(57)【要約】【課題】地滑りによるトンネル坑内挙動を推定可能とする。【解決手段】情報処理装置１００が、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式１１０に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値１１４を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理と、クリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、応力速度に関する管理基準値１１５として格納する処理と、トンネル坑内支保の単位時間あたりの応力値変化たる応力速度と、記憶手段１０１における管理基準値１１５とを比較し、応力速度が管理基準値１１５に達した場合に所定情報を出力する処理とを実行する。【選択図】図１
2011256525.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
情報処理装置が、
記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理と、
前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理と、
トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理と、
を実行することを特徴とするトンネル監視方法。
【請求項２】
請求項１において、
情報処理装置が、
トンネル坑外のひずみを計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりのひずみ変化をひずみ速度として算定し、当該ひずみ速度と、前記記憶手段における管理基準値（ａ）とを比較し、ひずみ速度が前記管理基準値（ａ）に達した場合に、前記各処理を実行する、
ことを特徴とするトンネル監視方法。
【請求項３】
トンネル監視を行う情報処理装置であって、
地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）、トンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式を微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、ひずみ速度に関する所定の管理基準値の各データを保持する記憶手段と、
記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理と、
前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理と、
トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理とを実行する演算手段と、
を備えることを特徴とするトンネル監視装置。
【請求項４】
情報処理装置に、
記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理と、
前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理と、
トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理と、
を実行させることを特徴とするトンネル監視プログラム。
【請求項５】
地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する工程と、
前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として特定する工程と、
トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達したか否か判定する工程と、
を含むことを特徴とするトンネル監視方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トンネル監視方法に関するものであり、具体的には、地滑りによるトンネル坑内挙動を推定可能とする技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
地滑り地帯で工事を行う場合には、対象地山等に対して伸縮計や傾斜計を設置して地滑り動態観測を行うことが多い。また、こうした地滑り地帯でトンネル工事を行う場合、トンネル坑内の支保に生じている応力を計測し、この計測値が管理基準を超えないよう施工管理することがある。こうした地滑り等の監視を行う技術としては、例えば、被監視点に設置されるターゲットと、監視点から被監視点のターゲットまでの距離と水平方向及び鉛直方向の角度を経時的に計測する測距・測角手段と、該測距・測角手段により得られた測定データから被監視点の座標値を算出して経時的な変位挙動の監視を行う監視手段とを備えたことを特徴とする建造物・地盤挙動監視装置（特許文献１）などが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−２１６３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来においては、上述のようにトンネル坑外での地滑り挙動の監視と、トンネル坑内での支保応力の監視とをそれぞれ独立に行って、両者の連携を考慮することは無かった。そのため、例えば想定地滑り面と交差するトンネルに関して、地山での地滑りによりトンネル支保への応力増大が急速に進んだ時（＝いわゆるクリープ曲線における三次クリープの進行時等）、従来通り、管理基準による応力値管理を適用していても、対策工の実施が遅れる恐れもあった。
【０００５】
そこで本発明では、地滑りによるトンネル坑内挙動を推定可能とする技術の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決する本発明のトンネル監視方法は、情報処理装置が、以下の処理を実行するものとなる。すなわち、情報処理装置は、記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理を実行する。
【０００７】
また、前記情報処理装置は、前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理を実行する。
【０００８】
また、前記情報処理装置は、トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理を実行する。
【０００９】
なお、前記トンネル監視方法において、情報処理装置が、トンネル坑外のひずみを計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりのひずみ変化をひずみ速度として算定し、当該ひずみ速度と、前記記憶手段における管理基準値（ａ）とを比較し、ひずみ速度が前記管理基準値（ａ）に達した場合に、前記各処理を実行する、としてもよい。
【００１０】
また、本発明のトンネル監視装置は、トンネル監視を行う情報処理装置であって、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）、トンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式を微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、ひずみ速度に関する所定の管理基準値の各データを保持する記憶手段を備えている。
【００１１】
また、前記情報処理装置は、記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理と、前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理と、トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理とを実行する演算手段を備えている。
【００１２】
また、本発明のトンネル監視プログラムは、情報処理装置に、以下の処理群を実行させるものである。すなわち前記処理群とは、記憶手段に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理を含んでいる。
【００１３】
また前記処理群は、前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として記憶手段に格納する処理を含む。
【００１４】
また、前記処理群は、トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達した場合に所定情報を出力手段に出力する処理を含んでいる。
【００１５】
また、本発明におけるトンネル監視方法は、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式（Ａ）に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して、クリープ破壊時間を特定する工程と、前記関係式（Ａ）を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式（Ｂ）が示す曲線との相似曲線を示すトンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式（Ｃ）について、これを時間で微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式（Ｄ）に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、トンネル掘進時に発生した応力、トンネル坑内支保の許容限界応力に達するまでの時間、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値（ａ）を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値（ｂ）として特定する工程と、トンネル坑内支保の応力値を計測するセンサより所定時間毎に計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段における管理基準値（ｂ）とを比較し、応力速度が前記管理基準値（ｂ）に達したか否か判定する工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、地滑りにより生じるトンネル坑内挙動の推定が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本実施形態におけるトンネル監視方法の適用例を示す図である。
【図２】本実施形態における監視サーバ（トンネル監視装置）のハードウェア構成例を示す図である。
【図３】ひずみ速度とクリープ破壊時間の関係を示すグラフである。
【図４】本実施形態におけるトンネル坑外におけるひずみ速度の管理基準値例を示す図である。
【図５】本実施形態におけるクリープひずみと時間との関係を示すグラフである。
【図６】本実施形態における吹付けコンクリート応力と経過時間の関係を示すグラフである。
【図７】本実施形態におけるクリープひずみ速度と応力速度の各基準値の関係を示す図である。
【図８】本実施形態におけるトンネル監視方法の処理フロー例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
−−−適用例−−−
以下に本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態におけるトンネル監視方法の適用例を示す図である。本実施形態のトンネル監視方法は、トンネル坑外での地滑り挙動＝ひずみ速度の観測と、トンネル坑内での支保応力の挙動＝応力速度の観測とを互いに連携させ、地滑りによるトンネル坑内挙動を推定可能とする技術となる。従って、例えば想定地滑り面と交差するトンネルに関して、地山での地滑りによりトンネル支保への応力増大が急速に進むタイミング（＝いわゆるクリープ曲線における三次クリープの進行時等）より適宜前に、支保工補強等の各種対策工の実施を行うことができることとなる。
【００１９】
ここでは図１のように、地滑り面１５を有した地山１０に施工されるトンネル２０に関して、本実施形態のトンネル監視方法を適用する例を示す。前記地山１０は、例えば所定の基盤岩の上位に、未固結堆積物、段丘堆積物、崖錐、地滑り崩積土などといった脆弱な地層が形成されていて、ある斜面には地滑り面１５が生じている。この地滑り面１５は、トンネル坑口２１の付近において、トンネル駆体２５と接している。つまり、トンネル２０は想定される地滑り面１５と交差している。前記地滑り面１５での地滑りが実際に生じると、その崩落土塊がトンネル駆体２５を押圧し、結果的に支保工２６への応力が増大することになる。従って、トンネル付近で地滑り挙動が生じた場合、坑内では地山変位に伴い各支保部材に変化が生じると考えられる。前記支保工２６には、トンネル支保工として一般的に採用される、ＮＡＴＭ工法による吹き付けコンクリートや、各種鋼材による支保工などが例としてあげられる。
【００２０】
こうした地山１０と、当該地山１０に施工されたトンネル２０には、挙動観測用の装置が設置される。例えば、トンネル２０の坑内には、支保工２６に対して応力計４０が設置されている。一方、地山１０の斜面には、斜面伸縮を検知する伸縮計５０が設置される。また、地山１０における地中のうち、地滑り面１５の地中には、地中沈下計５１が設置され、トンネル駆体２５の近傍にはたわみ測定装置５２が設置される。いずれも従来から地滑り挙動の観測に利用されてきた装置となる。
【００２１】
これら装置４０、５０〜５２は、いずれも通信インターフェイスを具備しており、一定時間毎の測定値データを通信回線１４０を介して中継器５５に送信するものである。屋外の、しかも地滑り地帯などでの通信を行う場合、ケーブル回線よりも無線による通信回線を採用したほうが、急峻な地形や風雨等の条件に対応して通信を確立しやすい。よって、前記中継器５５は、例えば無線中継器であるとする（勿論、無線ではなく有線回線に対応したものであってもよい）。
【００２２】
また、前記中継器５５は、前記計測値のデータを例えば無線の通信回線１４１を介して、トンネル監視事務所などの所定施設における、監視サーバ１００（＝トンネル監視装置）に送信する。この監視サーバ１００が本実施形態のトンネル監視方法を主導する情報処理装置となる。監視サーバ１００は、トンネル坑内の支保工２６における応力速度が所定の管理基準値に達した場合に、対策工や避難開始の指示といった所定情報を、警告灯１２０、現場係員の携帯電話機２００などの出力手段に出力する。携帯電話機２００への前記所定情報の通知を行うため、当該監視サーバ１００は当然ながら携帯電話モジュールも具備している。
【００２３】
続いて、前記監視サーバ１００のハードウェア構成について説明する。図２は、本実施形態における監視サーバ１００のハードウェア構成例を示す図である。監視サーバ１００は、ハードディスクドライブなど不揮発性の記憶手段１０１、ＲＡＭなどの不揮発性の記憶手段であるメモリ１０３、前記記憶手段１０１に保持しているプログラム１０２を前記メモリ１０３に読み出して実行するＣＰＵなどの演算手段１０４、キーボードやマウスといった入力手段１０５、ディスプレイやスピーカー、プリンタ等の出力手段１０６、および、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデム、携帯電話モジュールなど、他端末と通信する通信手段１０７を備えている。監視サーバ１００が本実施形態のトンネル監視方法の実行に必要な機能は、前記プログラム１０２を演算手段１０４が実行することで実装される機能と言える。
【００２４】
前記記憶手段１０１には、プログラム１０２の他に、処理に必要な関係式や値のデータが格納されている。記憶手段１０１に格納されている関係式は、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式１１０（＝関係式（Ａ））、前記関係式１１０を積分した、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式１１１（＝関係式（Ｂ））、トンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式１１２（＝関係式（Ｃ））、および、前記関係式（Ｃ）を微分したクリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３（＝関係式（Ｄ））となる。また、記憶手段１０１に格納されている値は、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値１１４（＝管理基準値（ａ））、および、トンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値１１５（＝管理基準値（ｂ））となる。上記各関係式１１０〜１１３、および管理基準値１１４〜１１５の実際については後述する。
【００２５】
続いて、監視サーバ１００の演算手段１０４がプログラム１０２により実現する処理について説明する。監視サーバ１００の演算手段１０４は、記憶手段１０１に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式１１０に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値１１４を適用して、クリープ破壊時間を特定する処理を実行する。前記管理基準値１１４は、トンネル監視の担当者等が入力手段１０５にて入力し、これを監視サーバ１００が受け付けて記憶手段１０１に格納した値となる。本実施形態のトンネル監視方法の処理が実行される度に、前記担当者らが管理基準値１１４を指定し、これを監視サーバ１００があらためて保持するとしてもよい。
【００２６】
また、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、クリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３に、前記特定しておいたクリープ破壊時間、当該クリープ破壊時間を前記関係式１１１に適用して算定したクリープひずみ値、所定のトンネル坑内支保の許容限界応力、および前記ひずみ速度に関する管理基準値１１４の各値を適用して応力速度を算定し、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値１１５として記憶手段１０１に格納する処理を実行する。
【００２７】
前記トンネル坑内支保の許容限界応力は、トンネル監視の担当者等が入力手段１０５にて入力し、これを監視サーバ１００が受け付けて記憶手段１０１に格納した値となる。本実施形態のトンネル監視方法の処理が実行される度に、前記担当者らが前記トンネル坑内支保の許容限界応力を指定し、これを監視サーバ１００があらためて保持するとしてもよい。
【００２８】
なお、前記関係式１１０を積分して得られるのが、地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式１１１となる。また、この関係式１１１が示す曲線との相似曲線を示すのが関係式１１２となる。この関係式１１２は、前記関係式１１１における前記クリープ破壊時間でのクリープひずみ値と、トンネル坑内支保の許容限界応力との比と、前記関係式１１１における所定時点でのクリープひずみ値と、所定時点でのトンネル坑内支保の応力との比とが等しいことを示す数式となる。
【００２９】
また、関係式１１２を微分して得られるのが、クリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３となる。こうして前記関係式１１０から順次得られる対応関係となっている各関係式１１１〜１１３は、予め記憶手段１０１にて格納されており、必要に応じて演算部１０４が呼び出して演算に利用することになる。
【００３０】
また、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、トンネル坑内の支保工２６の応力値を計測するセンサ＝応力計４０より、所定時間毎にその計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定し、当該応力速度と、前記記憶手段１０１における管理基準値１１５とを比較し、該当測定値が示す応力速度が前記管理基準値１１５に達した場合に所定情報（例：対策工や避難開始の指示といった警告情報など）を出力手段（例：警告灯１２０、現場係員の携帯電話機２００など）に出力する処理を実行する。当然ながら、前記所定情報のデータと、出力先の指定情報（データ通信先を指定するネットワークアドレスなど）について、監視サーバ１００は記憶手段１０１にて保持している。
【００３１】
なお、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、トンネル坑外のひずみを計測するセンサ（＝伸縮計５０や地中沈下計５１、たわみ測定装置５２など）より所定時間毎に得ている計測値に基づいて算定した前記ひずみ速度が、前記記憶手段１０１における管理基準値１１４に達した場合、前記各処理を実行する、とすれば好適である。
【００３２】
ここで、前記監視サーバ１００が演算部１０４によりプログラム１０２を実行することで、必要な機能を実装する例をあげたが、必要な機能を実現する電子回路等を監視サーバ１００が備えていて、同様の処理を実行するとしても勿論問題ない。
【００３３】
−−−関係式の具体例と算定内容−−−
続いて、上述の関係式１１０〜１１３、および管理基準値１１４〜１１５について、その具体例と互いの関係について説明する。地山での地滑り発生時期を予測する一般的手法として、斎藤らによって提案されたクリープ破壊理論（例：第三次クリープによる斜面崩壊時期の予知、地すべりVol.4，No3,pp.1-8、など）が存在する。このクリープ破壊理論では、ひずみ速度とクリープ破壊時間との間に一定の関係を見いだしている。この関係は、図３に示すように、両対数のグラフにおいて直線関係となっている。このグラフを定式化したものが、いわゆる斉藤の式と呼ばれる次式となる。この式が前記関係式１１０となる。  
logｔｒ=ａ-ｂ・logε・・・・（式１）
ここに、ｔｒ：：破壊時間
ε：ひずみ速度
ａ、ｂ：常数（a=2.33 b=0.916）
【００３４】
一方、地滑り地形でのトンネル坑外におけるひずみ速度の管理基準値１１４は、図４の表１に示すパターンが一般的によく用いられている。本実施形態では、前記管理基準値１１４（警報設定値）の例として、1mm/時間（2時間継続）を採用している。図４に例示した表１において、この“1mm/時間”の値は、計測機器が「伸縮計」ならば、「警戒・応急対策」を要するものとなる。
【００３５】
この管理基準値１１４としての“1mm/時間”の値は、図３のグラフの単位に合わせるとひずみ速度ε＝1.7×10−６となり、これを前記式１にあてはめると、図３のグラフにも示すように、クリープ破壊時間ｔｒは９０９５分（約６．３日）後となる。
【００３６】
本実施形態では、上述の斉藤の式を前記関係式１１０として採用した例を示しているが、そのほかにも、実際の管理対象となる地山より試験土を採取して様々な条件でクリープ破壊試験を実施して図３と同様のグラフを作成し、このグラフを定式化して関係式１１０を得るとしてもよい。
【００３７】
ここで、上記の式１において、ある任意の時（ｔ）におけるひずみ速度は、
log（ｔr-ｔ）＝ａ−logε      ・・・・（式２）
となる。なお、ｂは１に近いため、１とする。  
また、上記の式２を積分し、ｔ＝ｔ０の時、ε＝0 とすると、
ε(t)=Ａ・lｎ((ｔｒ-ｔ０)／（ｔｒ−ｔ））  ・・・（式３）
ここに、Ａ：10２．３３
が得られる。この式３は前記関係式１１１となる。
【００３８】
ひずみ速度の管理基準値１１４を式１に与えることで破壊時間（ｔｒ）は既に算定しているから、上記の式３によって、クリープひずみと時間との関係が得られることになる。前記クリープ破壊時間ｔｒを９０９５分（約６．３日）、ｔ０＝0として式３に代入し、クリープひずみと時間との関係を求めると、図５に示すグラフとなる。
【００３９】
一方、トンネル坑内の支保工２６における、応力速度に関する管理基準値１１５は、以下の条件で検討を行った。  
１）地滑り発生時、トンネル坑内の吹付けコンクリート＝支保工２６も地滑り変位と同様の挙動を示すものと仮定する。  
２）吹付けコンクリートは耐荷力に限界があり、その後は、耐荷力を保持することが出来ない。このため、図５のグラフにおける破壊時間＝９０９５分に至る前に、耐荷力あるいは許容値に達するものとして管理を行う。本実施形態の場合、破壊する１日前に許容限界応力値に達することとしており、吹付けコンクリートの配合条件により適宜変更可能である。  
３）吹付けコンクリートは、強度が十分発現した硬化後の段階を対象とするため、許容限界応力の値は設計基準強度(f’ck)に係数を乗じて、”0.85×f’ck”とする。設計基準強度が“18N/mm２”であるとすれば、許容限界応力値は、“18×0.85≒15.3”N/mm２となる。  
４）トンネル掘進時に発生した応力(σｃ０)を基準に、その後の応力の増加率（応力速度）で管理する。
【００４０】
上記の条件で、吹付けコンクリートにおける応力と経過時間との関係を求めると、前記クリープ破壊時間ｔｒ＝９０９５分でのクリープひずみ値ε０（前記関係式１１１が示す図５のグラフ参照）と、トンネル坑内支保の許容限界応力σｃ、Ｌｍｔ＝15.3N/mm２との比と、前記関係式１１１における所定時点でのクリープひずみ値ε(t)と、所定時点でのトンネル坑内支保の応力σｃ(t)との比とが等しい関係にあることを示す、σｃ(t)-σｃ０：ε（ｔ）＝σｃ、Ｌｍｔ−σｃ０：ε０  、という式が得られる。ただし、本実施形態では上述の条件のように、トンネル掘進時に発生した応力σｃ０（＝例えば、6N/mm２）を基準に、その後の応力の増加率（応力速度）を管理しているため、式中にこのσｃ０で値を減算するよう措置している。この式を変形することで次の式４＝トンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式１１２が与えられる。  
σｃ(t)＝｛（σｃ、Ｌｍｔ−σco）／ε０｝×ε(t)＋σｃ０  ・・・・（式４）
この式４は、前記関係式１１１たる式３が示す曲線との相似曲線を示す式となっている。  
また、前記式４は、
σｃ(t)＝[（σｃ、Ｌｍｔ−σｃ０）／｛Ａ・lｎ((ｔｒ-ｔ０)／（ｔｒ−ｔ、Ｌｍｔ））｝]×ε（ｔ）＋σｃ０    ・・・・（式５）
ここで、ε０：吹付けコンクリートが許容値に達するまでのひずみ量
ε０＝Ａ・lｎ((ｔｒ-ｔ０)／（ｔｒ−ｔ、Ｌｍｔ））
と展開できる。上記式５で、吹付けコンクリート＝支保工２６の応力値が許容限界応力値にまでに達し、破壊時間ｔrに至るまでの時間を例えば「１日」として、グラフ化すると、図６のとおりとなる。なお、トンネル掘進時に発生した応力σｃ０を“6N/mm２”としている。図６に示すとおり、このグラフの示す曲線は、図５のグラフと相似曲線であり、上述したσｃ(t)-σｃ０：ε（ｔ）＝σｃ、Ｌｍｔ−σｃ０：ε０、の関係にある。
【００４１】
他方、上述の式５を時間で微分し、クリープひずみ速度と応力速度の関係を求めると、以下のとおりとなる。この式６が前記関係式１１３となる。  
dσｃ/dt＝[（σｃ、Ｌｍｔ−σｃ、０）／｛Ａ・lｎ((ｔｒ-ｔ０)／（ｔｒ−ｔ、Ｌｍｔ））｝]・dε/dt   ・・・・(式６)
ここで、σｃ、Ｌｍｔ＝15.3N/mm２、σｃ、０＝6N/mm２、Ａ＝10２．３３、ｔｒ＝９０９５min、ｔ０＝０、ｔ、Ｌｍｔ＝7660min（吹付けコンクリートの応力値が許容限界応力値に達するまでの時間であり、破壊時間ｔｒに先立つこと１日としている）、dε/dt＝1mm/hour、であるとすれば、dσｃ/dt＝吹付けコンクリート応力の管理基準値１１５は、1.3 Mpa/日となる。同様の手順で、図４の表１にて示した各管理基準値１１４（＝クリープひずみ速度）に対する「応力速度」＝管理基準値１１５を求めると、図７の表２のとおりとなる。
【００４２】
−−−トンネル監視方法のフロー−−−
次に、本実施形態のトンネル監視方法の処理フローについて説明する。図８は、本実施形態のトンネル監視方法の処理フロー例を示す図である。なお、本実施形態では情報処理装置がトンネル監視方法を実行する例を示すが、トンネル監視の担当者等が同様の処理を手作業で行うとしてもよい。その場合、情報処理装置が記憶手段に記憶している式や値は、書籍等の適宜な媒体に記載されており、これを人が利用することで各種算定や判定（応力速度が管理基準値に達したか否かの判定等）を行うことになる。
【００４３】
この場合、まず、監視サーバ１００の演算手段１０４は、記憶手段１０１に記憶している、地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式１１０を読み出し（ｓ１００）、この関係式１１０に、トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値１１４を適用して、クリープ破壊時間を特定する（ｓ１０１）。上記の実施例であれば、前記管理基準値１１４として“1mm/hour”＝1.7×10−６を、関係式１１０たる前記式１にあてはめると、クリープ破壊時間ｔｒを９０９５分（約６．３日）と特定できる。
【００４４】
続いて、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、クリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３たる前記式６に、前記特定しておいたクリープ破壊時間ｔｒ＝９０９５分、当該クリープ破壊時間ｔｒを前記関係式１１１たる前記式３に適用して算定したクリープひずみ値ε０、トンネル坑内支保の許容限界応力σｃ、Ｌｍｔ＝15.3N/mm２、トンネル掘進時に発生した応力σｃ０＝6N/mm２、および前記ひずみ速度に関する管理基準値１１４＝1mm/hour、の各値を適用して応力速度を算定する（ｓ１０２）。この例では、この応力速度は、1.3 Mpa/日となる。
【００４５】
前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、これをトンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値１１５として記憶手段１０１に格納する（ｓ１０３）。
【００４６】
その後、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、トンネル坑外のひずみを計測するセンサ（＝伸縮計５０や地中沈下計５１、たわみ測定装置５２など）より所定時間毎に計測値を取得し、この計測値に基づいたひずみ速度の算定を行う（ｓ１０４）。また、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、トンネル坑内の支保工２６の応力値を計測するセンサ＝応力計４０より、所定時間毎にその計測値を取得し、単位時間あたりの応力値変化を応力速度として算定する（ｓ１０５）。
【００４７】
次に、監視サーバ１００の演算手段１０４は、前記ステップｓ１０４、ｓ１０５でそれぞれ算定したひずみ速度を、前記記憶手段１０１における管理基準値１１４＝“1mm/hour”と、また応力速度を、前記管理基準値１１５＝“1.3 Mpa/日”とそれぞれ比較する（ｓ１０６）。
【００４８】
前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、前記ステップｓ１０６の比較処理で、ひずみ速度および応力速度ともに該当管理基準値に達していないと判定した場合（ｓ１０６：いずれも問題なし）、処理を前記ステップｓ１０４に戻す。
【００４９】
一方、前記ステップｓ１０６の比較処理で、ひずみ速度が前記管理基準値１１４に達したのみであった場合（ｓ１０６：ひずみ速度のみＮＧ）、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、従来の地滑り監視時における警戒情報などを出力手段に出力する（ｓ１０７）。
【００５０】
他方、前記ステップｓ１０６の比較処理で、応力速度が前記管理基準値１１５に達したのみであった場合（ｓ１０６：応力速度のみＮＧ）、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、従来のトンネル坑内監視時における警戒情報などを出力手段に出力する（ｓ１０８）。
【００５１】
また、前記ステップｓ１０６の比較処理で、ひずみ速度が前記管理基準値１１４に達し、さらには応力速度が前記管理基準値１１５に達した場合（ｓ１０６：ひずみ速度、応力速度ともＮＧ）、前記監視サーバ１００の演算手段１０４は、地滑りによるトンネル坑内への影響に関する所定情報（例：対策工や避難開始の指示といった警告情報など）を出力手段（例：警告灯１２０、現場係員の携帯電話機２００など）に出力する（ｓ１０９）。
【００５２】
以上、本実施形態によれば、地滑りにより生じるトンネル坑内挙動の推定が可能となる。また、地滑りに伴うトンネル坑内挙動すなわち応力速度の管理基準値を適切に特定できることで、地滑り挙動とトンネル坑内挙動とを別個に考慮していた従来より、地滑りによるトンネル変状の予測等を精度良く行えることとなる。このことは、地滑り挙動に応じたトンネル損傷に先回りして早期の措置を行えることにもつながる。
【００５３】
以上、本発明の実施の形態について、その実施の形態に基づき具体的に説明したが、これに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０  地山
１５  地滑り面
２０  トンネル
２１  トンネル坑口
２５  トンネル駆体
２６  支保工
４０  応力計
５０  伸縮計
５１  地中沈下計
５２  たわみ測定装置
５５  中継器
１００  監視サーバ（＝トンネル監視装置）
１０１  記憶手段
１０２  プログラム
１０３  メモリ
１０４  演算部
１０５  入力手段
１０６  出力手段
１０７  通信手段
１１０  地滑りに関するひずみ速度とクリープ破壊時間との関係式１１０（＝関係式（Ａ））
１１１  地滑りに関するクリープひずみと経過時間との関係式１１１（＝関係式（Ｂ））
１１２  トンネル坑内支保の応力と経過時間との関係式１１２（＝関係式（Ｃ））
１１３  クリープひずみ速度と応力速度との関係式１１３（＝関係式（Ｄ））
１１４  トンネル坑外のひずみ速度に関する管理基準値１１４（＝管理基準値（ａ））
１１５  トンネル坑内支保の応力速度に関する管理基準値１１５（＝管理基準値（ｂ））
１２０  警告灯
１４０、１４１  通信回線
２００  携帯電話機
【図１】
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【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】
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