(57)【要約】【課題】急傾斜の岩盤斜面の大規模な崩壊現象の予兆や変状を検知することの可能なＡＥ計測技術に関し、受動的な計測だけでなく、能動的な計測を可能とするＡＥ計測技術の提供。【解決手段】    本発明にかかるＡＥ計測体は、岩石の微小破壊に際してのＡＥを検出したときＡＥに応じた電気信号を出力するとともに、所定の電気信号が加えられたとき前記所定の電気信号に応じた振動を発振しうる振動体と、前記振動体から出力される電気信号を増幅しうる増幅回路と、前記振動体を振動させるための電気信号を出力しうる発振回路と、前記振動体を前記増幅回路もしくは前記発振回路の何れかに択一的に切り替え接続する切り替え回路とを備え、受振機能と発振機能とを単一の振動体を共用して実現した。【選択図】図１
2004219075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
岩石の微小破壊に際してのＡＥを検出しうる受振機能と、受振機能で検出しうる振動を発振しうる発振機能とを具備するとともに、
受振機能と発振機能を切り替える切り替え手段を備えていることを特徴とするＡＥ計測体。
【請求項２】
岩石の微小破壊に際してのＡＥを検出したときＡＥに応じた電気信号を出力するとともに、所定の電気信号が加えられたとき前記所定の電気信号に応じた振動を発振しうる振動体と、
前記振動体から出力される電気信号を増幅しうる増幅回路と、
前記振動体を振動させるための電気信号を出力しうる発振回路と、
前記振動体を前記増幅回路もしくは前記発振回路の何れかに択一的に切り替え接続する切り替え回路とを備え、
受振機能と発振機能とを単一の振動体を共用して実現したことを特徴とする請求項１に記載のＡＥ計測体。
【請求項３】
請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を少なくとも２組岩盤中に埋設した状態で、前記ＡＥ計測体の受振機能と発振機能とを点検する方法であって、
一方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、他方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、
前記他方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、前記一方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、
両方の伝播時間を比較して、両者の差が所定の基準時間未満であれば双方のＡＥ計測体が正常であると判断することを特徴とするＡＥ計測体の機能点検方法。
【請求項４】
請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を探査対象の地山に複数組埋設して地山を探査する方法であって、
地山の探査対象領域を、地山に埋設した複数のＡＥ計測体で囲繞し、
それぞれのＡＥ計測体から順次発振させたＰ波を、他のＡＥ計測体で受振して、それぞれの伝播時間を測定し、
測定した各ＡＥ計測体間のＰ波の伝播時間に基づいて、計測対象領域のＰ波伝播速度の分布を算出し、
算出したＰ波伝播速度の分布に基づいてＡＥ発生位置を特定することにより高精度で破壊位置を特定することを特徴とするＡＥ計測方法。
【請求項５】
請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を少なくとも２組岩盤中に埋設して、任意の時に前記ＡＥ計測体から発生させたＰ波の伝播速度・振幅あるいは周波数の経時変化を比較することにより任意の時に対象領域の安定状態を評価する能動的地山安定評価方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、急傾斜の岩盤斜面の大規模な崩壊現象の予兆や変状を検知する技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、岩盤斜面の大規模崩壊災害が相次いで発生し、崩壊の危険度が高い岩盤斜面の安定性を確認したり、崩壊予知の必要性が増している。
しかし、岩盤斜面崩壊は、静的な崩壊現象である地滑りと異なり崩壊速度が極めて大きいため、通常の静的な計測方法では崩壊の予兆や変状を確実に検知することが困難である。
そこで、岩盤斜面の崩壊の予兆や変状を的確に検知することが可能な技術として、ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）計測技術が期待されるようになった。
ＡＥ（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ）とは、岩石などの固体が微小破壊する際に放出される弾性ひずみエネルギーの一部が、音や振動として放出される現象である。なお、本明細書においては、ＡＥによって発生した振動を単にＡＥという場合もある。
岩石の破壊の進行過程とＡＥパラメータ（発生数、卓越周波数、エネルギー等。）の変化状況との対応関係は、実験室内における岩石破壊試験によって明らかであるので、ＡＥ計測技術による、岩盤斜面の崩壊の予知は可能であるとされている。
【０００３】
一般的なＡＥ計測は以下のような手順で行われる。
１）岩盤斜面に沿って仮設足場を設置する。
２）岩盤斜面の上部から、観測対象としての重要な亀裂を狙って岩盤内部にボーリングを行う。
３）ボーリング孔内の重要な亀裂を挟んでＡＥセンサを埋設する。
４）前記ＡＥセンサから岩盤斜面外に設置した計測局舎まで、計測ケーブルを配線する。
５）仮設足場を撤去して、計測システムを構築し連続計測を開始する。（例えば隔週毎に測定データの回収・分析を行う。）
６）定期的に機能点検を行う。（打撃等により試験的に発生させたＰ波をＡＥセンサで受振する。）
上記手順６）で行っているような機能点検を定期的に行って、ＡＥセンサが正常に作動しているか否かを点検する必要がある。
また、受振した信号のレベルや周波数や間隔等に基づいて崩壊の時期等を予測することを目的とした構成が提案されている。（例えば、特許文献１参照）
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−１２３１０２
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
そのような機能点検作業には以下のような問題点がある。
１）計測開始後には、仮設足場は撤去されているため、岩盤斜面の斜面上部に上がることは困難である。
２）そのため、仮設足場を再度設置したり、ヘリコプタを利用したりする必要があるので、多くの時間と費用を要するという問題がある。
３）そこで、実際には、岩盤斜面に金網を敷設する金網業者にＡＥセンサの点検を依頼しているが、そのような点検作業はかなりの危険を伴う上に、専門家でないので技術的に充分な点検作業を期待することは無理がある。
以上のような問題点を含んでいるため、ＡＥ計測技術による計測結果の信頼性は低く、計測結果に基づいた崩壊の予兆等の判断等を高い信頼性で行うことはできなかった。
また、ＡＥ計測技術は、亀裂や亀裂面近傍の岩盤が微小破壊する際に起こる急激な応力低下（ストレスドロップ）に伴い放出される音響や振動現象を検知する受動的な計測手法であるため、岩盤斜面の状態を随時把握することはできないという問題があった。このような問題は、前述した特開平１０−１２３１０２に開示された技術においても同様であった。
そこで、本発明は、受動的な計測だけでなく、能動的な計測を可能とするＡＥ計測技術の提供を目的としてなされたものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる請求項１のＡＥ計測体は、岩石の微小破壊に際してのＡＥを検出しうる受振機能と、受振機能で検出しうる振動を発振しうる発振機能とを具備するとともに、受振機能と発振機能を切り替える切り替え手段を備えていることを特徴としている。
請求項２のＡＥ計測体は、岩石の微小破壊に際してのＡＥを検出したときＡＥに応じた電気信号を出力するとともに、所定の電気信号が加えられたとき前記所定の電気信号に応じた振動を発振しうる振動体と、前記振動体から出力される電気信号を増幅しうる増幅回路と、前記振動体を振動させるための電気信号を出力しうる発振回路と、前記振動体を前記増幅回路もしくは前記発振回路の何れかに択一的に切り替え接続する切り替え回路とを備え、受振機能と発振機能とを単一の振動体を共用して実現したことを特徴としている。
請求項３の機能点検方法は、請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を少なくとも２組岩盤中に埋設した状態で、前記ＡＥ計測体の受振機能と発振機能とを点検する方法であって、一方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、他方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、前記他方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、前記一方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、両方の伝播時間を比較して、両者の差が所定の基準時間未満であれば双方のＡＥ計測体が正常であると判断することを特徴としている。
請求項４のＡＥ計測方法は、請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を探査対象の地山に複数組埋設して地山を探査する方法であって、地山の探査対象領域を、地山に埋設した複数のＡＥ計測体で囲繞し、それぞれのＡＥ計測体から順次発振させたＰ波を、他のＡＥ計測体で受振して、それぞれの伝播時間を測定し、測定した各ＡＥ計測体間のＰ波の伝播時間に基づいて、探査対象領域のＰ波伝播速度の分布を算出し、算出したＰ波伝播速度の分布に基づいてＡＥ発生位置を特定することにより高精度で破壊位置を特定することを特徴としている。
請求項５の能動的地山安定評価方法は、請求項１または２の何れかに記載のＡＥ計測体を少なくとも２組岩盤中に埋設して、任意の時に前記ＡＥ計測体から発生させたＰ波の伝播速度・振幅あるいは周波数の経時変化を比較することにより任意の時に対象領域の安定状態を評価することを特徴としている。
【０００７】
【作用】
請求項１のＡＥ計測体は、ＡＥの受振機能と発振機能と両機能の切り替え手段を備えているので、受振機能を備えたＡＥ計測体と、発振機能を備えたＡＥ計測体をまとめて岩盤等に埋設することができるので、ＡＥ計測技術への適用が容易である。
請求項２のＡＥ計測体は、振動体を増幅回路もしくは発振回路の何れかに択一的に切り替え接続する切り替え回路を備え、受振機能と発振機能とを単一の振動体を共用して実現したので、単一の振動体を埋設することで、受振機能と発振機能とを同一位置に埋設したことになり、ＡＥ計測技術への適用が容易である。
請求項３の機能点検方法によれば、一方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、他方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、前記他方のＡＥ計測体から発振したＰ波を、前記一方のＡＥ計測体が受振するまでの伝播時間を計測し、両方の伝播時間を比較して、両者の差が所定の基準時間以内であれば双方のＡＥ計測体が正常であると判断して機能点検を行うことができるので、仮設足場等が不要であって手間も費用もかからない。従って、随時機能点検を行うことが可能となる。
請求項４のＡＥ計測方法によれば、地山の探査対象領域を複数のＡＥ計測体で囲繞して、それぞれのＡＥ計測体から順次発振させたＰ波を、他のＡＥ計測体で受振して、それぞれの伝播時間を測定して得られたＰ波伝播速度の分布に基づいてＡＥ発生位置を特定するので破壊位置の特定精度が向上する。また、任意の時点のＰ波速度の分布を以前の分布と比較することにより、地山の内部の状態をリアルタイムで計測することができる。
請求項５の能動的地山安定評価方法によれば、岩盤中に埋設したＡＥ計測体から任意の時に発生させたＰ波の伝播速度・振幅あるいは周波数の経時変化を比較することにより任意の時に対象領域の安定状態を評価するので、自然発生する岩盤の微小破壊を待たずに能動的な地山の安定評価ができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明にかかるＡＥ計測体を、その実施の形態を示した図１〜図８に基づいて詳細に説明する。
【０００９】
図１は、本発明にかかるＡＥ計測体の構成図である。
図中、１は受振機能と発振機能とを具備したＡＥ計測体である。
１０はセラミック等の圧電素子による振動体であり、振動を受振すると振動に応じた電気信号を出力し、電気信号が印加されると電気信号に応じた振動を発振する特性を備えている。
１１は、前記振動体１０と探査対象の岩盤等の間において振動を効率よく伝達させるための剛体からなるウェーブガイドである。
１２は、前記振動体１０に印加するためのパルス状の電気信号を発振する発振回路である。この電気信号の振幅とパルス幅・振動数は所望の値に設定可能である。
１３は、前記振動体１０から出力される微弱な電気信号を増幅する前置増幅器である。
前記振動体１０とウェーブガイド１１とでＡＥセンサーＳを構成している。
該ＡＥセンサーＳの振動体１０の端子ｔには所定の長さのシールドケーブルＣが接続されている。
１４は前記シールドケーブルＣの端部を、前記発振回路１２の出力端子１２ｏｕｔもしくは前記前置増幅器１３の入力端子１３ｉｎの何れかに択一的に切り替え接続する切り替え回路（ＳＷ）である。
【００１０】
図２は、前記ＡＥ計測体１を用いた計測システムのブロックダイヤグラムである。符号１０、１２、１３、１４の説明は図１と同様であるため省略した。
前置増幅器１３の出力端子１３ｏｕｔからの出力信号は、カットオフ周波数が例えば２０ＫＨｚのローパスフィルタ１５に入力されてＡＥ成分が抽出される。
ＡＥ成分は、さらに、主増幅器１６にて増幅され、Ａ／Ｄ変換器１７にてデジタル信号に変換されて、計測用コンピュータ２に入力される。
また、前記切り替え回路１４を制御して受振機能と発振機能とを切り替えるための制御信号Ｃｎｔが前記計測用コンピュータ２から出力される。
前記発振回路１２、前置増幅器１３、及び切り替え回路１４によって、ＡＥ計測ユニットＵが構成されている。なお、ローパスフィルタ１５、主増幅器１６、及びＡ／Ｄ変換器１７は、コンピュータ２の近くに設置されている。
そして、前記ＡＥセンサーＳと前記ＡＥ計測ユニットＵによって、受振機能と発振機能とを切り替え可能なＡＥ計測体１が構成されている。
前記コンピュータ２は、大量のデータ処理のためにハードディスクＨＤを備えているとともに、上記構成のＡＥ計測体１を、Ａ／Ｄ変換器を介して多数接続して計測することが可能な構成となっている。
【００１１】
上記構成の計測システムを用いて、図３に示したようなオーバーハング状態となっている岩盤を観測する場合を以下に説明する。
先ず、岩盤３１に小径のボーリング孔３２を穿つ。このボーリング孔３２は、前記岩盤３１を外観検査して想定した亀裂面３３を貫通するように穿つ。
そして、前記ボーリング孔３２に少なくとも２つのＡＥセンサーＳ１、Ｓ２を設置する。このとき、２つのＡＥセンサーＳ１、Ｓ２で前記亀裂面３３を挟むように設置する。
ボーリング孔３２の内部空間には、ボーリングコアを参照して周辺の岩盤とできるだけ似たような特性の充填材を充填する。
【００１２】
前記２つのＡＥセンサーＳ１，Ｓ２とＡＥ計測ユニットＵ１、Ｕ２とがそれぞれ接続され、さらに各ＡＥ計測ユニットＵ１、Ｕ２からの出力信号はシールドケーブルＣ１、Ｃ２によってそれぞれ別のローパスフィルタ及び主増幅器を介してＡ／Ｄ変換器Ａ１、Ａ２に入力されている。
さらに、各Ａ／Ｄ変換器Ａ１、Ａ２からの出力信号は前記計測用コンピュータ２に入力されている。
また、前記計測用コンピュータ２からは、各切り替え回路ＳＷ１，ＳＷ２を制御するための制御信号Ｃｎｔ１，Ｃｎｔ２が出力されるように構成されている。
【００１３】
以上のように計測システムを構築して計測を開始する。
先ず、計測用コンピュータ２から、ＡＥ計測体１を受振機能に切り替える制御信号Ｃｎｔ１を出力する。この制御信号によって切り替え回路が切り替えられて振動体に接続されたシールドケーブルＣ１を前置増幅器１３の入力端子１３ｉｎに接続する。
このようにして受振機能に切り替えるとＡＥ計測体１によるＡＥ計測が可能となる。
ＡＥセンサーは、ＡＥによる振動に基づいた電気信号を出力し、前置増幅器は前記電気信号を増幅し、ローパスフィルタは２０ＫＨｚ以下の成分のみを選択し、主増幅器は更に増幅してＡ／Ｄ変換器へ入力する。Ａ／Ｄ変換器にてデジタル信号に変換された信号は計測用コンピュータ２に入力されて、デジタルフィルタによるノイズ処理を経て、ＡＥの発生数や発生波形を検出してハードディスクに記録する。
そして、ハードディスクに記録されたＡＥの発生数や発生波形を、ネットワークで遠隔地の分析センター等に伝送して分析することによって、岩盤の崩壊等の予兆を速やかに検知することが可能となるのである。
【００１４】
ＡＥ計測体１による計測と同様にして、ＡＥ計測体２によるＡＥ計測も可能となる。
亀裂面３３を挟んだ２つのＡＥセンサーＳ１、Ｓ２によって、亀裂周辺部のＡＥ計測が可能となる。
【００１５】
以上のようにして、２つのＡＥ計測体１、２を用いてＡＥ計測を継続する場合に、各構成部材の劣化や回路の不調等により正確な計測ができなくなると、岩盤は安定しても崩壊の予兆のような信号が誤って観測されたり、崩壊の予兆に通じるＡＥが発生していても検知できなかったりするという問題が発生する。
そのため、図４に示したように、以下の手順によって、ＡＥ計測体の機能を定期的、もしくは随時点検する。
【００１６】
始めに、ステップＳ１１において、計測用コンピュータ２から、ＡＥ計測体１を発振機能に切り替える制御信号Ｃｎｔ１を出力する。この制御信号によって切り替え回路が切り替えられて振動体に接続されたシールドケーブルＣ１を、発振回路１２の出力端子１２ｏｕｔに接続する。
一方、ステップＳ１２において、計測用コンピュータ２から、ＡＥ計測体２を受振機能に切り替える制御信号Ｃｎｔ２を出力する。この制御信号によって切り替え回路が切り替えられて振動体に接続されたシールドケーブルＣ２を前置増幅器１３の入力端子１３ｉｎに接続する。
このようにして、ＡＥ計測体１は発振機能に切り替えられ、ＡＥ計測体２は受振機能に切り替えられる。
次に、ステップＳ１３において、ＡＥ計測体１の発振回路１２を動作させて発振させたパルス状の電気信号を振動体に印加する。振動体は電気信号に基づいて振動してＰ波を発生させる。
そして、ステップＳ１４において、岩盤中を伝播してきたＰ波をＡＥ計測体２で受振して、振動体で発生させた電気信号を前述したように増幅して計測用コンピュータ２で処理して、ＡＥ計測体１の発振回路１２を動作させて発振（図５の▲１▼参照）した時点から、Ｐ波を受振した時点（図５の▲２▼参照）までの経過時間（図５のΔｔ１参照）を計測して、Ｐ波の往路の伝播時間としてハードディスクＨＤに記録する。
【００１７】
次に、ステップＳ１５において、計測用コンピュータ２から、ＡＥ計測体１を受振機能に切り替える制御信号Ｃｎｔ１を出力する。この制御信号によって切り替え回路が切り替えられて振動体に接続されたシールドケーブルＣ１を、前置増幅器１３の入力端子１３ｉｎに接続する。
一方、ステップＳ１６において、計測用コンピュータ２から、ＡＥ計測体２を発振機能に切り替える制御信号Ｃｎｔ２を出力する。この制御信号によって切り替え回路が切り替えられて振動体に接続されたシールドケーブルＣ２を、発振回路１２の出力端子１２ｏｕｔに接続する。
このようにして、ＡＥ計測体１は受振機能に切り替えられ、ＡＥ計測体２は発振機能に切り替えられる。
次に、ステップＳ１７において、ＡＥ計測体２の発振回路１２を動作させて発振させたパルス状の電気信号を振動体に印加する。振動体は電気信号に基づいて振動してＰ波を発生させる。
そして、ステップＳ１８において、岩盤中を伝播してきたＰ波をＡＥ計測体１で受振して、振動体で発生させた電気信号を前述したように増幅して計測用コンピュータ２で処理して、ＡＥ計測体２の発振回路１２を動作させて発振させた時点（図５の▲４▼参照）から、Ｐ波を受振した時点（図５の▲３▼参照）までの経過時間（図５のΔｔ２参照）を計測して、Ｐ波の復路の伝播時間としてハードディスクＨＤに記録する。
【００１８】
次に、ステップＳ１９において、前記往路の伝播時間と復路の伝播時間とを比較して、両者の差が所定の基準未満であれば、２つのＡＥ計測体は正常に機能していると判断し、両者の差が所定の基準以上であれば、何れかのＡＥ計測体が異常であると判断して、交換作業等を行う。
このようにして、岩盤斜面に実際に登ることなく、安全な場所で簡単に各ＡＥ計測体の機能を随時、短時間で点検することができるので、常に信頼性の高いＡＥ計測が行えるのである。
【００１９】
なお、ＡＥセンサーに不具合が発見されたときには、交換等の作業が必要となるが、交換に供するための予備のＡＥセンサーを予め埋設しておくとよい。
また、近隣の道路を通過する大型車両等が発生する交通振動を、ＡＥ計測体の発振機能によるＰ波の発生に代えて利用しても良い。
また、発振回路１２から出力する電気信号の周波数を種々変化させることによって、発振側のＡＥ計測体と受振側のＡＥ計測体との間に分布する岩盤の波動伝播特性の変化を詳細に調べることによって、任意の時期に岩盤斜面の安定性を能動的に評価することができる。
本来のＡＥは岩盤斜面の内部で急激な応力変化が発生した時に発生する受動的な現象であるが、本発明のようにＡＥ計測体に発振機能をも具備することによって、任意の時期に随時、能動的な評価をすることができるようになったのである。
さらに、本発明のＡＥ計測体を使用すれば、岩盤斜面の安定性の経時変化（伝播速度と振幅の変化）を観察することができる。即ち、一方のＡＥ計測体からＰ波を発振させて、それを他方のＡＥ計測体で受振し、所定時間経過後に、前記のＰ波と同じ電気信号によりＰ波を一方のＡＥ計測体から発振させて、これを他方のＡＥ計測体で受振する。受振したこれら２つのＰ波の波形を比較して、振動エネルギーの伝達ロスを把握することにより岩盤を評価する。
Ｐ波が伝播する岩盤に変化がない場合、同じＰ波を発振させれば受振波も同様のものが得られるはずである。従って、受振波どうしの波形が異なっているような場合には、岩盤の特性が上記の期間のあいだに変化していると判断できるのである。
【００２０】
次に、請求項４に係るＡＥ計測方法の実施形態を図６、図７、図８を参照しながら説明する。
図６において、地山４１の探査対象領域の周囲に４本のボーリング孔４２，４３，４４，４５を穿ち、各ボーリング孔に設置した１０組のＡＥセンサーＳ３，〜，Ｓ１２で、前記探査対象領域を囲繞する。
各ボーリング孔の隙間には所定の充填材を充填する。
１０組のＡＥセンサーＳ３，〜，Ｓ１２にそれぞれ接続された１０本のシールドケーブルＣ３，〜，Ｃ１２は、それぞれＡＥ計測ユニットＵ３，〜，Ｕ１２に入力され、さらにＡ／Ｄ変換器を介して計測用コンピュータ２に入力される。
【００２１】
そして、ステップＳ２１において、第１のＡＥセンサーＳ３を発振機能に切り替えてＰ波を発生させ、他の９組のＡＥセンサーでＰ波を受振して、他の各ＡＥセンサーとの間のＰ波の伝達時間（走時）を計測する（実績走時）。
また、各ＡＥセンサーの座標に基づいて各ＡＥセンサー間の距離を算出する。そして、ステップＳ２２において、前記実績走時と距離とに基づいて、各ＡＥセンサー間の実績速度を算出する。
そして、ステップＳ２３において、１０番目のＡＥセンサーＳ１２まで、順番にＡＥセンサーを発振させて他の９組のＡＥセンサーで受振して、その場合の、他の各ＡＥセンサーとの間のＰ波の伝達時間（走時）を計測する（実績走時）。
【００２２】
ステップＳ２４においては、このようにして算出した各ＡＥセンサー間の距離データと各ＡＥセンサー間の実績速度とに基づいて、ジオトモグラフィー的手法を利用することによって探査対象領域内のＰ波の伝播速度の分布特性を得ることができる。
次に、ジオトモグラフィー的手法の手順の概略を説明する。
ステップＳ３１において、探査対象領域内に多数のセルのモデルを設定し、各セル内でのＰ波の伝播速度の初期値を設定する。
そして、ステップＳ３２において、発振側のＡＥセンサーから受振側のＡＥセンサーまでの伝播経路を直線と仮定して、各センサー間の理論走時を算出する。なおこのとき、隣り合うセルの速度が異なる場合には、Ｐ波は屈折して伝播するものとし、Ｐ波が伝播する経路は最速経路を探すものとする。
【００２３】
次に、ステップＳ３３において、各ＡＥセンサー間において、前記実績走時と理論走時とを比較してその誤差を算出する。
ステップＳ３４において、前記誤差が所定の基準未満であれば、ステップＳ３５に進んで、そのときの各セルにおける伝播速度に基づいて探査対象領域内における伝播速度の分布を得て終了する。
ステップＳ３４において、前記誤差が所定の基準以上であれば前記伝播速度を変更して、ステップＳ３２に戻る。
このようにして、ジオトモグラフィー的手法を利用することによって探査対象領域内のＰ波の伝播速度の分布特性を得ることができるのである。
伝播速度が詳細にわかるとＡＥの伝播時間からその発生位置を求める計算の精度が向上する。
また、請求項５の能動的地山安定評価方法によれば、岩盤中に埋設したＡＥ計測体１から任意の時に発生させたＰ波の伝播速度・振幅あるいは周波数の経時変化を比較することにより任意の時に対象領域の安定状態を評価するので、自然発生する岩盤の微小破壊を待たずに能動的な地山の安定評価が可能となったのである。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、本発明のＡＥ計測体は、受振機能だけでなく発振機能も備えているので、自然発生するＡＥを受動的に観測するだけでなく、発振機能によってＰ波を任意に発生させて、そのＰ波を他のＡＥ計測体で受振して、伝播速度、振幅、周波数等の変化を分析することによって、岩盤における微小破壊の発生等を待たずに任意の時点でＰ波を発生させて能動的な観測も可能となるのである。
また、少なくとも２組のＡＥ計測体を岩盤に埋設し、一方のＡＥ計測体で発振したＰ波を他方のＡＥ計測体で受振した伝播時間と、逆方向の伝播時間とを比較することによって、これらのＡＥ計測体の機能点検を簡単に随時行うことができる。
また、複数のＡＥ計測体を用いるとともに、トモグラフィー的手法等の数値解析手法を利用することによって、探査対象領域内におけるＡＥ発生位置を求める計算の精度が向上したのである。
また、ＡＥ計測体を少なくとも２組岩盤中に埋設して、任意の時に前記ＡＥ計測体から発生させたＰ波の伝播速度・振幅あるいは周波数の経時変化を比較することにより対象領域の安定状態を評価できるので、自然発生する岩盤の微小破壊を待たずに、任意の時に能動的な地山の安定評価が可能となったのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明にかかるＡＥ計測体の実施の形態の構成を示した構成図である。
【図２】本発明にかかるＡＥ計測体を用いた計測システムのブロックダイヤグラムである。
【図３】本発明にかかる機能点検方法の実施の形態の説明図である。
【図４】前記機能点検方法の手順を示したフローチャートである。
【図５】前記機能点検方法における波形の例を示した説明図である。
【図６】本発明にかかる地山探査方法の実施の形態の説明図である。
【図７】前記地山探査方法の手順の概要を示したフローチャートである。
【図８】前記地山探査方法の手順の一部を示したフローチャートである。
【符号の説明】
１    ＡＥ計測体
１０  振動体
１２  発振回路
１３  前置増幅器
１４  切り替え回路
２    計測用コンピュータ
Ｓ    ＡＥセンサー
Ｃ    シールドケーブル
Ｕ    ＡＥ計測ユニット
【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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