(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）ボーリング孔内に配置される防水容器と、
（ｂ）該防水容器の内部に設けられる基底部と、
（ｃ）該基底部上に固定されるサイコロ型架台と、
（ｄ）該サイコロ型架台上に配置されるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸加速度ピックアップと、
（ｅ）前記加速度ピックアップの配線用コードを防護して導出するブレードホースと、
（ｆ）前記防水容器を挿入する際に、前記加速度ピックアップの方向が分かるようにマークの付いた前記防水容器を挿入するための容器挿入用パイプと、
（ｇ）前記防水容器に固定され、前記防水容器を引き上げるためのワイヤを具備することを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項２】
請求項１記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記容器挿入用パイプ及び前記ブレードホース又はそれらの何れか一方に前記防水容器の挿入深さを把握する目印を入れておくことを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項３】
請求項１記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の方向がズレないように、前記防水容器を挿入するための容器挿入用パイプやブレードホースにあらかじめ縦に線を引いて、これを目印にして挿入することを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項４】
請求項３記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の蓋板の上方に突起を設け、前記容器挿入用パイプの先端に切れ込みを入れておき、前記突起に前記容器挿入用パイプの先端の切れ込みを嵌合することにより、Ｘ軸−Ｙ軸方向をずらすことなく前記防水容器を挿入することを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項５】
請求項１記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の下部の外部に突出する設置用針を有することを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項６】
請求項１記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記３軸加速度ピックアップが圧電型加速度ピックアップであることを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項７】
請求項１記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記ボーリング孔の孔壁を防護する管を設けることを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【請求項８】
請求項７記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記孔壁を防護する管が塩化ビニール管であることを特徴とする地中部における列車振動測定システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、地中部における列車振動測定システムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、トンネル内や軌道脇、地表部や沿線建物内で列車振動を測定する事例はあるが、地中部で列車振動を測定した例は数例しかない。
【０００３】
地下鉄等からの列車振動の伝播性状を把握するために、地中部の振動を直接することは有効である。しかし、これまで、地中部の振動を精度良く測定する方法は確立されていなかった。
【０００４】
そこで、本発明者らは、トンネルからの地盤振動伝搬特性について発表し、その結果を報告した（非特許文献１）。
【非特許文献１】ＲＴＲＩ  ＲＥＰＯＲＴ  Ｖｏｌ．１８，Ｎｏ．１１，２００４，１１，ｐｐ．３７−４２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、トンネルからの地盤振動伝搬特性を精度よく測定するには、より適切な測定装置およびその測定装置の設置の開発が必要であった。
【０００６】
本発明は、上記状況に鑑みて、加速度ピックアップを搭載する防水容器を的確に配置し、トンネルからの地盤振動伝搬特性を精度よく測定することができる地中部における列車振動測定システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、上記目的を達成するために、
〔１〕地中部における列車振動測定システムにおいて、ボーリング孔内に配置される防水容器と、この防水容器の内部に設けられる基底部と、この基底部上に固定されるサイコロ型架台と、このサイコロ型架台上に配置されるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸加速度ピックアップと、前記加速度ピックアップの配線用コードを防護して導出するブレードホースと、前記防水容器を挿入する際に、前記加速度ピックアップの方向が分かるようにマークの付いた前記防水容器を挿入するための容器挿入用パイプと、前記防水容器に固定され、前記防水容器を引き上げるためのワイヤを具備することを特徴とする。
【０００８】
〔２〕上記〔１〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記容器挿入用パイプ及び前記ブレードホース又はそれらの何れか一方に前記防水容器の挿入深さを把握する目印を入れておくことを特徴とする。
【０００９】
〔３〕上記〔１〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の方向がズレないように、前記防水容器を挿入するための容器挿入用パイプやブレードホースにあらかじめ縦に線を引いて、これを目印にして挿入することを特徴とする。
【００１０】
〔４〕上記〔３〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の蓋板の上方に突起を設け、前記容器挿入用パイプの先端に切れ込みを入れておき、前記突起に前記容器挿入用パイプの先端の切れ込みを嵌合することにより、Ｘ軸−Ｙ軸方向をずらすことなく前記防水容器を挿入することを特徴とする。
【００１１】
〔５〕上記〔１〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記防水容器の下部の外部に突出する設置用針を有することを特徴とする。
【００１２】
〔６〕上記〔１〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記３軸加速度ピックアップが圧電型加速度ピックアップであることを特徴とする。
【００１３】
〔７〕上記〔１〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記ボーリング孔の孔壁を防護する管を設けることを特徴とする。
【００１４】
〔８〕上記〔７〕記載の地中部における列車振動測定システムにおいて、前記孔壁を防護する管が塩化ビニール管であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、加速度ピックアップを搭載する防水容器を的確に配置し、トンネルからの地盤振動伝搬特性を精度よく測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
本発明の地中部における列車振動測定システムは、ボーリング孔内に配置される防水容器と、この防水容器の底部に配置される基台と、この基台上に固定されるサイコロ型架台と、このサイコロ型架台上に配置されるＸ軸、Ｙ軸及びＺ軸の３軸加速度ピックアップと、前記加速度ピックアップの配線用コードを防護して導出するブレードホースと、前記防水容器を挿入する際に、前記加速度ピックアップの方向が分かるようにマークの付いた前記防水容器を挿入するための容器挿入用パイプと、前記防水容器に固定され、前記防水容器を引き上げるためのワイヤを具備する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
【００１８】
図１は本発明の実施例を示す地中部における列車振動測定システムの模式図、図２はその防水容器の構造を示す図、図３はその地中内振動測定方法を示す図である。
【００１９】
図１において、地表面１からは地下鉄シールドトンネル２の近傍に届くようにボーリング孔３が設けられる。そのボーリング孔３の異なる複数の深さ位置、ここでは３箇所の位置での地中内振動を測定するために、３軸加速度ピックアップを入れた防水容器５，６，７をそれぞれの位置に配置する。
【００２０】
また、通常、ボーリング孔３を掘削した後、このボーリング孔壁を防護するために、例えば塩化ビニール管からなる管４を挿入する。なお、強固な硬い地盤にボーリング孔３が設けられる場合には管４は省略してもよい。
【００２１】
図２にその３軸加速度ピックアップを入れた防水容器が示されている。すなわち、防水容器１１は、基底部（底板と基部）１３と蓋板１４からなる容器本体１２を有し、その外面に防水塗装１５を行った防水構造となっている。その底部１３上にサイコロ型架台１６が設けられ、そのサイコロ型架台１６にＸ軸方向の加速度ピックアップ１７とＹ軸方向の加速度ピックアップ１８とＺ軸方向の加速度ピックアップ１９とを配置して、それらの３軸加速度ピックアップ１７，１８，１９（例えば、リオン製ＰＶ−８５）のそれぞれから配線用コード２０，２１，２２が導出される。防水容器１１の蓋板１４上には導出ブッシング２３が固定され、その導出ブッシング２３にブレードホース２４が接続され、そのブレードホース２４はホースグリップ２５で導出ブッシング２３に固定される。３軸加速度ピックアップ１７，１８，１９からの配線用コード２０，２１，２２は導出ブッシング２３を介してブレードホース２４の内部を地表面へと引き上げられるようになっている。つまり、配線用コード２０，２１，２２は、ブレードホース２４に入れ、防護するようにしている。また、図３に示すように、そのブレードホース２４の先端部から導出された配線用コード２０，２１，２２はチャージアンプ（機械式振動計）２６に、更にそのチャージアンプ２６からの３軸加速度ピックアップ情報は記録装置（データレコーダやパソコン）２７に記録される。
【００２２】
一方、防水容器１１の蓋板１４には可撓性のある容器挿入用パイプ２８が固定される。また、防水容器１１の蓋板１４の上方に突起２９を設け、容器挿入用パイプ２８の先端に切れ込みを入れておき、両者を嵌合する（引っかける）ことにより、Ｘ軸−Ｙ軸方向をずらすことなく挿入することができる。また、防水容器１１の上部には防水容器１１を引き上げるためのワイヤ３０が設けられる。また、防水容器１１の下部には防水容器１１の下方に突出する防水容器１１の設置用針３１が設けられるようになっている。
【００２３】
また、３軸加速度ピックアップ１７，１８，１９は、防水容器１１内に配置するために、通常は湿潤な場所では使用しない圧電型加速度ピックアップを用いることができ、広帯域の振動の測定が可能となるようにしている。
【００２４】
３軸加速度ピックアップ１７，１８，１９を搭載した防水容器１１は、設置用針３１を突き刺すことにより、所定位置（ボーリング孔３底部）に固定し、防水容器１１の周囲は塩化ビニール管の固有周期の影響を排除するために、砂を充填する。つまり、複数個配置される防水容器間には砂を充填するようにしている。
【００２５】
また、３軸加速度ピックアップを搭載した防水容器１１の設置時には、防水容器１１は、容器挿入用パイプ２８で押し込む。これにより、確実に所定の位置まで入れることができる。また、容器挿入用パイプ２８やブレードホース２４にあらかじめ挿入深さの目印を入れておくことにより、防水容器１１の挿入深さを確実に把握することができる。
【００２６】
さらに、防水容器１１の方向がズレないように、防水容器１１を挿入するための容器挿入用パイプ２８やブレードホース２４にあらかじめ縦に線を引いておき、これを目印にして挿入していく。
〔具体例〕
図４は本発明の具体例の地中部における列車振動測定システムを示す模式図である。
【００２７】
この図において、地表面４１から深さ１５ｍにあるシールドトンネル４２を対象として、ボーリング孔４３を設け、そのボーリング孔４３の孔壁４４に内接させた塩化ビニール管４５を設けた。そして、そのボーリング孔４３内の、地表面４１から深さ２５ｍの箇所に３軸加速度ピックアップを搭載した第１の防水容器４６、地表面４１から深さ１５ｍの箇所に３軸加速度ピックアップを搭載した第２の防水容器４７、地表面４１から深さ５ｍの箇所に３軸加速度ピックアップを搭載した第３の防水容器４８をそれぞれ配置して、これらの防水容器４６，４７，４８とそれらに付属するブレードホース、容器挿入用パイプが配置された箇所以外には砂４９を充填するようにした。それぞれの防水容器に搭載された３軸加速度ピックアップからの情報は、チャージアンプ（機械式振動計）５０で計測され、更にそのチャージアンプ５０からの３軸加速度ピックアップ情報は記録装置（データレコーダやパソコン）５１に記録される。
【００２８】
図５は防水容器とその付属品を示す図、図６はその測定装置の設定状態を示す図、図７（ａ）〜（ｃ）はその測定装置の配設過程を示す図である。
【００２９】
実際に、千葉県市川市で、土被り約１５ｍのシールドトンネルを対象に、地中部の振動を測定した。ここでは、トンネルと離隔２ｍで外径１０．５ｍのボーリング孔を掘削し、３軸加速度ピックアップを搭載した防水容器を深さ５ｍ，深さ１５ｍ，深さ２５ｍの位置に設置し、時刻歴の振動加速度を測定した。そして、時刻歴加速度のほか、分析によりＦＦＴスペクトルや１／３オクターブバンドごとの振動加速度レベルなどのデータを得た。これにより、地中部の振動伝播性状を把握することができた。
【００３０】
また、１ヶ月放置したあと再測定したが、結果は一致しており、１ヶ月程度の耐久性を確認した。
【００３１】
なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づき種々の変形が可能であり、これらを本発明の範囲から排除するものではない。
【産業上の利用可能性】
【００３２】
本発明の地中部における列車振動測定システムは、トンネルからの地盤振動伝搬特性を精度よく測定する列車振動測定システムとして利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施例を示す地中部における列車振動測定システムの模式図である。
【図２】本発明の実施例を示す防水容器の構造を示す図である。
【図３】本発明の地中内振動測定方法を示す図である。
【図４】本発明の具体例の地中部における列車振動測定システムを示す模式図である。
【図５】本発明の具体例の防水容器とその付属品を示す図である。
【図６】本発明の具体例の測定装置の設定状態を示す図である。
【図７】本発明の具体例の測定装置の配設過程を示す図である。
【符号の説明】
【００３４】
１，４１    地表面
２    地下鉄シールドトンネル
３，４３    ボーリング孔
４    ボーリング孔壁を防護するための管（塩化ビニール管）
５，６，７    ３軸加速度ピックアップを入れた防水容器
１１    防水容器
１２    容器本体
１３    基底部
１４    蓋板
１５    防水塗装（防水構造）
１６    サイコロ型架台
１７    Ｘ軸方向の加速度ピックアップ
１８    Ｙ軸方向の加速度ピックアップ
１９    Ｚ軸方向の加速度ピックアップ
２０，２１，２２    配線用コード
２３    導出ブッシング
２４    ブレードホース
２５    ホースグリップ
２６，５０    チャージアンプ（機械式振動計）
２７，５１    記録装置（データレコーダやパソコン）
２８    容器挿入用パイプ
２９    突起
３０    ワイヤ
３１    設置用針
４２    シールドトンネル
４４    孔壁
４５    塩化ビニール管
４６    第１の防水容器
４７    第２の防水容器
４８    第３の防水容器
４９    砂
【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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