構造物の内部のひび割れの検出方法
【課題】構造物の内部に発生したひび割れを検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出でき、かつ、構造物に与える損傷を少なくする。
【解決手段】壁部１２においてひび割れ２４が生じるであろうひび割れの方向に対して交差する方向からハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔し、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定する。削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿入する。検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。検出部３０に接続された検出回路３２により壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を計測する
【解決手段】壁部１２においてひび割れ２４が生じるであろうひび割れの方向に対して交差する方向からハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔し、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定する。削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿入する。検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。検出部３０に接続された検出回路３２により壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を計測する
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の内部に発生するひび割れの検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石、レンガ、コンクリートブロックなどのブロックの間に漆喰やモルタルなどの目地材が充填されて構成された構造物がある。
このような構造物においては、外力によって目地にひび割れが発生する場合がある。
このようなひび割れのうち、構造物の外面に臨む目地の箇所に発生したひび割れは目視観察によって確認が可能であるが、構造物の内側で発生したひび割れについては目視観察が不可能である。
したがって、このような目視観察ができないひび割れについては、超音波を構造物内部に送信して反射してきた超音波を受信することでひび割れ箇所を検知する方法（例えば特許文献１参照）、あるいは、打音法、電磁レーダー法といった非破壊検査方法でひび割れ箇所を特定している。しかしながら、このような非破壊検査方法ではひび割れの寸法をｍｍ単位で計測したり、あるいは、リアルタイムでひび割れの変化を検出することは難しい。
また、構造物に直径１００ｍｍ程度の円形コアを削孔し、削孔穴の部分から構造物内部の状況を観察するとともに、削孔して得たサンプルとしての円形コアの強度により構造物の耐力を推定したり、削孔片を成分分析する方法も知られているが、この方法では、構造物に損傷を与えることから削孔穴の補修が必要となる。
また、構造物の外面箇所にその位置や変位を検出する位置センサや変位計を設置し、構造物の変位（動き）を常時計測する方法も提案されているが、この方法では構造物全体の変位を捉えるに留まっている。
また、構造物内部のひずみ（長さ変化）を計測するセンサ（ひずみゲージ）を構造物内部に埋め込み、構造物内部のひずみを計測する方法もあるが、この方法ではセンサが構造物に埋め込まれてしまうため、計測箇所毎にセンサが必要となるためコストが嵩んでしまうという不利がある。
【特許文献１】特開平８−１７８９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、上述した非破壊検査方法ではひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出する上で不利があり、サンプルとしての円形コアを削孔する方法では構造物に損傷を与える点で不利があり、位置センサや変位計を用いる方法ではひび割れの検出ができない点で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、構造物の内部に発生したひび割れを検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出でき、かつ、構造物に与える損傷が少なくて済み、コストを抑制する上で有利な構造物の内部のひび割れ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明は、構造物の内部のひび割れの検出方法であって、
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔穴を削孔し、前記削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、前記削孔穴の内周に軸状の検出部を挿通しその先端を前記パイプの孔に挿入し、前記削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する前記検出部の部分を固定しておき、前記検出部に対する前記パイプの前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を前記検出部を介して検出し、前記検出部で検出された前記変化量から前記構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することでひび割れを検出するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、検出部で検出された変化量から構造体の表面と金属製のパイプが固定された構造体の部分との削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することによって、建造物の内部に発生したひび割れを検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出でき、かつ、削孔穴の直径は、金属製のパイプとパイプの内周に挿通される検出部が挿入できる寸法で済むため、従来のように円形コアを削孔する方法と異なり構造物に与える損傷を少ないものとすることができる。
また、従来のセンサを構造物に埋め込んで構造物のひずみを計測する場合と違って、検出部が構造物に埋め込まれないため、１つの削孔穴での計測が終わったら検出部を取り外して別の削孔穴に検出部を運んで計測を行うことができることから、検出部の数が少なくて済みコストを抑制する上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔した削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する検出部の部分を固定し、検出部で検出された変化量から構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測してひび割れを検出することによって上記目的を実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１は本発明方法が適用される構造物であるトンネルの壁部構造の説明図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡＡ線断面図である。
図４は構造物に削孔穴を削孔する工程を示す説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）は構造物に形成された削孔穴の説明図、図６は構造物に形成された削孔穴にパイプを挿入固定した状態を示す説明図、図７は削孔穴に検知部を固定した状態を示す説明図、図８は検知部による検知動作の説明図、図９は検知部および検出回路の構成を示す説明図、図１０は検出回路の一部を示す回路図、図１１は検出部および検出回路の動作を説明する信号波形図である。
【０００８】
まず、本発明方法が適用される構造物であるトンネルの壁部の構造について説明する。
図１、図２に示すように、トンネル１０の壁部１２（特許請求の範囲の構造体に相当）は、レンガ、コンクリートブロックあるいは石などからなる多数のブロック１４によって構成された複数のブロック列１６Ａ、１６Ｂが目地１８を介して積層されて構成されている。なお、図１、図２では説明の便宜上２つのブロック列のみを描いている。
具体的には、トンネル１０の内部空間２０を区画する壁面２２（特許請求の範囲の構造体の表面に相当）が、第１のブロック列１６Ａにより形成され、第２のブロック列１６Ｂは第１のブロック列１６Ａの外側に目地１８を介して設けられている。
このように構成されたトンネル１０の壁部１２は、経年変化による付着力低下あるいは外力などによって各ブロック列１６Ａ、１６Ｂの間に介在する目地１８に沿ってひび割れ２４が発生する場合がある。
【０００９】
次に、本実施例のひび割れ検出方法について説明する。
先ず、図４、図５（Ａ）に示すように、壁部１２において予測されるひび割れ箇所２５におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所２５を貫通するようにハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔する。本実施例では削孔穴２６は壁面２２に対して直交する方向に形成される。
削孔穴２６は、壁部１２の壁面２２（表面）に位置するブロック列１６Ａのブロック１４を貫通して壁部１２の内部に位置するブロック列１６Ｂのブロック１４に至るように形成されている。
本実施例では、削孔穴２６の内径は、例えば５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である。
また、本実施例では、予測されるひび割れ箇所２５は目地１８の部分である。
例えば、第１のブロック列と第２ブロック列の間の目地１８のひび割れ２４を検出する場合には、図７（Ａ）に示すように、第１のブロック列と第２ブロック列の間の目地１８を貫通するように形成する。
また、第２のブロック列と第３ブロック列の間の目地１８のひび割れ２４を検出する場合には、図７（Ｂ）に示すように、第２のブロック列と第３ブロック列の間の目地１８を貫通するように形成する。
なお、削孔穴２６を削孔する壁部１２の箇所は、従来公知の非破壊検査方法によってひび割れの存在が判明した壁部１２の箇所であってもよいし、あるいは、このような非破壊検査方法によってひび割れがまだ発生していないことが判明した壁部１２の箇所であってもよい。
また、本明細書において、ひび割れの検出とは、それまで発生していなかったひび割れを新たに検出することと、もともとあるひび割れの進展あるいは変位を検出することと、その他のひび割れに関する諸事項の検出を全て含むものである。
【００１０】
次いで、図６に示すように、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定する。本実施例では、パイプ２８は壁部１２の内部に位置するブロック列１６Ｂのブロック１４に固定される。
パイプ２８の材料は、例えば、真鍮、アルミである。
パイプ２８の削孔穴２６の奥部への固定は、例えば、パイプ２８の外径を削孔穴２６の内径よりも僅かに小さい寸法で形成しパイプ２８を削孔穴２６の奥部に打ち込んで嵌合させることで行ってもよいし、パイプ２８の外周面と削孔穴２６の内周面との隙間を形成しこの隙間にモルタルなどの注入材あるいは接着剤を充填することで行ってもよい。
【００１１】
次に、図６に示すように、削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿脱可能に挿入する。
そして、図７に示すように、検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。
検出部３０の外径は削孔孔２６の内径よりも小さい寸法で形成されており、検出部３０とパイプ２８は、検出部３０の軸方向に対して相対的に移動可能に構成されている。
また、検出部３０の削孔穴２６の壁面２２に対する固定は、図７に示すように検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する箇所に固定治具３５を挿通しこの固定治具３５により検出部３０と壁面２２とを固定することで行われている。
【００１２】
図９に示すように、検出部３０は、非磁性材料から形成された中空の軸状部材３００１（図８）と、軸状部材３００１の内部で軸状部材３００１の中心軸を中心として巻回されたコイル３００２とを備え、中空の軸状部材３００１の外部には、コイル３００２に接続する検出回路３２が設けられている。
検出回路３２は、駆動回路３２０２とデータ生成回路３２０４を備えている。
図１０、図１１に示すように、駆動回路３２０２は、コイル３００２に例えば矩形波状のパルス電圧ＶＰを印加することでコイル３００２からパイプ２８に磁界を与える。
コイル３００２から出力される電圧検出信号ＶＳは、図１０に示すように抵抗ＲとコンデンサＣと検波回路３２０４Ａを含むデータ生成回路３２０４によって検出される。
図１１（Ｂ）に示すように、矩形波状のパルス電圧ＶＰは、コイル３００２に供給されると、コイル３００２のインダクタンスの影響を受け、これにより電圧検出信号ＶＳはパルス電圧ＶＰに比べてなまった波形となる。図１１（Ｂ）において実線はパイプ２８の全域にわたってコイル３００２が挿入された状態の波形、破線はパイプ２８からコイル３００２から完全に抜けた状態の波形を示す。
この電圧検出信号ＶＳの波形の勾配は、前記磁界によりパイプ２８で誘起される渦電流の影響を受けて変化する変化量であり、その変化量は、コイル３００２の中心軸方向におけるパイプ２８の位置によって変化する。言い換えると、前記変化量は検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化するものであり、壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位によって変化する。
図１１（Ｂ）に示すように、電圧検出信号ＶＳの波形の勾配は、コイル３００２に印加されたパルス電圧ＶＰの立ち上がりから、電圧検出信号ＶＳが所定のしきい値Ｖ１に到達するまでに要する時間Ｔ（Ｔ１、Ｔ２）で表すことができる。
したがって、前記所定のしきい値Ｖ１に到達するまでに要する時間Ｔによって、検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を表すことができ、本実施例では、データ生成回路３２０４によって前記時間Ｔ、すなわち変化量を検出し、この変化量に基づいて壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を計測する。
さらに、データ生成回路３２０６は、前記相対的変位を例えばデジタルデータからなる相対的変位データとして出力する。
データ生成回路３２０６から出力された相対的変位データは、例えば、従来公知のデータロガー３４を用いて収集、記録する。
なお、検出部３０としては、例えば、株式会社リベックスのパルスコーダＬＰ―１５、ＬＰ−２０、ＬＰ−４０などを採用することができる。
【００１３】
本実施例によれば、壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を検出することで、トンネル１０の内部に発生したひび割れ２４を検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出できる。
また、壁部１２に削孔する削孔穴２６の直径は、金属製のパイプ２８とパイプ２８の内周に挿通される検出部３０が挿入できる寸法（例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下）で済むため、従来のように円形コアを削孔する方法と異なり構造物に与える損傷を少ないものとすることができる。
したがって、トンネル１０の延在方向に沿った多数箇所にパイプ２８および検出部３０を配置することで、トンネル１０のひび割れ管理を簡単に正確に行うことが可能となる。
また、検出部３０を固定治具３５によって壁面２２に移動不能に固定する場合には、削孔穴２６毎に検出部３０を設ける必要があるが、ひび割れ２４の検出を行う間のみ検出部３０を削孔穴２６から挿入して壁面２２に取り外し可能に固定し、検出が終了したならば検出部３０を壁面２２から取り外すようにしてもよい。このようにすれば、壁部１２の複数箇所のひび割れ２４を１つの検出部３０によって検出することができ、コストを削減する上で有利となる。言い換えると、従来のセンサを構造物に埋め込んで構造物のひずみを計測する場合と違って、検出部３０が構造物に対して取り外し可能であるため、１つの削孔穴２６での計測が終わったら検出部３０を取り外して別の削孔穴２６に検出部３０を運んで計測を行うことができることから、検出部３０の数が少なくて済みコストを抑制する上で有利となる。
このように単一の検出部３０を複数の削孔穴２６に対して取り外し可能に固定する場合には、壁面２２に対する検出部３０の取り付け位置を記録しておき（予め決めておき）、検出部３０を壁面２２に取り付ける際に前記取り付け位置が再現できるようにしておく必要がある。
また、削孔穴２６を削孔する壁部１２の箇所は、従来公知の非破壊検査方法によってひび割れの存在が判明した箇所であってもよいし、あるいは、このような非破壊検査方法によってひび割れがまだ発生していないことが判明した箇所であってもよい。すなわち、ひび割れが発生していない健全な構造物の箇所に削孔穴２６を削孔して検出部３０によって相対的変位データを計測することで、それまで発生していなかったひび割れが新たに発生したことを検出するようにしてもよいことはもちろんである。
また、削孔孔２６を削孔した際に、削孔穴２６の内部を観察することで、ひび割れ２４の状態やトンネル覆工の厚さ、背面地山の状態などを把握したり、壁部１２から得られた削孔片を分析することで構造物内部（本実施例ではブロック１４や目地１８）の材料特性を把握できることは無論である。
【実施例２】
【００１４】
次に実施例２について説明する。
実施例２は実施例１の変形例であり、実施例１では、壁部１２が多数のブロック１４によって構成された複数のブロック列１６Ａ、１６Ｂが目地１８を介して積層されて構成されているのに対し、実施例２では、壁部１２が複数のコンクリート層が積層されて構成されている点である。
図１２は実施例２における壁部１２に削孔された削孔穴に検知部が固定された状態を示す説明図であり、以下実施例１と同様の部分または部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１２に示すように、トンネル１０の壁部１２は、コンクリート吹き付けによって形成された複数のコンクリート層４０Ａ、４０Ｂが境界面４２を介して積層されて構成されている。なお、図１２では説明の便宜上２つのコンクリート層４０Ａ、４０Ｂのみを描いている。
具体的には、トンネル１０の内部空間２０を区画する壁面２２（特許請求の範囲の構造体の表面に相当）が、第１のコンクリート層４０Ａ（特許請求の範囲の構造物の表面に位置するコンクリート箇所に相当）により形成され、第２のコンクリート層４０Ｂ（特許請求の範囲の構造物の内部に位置するコンクリート箇所に相当）は第１のコンクリート層４０Ａの外側に境界面４２を介して設けられている。
このように構成されたトンネル１０の壁部１２は、経年変化による付着力低下あるいは外力などによって、各コンクリート層４０Ａ、４０Ｂの間の境界面４２に沿ってひび割れ２４が発生する場合がある。
【００１５】
実施例２においても実施例１と同様の手順で、予測されるひび割れ箇所２５におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所２５を貫通するようにハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔する。本実施例では削孔穴２６は壁面２２に対して直交する方向に形成される。
削孔穴２６は、壁部１２の壁面２２（表面）に位置するコンクリート層４０Ａを貫通して壁部１２の内部に位置するコンクリート層４０Ｂに至るように形成されている。
例えば、第１のコンクリート層４０Ａと第２コンクリート層４０Ｂの間の境界面４２のひび割れ２４を検出する場合には、第１のコンクリート層４０Ａと第２コンクリート層４０Ｂの間の境界面４２を貫通するように形成する。
次いで、実施例１と同様に、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定し、削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿入し、検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。
検出部３０、検出回路３２によるひび割れ２４の検出は実施例１と同様である。
このような実施例２によっても実施例１と同様に、壁面２２とパイプ２８が固定されたコンクリート層４０Ｂの部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を継続して検出することでひび割れ２４の大きさの変化を精密に、かつ、リアルタイムに把握することが可能となる。
なお、構造物が例えばコンクリートの吹き付けあるいは打設で形成されている場合、実施例２のように境界面４２があるか否かは問わずに本発明は無論適用される。
【実施例３】
【００１６】
次に実施例３について説明する。
実施例３が実施例１、２と異なるのは、実施例１、２では、検出回路３２から出力された相対的変位データをデータロガー３４によって収集、記録したのに対して、実施例３では、１つあるいは複数の検出回路３２から出力される相対的変位データをネットワークを介してリアルタイムに収集して記録するようにしている点である。
図１３は実施例３における相対的変位データの収集を行うデータ収集システムの一例を示す説明図である。
図１３に示すように、データ収集システム１００は、複数の検出部３０および検出回路３２、サーバー１０２、インターフェース１０４、パーソナルコンピュータ１０６、携帯電話機１０８、ネットワーク１１０などを備えている。
複数のトンネルの構造物における予想される複数のひび割れ箇所に、複数の検出部３０が配設され各検出部３０には検出回路３２が接続されている。
インターフェース１０４は、各検出回路３２から出力される前記相対的変位データを例えばＲＳ−２３２Ｃ、あるいは、ＵＳＢなどの所定のインターフェースによりサーバー１０２に供給する。
【００１７】
サーバー１０２は、インターフェース１０４を介して収集した前記相対的変位データを、各検出部３０が設置された構造物の名称や検出部３０の設置箇所と関連付けて格納し、データベースを構成している。
パーソナルコンピュータ１０６は、ネットワーク１１０に接続可能な端末装置を構成するものであって、公衆回線やインターネットを含むネットワーク１１０を介してサーバー１０２にアクセスし、サーバー１０２の前記データベースを閲覧したり、あるいは、データベースからデータを受け取ることができるように構成されている。
携帯電話機１０８も、ネットワーク１１０に接続可能な端末装置を構成するものであって、パーソナルコンピュータ１０６と同様に、携帯電話機１０８用の無線回線および携帯電話機１０８用のネットワークを含むネットワーク１１０を介してサーバー１０２にアクセスし、サーバー１０２の前記データベースを閲覧したり、あるいは、データベースからデータを受け取ることができるように構成されている。
また、端末装置としてはネットワーク１１０に接続可能なものであればよく、ＰＤＡやその他の携帯端末を用いることができる。
【００１８】
また、サーバー１０２による前記相対的変位データの収集は、サーバー１０２が定期的に行ってもよいし、パーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８がネットワーク１１０を介してサーバー１０２にリクエストし、このリクエストに応じてサーバー１０２が行ってもよい。
また、パーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８がサーバー１０２にアクセスする代わりに、サーバー１０２が定期的に前記データベースのデータをネットワーク１１０を介してパーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８に配信するようにしてもよい。
このように、複数のトンネルの構造物における予想される複数のひび割れ箇所に設けられた複数の検出部３０および検出回路３２から出力される相対的変位データをネットワークを介してリアルタイムに収集して記録することで、複数のトンネル１０のひび割れ管理を簡単に正確に行うことが可能となる。
【００１９】
なお、実施例では、構造物がトンネル１０の壁部１２である場合について説明したが、本発明はトンネル１０に限定されるものではなく、例えば、多数のブロック列が目地を介して積層された橋梁の高欄部分あるいは柱壁部におけるひび割れを検出する場合にも無論適用される。
また、実施例では、ひび割れを検出する箇所として、多数のブロック列が目地を介して積層された構造物におけるブロックとブロックとの間の目地の部分である場合について、あるいは、コンクリートが吹き付けあるいは打設されることによって構成されている構造物の内部の場合についてそれぞれ説明したが、ひび割れを検出する箇所はこれに限定されるものではない。
すなわち、構造物が多数のブロック列が目地を介して積層されたブロック積みである場合には、ひび割れを検出する箇所として、実施例１で挙げたようにブロックとブロックの層間箇所の他に、例えば、ブロックと表面保護工の層間箇所、あるいは、ブロックと補修・補強工（もともとブロック積みの構造物であるが補修や補強あるいは表面を保護する目的でレンガ表面に施された層）との層間箇所などが挙げられる。
また、構造物がコンクリートの吹き付けあるいは打設で構成されている場合には、ひび割れを検出する箇所として、実施例２で挙げたように一体化したコンクリートの内部の箇所の他に、例えば、吹き付けあるいは打設で構成されているコンクリートの部分とこのコンクリートの部分に後から施工された別のコンクリートとの層間箇所、あるいは、吹き付けあるいは打設で構成されているコンクリートの部分とこのコンクリートの部分に後から施工された表面保護工、補修・補強工法による層との層間箇所などが挙げられる。
そして、本発明によれば、例えば上述した各箇所について、それぞれ新たなひび割れの検出、もともとあるひび割れの進展の検出の双方を行うことができることはもちろんである。
また、実施例では、検出部３０はコイル３００２を有し、コイル３００２にパルス電圧を印加することでコイル３００２からパイプ２８に磁界を与えるとともに、この磁界によりパイプ２８で誘起される渦電流の影響を受けて変化するコイル３００２から得られる電圧検出信号の波形の勾配を変化量として検出する場合について説明した。
しかしながら、前記変化量はコイル３００２から得られる電圧検出信号の波形の勾配に限定されるものではなく、検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量であればよく、実施例で述べた検出部３０および検出回路３２の原理に限定されるものではなく、従来公知の様々な方式、原理が採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における構造物であるトンネルの壁部構造の説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＡＡ線断面図である。
【図４】構造物に削孔穴を削孔する工程を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は構造物に形成された削孔穴の説明図である。
【図６】構造物に形成された削孔穴にパイプを挿入固定した状態を示す説明図である。
【図７】削孔穴に検知部を固定した状態を示す説明図である。
【図８】検知部による検知動作の説明図である。
【図９】検知部および検出回路の構成を示す説明図である。
【図１０】検出回路の一部を示す回路図である。
【図１１】検出部および検出回路の動作を説明する信号波形図である。
【図１２】実施例２における壁部１２に削孔された削孔穴に検知部が固定された状態を示す説明図である。
【図１３】実施例３における相対的変位データの収集を行うデータ収集システムの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０……トンネル
１２……壁部
１４……ブロック
１８……目地
２２……壁面
２４……ひび割れ
２６……削孔穴
２８……パイプ
３０……検出部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は構造物の内部に発生するひび割れの検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
石、レンガ、コンクリートブロックなどのブロックの間に漆喰やモルタルなどの目地材が充填されて構成された構造物がある。
このような構造物においては、外力によって目地にひび割れが発生する場合がある。
このようなひび割れのうち、構造物の外面に臨む目地の箇所に発生したひび割れは目視観察によって確認が可能であるが、構造物の内側で発生したひび割れについては目視観察が不可能である。
したがって、このような目視観察ができないひび割れについては、超音波を構造物内部に送信して反射してきた超音波を受信することでひび割れ箇所を検知する方法（例えば特許文献１参照）、あるいは、打音法、電磁レーダー法といった非破壊検査方法でひび割れ箇所を特定している。しかしながら、このような非破壊検査方法ではひび割れの寸法をｍｍ単位で計測したり、あるいは、リアルタイムでひび割れの変化を検出することは難しい。
また、構造物に直径１００ｍｍ程度の円形コアを削孔し、削孔穴の部分から構造物内部の状況を観察するとともに、削孔して得たサンプルとしての円形コアの強度により構造物の耐力を推定したり、削孔片を成分分析する方法も知られているが、この方法では、構造物に損傷を与えることから削孔穴の補修が必要となる。
また、構造物の外面箇所にその位置や変位を検出する位置センサや変位計を設置し、構造物の変位（動き）を常時計測する方法も提案されているが、この方法では構造物全体の変位を捉えるに留まっている。
また、構造物内部のひずみ（長さ変化）を計測するセンサ（ひずみゲージ）を構造物内部に埋め込み、構造物内部のひずみを計測する方法もあるが、この方法ではセンサが構造物に埋め込まれてしまうため、計測箇所毎にセンサが必要となるためコストが嵩んでしまうという不利がある。
【特許文献１】特開平８−１７８９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
したがって、上述した非破壊検査方法ではひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出する上で不利があり、サンプルとしての円形コアを削孔する方法では構造物に損傷を与える点で不利があり、位置センサや変位計を用いる方法ではひび割れの検出ができない点で不利がある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであり、その目的は、構造物の内部に発生したひび割れを検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出でき、かつ、構造物に与える損傷が少なくて済み、コストを抑制する上で有利な構造物の内部のひび割れ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上述の目的を達成するため、本発明は、構造物の内部のひび割れの検出方法であって、
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔穴を削孔し、前記削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、前記削孔穴の内周に軸状の検出部を挿通しその先端を前記パイプの孔に挿入し、前記削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する前記検出部の部分を固定しておき、前記検出部に対する前記パイプの前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を前記検出部を介して検出し、前記検出部で検出された前記変化量から前記構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することでひび割れを検出するようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
そのため、検出部で検出された変化量から構造体の表面と金属製のパイプが固定された構造体の部分との削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することによって、建造物の内部に発生したひび割れを検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出でき、かつ、削孔穴の直径は、金属製のパイプとパイプの内周に挿通される検出部が挿入できる寸法で済むため、従来のように円形コアを削孔する方法と異なり構造物に与える損傷を少ないものとすることができる。
また、従来のセンサを構造物に埋め込んで構造物のひずみを計測する場合と違って、検出部が構造物に埋め込まれないため、１つの削孔穴での計測が終わったら検出部を取り外して別の削孔穴に検出部を運んで計測を行うことができることから、検出部の数が少なくて済みコストを抑制する上で有利となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔した削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する検出部の部分を固定し、検出部で検出された変化量から構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測してひび割れを検出することによって上記目的を実現した。
【実施例１】
【０００７】
次に本発明の実施例１について図面を参照して説明する。
図１は本発明方法が適用される構造物であるトンネルの壁部構造の説明図、図２は図１の要部拡大図、図３は図２のＡＡ線断面図である。
図４は構造物に削孔穴を削孔する工程を示す説明図、図５（Ａ）、（Ｂ）は構造物に形成された削孔穴の説明図、図６は構造物に形成された削孔穴にパイプを挿入固定した状態を示す説明図、図７は削孔穴に検知部を固定した状態を示す説明図、図８は検知部による検知動作の説明図、図９は検知部および検出回路の構成を示す説明図、図１０は検出回路の一部を示す回路図、図１１は検出部および検出回路の動作を説明する信号波形図である。
【０００８】
まず、本発明方法が適用される構造物であるトンネルの壁部の構造について説明する。
図１、図２に示すように、トンネル１０の壁部１２（特許請求の範囲の構造体に相当）は、レンガ、コンクリートブロックあるいは石などからなる多数のブロック１４によって構成された複数のブロック列１６Ａ、１６Ｂが目地１８を介して積層されて構成されている。なお、図１、図２では説明の便宜上２つのブロック列のみを描いている。
具体的には、トンネル１０の内部空間２０を区画する壁面２２（特許請求の範囲の構造体の表面に相当）が、第１のブロック列１６Ａにより形成され、第２のブロック列１６Ｂは第１のブロック列１６Ａの外側に目地１８を介して設けられている。
このように構成されたトンネル１０の壁部１２は、経年変化による付着力低下あるいは外力などによって各ブロック列１６Ａ、１６Ｂの間に介在する目地１８に沿ってひび割れ２４が発生する場合がある。
【０００９】
次に、本実施例のひび割れ検出方法について説明する。
先ず、図４、図５（Ａ）に示すように、壁部１２において予測されるひび割れ箇所２５におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所２５を貫通するようにハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔する。本実施例では削孔穴２６は壁面２２に対して直交する方向に形成される。
削孔穴２６は、壁部１２の壁面２２（表面）に位置するブロック列１６Ａのブロック１４を貫通して壁部１２の内部に位置するブロック列１６Ｂのブロック１４に至るように形成されている。
本実施例では、削孔穴２６の内径は、例えば５ｍｍ以上、２０ｍｍ以下である。
また、本実施例では、予測されるひび割れ箇所２５は目地１８の部分である。
例えば、第１のブロック列と第２ブロック列の間の目地１８のひび割れ２４を検出する場合には、図７（Ａ）に示すように、第１のブロック列と第２ブロック列の間の目地１８を貫通するように形成する。
また、第２のブロック列と第３ブロック列の間の目地１８のひび割れ２４を検出する場合には、図７（Ｂ）に示すように、第２のブロック列と第３ブロック列の間の目地１８を貫通するように形成する。
なお、削孔穴２６を削孔する壁部１２の箇所は、従来公知の非破壊検査方法によってひび割れの存在が判明した壁部１２の箇所であってもよいし、あるいは、このような非破壊検査方法によってひび割れがまだ発生していないことが判明した壁部１２の箇所であってもよい。
また、本明細書において、ひび割れの検出とは、それまで発生していなかったひび割れを新たに検出することと、もともとあるひび割れの進展あるいは変位を検出することと、その他のひび割れに関する諸事項の検出を全て含むものである。
【００１０】
次いで、図６に示すように、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定する。本実施例では、パイプ２８は壁部１２の内部に位置するブロック列１６Ｂのブロック１４に固定される。
パイプ２８の材料は、例えば、真鍮、アルミである。
パイプ２８の削孔穴２６の奥部への固定は、例えば、パイプ２８の外径を削孔穴２６の内径よりも僅かに小さい寸法で形成しパイプ２８を削孔穴２６の奥部に打ち込んで嵌合させることで行ってもよいし、パイプ２８の外周面と削孔穴２６の内周面との隙間を形成しこの隙間にモルタルなどの注入材あるいは接着剤を充填することで行ってもよい。
【００１１】
次に、図６に示すように、削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿脱可能に挿入する。
そして、図７に示すように、検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。
検出部３０の外径は削孔孔２６の内径よりも小さい寸法で形成されており、検出部３０とパイプ２８は、検出部３０の軸方向に対して相対的に移動可能に構成されている。
また、検出部３０の削孔穴２６の壁面２２に対する固定は、図７に示すように検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する箇所に固定治具３５を挿通しこの固定治具３５により検出部３０と壁面２２とを固定することで行われている。
【００１２】
図９に示すように、検出部３０は、非磁性材料から形成された中空の軸状部材３００１（図８）と、軸状部材３００１の内部で軸状部材３００１の中心軸を中心として巻回されたコイル３００２とを備え、中空の軸状部材３００１の外部には、コイル３００２に接続する検出回路３２が設けられている。
検出回路３２は、駆動回路３２０２とデータ生成回路３２０４を備えている。
図１０、図１１に示すように、駆動回路３２０２は、コイル３００２に例えば矩形波状のパルス電圧ＶＰを印加することでコイル３００２からパイプ２８に磁界を与える。
コイル３００２から出力される電圧検出信号ＶＳは、図１０に示すように抵抗ＲとコンデンサＣと検波回路３２０４Ａを含むデータ生成回路３２０４によって検出される。
図１１（Ｂ）に示すように、矩形波状のパルス電圧ＶＰは、コイル３００２に供給されると、コイル３００２のインダクタンスの影響を受け、これにより電圧検出信号ＶＳはパルス電圧ＶＰに比べてなまった波形となる。図１１（Ｂ）において実線はパイプ２８の全域にわたってコイル３００２が挿入された状態の波形、破線はパイプ２８からコイル３００２から完全に抜けた状態の波形を示す。
この電圧検出信号ＶＳの波形の勾配は、前記磁界によりパイプ２８で誘起される渦電流の影響を受けて変化する変化量であり、その変化量は、コイル３００２の中心軸方向におけるパイプ２８の位置によって変化する。言い換えると、前記変化量は検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化するものであり、壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位によって変化する。
図１１（Ｂ）に示すように、電圧検出信号ＶＳの波形の勾配は、コイル３００２に印加されたパルス電圧ＶＰの立ち上がりから、電圧検出信号ＶＳが所定のしきい値Ｖ１に到達するまでに要する時間Ｔ（Ｔ１、Ｔ２）で表すことができる。
したがって、前記所定のしきい値Ｖ１に到達するまでに要する時間Ｔによって、検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を表すことができ、本実施例では、データ生成回路３２０４によって前記時間Ｔ、すなわち変化量を検出し、この変化量に基づいて壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を計測する。
さらに、データ生成回路３２０６は、前記相対的変位を例えばデジタルデータからなる相対的変位データとして出力する。
データ生成回路３２０６から出力された相対的変位データは、例えば、従来公知のデータロガー３４を用いて収集、記録する。
なお、検出部３０としては、例えば、株式会社リベックスのパルスコーダＬＰ―１５、ＬＰ−２０、ＬＰ−４０などを採用することができる。
【００１３】
本実施例によれば、壁面２２とパイプ２８が固定されたブロック１４の部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を検出することで、トンネル１０の内部に発生したひび割れ２４を検出するとともに、そのひび割れの変化を精密にかつリアルタイムで検出できる。
また、壁部１２に削孔する削孔穴２６の直径は、金属製のパイプ２８とパイプ２８の内周に挿通される検出部３０が挿入できる寸法（例えば５ｍｍ以上２０ｍｍ以下）で済むため、従来のように円形コアを削孔する方法と異なり構造物に与える損傷を少ないものとすることができる。
したがって、トンネル１０の延在方向に沿った多数箇所にパイプ２８および検出部３０を配置することで、トンネル１０のひび割れ管理を簡単に正確に行うことが可能となる。
また、検出部３０を固定治具３５によって壁面２２に移動不能に固定する場合には、削孔穴２６毎に検出部３０を設ける必要があるが、ひび割れ２４の検出を行う間のみ検出部３０を削孔穴２６から挿入して壁面２２に取り外し可能に固定し、検出が終了したならば検出部３０を壁面２２から取り外すようにしてもよい。このようにすれば、壁部１２の複数箇所のひび割れ２４を１つの検出部３０によって検出することができ、コストを削減する上で有利となる。言い換えると、従来のセンサを構造物に埋め込んで構造物のひずみを計測する場合と違って、検出部３０が構造物に対して取り外し可能であるため、１つの削孔穴２６での計測が終わったら検出部３０を取り外して別の削孔穴２６に検出部３０を運んで計測を行うことができることから、検出部３０の数が少なくて済みコストを抑制する上で有利となる。
このように単一の検出部３０を複数の削孔穴２６に対して取り外し可能に固定する場合には、壁面２２に対する検出部３０の取り付け位置を記録しておき（予め決めておき）、検出部３０を壁面２２に取り付ける際に前記取り付け位置が再現できるようにしておく必要がある。
また、削孔穴２６を削孔する壁部１２の箇所は、従来公知の非破壊検査方法によってひび割れの存在が判明した箇所であってもよいし、あるいは、このような非破壊検査方法によってひび割れがまだ発生していないことが判明した箇所であってもよい。すなわち、ひび割れが発生していない健全な構造物の箇所に削孔穴２６を削孔して検出部３０によって相対的変位データを計測することで、それまで発生していなかったひび割れが新たに発生したことを検出するようにしてもよいことはもちろんである。
また、削孔孔２６を削孔した際に、削孔穴２６の内部を観察することで、ひび割れ２４の状態やトンネル覆工の厚さ、背面地山の状態などを把握したり、壁部１２から得られた削孔片を分析することで構造物内部（本実施例ではブロック１４や目地１８）の材料特性を把握できることは無論である。
【実施例２】
【００１４】
次に実施例２について説明する。
実施例２は実施例１の変形例であり、実施例１では、壁部１２が多数のブロック１４によって構成された複数のブロック列１６Ａ、１６Ｂが目地１８を介して積層されて構成されているのに対し、実施例２では、壁部１２が複数のコンクリート層が積層されて構成されている点である。
図１２は実施例２における壁部１２に削孔された削孔穴に検知部が固定された状態を示す説明図であり、以下実施例１と同様の部分または部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
図１２に示すように、トンネル１０の壁部１２は、コンクリート吹き付けによって形成された複数のコンクリート層４０Ａ、４０Ｂが境界面４２を介して積層されて構成されている。なお、図１２では説明の便宜上２つのコンクリート層４０Ａ、４０Ｂのみを描いている。
具体的には、トンネル１０の内部空間２０を区画する壁面２２（特許請求の範囲の構造体の表面に相当）が、第１のコンクリート層４０Ａ（特許請求の範囲の構造物の表面に位置するコンクリート箇所に相当）により形成され、第２のコンクリート層４０Ｂ（特許請求の範囲の構造物の内部に位置するコンクリート箇所に相当）は第１のコンクリート層４０Ａの外側に境界面４２を介して設けられている。
このように構成されたトンネル１０の壁部１２は、経年変化による付着力低下あるいは外力などによって、各コンクリート層４０Ａ、４０Ｂの間の境界面４２に沿ってひび割れ２４が発生する場合がある。
【００１５】
実施例２においても実施例１と同様の手順で、予測されるひび割れ箇所２５におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所２５を貫通するようにハンマードリル２などを用いて削孔穴２６を削孔する。本実施例では削孔穴２６は壁面２２に対して直交する方向に形成される。
削孔穴２６は、壁部１２の壁面２２（表面）に位置するコンクリート層４０Ａを貫通して壁部１２の内部に位置するコンクリート層４０Ｂに至るように形成されている。
例えば、第１のコンクリート層４０Ａと第２コンクリート層４０Ｂの間の境界面４２のひび割れ２４を検出する場合には、第１のコンクリート層４０Ａと第２コンクリート層４０Ｂの間の境界面４２を貫通するように形成する。
次いで、実施例１と同様に、削孔穴２６の奥部に金属製のパイプ２８を挿入して奥部に固定し、削孔穴２６の内周に軸状の検出部３０を挿通しその先端をパイプ２８の孔に挿入し、検出部３０が削孔穴２６の壁面２２に位置する部分を壁面２２に対して移動不能に固定する。
検出部３０、検出回路３２によるひび割れ２４の検出は実施例１と同様である。
このような実施例２によっても実施例１と同様に、壁面２２とパイプ２８が固定されたコンクリート層４０Ｂの部分との削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的変位を継続して検出することでひび割れ２４の大きさの変化を精密に、かつ、リアルタイムに把握することが可能となる。
なお、構造物が例えばコンクリートの吹き付けあるいは打設で形成されている場合、実施例２のように境界面４２があるか否かは問わずに本発明は無論適用される。
【実施例３】
【００１６】
次に実施例３について説明する。
実施例３が実施例１、２と異なるのは、実施例１、２では、検出回路３２から出力された相対的変位データをデータロガー３４によって収集、記録したのに対して、実施例３では、１つあるいは複数の検出回路３２から出力される相対的変位データをネットワークを介してリアルタイムに収集して記録するようにしている点である。
図１３は実施例３における相対的変位データの収集を行うデータ収集システムの一例を示す説明図である。
図１３に示すように、データ収集システム１００は、複数の検出部３０および検出回路３２、サーバー１０２、インターフェース１０４、パーソナルコンピュータ１０６、携帯電話機１０８、ネットワーク１１０などを備えている。
複数のトンネルの構造物における予想される複数のひび割れ箇所に、複数の検出部３０が配設され各検出部３０には検出回路３２が接続されている。
インターフェース１０４は、各検出回路３２から出力される前記相対的変位データを例えばＲＳ−２３２Ｃ、あるいは、ＵＳＢなどの所定のインターフェースによりサーバー１０２に供給する。
【００１７】
サーバー１０２は、インターフェース１０４を介して収集した前記相対的変位データを、各検出部３０が設置された構造物の名称や検出部３０の設置箇所と関連付けて格納し、データベースを構成している。
パーソナルコンピュータ１０６は、ネットワーク１１０に接続可能な端末装置を構成するものであって、公衆回線やインターネットを含むネットワーク１１０を介してサーバー１０２にアクセスし、サーバー１０２の前記データベースを閲覧したり、あるいは、データベースからデータを受け取ることができるように構成されている。
携帯電話機１０８も、ネットワーク１１０に接続可能な端末装置を構成するものであって、パーソナルコンピュータ１０６と同様に、携帯電話機１０８用の無線回線および携帯電話機１０８用のネットワークを含むネットワーク１１０を介してサーバー１０２にアクセスし、サーバー１０２の前記データベースを閲覧したり、あるいは、データベースからデータを受け取ることができるように構成されている。
また、端末装置としてはネットワーク１１０に接続可能なものであればよく、ＰＤＡやその他の携帯端末を用いることができる。
【００１８】
また、サーバー１０２による前記相対的変位データの収集は、サーバー１０２が定期的に行ってもよいし、パーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８がネットワーク１１０を介してサーバー１０２にリクエストし、このリクエストに応じてサーバー１０２が行ってもよい。
また、パーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８がサーバー１０２にアクセスする代わりに、サーバー１０２が定期的に前記データベースのデータをネットワーク１１０を介してパーソナルコンピュータ１０６や携帯電話機１０８に配信するようにしてもよい。
このように、複数のトンネルの構造物における予想される複数のひび割れ箇所に設けられた複数の検出部３０および検出回路３２から出力される相対的変位データをネットワークを介してリアルタイムに収集して記録することで、複数のトンネル１０のひび割れ管理を簡単に正確に行うことが可能となる。
【００１９】
なお、実施例では、構造物がトンネル１０の壁部１２である場合について説明したが、本発明はトンネル１０に限定されるものではなく、例えば、多数のブロック列が目地を介して積層された橋梁の高欄部分あるいは柱壁部におけるひび割れを検出する場合にも無論適用される。
また、実施例では、ひび割れを検出する箇所として、多数のブロック列が目地を介して積層された構造物におけるブロックとブロックとの間の目地の部分である場合について、あるいは、コンクリートが吹き付けあるいは打設されることによって構成されている構造物の内部の場合についてそれぞれ説明したが、ひび割れを検出する箇所はこれに限定されるものではない。
すなわち、構造物が多数のブロック列が目地を介して積層されたブロック積みである場合には、ひび割れを検出する箇所として、実施例１で挙げたようにブロックとブロックの層間箇所の他に、例えば、ブロックと表面保護工の層間箇所、あるいは、ブロックと補修・補強工（もともとブロック積みの構造物であるが補修や補強あるいは表面を保護する目的でレンガ表面に施された層）との層間箇所などが挙げられる。
また、構造物がコンクリートの吹き付けあるいは打設で構成されている場合には、ひび割れを検出する箇所として、実施例２で挙げたように一体化したコンクリートの内部の箇所の他に、例えば、吹き付けあるいは打設で構成されているコンクリートの部分とこのコンクリートの部分に後から施工された別のコンクリートとの層間箇所、あるいは、吹き付けあるいは打設で構成されているコンクリートの部分とこのコンクリートの部分に後から施工された表面保護工、補修・補強工法による層との層間箇所などが挙げられる。
そして、本発明によれば、例えば上述した各箇所について、それぞれ新たなひび割れの検出、もともとあるひび割れの進展の検出の双方を行うことができることはもちろんである。
また、実施例では、検出部３０はコイル３００２を有し、コイル３００２にパルス電圧を印加することでコイル３００２からパイプ２８に磁界を与えるとともに、この磁界によりパイプ２８で誘起される渦電流の影響を受けて変化するコイル３００２から得られる電圧検出信号の波形の勾配を変化量として検出する場合について説明した。
しかしながら、前記変化量はコイル３００２から得られる電圧検出信号の波形の勾配に限定されるものではなく、検出部３０に対するパイプ２８の削孔穴２６の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量であればよく、実施例で述べた検出部３０および検出回路３２の原理に限定されるものではなく、従来公知の様々な方式、原理が採用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】実施例１における構造物であるトンネルの壁部構造の説明図である。
【図２】図１の要部拡大図である。
【図３】図２のＡＡ線断面図である。
【図４】構造物に削孔穴を削孔する工程を示す説明図である。
【図５】（Ａ）、（Ｂ）は構造物に形成された削孔穴の説明図である。
【図６】構造物に形成された削孔穴にパイプを挿入固定した状態を示す説明図である。
【図７】削孔穴に検知部を固定した状態を示す説明図である。
【図８】検知部による検知動作の説明図である。
【図９】検知部および検出回路の構成を示す説明図である。
【図１０】検出回路の一部を示す回路図である。
【図１１】検出部および検出回路の動作を説明する信号波形図である。
【図１２】実施例２における壁部１２に削孔された削孔穴に検知部が固定された状態を示す説明図である。
【図１３】実施例３における相対的変位データの収集を行うデータ収集システムの一例を示す説明図である。
【符号の説明】
【００２１】
１０……トンネル
１２……壁部
１４……ブロック
１８……目地
２２……壁面
２４……ひび割れ
２６……削孔穴
２８……パイプ
３０……検出部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物の内部のひび割れの検出方法であって、
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔穴を削孔し、前記削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、前記削孔穴の内周に軸状の検出部を挿通しその先端を前記パイプの孔に挿入し、前記削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する前記検出部の部分を固定しておき、
前記検出部に対する前記パイプの前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を前記検出部を介して検出し、
前記検出部で検出された前記変化量から前記構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することでひび割れを検出するようにした、
ことを特徴とする構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項２】
前記検出部はコイルを有し、前記コイルにパルス電圧を印加することで該コイルから前記パイプに磁界を与えるとともに、前記磁界により前記パイプで誘起される渦電流の影響を受けて変化する前記コイルから得られる電圧検出信号の波形の勾配を前記変化量として検出することを特徴とする請求項1記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項３】
前記検出部は、非磁性材料から形成された中空の軸状部材と、前記軸状部材の内部で軸状部材の中心軸を中心として巻回されたコイルとで構成され、前記コイルにパルス電圧を印加することで該コイルから前記パイプに磁界を与えるとともに、前記磁界により前記パイプで誘起される渦電流の影響を受けて変化する前記コイルから得られる電圧検出信号の波形の勾配を前記変化量として検出し、この検出は、前記削孔穴の外部で前記コイルに接続された検出回路で行われることを特徴とする請求項1記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項４】
前記削孔穴は、前記構造体の表面に対して直交する方向に形成されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項５】
前記構造物は多数のブロック列が目地を介して積層されたトンネルの壁部あるいは橋梁の高欄部分あるいは柱壁部であり、前記削孔穴は、前記構造物の表面に位置するブロック列のブロックを貫通して前記構造物の内部に位置するブロック列のブロックに至るように形成され、前記パイプは前記構造物の内部に位置するブロック列のブロックに固定されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項６】
前記構造物はコンクリートで構成されており、前記削孔穴は、前記構造物の表面に位置するコンクリート箇所を貫通して前記構造物の内部に位置するコンクリート箇所に至るように形成され、前記パイプは前記構造物の内部に位置するコンクリート箇所に固定されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項７】
前記構造物はコンクリートが吹き付けあるいは打設されることによって構成されていることを特徴とする請求項７記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項８】
前記削孔穴が開口する前記構造体の表面への前記検出部の部分の固定は、取り外し可能になされることを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項９】
前記検出部で検出された前記変化量から前記相対的変位を計測し、前記計測された相対的変位のデータをサーバーに収集しておき、前記サーバーと端末装置とをネットワークを介して接続するとともに、前記サーバーに収集された前記相対的変位のデータを前記端末装置から前記ネットワークを介してアクセスすることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項１０】
前記検出部で検出された前記変化量から前記相対的変位を計測し、前記計測された相対的変位のデータをサーバーに収集しておき、前記サーバーと端末装置とをネットワークを介して接続するとともに、前記サーバーに収集された前記相対的変位のデータを前記サーバーから前記ネットワークを介して前記端末装置に配信することを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項１１】
前記ひび割れの検出は、それまで発生していなかったひび割れを新たに検出し、あるいは、もともとあるひび割れの進展あるいは変位を検出することであることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項１】
構造物の内部のひび割れの検出方法であって、
予測されるひび割れ箇所におけるひび割れの方向に対して交差する方向から前記予測されるひび割れ箇所を貫通するように削孔穴を削孔し、前記削孔穴の奥部に金属製のパイプを固定し、前記削孔穴の内周に軸状の検出部を挿通しその先端を前記パイプの孔に挿入し、前記削孔穴が開口する前記構造体の表面に、該表面に位置する前記検出部の部分を固定しておき、
前記検出部に対する前記パイプの前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的位置に応じて変化する変化量を前記検出部を介して検出し、
前記検出部で検出された前記変化量から前記構造体の表面と前記金属製のパイプが固定された構造体の部分との前記削孔穴の削孔方向に沿った相対的変位を計測することでひび割れを検出するようにした、
ことを特徴とする構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項２】
前記検出部はコイルを有し、前記コイルにパルス電圧を印加することで該コイルから前記パイプに磁界を与えるとともに、前記磁界により前記パイプで誘起される渦電流の影響を受けて変化する前記コイルから得られる電圧検出信号の波形の勾配を前記変化量として検出することを特徴とする請求項1記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項３】
前記検出部は、非磁性材料から形成された中空の軸状部材と、前記軸状部材の内部で軸状部材の中心軸を中心として巻回されたコイルとで構成され、前記コイルにパルス電圧を印加することで該コイルから前記パイプに磁界を与えるとともに、前記磁界により前記パイプで誘起される渦電流の影響を受けて変化する前記コイルから得られる電圧検出信号の波形の勾配を前記変化量として検出し、この検出は、前記削孔穴の外部で前記コイルに接続された検出回路で行われることを特徴とする請求項1記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項４】
前記削孔穴は、前記構造体の表面に対して直交する方向に形成されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項５】
前記構造物は多数のブロック列が目地を介して積層されたトンネルの壁部あるいは橋梁の高欄部分あるいは柱壁部であり、前記削孔穴は、前記構造物の表面に位置するブロック列のブロックを貫通して前記構造物の内部に位置するブロック列のブロックに至るように形成され、前記パイプは前記構造物の内部に位置するブロック列のブロックに固定されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項６】
前記構造物はコンクリートで構成されており、前記削孔穴は、前記構造物の表面に位置するコンクリート箇所を貫通して前記構造物の内部に位置するコンクリート箇所に至るように形成され、前記パイプは前記構造物の内部に位置するコンクリート箇所に固定されていることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項７】
前記構造物はコンクリートが吹き付けあるいは打設されることによって構成されていることを特徴とする請求項７記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項８】
前記削孔穴が開口する前記構造体の表面への前記検出部の部分の固定は、取り外し可能になされることを特徴とする請求項１乃至８に何れか１項記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項９】
前記検出部で検出された前記変化量から前記相対的変位を計測し、前記計測された相対的変位のデータをサーバーに収集しておき、前記サーバーと端末装置とをネットワークを介して接続するとともに、前記サーバーに収集された前記相対的変位のデータを前記端末装置から前記ネットワークを介してアクセスすることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項１０】
前記検出部で検出された前記変化量から前記相対的変位を計測し、前記計測された相対的変位のデータをサーバーに収集しておき、前記サーバーと端末装置とをネットワークを介して接続するとともに、前記サーバーに収集された前記相対的変位のデータを前記サーバーから前記ネットワークを介して前記端末装置に配信することを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【請求項１１】
前記ひび割れの検出は、それまで発生していなかったひび割れを新たに検出し、あるいは、もともとあるひび割れの進展あるいは変位を検出することであることを特徴とする請求項１記載の構造物の内部のひび割れの検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２００６−１５３５０５（Ｐ２００６−１５３５０５Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４０８８１（Ｐ２００４−３４０８８１）
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１１月２５日（２００４．１１．２５）
【出願人】（３０２０６０９２６）株式会社フジタ (285)
【出願人】（０００１７３７８４）財団法人鉄道総合技術研究所 (1,666)
【Ｆターム（参考）】
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