗面部材３３２が引出ローラー３３３の作動によって移動しながら土体Ｓの底面に摩擦力を提供することによって崩壊斜面の粗面を模写することができるので、より正確な試験環境を提供することができる。
【０１２５】
また、粗面部材３３２が土車３１０の側面に設けられる貫通スロット３３４を貫いて一直線状に引出ローラー３３３に連結されるので、粗面部材３３２が引出ローラー３３３によってなだらかに引き出されながら粗面を提供することができ、貫通スロット３３４に水密部材３３５が備えられるので、土体Ｓに含有された水分排出を防止することができる。
【０１２６】
さらに、スライダー３００に降雨模写部３６０を備える場合には、地盤変形が発生するとき、降雨（地盤の飽和度）を一様に維持するとか増加させることができる試験環境を提供することができる。
【０１２７】
また、算出部４００を構成する間隙水圧センサー４２０をセンサーホルダー４３０に収容するとともにセンサーフィルター４４０によってフィルタリングするので、異物による間隙水圧センサー４２０の誤作動を防止することができる。
【０１２８】
一方、フルム２００の底面に沿ってフルムローラー３４０が設置される場合には土車３１０の移動がもっとなだらかになされることができる。
【０１２９】
以上、本発明の具体的な実施例を例として説明したが、これらはただ説明の目的のためのもので、本発明の保護範囲を制限しようとするものではない。本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で多様な置換、変形及び変更が可能であるのは本発明が属する技術分野の通常の知識を持った者に明らかであろう。
【符号の説明】
【０１３０】
１００    フレーム
１１０    キャスター
２００    フルム
２００ａ    レール
２１０    ヒンジ
２２０    油圧シリンダー
３００    スライダー
３１０    土車
３１５    カバー
３２０    駆動部材
３２１    ロッド
３２２    ヒンジ
３３０    崩壊斜面模写部
３３１    巻取ローラー
３３２    粗面部材
３３３    引出ローラー
３３４    貫通スロット
３３５    水密部材
３４０    フルムローラー
３６０    降雨模写部
３６１    噴射ノズル
３６２    供給ポンプ
４００    算出部
４１０    重量センサー
４２０    間隙水圧センサー
４３０    算出サーバー
４３０    センサーホルダー
４４０    センサーフィルター
４４１    金属フィルター
４４２    紙フィルター
５００    カメラ
Ｓ    土体
【図１】
0005940628.tif 000002
【図２】
0005940628.tif 000003
【図３】
0005940628.tif 000004
【図４】
0005940628.tif 000005
【図５】
0005940628.tif 000006
【図６】
0005940628.tif 000007
【図７】
0005940628.tif 000008