2015 Fiscal Year Annual Research Report
静電容量式センサによる浸水・空洞化モ二タリングと空洞化危険度指標の提案
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25420506
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| Research Institution | The University of Tokushima |
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Principal Investigator |
上野 勝利 徳島大学, ソシオテクノサイエンス研究部, 准教授 (70232767)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
高原 利幸 金沢大学, 環境デザイン学系, 助教 (20324098)
スレン ソッキアン 日本工営株式会社中央研究所, 総合技術開発部 地盤・材料グループ, 研究員 (10463572)
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| Project Period (FY) |
2013-04-01 – 2016-03-31
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| Keywords | 空洞化 / 護岸構造物 / 静電容量型センサ / 水分・水位計 / 維持管理 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
堤防、護岸、道路盛土や舗装内部への浸水と排水の繰り返しにより、地中に空洞が形成され、ある時陥没する事故が発生している。本研究では、地中への浸水と空洞化を検出し、崩壊や空洞形成の危険度判定方法の開発を目的としている。そこで、次の研究を行った。
【１ 静電容量型空洞センサの開発】地中に電極となる平行電線を埋設し、その周辺の水分変化を静電容量から計測し、水浸・空洞化を検出する方法を開発した。長期間地中に埋設することを想定し、開発した方法は次の特徴を有している。(1)高分解能(3fF)、広レンジ(32bit)で線形性のよい静電容量の測定方法を開発した。これにより故障要因となる電子回路部を地上におき、地中はセンサ電極部と接続ケーブルのみの構成とすることができるようになった。(2) 護岸などの直線的で長大な測定対象に対応するため、水分変化を検出する領域を1～4m程度まで延長できるようにした。
【２．閉回路レーダ法による浸水・空洞箇所の検出方法の開発】地中に伝送線路を埋設し、高周波信号の応答から、伝送線路上の空洞箇所、浸水箇所を検出する方法について開発した。平成２７年度では特に湿潤側への変化か、乾燥側への変化か、判別ができるようになった。
【３．矢板岸壁の裏込地盤の空洞化実験】微小な損傷孔をもつ、矢板岸壁に繰り返し浸水排水履歴を与え、裏込め内での空洞の形成から地表面での陥没の発生までの過程を、重力場ならびに遠心力場での模型実験により再現した。
【４．空洞を有する地盤の支持力】空洞の深さや寸法と得られる支持力の関係をFEMを用いて解析し、危険な空洞の判定方法を示した。
【５．現場計測】堤防内の水分変化、地滑り斜面の地下水位の測定を行った。台風で被災した護岸や駐車場の補修時に、センサ電極を埋設した。これらの静電容量変化や閉回路レーダの応答の測定を行った。研究期間終了後も引き続き計測を実施していく。
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