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音響伝播特性を用いた斜面地震の水分量センサーの開発

利用声传播特性开发斜坡地震湿度传感器

基本信息

批准号：
18656132
负责人：
内村太郎
金额：
$ 2.18万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Exploratory Research
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

项目摘要

前年度に引き続き、地盤中を伝わる音波(弾性振動)の伝播特性の変化を利用して、土壌水分量(飽和度)を推定する技術の開発を試みた。斜面防災において、法尻部に音波の発信機と受信機を数m〜数10m離して埋設し、その間の測線上の音波の伝わり方の変化を捉えることで、測線上のどこかが高含水比になったことが検知できれば、少ない機器で広範囲の斜面地盤内の土壌水分量を監視でき、効率的な警報システムに応用できる。19年度は、土槽内に不飽和砂質土を詰めた模型地盤内で、弾性波の伝播速度と飽和度の関係を調べた。まず、模型地盤内で効率的に弾性波を発生させ、また受信できる素子を開発した。これには、圧電効果で電圧に応じて振動板がたわみ変形する圧電スピーカーに防水処理を施し、振動板が直接土と接触するように埋めるのが、効率がよいことが分かった。従来は、電圧に応じて軸方向に伸縮する圧電素子が一般に使われていたが、これでは変位が小さく、不飽和土中では減衰が大きいために振動が届かなかったが、本研究の方法はこの問題をある程度解決する方法の一つである。この方法で発生する振動は、主にP波が受信センサーに伝わると考えられるが、小型土槽中の実験では拘束圧がきわめて低いために、伝播速度が遅く、また飽和度による速度の変化は、三軸供試体内の速度ほど顕著ではなかった。これは、前年度の三軸供試体での試験で、拘束圧が低いほど飽和度による速度の変化が小さくなる傾向にあったのと一致する結果である。

In the past year, the development of technology for estimating the propagation characteristics of sound waves (acoustic vibrations) in soil and water components (saturation) has been tested. Inclined surface disaster prevention, sound wave transmitter and receiver at the bottom of the sound wave transmitter and receiver at a distance of several m ~ several 10m, buried in the ground, the sound wave transmission on the line between the two sides of the sound wave transmission direction change, detection, detection, The relationship between propagation velocity and saturation of unsaturated sandy soil in soil channel was adjusted in 1999. In this paper, the author introduces the theory of the theory and method of the model. For example, the vibration plate has a high voltage and high efficiency. The method of this study is to solve this problem to a certain extent. This method generates vibration, main P wave, received signal, low pressure, propagation velocity, saturation, velocity variation, and velocity variation in triaxial test. This is the result of the experiment on the triaxial test samples of the previous year, the variation of the velocity between low and medium saturation, and the variation of the velocity between low and medium saturation.