Development of short-period measurement method for landslide detection required for prompt application to governmental financial support
| Project/Area Number |
21K18794
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 25:Social systems engineering, safety engineering, disaster prevention engineering, and related fields
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| Research Institution | Shimane University |
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Principal Investigator |
小暮 哲也 島根大学, 学術研究院環境システム科学系, 准教授 (70534006)
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| Project Period (FY) |
2021-07-09 – 2025-03-31
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| Project Status |
Granted (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2022: ¥2,470,000 (Direct Cost: ¥1,900,000、Indirect Cost: ¥570,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
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| Keywords | 分布式光ファイバセンシング / 短時間測定 / ひずみ変化 / 温度変化 / 地下水検知 / 短時間計測 / 高精度ひずみ・温度変化測定 / 光ファイバセンシング / 地すべり / モニタリング / 災害復旧事業 |
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| Outline of Research at the Start |
災害復旧事業への申請前に実施する地すべり挙動観測では，すべり面の位置の特定と地すべり移動体の変形速度の測定，が必要である。主に，①ボーリング孔から採取された岩石試料から得られる地質情報と，②ボーリング孔内に一定間隔で鉛直方向に設置したひずみ計で測定される変形のデータ，により評価されるが，地すべりの動きの特徴を定量的に示すために②のデータが重要となる。通常，ひずみ計による観測期間は6か月程度である。そこで本研究では，ひずみ計より測定精度がきわめて高い光ファイバを導入し，地すべり挙動の特徴を評価するための観測期間の大幅な短縮につながる観測手法の確立を目指す。
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では，地すべりの発災から国の災害復旧事業への申請までに必要な地すべり挙動観測期間の短縮を目指して，通常観測に用いられるパイプひずみ計に代わり光ファイバセンサーを使用し，６か月程度かかる観測期間を１-２ヶ月程度に短縮する手法の確立を目的とする。
2022年度までに現場への光ファイバケーブルの埋設と測定システムの構築が完了したため，2023年度にはすべり面の特定に向けた観測を開始した。ボーリング孔内には2種類の光ファイバケーブルを埋設した。すなわち，①「ひずみと温度」の変化を同時に測定するケーブル，と②「温度」の変化のみを測定するケーブルである。ひずみ変化を確認するためには，①で得られた値から②で得られた値を引けば良い。その結果，ボーリング孔に沿ったひずみ変化を問題なく評価できることが確認された。光ファイバケーブルによるひずみ変化測定の既存研究では，本研究と同様の精度でひずみを測定するための所要時間が数10分～1時間程度であった。本研究で構築した測定システムでは1秒以内でデータを取得できるため，ひずみの静的変化に加え，動的な変化も計測可能である。そのため，様々な種類の斜面変形に適用可能なモニタリング手法を確立できた。
本研究の最終的な目的を達成するためにはひずみの時間変化を捉える必要があり，そのために一定の時間間隔でデータを取得する必要がある。したがって，自動的なデータ取得システムを構築する必要がある。現時点では自動計測システムが未完成であるため，その実現に向けてプログラミングを実施中である。自動計測システムが完成すれば，ひずみ変化の累積性を容易に評価できるため，すべり面の検出が可能となる。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
3: Progress in research has been slightly delayed.
Reason
上述の通り，定期的な自動データ取得プログラムの作成に時間がかかっている。また，2023年夏の猛暑は現場に設置された観測機器保管庫内の温度を上昇させ，庫内に冷却ファンを4基設置しても40℃以上の高温となり，電子機器の使用環境として不適切であったため，秋まで観測を中止せざるを得なかった。こうした理由により，2023年度内に自動データ取得を開始できなかった。
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| Strategy for Future Research Activity |
2024年度は当初の研究計画を1年延長し，自動データ取得プログラムを稼働させる。このプログラムによりデータ取得が自動化され，ひずみの時間変化を任意の時間間隔で確認可能となる。そして，本研究課題の目的である「１～２ヶ月間の観測によりすべり面の特定」が可能かどうかを評価する。
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Report
(3 results)
Research Products
(6 results)
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[Presentation] Experimental demonstration of temperature variation sensing employing optical frequency-domain reflectometry based on Rayleigh backscattering aiming seepage flow monitoring in slopes.2022
Author(s)
Acharya, A., Tanimura, D., Zhang, C., Ito, F., Sakaki, T., Komatsu, M., Doi, I., Kogure, T.
Organizer
Japanese Geomorphological Union 2022 Fall Meeting
Related Report
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[Presentation] An experimental analysis to assess temperature distribution using Rayleigh-based optical frequency-domain reflectometry: a step towards groundwater flow monitoring in vulnerable slopes.2022
Author(s)
Acharya, A., Tanimura, D., Zhang, C., Ito, F., Sakaki, T., Komatsu, M., Doi, I., Kogure, T.
Organizer
35th Himalaya-Karakorum-Tibet Workshop
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Int'l Joint Research
