道路斜面防災の新しい展開を模索するー新技術の開発と実際への適用ー

道路斜面防災の新しい展開を模索する ー新技術の開発と実際への適用ー GISを活用したハザード評価技術岩盤内部構造の探査技術岩盤崩壊のモニタリング技術光ファイバセンサを用いた斜面表層崩壊モニタリング技術事前通行規制・日常管理の高度化斜面崩壊リスクの評価・提示方法　　　　　　　（リスマネジメント技術）

光ファイバセンサの検証・開発の実施　　　　（共同研究：Ｈ１１年度末～Ｈ１４年度）光ファイバセンサの検証・開発の実施　　　　（共同研究：Ｈ１１年度末～Ｈ１４年度）独立行政法人土木研究所　材料地盤研究グループ土質チーム • アイレック技建株式会社 • NTTアドバンステクノロジ株式会社 • NTTインフラネット株式会社 • 応用地質株式会社 • 株式会社エーティック • 株式会社興和 • 株式会社フジクラ • 住友電気工業株式会社 • 昭和電線電纜株式会社 • 長菱制御システム株式会社 • 西日本菱重興産株式会社 • 日本電信電話株式会社 • 日本地研株式会社 • 日立電線株式会社民間 14 社

擁壁等のひずみ測定 河川堤防の崩壊監視ひび割れ：レーリー散乱光　　　　　　→ひずみ：ブリルアン散乱光,FBG 崩壊変位：ブリルアン散乱光温度変化：ラマン散乱光舗装路面の凍結監視温度変化：ラマン散乱光土木分野での光ファイバセンサによる計測・監視技術

道路斜面の崩壊監視 課　題：不特定域で発生する崩壊の捕捉の可能性・計測精度・設置法・地形・地質条件とセンサの　選定方法　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　等

①反射光の検出　　　　　　　　BOTDR、FBG等　　　　　②透過光の検出　　　　　　　　MDM等①反射光の検出　　　　　　　　BOTDR、FBG等　　　　　②透過光の検出　　　　　　　　MDM等曲げひずみ入射光放射光反射光（後方散乱光、Bragg波）コアクラッド透過光光ファイバセンサの計測原理光ファイバ内を通過する光の、光ファイバに生じた曲げやひずみによる光強度等の変化を計測

観測対象 観測部センサを連続して配置 ch切替器ライン１ライン２周辺機器光ファイバケーブル観測可能距離：最大10km程度測定器 (BOTDR等) 光ファイバセンサの概要・光ファイバケーブル自体をセンサとして使用・多数の計測区間が連続したラインセンサ

レーリー散乱光：　強度が距離、曲げに依存 ブリルアン散乱光：（BOTDR方式）　波長分布のピークがひずみに依存散乱光強度ラマン散乱光：　　強度が温度に依存 λ（入射波長）波長後方散乱光の波長分布 ①反射光の検出１）後方散乱光

波長分布シフト→ひずみ量 受光強度光パルス入射距離散乱光受光波長分布歪み発生部光ファイバ BOTDR：伸縮等によるブリルアン散乱光の波長分布　　　　　　　のシフトを計測

回折格子（Fiber　Bragg　Grating) 　　　　　約10mm クラッド Λ コア通過光入射光反射光（Bragg波）反射光（Bragg波）　外力による伸び（縮み） λ λ B B ’ Λ 入射光通過光 ´ ２）Bragg波 FBG:回折格子の伸縮による反射光（Bragg波）の波長の　　　変化を計測

放射光 透過光入射光 φ • 圧縮変化後　（縮み）（b) 　変化前（ｃ）　引張変化後　　（伸び）　光ファイバ（ＬーΔｌ）　　　　　　巻付ファイバ長（L) 　　　　　（Ｌ＋Δｌ）　強　　　　　　　　　　　透過光強度　　　　　　　　　　　弱 ②透過光の検出 MDM:巻付による透過光強度の変化を計測

国道19号 ＢＯＴＤＲ国道28号国道49号ＢＯＴＤＲＦＢＧ国道52号ＦＢＧ国道42号国道220号ＢＯＴＤＲＭＤＭフィールド試験による実験・検証・全国６カ所で　　　　フィールド試験　　（６チームに分化）・３つの測定方式　　　①BOTDR　　　　②FBG　　　　　　　③MDM ・設置位置　　　　　　①地中埋設　　　　②地表布設　　　　③地上架設

①地中埋設 ・杭固定、塩ビ管保護＜例：BOTDR＞（設置状況）（埋設後）

②地表布設 ・ピン固定、フレキシブル管保護＜例：FBG＞＜例：BOTDR＞

③地上架設 ・杭固定、塩ビ管保護＜例：MDM＞

吹付けのり面への設置事例 ・ピン固定、フレキシブル管保護＜例：BOTDR＞（固定状況：外部）（全景）（固定状況：内部）

崩壊計測事例＜国道２２０号：MDMセンサ＞ ＜現地全景＞

光ファイバセンサの配置および崩壊位置 至宮崎市崩壊位置

崩壊崖面 センサNo.13 崩壊状況

15.1mm　0.7mm　0.5mm　3.5mm 7.2mm (最終変位量) 12:10 243mm 181mm 84mm　　　 99mm　　　　 63mm 事前通行規制　（基準＝170mm） 6/20 6/21 6/22 日降水量月　日降雨状況および崩壊の計測結果

今後の課題 １）測定上の問題点の抽出と改良・開発・測定精度（温度補正等）・設置法（追従性等）２）活用のための検討・地形・地質条件とセンサの　　選定方法・設置コスト・運用方法（降雨との関連性）・メンテナンス　　　　　　　等

道路斜面防災の新しい展開を模索する ー新技術の開発と実際への適用ー