(57)【要約】【課題】地中に削孔を掘削することなく埋設設置し得る地盤変形歪測定器材、及びその埋設設置工法を提供する。【解決手段】曲げ変形しにくい複数の長いパイプ１，１の継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプ２を介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプ２の内径部に歪ゲージ３，３を絶縁ボンド４，４で貼り付けてなる地盤変形歪測定器材であり、傾斜地の地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形等の歪を観測するのに、前記地盤変形歪測定器材を地中に打ち込んで埋設設置する埋設設置工法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けてなることを特徴とする地盤変形歪測定器材。
【請求項２】
曲げ変形しにくい長いパイプの長さが３０〜１００ｃｍ、短いパイプの曲げ変形しやすい部分の長さが２〜４ｃｍで、パイプの外径が２０〜３０ｍｍにしてなることを特徴とする請求項１記載の地盤変形歪測定器材。
【請求項３】
曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に介在させる短いパイプが、内径若しくは外径を加工して曲げ変形しやすく薄肉にしてなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の地盤変形歪測定器材。
【請求項４】
曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に介在させる短いパイプが、曲げ変形しやすく側面に穴を穿設してなることを特徴とする請求項１又は請求項２記載の地盤変形歪測定器材。
【請求項５】
複数にして継ぎ合わせた曲げ変形しにくい長いパイプの下端に、尖り先を設けてなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の地盤変形歪測定器材。
【請求項６】
曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けてなる歪測定器材を、着脱可能にパイプの外径を挟持するように装着した打ち込み用具を介して地中に打ち込み、埋設設置することを特徴とする地盤変形歪測定器材の埋設設置工法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、傾斜地の地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形等の歪を測定するのに用いる地盤変形歪測定器材及びその埋設設置工法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
傾斜地の地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形等の歪を測定するのにパイプ歪計なる歪測定器材が使用されている。該パイプ歪計なる歪測定器材は、一般的に硬質の塩化ビニル（ＶＰ）パイプの外径部に歪ゲージが絶縁被覆されて貼り付けられた形態となっており、貼り付けられる歪ゲージは、硬質の長い塩化ビニルパイプに０．５〜１ｍのピッチ間隔で、歪ゲージからのリード線は、塩化ビニルパイプの外径部を長手方向に這うように延出されて地中に埋設され、延出されたリード線を地上に設置された観測機器へ導くようにしてあり、該観測機器は、塩化ビニルパイプの曲げ歪によって歪ゲージに生ずる微小な電気抵抗の変化をブリッジ回路内蔵の静歪測定器によって測定し、歪量に換算して表示記録されるようにしてある（非特許文献１参照）。
【０００３】
又、塩化ビニルパイプやポリエチレンパイプ等のパイプ内に断熱材を介して形状記憶合金ロッドを挿入すると共に、該形状記憶合金ロッドに通電して加熱するためのリード線を備えた測定装置を、地中に直線状に掘削して設けた測定孔に挿入埋設し、地滑りが発生して変形した形状記憶合金ロッドに通電して記憶温度まで加熱することにより変形した形状を記憶させ、引き抜いて再度記憶温度に加熱することで地中で変形した形状を復元して地滑りを測定するようにした地滑りの測定方法と測定装置が開示されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平９−３２５０５３号公報
【非特許文献１】社団法人地すべり対策技術協会  平成８年１０月発行の地すべり観測便覧（１３５〜１４７頁）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記パイプ歪計なる歪測定器材は、硬質の塩化ビニルパイプの外径部に歪ゲージが絶縁被覆されて貼り付けられ、該歪ゲージからリード線が塩化ビニルパイプの外径部を長手方向に這うように延出されているため、軟弱な地盤でも地中に打ち込んで埋設することは困難であり、そのためにボーリング機械等により地中に掘削された削孔に挿入し、周囲に砂やモルタル等を充填して埋設するといった工法で設置されており、傾斜地でのボーリング機械等の搬入・足場設置などに多くの労力や費用を要する問題点があること、及び砂やモルタル等の充填が不完全であったり、雨水の浸透により絶縁シールが剥離すると絶縁抵抗がなくなってノイズの発生原因となったりして、長期に亘っての耐久性の維持と正確なデータが得にくい問題点がある。
【０００５】
又、前記特許文献１に記載される地滑りの測定方法と測定装置においても、地中に直線状の測定孔を掘削して測定装置を挿入埋設する必要があり、測定孔をボーリング機械等で掘削するとすれば、傾斜地でのボーリング機材等の搬入・足場設置などに多くの労力や費用を要する問題点や、形状記憶合金ロッドを挿入し、通電加熱して地滑りによる形状の変形を記憶させた後、引き抜いて再度通電加熱して地すべり地中で変形した形状を復元するのに手間を要し、観測機器で常時地すべり等を観測するには適用し難い問題点がある。
【０００６】
本発明は、上記問題点に鑑み、地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形が発生しやすい比較的軟弱な地盤に、ボーリング機械等を用いることなく挿入埋設を可能とする地盤変形歪測定器材及びその埋設設置工法を提供することを目的とし、該目的を達成することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するため、以下に記載するような手段を講じてなる地盤変形歪測定器材及びその埋設設置工法とした。
すなわち、
（１）曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けてなることを特徴とする地盤変形歪測定器材。
（２）曲げ変形しにくい長いパイプの長さが３０〜１００ｃｍ、短いパイプの曲げ変形しやすい部分の長さが２〜４ｃｍで、パイプの外径が２０〜３０ｍｍにしてなることを特徴とする前項（１）記載の地盤変形歪測定器材。
（３）曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に介在させる短いパイプが、内径若しくは外径を加工して曲げ変形しやすく薄肉にしてなることを特徴とする前項（１）又は（２）記載の地盤変形歪測定器材。
（４）曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に介在させる短いパイプが、曲げ変形しやすく側面に穴を穿設してなることを特徴とする前項（１）又は（２）記載の地盤変形歪測定器材。
（５）複数にして継ぎ合わせた曲げ変形しにくい長いパイプの下端に、尖り先を設けてなることを特徴とする前項（１）乃至（４）のいずれか１項に記載の地盤変形歪測定器材。
（６）曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けてなる歪測定器材を、着脱可能にパイプの外径を挟持するように装着した打ち込み用具を介して地中に打ち込み、埋設設置することを特徴とする地盤変形の歪測定器材埋設設置工法。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、上記手段に記載する如く、曲げ変形しにくい複数の長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けた地盤変形歪測定器材であり、地中に直接打ち込んでも歪ゲージやリード線が損傷することはないため、ボーリング機械等で地中に予め削孔を掘削する必要がなくなり、傾斜地へのボーリング機材等の搬入・足場設置に要する労力や費用が不要となる効果を奏する。
【０００９】
又、削孔を設けないで直接地中に打ち込むと共に、パイプの内径部に歪ゲージと歪ゲージのリード線が封入された状態で埋設設置されるから、砂やモルタル等を周囲に充填する必要はなく、且つ雨水の浸透の恐れもなくなり、砂やモルタル等の充填の不完全さによるノイズ、及び雨水の浸透による絶縁シールの剥離等によるノイズの発生がなくなって、長期に亘っての耐久性の維持と正確なデータを得るのに効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明を実施するための最良の形態は、曲げ変形しにくい複数の３０〜１００ｃｍの長いパイプの継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい２〜４ｃｍ程度（継ぎ合わせ部分の長さを含めて）の短いパイプを介在させて継ぎ合わせ、該短いパイプの内径部に歪ゲージを貼り付けて、継ぎ合わせた長いパイプの下端に尖り先を設けてなる地盤変形歪測定器材で、該地盤変形歪測定器材を傾斜地に打ち込んで埋設設置し、傾斜地の地すべりやクリープ変形等の歪を観測するようにしたものである。以下実施例にて図面に基づき説明する。
【実施例１】
【００１１】
図１は、本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例１を示す要部断面図である。図示するように曲げ変形しにくい複数の長いパイプ１，１の継ぎ合わせ部の雌螺子１ａ，１ａに、曲げ変形しやすく内径を加工して薄肉にした短いパイプ２が、両端部の雄螺子２ａ，２ａを螺合させることにより継ぎ合わせてあり、パイプ２の内径部には歪ゲージ３，３が絶縁ボンド４，４により貼り付けられ、歪ゲージ３，３のリード線３ａ，３ａは、パイプの穴壁に沿って上方へ延出されている。歪ゲージ３，３は、一対のものを貼り付ける１方向２ゲージ法であり、地すべり滑動の移動方向が明らかでない場合は、方向を９０度変えて２対の歪ゲージを貼り付ける２方向４ゲージ法としても良い。
【００１２】
図２は、上記のようにして継ぎ合わせてなる地盤変形歪測定器材の外観側面図であり、曲げ変形しにくい５本の長いパイプ１，１，…の継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい４本の短いパイプ２，２，…を介在させて継ぎ合わせ、継ぎ合わせた前記パイプ１，１，…の下端には、地中に打ち込みやすいように尖り先５を設け、上端パイプ穴口からはリード線３ａ，３ａが延出されて観測機器へ導くようにしてあり、リード線３ａ，３ａと上端パイプ穴口とを絶縁ボンド等で固めてシールし、雨水等が浸入しないようにしてある。
【００１３】
前記パイプ１の長さは、おおむね３０〜１００ｃｍ、パイプ２の長さは、おおむね２〜４ｃｍ、複数にして継ぎ合わせた全長Ｌの長さは、おおむね１．５〜５ｍ、パイプ２，２，…の内径部に貼り付けられた歪ゲージのピッチ間隔Ｐ，…は、おおむね３０〜１００ｃｍであり、継ぎ合わせてなるパイプ１，１，…と、曲パイプ２，２，…の外径は、同一外径でおおむね２０〜３０ｍｍであるが、これに限定するものではない。
【００１４】
前記パイプ１は、剛性のある金属製の厚肉パイプ（例えばステンレス製厚肉パイプ）を使用して、図３に示すように継ぎ合わせ部に雌螺子１ａを加工し、パイプ２は、図４に示すように前記雌螺子１ａに螺合すべく両端部に雄螺子２ａ，２ａを加工して、パイプ１の継ぎ合わせ部に、パイプ２を介在させて、複数に継ぎ合わせるようにしてあり、曲げ変形しやすくするため、図４の（ａ）ではパイプ２の内径を加工して薄肉にしてあるが、外径を加工して薄肉にしても良い。薄肉にした曲げ変形しやすい部分の長さＬ１は、おおむね２〜４ｃｍである。
【００１５】
又、曲げ変形しやすくするため、図４の（ｂ）に示すようにパイプ２の側面に穴２ｂを穿設しても良く、曲げ変形しやすいパイプ（例えば、軟鋼やアルミ、黄銅、合成樹脂等のパイプ）を使用すれば、必ずしも曲げ変形しやすく加工を施す必要はない。曲げ変形しやすく側面に穿設した穴２ｂの長さＬ２は、おおむね２〜４ｃｍである。
【実施例２】
【００１６】
図５は、本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例２を示す要部断面図であり、曲げ変形しにくい複数の長いパイプ１Ａ，１Ａの継ぎ合わせ部に、雌螺子１ａと雄螺子１ｂを設けて螺合することにより継ぎ合わせると共に、雌螺子１ａに隣接させてパイプ１Ａの内径を加工し、薄肉にすることにより曲げ変形しやすい短いパイプを介在させるようにしてある。そして、曲げ変形しやすい短いパイプの内径部に、歪ゲージ３，３が絶縁ボンド４，４により貼り付けられ、歪ゲージ３，３のリード線３ａ，３ａがパイプの穴壁に沿って上方へ延出されている。
【００１７】
図６は、上記のようにして継ぎ合わせてなる地盤変形歪測定器材の外観側面図である。本実施例２では、前記実施例１に示す曲げ変形しやすい短いパイプ２を、曲げ変形しにくい長いパイプ１Ａの継ぎ合わせ部に曲げ変形しやすく加工することにより介在させて、同一パイプで曲げ変形しにくい長いパイプと曲げ変形しやすい短いパイプを構成して継ぎ合わせており、継ぎ合わせたパイプ１Ａ，１Ａ，…の下端には、地中に打ち込みやすいように尖り先５を設け、上端パイプ穴口からはリード線３ａ，３ａが延出されて観測機器へ導くようにしてあり、リード線３ａ，３ａと上端パイプ口とを絶縁ボンド等で固めてシールし、雨水等が浸入しないようにしてある。
【００１８】
前記パイプ１Ａの長さは、おおむね３０〜１００ｃｍ、パイプ１Ａ，１Ａ，…を継ぎ合わせた全長Ｌの長さは、１．５〜５ｍ、パイプ１Ａの継ぎ合わせ部のパイプ内径部に貼り付けた歪ゲージのピッチ間隔Ｐ，…は、おおむね３０〜１００ｃｍ、パイプ１Ａの外径は、おおむね２０〜３０ｍｍであるが、これに限定するものではない。
【００１９】
又、前記パイプ１Ａは、剛性のある金属製の厚肉パイプ（例えばステンレス製の厚肉パイプ）を使用して、図７の（ａ）に示すように継ぎ合わせ部一端に雌螺子１ａを加工し、該雌螺子に隣接させて内径を加工し、薄肉にすることにより曲げ変形しやすい薄肉パイプの部分が形成されているが、外径を加工して曲げ変形しやすい薄肉パイプにしても良い。或いは、図７の（ｂ）に示すように側面に穴２ｂを穿設して曲げ変形しやすくしても良い。曲げ変形しやすく薄肉した部分の長さＬ１、及び側面に穿設した穴２ｂの長さＬ２は、おおむね２〜４ｃｍである。パイプ１Ａの別端は、図７の（ｃ）に示すように雄螺子１ｂが加工され、前記雌螺子１ａに螺合することにより継ぎ合わされる。
【００２０】
図８は、上記のようにして継ぎ合わせてなるパイプを地中に打ち込みやすくするため、下端に尖り先５を設けた要部断面図である。円錐状に尖らせた尖り先５をパイプの下端に加工された雌螺子１ａに螺合するように、尖り先５に雄螺子５ａを設けて取付けられているが、パイプの下端を絞るようにして尖らせても良い。
【００２１】
図９は、本発明に係る地盤変形歪測定器材を地中に打ち込む時に使用する打ち込み用具である。該打ち込み用具は、挟持板６，６が蝶番７により開閉自在に支持され、挟持板６，６にはパイプの外径に合わせて滑り止め凹凸を設けた半円弧状の挟持面６ａ，６ａが形成されて、挟持板６，６の開閉端６ｂ，６ｂを、ピン８により回動自在に支持されたボルト９と、該ボルトに螺合された締付ナット１０により着脱自在にパイプの外径を挟持して装着するようにしてある。
【００２２】
図１０は、上記打ち込み用具を装着して、本発明に係る地盤変形歪測定器材を傾斜地Ａの地中に垂直に打ち込む場合の打ち込み例を示す側面図である。
曲げ変形しにくい長いパイプ１，１，…に曲げ変形しやすい短いパイプ２，２，…を介在させて継ぎ合わせたパイプ１の外径に、打ち込み用具のボルト９と該ボルトに螺合された締付ナット１０により挟持板６，６を締付けることにより挟持して打ち込み用具をパイプに固定した状態となっており、重鍾１１の昇降スライドにより垂直に打ち込むようにしてある。締付ナット１０を緩めることにより打ち込み用具の高さ位置は任意に変えられると共に、ボルト９を挟持板６の開閉端から外すと容易にパイプ１の外径に着脱できる。
【００２３】
なお、本発明に係る地盤変形歪測定器材は、地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形が発生しやすい比較的軟弱な地盤の地中に、直接打ち込んで埋設するが、傾斜地での調査では簡易貫入試験機による２５ｍｍ程度の孔が頻繁に削孔されており、該簡易貫入試験機による削孔を利用すれば硬い地盤の地中に打ち込んで埋設することも可能である。
【００２４】
図１１は、本発明に係る地盤変形歪測定器材を傾斜地Ａの地中に垂直に打ち込んで埋設し、地すべりによる地盤変形の歪を観測する例を示す図面である。
曲げ変形しにくい複数の長いパイプ１，１，１の継ぎ合わせ部に、曲げ変形しやすい短いパイプ２，２を介在させて継ぎ合わせ、曲げ変形しやすい短いパイプ２，２の内径部に貼り付けられた歪ゲージのリード線３ａ，３ａが、上端パイプ口より延出されて観測機器１２に結線されている。
【００２５】
傾斜地Ａが矢印イ，ロ方向に地すべりすると、図示するように曲げ変形しにくい長いパイプ１，１，１も多少は曲げ変形するが、曲げ変形しやすい短いパイプ２，２が曲げ変形し、該パイプ２，２が曲げ変形することにより、パイプ２，２の内径部に貼り付けた歪ゲージ３，３（図１）に微小な電気抵抗が生ずる。
【００２６】
前記歪ゲージに生ずる微小な電気抵抗は、リード線３ａ，３ａにより観測機器１２へ導かれてブリッジ回路内蔵の静歪測定器で測定され、歪量に換算して表示記録される。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明は、傾斜地の地すべりやクリープ変形、及び地形改変による地盤変形等の歪測定のみならず、地震等による地層の変動や断層のずれによる歪測定にも利用の可能性がある。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例１を示す要部断面図である。
【図２】本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例１を示す外観側面図である。
【図３】実施例１における曲げ変形しにくい長いパイプの継ぎ合わせ部の要部断面図である。
【図４】実施例１における曲げ変形しやすい短いパイプの実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例２を示す要部断面図である。
【図６】本発明に係る地盤変形歪測定器材の実施例２を示す外観側面図である。
【図７】実施例２における曲げ変形しにくい長いパイプの継ぎ合わせ部の実施形態を示す要部断面図である。
【図８】本発明に係る地盤変形歪測定器材の下端部の実施形態を示す要部断面図である。
【図９】本発明に係る地盤変形歪測定器材の打ち込み用具の斜視図である。
【図１０】本発明に係る地盤変形歪測定器材の打ち込み例を示す側面図である。
【図１１】本発明に係る地盤変形歪測定器材を傾斜地の地中に埋設し、地すべりによる地盤変形歪の測定例を示す図面である。
【符号の説明】
【００２９】
１，１Ａ，２  パイプ
Ｌ１，Ｌ２  曲げ変形しやすい部分の長さ
１ａ  雌螺子
１ｂ，２ａ，５ａ  雄螺子
２Ａ  薄肉パイプ
２ｂ  穴
３  歪ゲージ
３ａ  リード線
４  絶縁ボンド
５  尖り先
６  挟持板
６ａ  挟持面
６ｂ  開閉端
７  蝶番
８  ピン
９  ボルト
１０  締付ナット
１１  重鐘
１２  観測機器
Ａ  傾斜地
【図１】
2006078425.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2006078425.tif 000010
【図９】
2006078425.tif 000011
【図１０】
2006078425.tif 000012
【図１１】
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