(57)【要約】【課題】地盤に作用する応力を、目視により簡単に知ることができるようにする。【解決手段】発色前の染料前駆体と顕色剤とのうち少なくとも一方を破壊強度が異なる複数種類のマイクロカプセル７に封入して形成される感圧発色体３を、地盤の水平方向及び垂直方向に複数埋設し、地盤に作用する応力に応じて前記マイクロカプセル７が破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色する感圧発色体３の発色濃度によって、地盤に作用する応力を可視化するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
地盤に作用する応力を可視化する方法であって、地盤に、発色前の染料前駆体と該染料前駆体を発色させるための顕色剤との少なくとも一方を破壊強度が異なる複数種類のマイクロカプセルに封入して形成される感圧発色体を埋設して、地盤に作用する応力に応じて前記マイクロカプセルが破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色する感圧発色体の発色濃度により、地盤に作用する応力を可視化することを特徴とする地盤における応力可視化方法。
【請求項２】
請求項１において、感圧発色体を、地盤の水平方向及び垂直方向に複数埋設することを特徴とする地盤における応力可視化方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、盛土等の地盤における応力可視化方法の技術分野に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、鉄道、道路のようなものを施工する場合、例えば盛土をしたうえに施工するようなことがあり、この盛土のような地盤に実際にどのような応力が作用するかを知ることは、地盤の崩壊等を予測するために必要である。そしてこのような地盤に作用する応力を知るために、地盤の変位等に起因して発生する（または破壊する）音（ＡＥ（アコースティックエミッション）波、即ち微小弾性波）を測定して地盤の変位を観測するようにしたものが知られている（例えば、特許文献１〜３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開昭６２−８３６８５号公報
【特許文献２】特開昭６４−３９５８０号公報
【特許文献３】特開平８−６８６７２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところが、前記アコースティックエミッション波を測定するには、専用のセンサーを土中に埋設し、これをモニタリングして測定することが要求されるため、装置全体が複雑で大型化するだけでなく、地盤に応力が作用した場合に、該応力の伝播状態については観測できないという問題がある。
そこで、地盤が礫や砂のように粒径が大きいものについては、これらに電子タグを取付け、応力が作用したときの変位を測定することが提唱されるが、地盤が泥土や粘土のように粒径が小さいものについては電子タグを取付けることはできないため測定することができず、ここに本発明の解決すべき課題がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、地盤に作用する応力を可視化する方法であって、地盤に、発色前の染料前駆体と該染料前駆体を発色させるための顕色剤との少なくとも一方を破壊強度が異なる複数種類のマイクロカプセルに封入して形成される感圧発色体を埋設して、地盤に作用する応力に応じて前記マイクロカプセルが破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色する感圧発色体の発色濃度により、地盤に作用する応力を可視化することを特徴とする地盤における応力可視化方法である。
請求項２の発明は、請求項１において、感圧発色体を、地盤の水平方向及び垂直方向に複数埋設することを特徴とする地盤における応力可視化方法である。
【発明の効果】
【０００６】
請求項１の発明とすることにより、地震等により地盤に応力が作用した場合には、該地盤に埋設された感圧発色体が応力に応じた発色濃度で発色し、これにより、地盤に作用した応力を可視化できることになり、而して、地盤に作用した応力を、極めて簡単且つ明瞭に知ることができる。しかも、この方法は、アコースティックエミッション波測定用センサーのような複雑で大型の装置を必要としないばかりか、地盤がどの様な大きさの粒子の地盤であっても採用することができて、汎用性に優れる。
請求項２の発明とすることにより、地盤に作用した応力の分布や伝播状態も可視化できることになる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】感圧発色体の埋設状態を示す図である。
【図２】感圧発色体の構造を示す図である。
【図３】感圧発色体の発色の相対濃度と地盤に作用する応力との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。
図１において、１は鉄道線路２の路盤となる盛土（本発明の地盤に相当する）であって、該盛土１には、盛土１に作用する応力を可視化するための手段として、感圧発色体３が埋設されている。
【０００９】
前記感圧発色体３は、図２に示すように、基材４と、該基材４上に塗布される顕色剤層５と、該顕色剤層５の上側に塗布される発色剤層６とから構成される。上記基材４は、シート状、フィルム状、或いは板状のものであって、例えば、紙、合成紙、プラスティックフィルム等から形成されている。
【００１０】
また、発色剤層６は、発色前の染料前駆体が封入された多数のマイクロカプセル７を含有する層であって、染料前駆体としては、例えばロイコ染料が用いられるが、該ロイコ染料としては、トリフェニルメタンフタリド系、フルオラン系、フェノチアジン系、フェノキシジン系、インドリルフタリド系、スピロピラン系、ローダミンラクタム系、ジフェニルメタン系、トリフェニルメタン系、クロメノインドール系等の化合物やこれらの混合物を使用することができる。尚、発色剤層６には、マイクロカプセル７の保護材料として、アラビアゴムやゼラチン、でんぷん粒子等が配合されている。
【００１１】
さらに、マイクロカプセル７は、圧力を受けることにより破壊されてマイクロカプセル７内に封入された染料前駆体を流出するが、該マイクロカプセル７の破壊強度は均一ではなく、種々の異なる破壊強度を有する複数種類のマイクロカプセル７が混在していて、圧力の大きさに応じてマイクロカプセル７の破壊量が増減するように構成されている。この様な破壊強度の異なるマイクロカプセル７の製造については、既に周知となっているため説明は省略するが、マイクロカプセル７の粒径や膜厚を異ならしめることによって破壊強度を調整することができる。尚、マイクロカプセル７としては、例えばポリ尿素樹脂、尿素−ホルムアルデヒド樹脂、メラニン−ホルムアルデヒド樹脂、飽和ポリエステル、ポリウレタン系、エポキシ系、シリコーン系等が用いられる。
【００１２】
一方、顕色剤層５は、前記マイクロカプセル７が破壊されることで流出する染料前駆体と反応して発色せしめる顕色剤を含有する層であって、該顕色剤としては、例えば、活性白土、有機酸（フェノール樹脂系、サリチル酸誘導体金属塩系）等が用いられる。
【００１３】
而して、感圧発色体３は、圧力を受けることによりマイクロカプセル７が破壊され、該マイクロカプセル７から流出した染料前駆体と顕色剤とが反応して発色することになるが、この場合、前述したように、マイクロカプセル７は異なる破壊強度を有したものが混在しているため、圧力の大きさに応じてマイクロカプセル７の破壊量が増減する、つまり、圧力の大きさに応じて染料前駆体と顕色剤との反応量が増減することになる。そして、該反応量の増減に基づいて発色濃度が濃淡変化し、これにより、感圧発色体３が受けた圧力の大きさを可視化できるようになっている。
【００１４】
ここで、感圧発色体３の発色の相対濃度と地盤に作用する応力との関係について、図３に示すごとく、予め実験によって検量線を作成しておく。これにより、感圧発色体３の発色濃度によって、地盤に作用する応力の大きさを測定できるようになっている。
【００１５】
そして、前記感圧発色体３を用いて盛土１に作用する応力を可視化するにあたり、前記図１に示す如く、盛土１の土中に、水平方向及び垂直方向に複数埋設しておき、そして、例えば地震が発生したような場合に、感圧発色体３の埋設箇所を掘り起こして、感圧発色体３の発色濃度を直接目視する、あるいは色濃度計で発色濃度を定量する。これにより、盛土１に作用した応力の大きさ、分布、伝播状態等を可視化できるになっている。
【００１６】
叙述の如く構成された本形態において、盛土１に作用する応力を可視化する場合には、前述したように、盛土１の土中に、感圧発色体３を水平方向及び垂直方向に複数埋設しておくが、該感圧発色体３は、破壊強度の異なる複数種類のマイクロカプセル７に発色前の染料前駆体が封入されており、そして上記マイクロカプセル７が盛土１に作用する応力に応じて破壊されることで染料前駆体と顕色剤とが反応して発色するものであり、而して、盛土１に応力が作用した場合には、該応力に応じた発色濃度で感圧発色体３が発色し、これにより、盛土１に作用した応力の大きさ、分布、伝播状態等が可視化されることになる。
【００１７】
この結果、例えば地震が発生したような場合には、感圧発色体３の埋設箇所を掘り起こして、前述したように感圧発色体３の発色濃度を直接目視する、あるいは色濃度計で発色濃度を定量すること等によって可視化でき、盛土１に作用した応力の大きさ、分布、伝播状態等を、極めて簡単且つ明瞭に知ることができることになる。しかも、この方法は、アコースティックエミッション波測定用センサーのような複雑で大型の装置を必要としないばかりか、盛土１がどの様な大きさの粒子の地盤であっても採用することができて、汎用性に優れる。
【００１８】
尚、本発明は上記実施の形態に限定されないことは勿論であって、例えば、上記実施の形態の感圧発色体３は、発色前の染料前駆体をマイクロカプセルに封入し、該マイクロカプセルが破壊されることにより染料前駆体と顕色剤とが反応して発色するように構成されているが、染料前駆体ではなく顕色剤をマイクロカプセル化したもの、或いは、染料前駆体及び顕色剤をそれぞれマイクロカプセル化したものであっても良い。また、上記実施の形態では、一枚の基材上に発色剤層と顕色剤層とが塗布されているが、発色剤層と顕色剤層とを別々の基材上に塗布して、発色剤層と顕色剤層とが対向する状態で基材同士を重ねたものであってもよい。
さらに、本発明は、鉄道線路の路盤となる盛土だけでなく、種々の地盤に作用する応力の可視化方法として実施できることは、勿論である。
【産業上の利用可能性】
【００１９】
本発明は、盛土等の地盤に作用する応力の大きさ、分布、伝播状態等を可視化する場合に利用することができる。
【符号の説明】
【００２０】
１    盛土
３    感圧発色体
５    顕色剤層
６    発色剤層
７    マイクロカプセル
【図１】
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【図２】
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【図３】
2011033590.tif 000005