岩盤崩壊の観測手法 Monitoring method for rock slope failure

岩盤崩壊の特徴 Characteristics of rock slope failure 土石流、地滑り、がけ崩れに比べて発生頻度は低いが、甚大な災害となりうる　　　　　　　　　　　　　　　　The frequency of occurrence is less compared with debris flow, landslide and surface slope failure, but it may result in a heavy disaster. 前兆現象を認識しにくい場合も多い　　　　　　　　　　　Not so easy to recognize the warning sign in many cases

岩盤崩壊の形態 Type of rock slope failure 崩落　Fall すべり　Slide 転倒　Toppling 座屈　Buckling

研究の背景と目的 Background and purpose of the study 岩盤崩壊は大規模でハード対策は困難　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Rock slope failure occurs at a large scale in many cases, and ‘hard’ mitigation measures are difficult. 当面はモニタリングで対応せざるを得ない　　　　　　　　　　　　　　　　　Monitoring should be taken at present. 計測技術の向上と評価方法の開発が必要　　　　　　　　　　　　　　　Improvement of monitoring technique and 　　　　　　　　　　　　　　　　development of estimation technique are 　　　　　　　　　　　　　　　　　　necessary.　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 　　　　　　　　　　　　　　　　－ 岩盤斜面の観測データが不足 －　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Lack of monitoring data in actual rock 　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　slope to examine above problem 実際に岩盤斜面を計測　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　Monitoring of actual rock slope 豊浜トンネル岩盤崩落(1996年、日本) Large scale rock fall at Toyohama tunnel (in 1996, Japan)

岩盤崩壊モニタリング実施個所位置図 Location map of monitoring site for rock slope failure

Tiltmeter 計器の設置事例（天鳥橋西地区）Example of instruments installed on the rock slope (Amadoribashi-nishi monitoring site) Crack gauge Extensometer 伸縮計　Extensometer 亀裂変位計　Crack gauge 傾斜計　Tiltmeter 鋼尺　Steel scale ＡＥセンサー　　　　　　　　　　　　　　　　AE (acoustic emission) sensor ﾃﾞｼﾞﾀﾙｶﾒﾗ（画像計測)　　　　　　　　Digital camera (image measurement) 監視カメラ　Monitor camera 温度計　Thermometer 雨量計　Rain gauge　　　　　　　　　　　　　　etc. AE sensor Steel scale

周期的な変動特性 Cyclic fluctuation of data 伸縮計、亀裂変位計、傾斜計　Extensometer, Crack gauge, Tiltmeter 周期的な変動　Cyclic fluctuation　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　日変動、年変動　1 day cycle, 1 year cycle　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　温度との相関性　Correlative with temperature 岩盤崩壊に関係する累積変位を周期的変動と区別して検出する必要があるIt is necessary to detect accumulative movement related with failure distinctly from cyclic fluctuation. 夏 Summer Spring 年間の最大値 計測値 春 秋 Spring 春 Autumn Winter 年周期変動　　　　 冬 年間変動幅 Fluctuation range of 1 year cycle 年間の最小値 時間 ７月　 拡大　 １月　 １日の最大値 １日の最小値 １日　 １日の変動幅 Fluctuation range of 1 day cycle 日周期変動 計測値の周期的変動の模式図　Schematic figure of cyclic fluctuation of data

計測値の地区別年変動幅 fluctuation range of 1 year cycle in each site Extensometer Crack gauge Tiltmeter Fluctuation range of 1 year cycle：extensometer and crack gauge (mm) Fluctuation range of 1 year cycle：tiltmeter (degree) (Yasosuke site) Hokkaido (Babame site) Tohoku (Umijiri site) Kanto (Ousaka site) Hokuriku (Amadori-bashi nishi site) Kinki (Shimomyo site) Shikoku (Amagase site) Kyushu

Nov. 19, 1998 画像解析（固定されたデジタルカメラで撮影） Image measurement (taken using fixed digital camera) Nov. 19, 1998

Nov. 19, 1998

Jan. 21, 1999

Feb. 18, 1999

Feb. 28, 1999

２時期の画像の重ね合わせ（1998年11月19日及び1999年２月18日） Overlapping of 2 images taken in different time (Nov.11, 1998 and Feb.18, 1999)

２時期の画像の重ね合わせ（1998年11月19日及び1999年２月18日） Overlapping of 2 images taken in different time (Nov.11, 1998 and Feb.18, 1999)

岩盤ブロック縁のトレース Tracing lines of edges of rock blocks (Pixels) Extensometer S-1 Extensometer S-5 岩盤ブロック縁のトレース　Tracing lines of edges of rock blocks (Pixels)

Displacement (Pixels) Displacement (mm) Extensometer S-5 Extensometer S-1 各計測点の移動量　Displacement of each point

Number of AE event per minute Number of accumulative AE event 崩壊時のAEセンサーデータ　AE sensor data at the rock slope failure (March 15, 1999) AE：Acoustic emission (Elastic wave generated by the micro-scale internal destruction in the rock body)

転倒崩壊の事例（天鳥橋西地区）　 Example of toppling failure (Amadoribashi-nishi site)

Accumulative displacement graph (Amadoribashi-nishi site) A3 block failure A2 block failure Accumulative displacement graph (Amadoribashi-nishi site) 地盤伸縮計・地盤傾斜計累積変位 Accumulative displacement： Extensometer and tiltmeter A2 block Extensometer S-5 Accumulative displacement (mm) Accumulative tilt (minute) Ａ２小崩壊 A3 block Tiltmeter K-1 A3 block Extensometer S-1 日雨量 Daily rainfall Daily rainfall (mm)

Accumulative displacement graph (Amadoribashi-nishi site) A3 block failure A2 block failure Accumulative displacement graph (Amadoribashi-nishi site) 地盤伸縮計・地盤傾斜計累積変位 Accumulative displacement： Extensometer and tiltmeter A2 block Extensometer S-5 Accumulative displacement (mm) Accumulative tilt (minute) Ａ２小崩壊 A3 block Tiltmeter K-1 A3 block Extensometer S-1 日雨量 Daily rainfall Daily rainfall (mm)

Accumulative displacement graph of A2 block (Extensometer SL-5) A2ブロック累積変位（地盤伸縮計SL-5） Accumulative displacement graph of A2 block (Extensometer SL-5) Fitting curve (Best-fit with hourly data) estimated at 2/27 0:00 Actual failure time Accumulative displacement (mm) Predicted failure time：2/27 11:00 (predicted at 2/27 0:00

Example of gravity center Analysis (A2 block of 1999年11月 時点の形状 転倒予測位置の形状 Shape at predicted critical position of toppling Shape at Nov. 1999 転倒予測位置の重心 1999年11月 時点の重心 Gravity center at predicted critical position of toppling Gravity center at Nov. 1999 支点位置 Fulcrum 重心解析の例 （天鳥橋西地区Ａ２ブロック、 　側面図） Example of gravity center Analysis (A2 block of Amadoribashi-nishi site, Side view)