特開 2024-5047 岩盤評価方法及び岩盤評価装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024005047

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】岩盤評価方法及び岩盤評価装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/88 20060101AFI20240110BHJP

   G01N 21/954 20060101ALI20240110BHJP

   E21D 9/093 20060101ALI20240110BHJP

   G06T 7/00 20170101ALI20240110BHJP

   G06V 10/40 20220101ALI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01N21/88 J

G01N21/954 A

E21D9/093 F

G06T7/00 300F

G06V10/40

【審査請求】未請求

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022105028

(22)【出願日】2022-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】000001373

【氏名又は名称】鹿島建設株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110002468

【氏名又は名称】弁理士法人後藤特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】戸邉 勇人

(72)【発明者】

【氏名】宮嶋 保幸

(72)【発明者】

【氏名】山下 慧

【テーマコード（参考）】

2D054

2G051

5L096

【Ｆターム（参考）】

2D054AB07

2D054AC20

2D054GA10

2D054GA15

2D054GA17

2G051AA90

2G051AB03

2G051CA04

2G051EA11

2G051EA16

2G051EC02

2G051ED04

5L096BA03

5L096CA02

5L096FA17

5L096FA32

5L096FA52

5L096FA66

5L096GA19

5L096JA11

5L096JA22

(57)【要約】

【課題】岩盤全体の評価を定量的に行う。
【解決手段】岩盤評価方法は、評価対象となる岩盤の範囲の画像Ｐを、亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分するステップと、画像Ｐを複数の領域Ｒに分割するステップと、領域Ｒ内において生じている亀裂の間隔を領域Ｒ毎に算出するステップと、算出された間隔に応じて複数の領域Ｒを複数の階級のうち該当する階級へとそれぞれ振り分けるステップと、各階級に振り分けられた領域Ｒの数に基づいて、岩盤全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求めるステップと、亀裂間隔傾向曲線から岩盤全体に生じている亀裂の間隔を代表する代表亀裂間隔Ｉを求めるステップと、を含む。
【選択図】図５

【特許請求の範囲】

【請求項1】

岩盤に生じている亀裂の状態を評価する岩盤評価方法であって、
評価対象となる前記岩盤の範囲の画像を取得し、前記画像を、亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分するステップと、
前記画像を複数の領域に分割するステップと、
前記領域内において生じている亀裂の間隔を前記領域毎に算出するステップと、
前記間隔の大きさを複数の階級に区分し、算出された前記間隔に応じて複数の前記領域を前記複数の階級のうち該当する階級へとそれぞれ振り分けるステップと、
各階級に振り分けられた前記領域の数に基づいて、前記岩盤全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求めるステップと、
前記亀裂間隔傾向曲線から前記岩盤全体に生じている亀裂の間隔を代表する代表亀裂間隔を求めるステップと、を含む、
岩盤評価方法。

【請求項2】

前記亀裂間隔傾向曲線は、
横軸を亀裂間隔、縦軸を前記岩盤全体に対して前記領域が占める割合としたグラフにおいて、
算出された前記間隔が前記横軸に示される前記亀裂間隔以下となっている前記領域が、評価対象となる前記岩盤全体に対してどの程度の割合で存在しているかを示す曲線である、
請求項１に記載の岩盤評価方法。

【請求項3】

前記代表亀裂間隔は、前記岩盤全体に占める前記領域の割合を予め設定された代表割合とした場合に、前記亀裂間隔傾向曲線から得られる前記亀裂間隔である、
請求項２に記載の岩盤評価方法。

【請求項4】

前記亀裂間隔傾向曲線の形状に基づいて、前記岩盤全体の状態を判定するステップをさらに含む、
請求項１から３の何れか１つに記載の岩盤評価方法。

【請求項5】

岩盤に生じている亀裂の状態を評価する岩盤評価装置であって、
評価対象となる前記岩盤の範囲の画像を取得し、前記画像を、亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分する亀裂画素抽出部と、
前記画像を複数の領域に分割する画像分割部と、
前記領域内において生じている亀裂の間隔を前記領域毎に算出する亀裂間隔算出部と、
前記間隔の大きさを複数の階級に区分し、算出された前記間隔に応じて前記領域を複数の前記階級の何れかの階級に振り分ける領域振分部と、
各階級に振り分けられた前記領域の数に基づいて、前記岩盤全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求める曲線算出部と、
前記亀裂間隔傾向曲線から前記岩盤全体に生じている亀裂の指標となる代表亀裂間隔を求める代表亀裂間隔算出部と、を備える、
岩盤評価装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、岩盤評価方法及び岩盤評価装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、岩盤に生じている亀裂の状態を解析し、亀裂が延びている方向を表示する亀裂解析方法が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－４３８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１に記載された亀裂解析方法によれば、亀裂が延びている方向を表示することにより、作業員に岩盤のどの部分にどのような亀裂が生じているかを直感的に把握させることが可能である。一方で、特許文献１に記載された亀裂解析方法では、岩盤全体の評価については示されないことから、岩盤全体の状態については依然として作業員が目視によって確認し、評価している。しかしながら、このような作業員の主観による評価は、個人差が生じやすいことから、岩盤全体への剥落対策等を検討するための指標としては適していない。

【0005】

本発明は、岩盤全体の評価を定量的に行うことが可能な方法及び装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、岩盤に生じている亀裂の状態を評価する岩盤評価方法であって、評価対象となる岩盤の範囲の画像を取得し、画像を、亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分するステップと、画像を複数の領域に分割するステップと、領域内において生じている亀裂の間隔を領域毎に算出するステップと、間隔の大きさを複数の階級に区分し、算出された間隔に応じて複数の領域を複数の階級のうち該当する階級へとそれぞれ振り分けるステップと、各階級に振り分けられた領域の数に基づいて、岩盤全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求めるステップと、亀裂間隔傾向曲線から岩盤全体に生じている亀裂の間隔を代表する代表亀裂間隔を求めるステップと、を含む。

【0007】

また、本発明は、岩盤に生じている亀裂の状態を評価する岩盤評価装置であって、評価対象となる岩盤の範囲の画像を取得し、画像を、亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分する亀裂画素抽出部と、画像を複数の領域に分割する画像分割部と、領域内において生じている亀裂の間隔を領域毎に算出する亀裂間隔算出部と、間隔の大きさを複数の階級に区分し、算出された間隔に応じて領域を複数の階級の何れかの階級に振り分ける領域振分部と、各階級に振り分けられた領域の数に基づいて、岩盤全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求める曲線算出部と、亀裂間隔傾向曲線から岩盤全体に生じている亀裂の指標となる代表亀裂間隔を求める代表亀裂間隔算出部と、を備える。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、岩盤全体の評価を定量的に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】本発明の実施形態に係る岩盤評価装置の評価対象となる岩盤の一例（切羽）を示す概略図である。

【図2】本発明の実施形態に係る岩盤評価装置のブロック図である。

【図3】岩盤の画像データの一例を示す図である。

【図4】分割された画像の中の１つの領域を示す図である。

【図5】岩盤評価装置において求められる亀裂間隔傾向曲線について説明するためのグラフである。

【図6】亀裂間隔傾向曲線から把握される代表亀裂間隔について説明するためのグラフである。

【図7】岩盤評価装置において行われる処理手順を示したフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る岩盤評価装置１０及び岩盤評価方法について説明する。

【0011】

本発明の実施形態に係る岩盤評価装置１０は、岩盤の状態、具体的には、岩盤が剥落しやすい状態となっているか否かを定量的に評価する装置であり、例えば、図１に示されるように、ＮＡＴＭ工法によってトンネル１を構築する際に掘削面となる切羽２（岩盤）の状態を評価するものである。

【0012】

以下では、岩盤評価装置１０が、図１に示されるような切羽２（岩盤）の状態を評価するために用いられる場合について説明する。なお、岩盤評価装置１０の評価対象となる岩盤は、切羽２に限定されず、掘削によって露出した岩盤であればよく、切羽２以外のトンネル１内の掘削面であってもよいし、切土法面であってもよい。

【0013】

山岳トンネル等の施工に主に用いられるＮＡＴＭ工法では、発破工程、ズリ出し工程、一次コンクリート吹付工程、支保工建込工程及び二次コンクリート吹付工程を１～３ｍごとに繰り返すことにより、図１に示されるようなトンネル１が構築される。

【0014】

支保工建込工程以後の工程では、切羽２の近傍において作業員が作業を行うことがあることから、作業の安全性を高めるために、剥落するおそれがある切羽２に対して予めコンクリート材料を吹付けたりボルトを打込んだりすることにより、切羽２を安定させている。

【0015】

このように切羽２に対してコンクリート材料を吹付けたりボルトを打ち込んだりするにあたって、切羽２の状態、具体的には、切羽２が剥落しやすいか否かを全体的に評価する必要があるが、この評価は、一般的に作業員が切羽２に生じている亀裂の状態を目視により確認することによって行われる。しかしながら、このような作業員の主観による評価は、作業員の熟練度が高い場合であっても個人差が生じやすいことから、切羽２全体への剥落対策等を検討するための指標として適しているとは言えない。

【0016】

そこで本実施形態では、以下に示す岩盤評価装置１０により、切羽２（岩盤）全体の評価を定量的に行うことを可能としている。

【0017】

岩盤評価装置１０は、図２に示すように、撮像部２０によって撮像された画像を処理する画像処理部１１と、処理された画像に基づいて後述の亀裂間隔傾向曲線等を算出する演算部１２と、演算部１２の算出結果に基づいて切羽２（岩盤）全体の状態を評価する評価部１３と、演算部１２及び評価部１３で用いられる演算式や判定基準等が記憶されるとともに演算結果や評価結果が記憶される記憶部１４と、を備える。

【0018】

岩盤評価装置１０は、具体的には、ＣＰＵ（中央演算処理装置）、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）、ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）、及びＩ／Ｏインターフェース（入出力インターフェース）を備えたマイクロコンピュータで構成される。ＲＡＭはＣＰＵの処理におけるデータを記憶し、ＲＯＭはＣＰＵの制御プログラム等を予め記憶し、Ｉ／Ｏインターフェースは岩盤評価装置１０に接続された撮像部２０や表示部３０、図示しない入力部との情報の入出力に使用される。ＲＡＭ及びＲＯＭは記憶部１４に相当する。なお、画像処理部１１、演算部１２及び評価部１３は、岩盤評価装置１０の各機能を、仮想的なユニットとして示したものであり、物理的に存在することを意味するものではない。

【0019】

撮像部２０は、有線又は無線で岩盤評価装置１０に接続されたデジタルカメラであり、撮像部２０によって撮像された切羽２の画像Ｐ（図３参照）は、岩盤評価装置１０の画像処理部１１へと送られる。なお、撮像部２０は、デジタルカメラに限定されず、切羽の画像Ｐを撮像可能な装置であればどのような装置であってもよい。

【0020】

表示部３０は、演算部１２で演算された結果や評価部１３で評価された結果、撮像部２０で撮像された画像Ｐ等を表示可能なディスプレイ装置である。

【0021】

このように岩盤評価装置１０と、岩盤評価装置１０に接続される機器により岩盤評価システム１００が構築される。

【0022】

続いて、岩盤評価装置１０の各部の機能について説明する。

【0023】

画像処理部１１は、評価対象となる切羽２（岩盤）の範囲の画像Ｐを取得し、画像Ｐ内の画素を亀裂が生じている部分を示す亀裂画素と、亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素と、に区分する亀裂画素抽出部１１ａと、亀裂画素と非亀裂画素とに区分された画像Ｐを予め設定されたピクセル数を有する複数の領域Ｒに分割する画像分割部１１ｂと、を有する。

【0024】

亀裂画素抽出部１１ａでは、撮像部２０によって撮像された切羽２全体の画像Ｐをデジタルデータとして取り込む処理が行われるとともに、取り込まれた画像Ｐを白色と黒色との２階調に変換する二値化処理が行われる。また、亀裂画素抽出部１１ａでは、二値化処理された画像Ｐ中の白色画素を亀裂が生じている部分を示す亀裂画素として抽出し、黒色画素を亀裂が生じていない部分を示す非亀裂画素として抽出する抽出処理が行われる。なお、撮像部２０によって撮像された画像内に評価対象となる切羽２以外の部分が写っている場合には、切羽２の外縁に相当する範囲内の画像が切羽２全体の画像Ｐとして抽出された後に亀裂画素抽出部１１ａに取り込まれる。

【0025】

画像分割部１１ｂでは、亀裂画素抽出部１１ａによって二値化処理された画像Ｐを予め設定された間隔で複数に分割する処理が行われる。具体的には、例えば、図３において点線で示されるような一定の間隔において切羽２全体の画像Ｐを正方形状に分割する。分割によって生成された各領域Ｒは、例えば、図４に示すように、２０×２０のピクセルで構成される。なお、領域Ｒの形状は、図４に示されるような正方形に限定されず、長方形であってもよいし、他の形状であってもよい。また、領域Ｒを構成するピクセル数も撮像部２０の画素数に応じて任意の大きさに変更可能である。

【0026】

演算部１２は、領域Ｒ内において生じている亀裂の間隔を領域Ｒ毎に算出する亀裂間隔算出部１２ａと、間隔の大きさを複数の階級に区分し、算出された間隔に応じて領域Ｒを複数の階級の何れかの階級に振り分ける領域振分部１２ｂと、各階級に振り分けられた領域Ｒの数に基づいて、切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線を求める曲線算出部１２ｃと、亀裂間隔傾向曲線から切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の指標となる代表亀裂間隔Ｉを求める代表亀裂間隔算出部１２ｄと、を有する。

【0027】

亀裂間隔算出部１２ａでは、図４に示すように、水平方向に沿って延びる亀裂計測線Ｌ上に位置する亀裂画素（白色画素）の数をカウントし、亀裂計測線Ｌに沿う方向における領域Ｒの長さである領域サイズＳをカウントされた亀裂画素の数で除することにより各領域Ｒの亀裂間隔を算出する処理が行われる。なお、亀裂計測線Ｌ上において白色画素が連続して存在している場合は、１つの亀裂としてカウントされる。したがって、図４に示す例においてカウントされる亀裂数は４つであり、算出される亀裂間隔はＳ／４となる。亀裂間隔の算出に用いられる領域サイズＳは、ピクセル数から推定される実際の切羽２における長さであるが、例えば領域サイズＳが１ｍとなるように領域Ｒのピクセル数が設定されていてもよい。

【0028】

なお、亀裂計測線Ｌの位置は、領域Ｒの略中心を通る位置である必要はなく、各領域Ｒに対して同じ位置となるように設定されていれば、どのような位置であってもよい。また、亀裂計測線Ｌの数は、１本に限定されず、複数本であってもよく、この場合、各亀裂計測線Ｌにおいて算出された亀裂間隔の平均値または最大値が亀裂間隔として算出される。

【0029】

また、亀裂計測線Ｌは、水平方向に沿って延びる線に限定されず、鉛直方向に沿って延びる線であってもよいし、水平方向に対して所定の角度で傾いて延びる線であってもよい。図４に示すように亀裂計測線Ｌが水平方向に沿って延びている場合、亀裂間隔を算出する際に用いられる領域Ｒの長さは、水平方向における領域Ｒの一辺の長さ（領域サイズＳ）となるが、亀裂計測線Ｌが鉛直方向に沿って延びている場合、亀裂間隔を算出する際に用いられる領域Ｒの長さは、鉛直方向における領域Ｒの一辺の長さとなる。

【0030】

領域振分部１２ｂは、各領域Ｒを亀裂間隔の大きさに応じて振り分けるために予め設定された複数の階級を有する。例えば、亀裂計測線Ｌに沿う方向における領域Ｒの長さが領域サイズＳである場合、亀裂間隔が０以上０．１Ｓ未満を１番目の階級、亀裂間隔が０．１Ｓ以上０．２Ｓ未満を２番目の階級とし、亀裂間隔がＳ以上、すなわち、亀裂がカウントされなかった場合を１１番目の階級とする１１個の階級が予め設定される。なお、この階級設定は一例であり、階級数はこれよりも多くてもよいし少なくてもよい。但し、各階級における亀裂間隔の範囲は等しく設定されることが好ましい。

【0031】

領域振分部１２ｂでは、このように予め設定された複数の階級の何れかへと、亀裂間隔算出部１２ａで算出された亀裂間隔に応じて各領域Ｒを振り分ける振分処理が行われる。これにより図５に示すように横軸を階級（亀裂間隔）とし、縦軸（図５中左側）を領域Ｒの数（度数）とするヒストグラム（度数分布表）が生成される。

【0032】

曲線算出部１２ｃでは、領域振分部１２ｂにおいて各階級に振り分けられた領域Ｒの数（度数）を基に、亀裂間隔が小さい階級（例えば、上述の１番目の階級）からの累積相対度数分布を生成した後、累積相対度数分布から図５に示される累積相対度数曲線（累積相対度数分布折線）を亀裂間隔傾向曲線として求める処理が行われる。

【0033】

曲線算出部１２ｃにより求められる亀裂間隔傾向曲線は、図５に示すように横軸を亀裂間隔とし、縦軸（図５中右側）を切羽２（岩盤）全体に占める領域Ｒの割合（累積相対度数）とする折れ線グラフとなる。なお、上述のようにして求められた折れ線グラフの近似曲線を亀裂間隔傾向曲線としてもよい。

【0034】

代表亀裂間隔算出部１２ｄでは、曲線算出部１２ｃによって求められた亀裂間隔傾向曲線において、予め設定された代表割合となるときの亀裂間隔を、切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の指標となる代表亀裂間隔Ｉとして求める処理が行われる。代表割合は、任意の割合であるが、例えば、３０％前後の割合に設定される。

【0035】

このようにして求められた代表亀裂間隔Ｉから、切羽２（岩盤）全体において代表割合（例えば３０％）の領域Ｒの亀裂間隔は、代表亀裂間隔Ｉ以下となっていること、換言すれば、代表亀裂間隔Ｉ以下の間隔の亀裂が生じている領域Ｒの割合は、切羽２（岩盤）全体に対して代表割合（例えば３０％）となっていることが示される。また、代表割合を５０％とした場合、代表亀裂間隔Ｉは、切羽２（岩盤）の平均的な亀裂間隔を示すことになる。

【0036】

以上のように演算部１２により、切羽２（岩盤）全体の状態を定量化した代表亀裂間隔Ｉが求められる。

【0037】

評価部１３は、上述のように演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉや亀裂間隔傾向曲線の波形に基づいて、切羽２（岩盤）全体の亀裂の状態を評価する。

【0038】

例えば、図６に示すように、３つの傾向を示す亀裂間隔傾向曲線（第１パターンＡ，第２パターンＢ，第３パターンＣ）があった場合、代表割合に対する代表亀裂間隔Ｉ１が最も小さい第１パターンＡの切羽２（岩盤）は、細かい亀裂が多く、全体として比較的剥落しやすい状態にあるといえる一方、代表亀裂間隔Ｉ３が最も大きい第３パターンＣの切羽２（岩盤）は、細かい亀裂が少なく、全体として比較的剥落しにくい状態にあるといえる。

【0039】

また、代表亀裂間隔Ｉ２の大きさが第１パターンＡと第３パターンＣとの間である第２パターンＢの切羽２（岩盤）は、細かい亀裂と粗い亀裂とが比較的均等に分布した状態にあるといえる。

【0040】

このため、評価部１３は、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉと、予め設定された基準値と、を比較することにより切羽２（岩盤）全体の状態を評価している。

【0041】

具体的には、図６に示すように、例えば、亀裂計測線Ｌに沿う方向における領域Ｒの長さが領域サイズＳである場合、第１基準値を０．３Ｓ、第２基準値を０．７Ｓとし、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉが第１基準値以下である場合には、比較的剥落しやすい状態にあると判定し、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉが第２基準値以上である場合には、比較的剥落しにくい状態にあると判定し、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉが第１基準値よりも大きく第２基準値よりも小さい場合には、細かい亀裂と粗い亀裂とが比較的均等に分布した状態にあると判定する。なお、予め設定される基準値は２つに限定されず、１つであってもよいし、３つ以上設定されていてもよい。

【0042】

このように評価部１３によって判定された結果は、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉとともに表示部３０に表示される。これにより、作業員は定量的に評価された切羽２（岩盤）全体の状態を把握することができる。

【0043】

なお、評価部１３による評価を行わず、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉのみを表示部３０に表示するようにしてもよく、この場合も、作業員は切羽２（岩盤）全体の状態を定量化した代表亀裂間隔Ｉの大きさから切羽２全体の状態を把握することができる。また、切羽２（岩盤）全体の状態を作業員に対して視覚的に分かりやすくするためには、表示部３０に、代表亀裂間隔Ｉとともに、図５に示されるようなグラフを表示することが好ましい。

【0044】

また、図６に示すように、比較的剥落しやすい状態にあると判定される第１パターンＡは、亀裂間隔が比較的小さい領域での上昇率が大きくなる。このため、亀裂間隔傾向曲線の形状が、例えば、図６に示す第１判定ラインを超える部分がある場合には、切羽２（岩盤）が比較的剥落しやすい状態にあると判定するようにしてもよい。

【0045】

一方で、図６に示すように、比較的剥落しにくい状態にあると判定される第３パターンＣは、亀裂間隔が比較的大きい領域に至るまで上昇率が小さくなる。このため、亀裂間隔傾向曲線の形状が、例えば、図６に示す第２判定ラインを超える部分がある場合には、切羽２（岩盤）が比較的剥落しにくい状態にあると判定するようにしてもよい。

【0046】

また、第２パターンＢのように、亀裂間隔傾向曲線の形状が第１判定ラインと第２判定ラインとの間にある場合、切羽２（岩盤）は細かい亀裂や粗い亀裂が比較的均等に分布していると判定するようにしてもよい。なお、第２パターンＢは、図５に示される亀裂間隔傾向曲線を多項式近似することにより求められた近似式である。近似方法は、多項式近似に限定されず、対数近似や指数近似であってもよい。

【0047】

このように切羽２（岩盤）の状態の評価は、演算部１２で求められた亀裂間隔傾向曲線の形状に基づいて行うことも可能である。

【0048】

評価部１３において判定に用いられる代表亀裂間隔Ｉの第１及び第２基準値や上述の第１及び第２判定ラインは、予め記憶部１４に記憶される。また、演算部１２において代表亀裂間隔Ｉを求める際に用いられる代表割合についても予め記憶部１４に記憶される。なお、これら基準値等は、切羽２（岩盤）の評価を行う際に、図示しない入力部を介して作業員によりその都度入力されてもよい。

【0049】

次に、上記構成の岩盤評価装置１０により行われる岩盤評価方法について、図７のフローチャートを参酌して説明する。

【0050】

まず、ステップＳ１０において、撮像部２０によって撮像された切羽２（岩盤）の画像Ｐが画像処理部１１の亀裂画素抽出部１１ａに評価対象の画像Ｐとして取り込まれる。

【0051】

続くステップＳ１１において、取り込まれた画像Ｐは、亀裂画素抽出部１１ａによって二値化処理され、亀裂が生じている部分（亀裂画素）と亀裂が生じていない部分（非亀裂画素）とに区分される。

【0052】

二値化処理された画像Ｐは、続くステップＳ１２において、画像分割部１１ｂにより、予め設定された間隔で複数の領域Ｒに分割される。なお、ステップＳ１２において行われる画像Ｐの分割は、二値化処理を行うステップＳ１１の前に行われてもよい。

【0053】

次に、ステップＳ１３において、演算部１２の亀裂間隔算出部１２ａにより、複数に分割された各領域Ｒ内において生じている亀裂の間隔が上述の手順によって領域Ｒ毎にそれぞれ算出される。

【0054】

亀裂間隔の大きさが確定した領域Ｒは、続くステップＳ１４において、演算部１２の領域振分部１２ｂにより、亀裂間隔の大きさに応じて複数の階級の何れかの階級へと振り分けられる。

【0055】

続くステップＳ１５では、演算部１２の曲線算出部１２ｃにより、各階級に振り分けられた領域Ｒの数に基づいて、切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線が上述の手順によって求められる。

【0056】

亀裂間隔傾向曲線が求められると、続くステップＳ１６において、演算部１２の代表亀裂間隔算出部１２ｄにより、切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の指標となる代表亀裂間隔Ｉが上述の手順によって求められる。

【0057】

上記工程を経て切羽２（岩盤）全体の代表亀裂間隔Ｉが求められると、ステップＳ１７に進み、評価部１３により、代表亀裂間隔Ｉに基づいて切羽２（岩盤）全体の状態が上述の手順によって判定される。

【0058】

評価部１３によって判定された結果は、演算部１２によって算出された代表亀裂間隔Ｉとともに表示部３０に表示される。これにより岩盤評価装置１０により行われる岩盤評価方法が完了し、作業員は、表示部３０に表示された内容を見ることによって、定量的に評価された切羽２（岩盤）全体の状態を把握することができる。なお、表示部３０に表示される内容は、作業員が携帯する端末等に表示されてもよい。

【0059】

以上の実施形態によれば、以下に示す作用効果を奏する。

【0060】

岩盤評価装置１０では、領域Ｒ毎に亀裂の間隔を算出した後、算出された亀裂間隔に応じて領域Ｒを階級毎に振り分け、各階級に振り分けられた領域Ｒの数に基づいて切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の傾向を示す亀裂間隔傾向曲線が求められる。そして、この亀裂間隔傾向曲線から切羽２（岩盤）全体に生じている亀裂の間隔を代表する代表亀裂間隔Ｉが求められる。

【0061】

このように、切羽２（岩盤）全体の状態を定量化した代表亀裂間隔Ｉは、各領域Ｒ内において生じている亀裂の間隔が反映された亀裂間隔傾向曲線から求められたものであって、撮像部２０を介して取得された画像Ｐから自動的に求められる。したがって、このように求められた代表亀裂間隔Ｉを指標とすることで、作業員の判断を介することなく、切羽２（岩盤）全体の評価を定量的に行うことができる。

【0062】

また、切羽２（岩盤）全体の状態が代表亀裂間隔Ｉという数値で表現されるため、切羽２全体への剥落対策等を検討するための指標として代表亀裂間隔Ｉを用いることにより、必要な対策を定量的に選定することが可能となり、過剰な対策を施すことが抑制されることで結果として対策コストを低減させることができる。

【0063】

また、切羽２（岩盤）全体の状態に応じて最適な対策を定量的に選定することが可能となることで剥落が生じることが未然に防止され、結果として作業員の安全性を向上させることができる。

【0064】

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。

【符号の説明】

【0065】

１０・・・岩盤評価装置
２・・・切羽（岩盤）
１１・・・画像処理部
１１ａ・・・亀裂画素抽出部
１１ｂ・・・画像分割部
１２・・・演算部
１２ａ・・・亀裂間隔算出部
１２ｂ・・・領域振分部
１２ｃ・・・曲線算出部
１２ｄ・・・代表亀裂間隔算出部
１３・・・評価部
２０・・・撮像部
３０・・・表示部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】