JP2001012933A - Method for measuring depth of crack in structure using surface wave - Google Patents

Method for measuring depth of crack in structure using surface wave

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JP2001012933A
JP2001012933A JP11219069A JP21906999A JP2001012933A JP 2001012933 A JP2001012933 A JP 2001012933A JP 11219069 A JP11219069 A JP 11219069A JP 21906999 A JP21906999 A JP 21906999A JP 2001012933 A JP2001012933 A JP 2001012933A
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crack
depth
wave
amplitude
corrected
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JP11219069A
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Kayo Go
佳曄 呉
Tadayuki Unno
忠行 海野
Kenichiro Egawa
顕一郎 江川
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Central Giken Kk
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Central Giken Kk
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To ensure high accuracy nondestructive measurement regardless of presence of a filler or an iron rod by sampling an oscillating elastic wave astride a crack and measuring the depth of a crack, based on the amplitude of a signal in front and rear of the crack. SOLUTION: Surface of a structure is oscillated by hitting it with a hammer, or the like, and an oscillation signal is sampled by means of a plurality of acceleration pickup sensors positioned on the opposite sides of a crack. In this regard, a surface wave is employed along with energy (speed or displacement amplitude) as a physical quantity. The wave energy decreases during propagation process and attenuates slightly due to viscosity of the structural material. The wave energy is varied across a crack and the extent of variation increases as the depth of the crack increases. Based on the propagation characteristics, acceleration signal in the data sampled by each sensor is integrated and converted into a speed signal thus correcting the effect of geometric attenuation in the amplitude of surface wave speed, wall thickness or sharing wave component. Depth of a crack is calculated using a corrected amplitude ratio determined through corrective analysis and a surface wavelength.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は,構造物のひび割れ
診断方法に関するものである。さらに詳しくは,ダムの
表面、トンネル・建築物壁等構造物の表面もしくは裏面
ひび割れの深さ又は有無に対する測定方法に関するもの
である。
The present invention relates to a method for diagnosing cracks in a structure. More specifically, the present invention relates to a method for measuring the depth or presence or absence of cracks on the front surface or the back surface of structures such as dam surfaces, tunnels and building walls.

【0002】[0002]

【従来の技術】コンクリート壁などに存在するひび割れ
は、壁全体の連続性の欠如,強度の低下,寿命の短縮な
どをもたらす。しかし、コンクリート材料は、温度,乾
燥,打設欠陥及び応力集中などの問題を常に有してお
り、ひび割れの発生はある意味で避けなれない面があ
る。したがって、ひび割れ状況の確認又は進展性を把握
することが、壁及び構造物の健全性を診断する検査にと
っては、重要なポイントであると考えている。
2. Description of the Related Art Cracks existing in concrete walls and the like cause a lack of continuity of the entire wall, a decrease in strength, a shortened life, and the like. However, concrete materials always have problems such as temperature, drying, casting defects and stress concentration, and the occurrence of cracks is inevitable in some sense. Therefore, it is considered that confirming the crack state or grasping the progress is an important point for the inspection for diagnosing the soundness of the wall and the structure.

【0003】ひび割れ深さの非破壊測定方法について
は、現時点で数種の方法が提案されている。この中に,
材料の中を伝達する弾性波もしくは音波を利用する方法
が多く含まれる。これら方法は、到達初動波の走行時
間,もしくは極性の変化によるひび割れの深さを推測す
る方法である。
At present, several methods have been proposed for nondestructive measurement of crack depth. In this,
Many methods use elastic waves or sound waves that propagate through a material. These methods are methods for estimating the traveling time of the first wave of arrival or the depth of a crack due to a change in polarity.

【0004】これら方法には、次の共通点が有る。ま
ず,伝搬した波の初動成分に注目する。初動波の到達時
間もしくは位相角と、ひび割れの幾何関係によって、ひ
び割れの深さを推測する方法である。次には,超音波発
振と受信装置を使う。これによると発振の時刻などが把
握しやすい。なお,一般的に縦波を利用する。縦波の伝
播速度がもっとも速くて分別しやすい。
[0004] These methods have the following common features. First, we focus on the initial component of the propagated wave. This is a method of estimating the depth of the crack based on the arrival time or phase angle of the initial wave and the geometric relationship of the crack. Next, use the ultrasonic oscillation and receiver. According to this, it is easy to grasp the time of oscillation and the like. Generally, longitudinal waves are used. Longitudinal wave propagation speed is the fastest and easy to sort.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】上記の方法は、操作が
簡単で理論も厳密であることから、金属探傷など分野に
おいて発展している。しかし、これらの方法を土木・建
築分野に使用するのは、現在のところ次に示すようにい
ろいろの不具合が有ると思われる。 (イ) 厚み寸法オーダーの違い:金属部材の厚みは一
般的に小さく、数mm数cmの場合が多い。一方コンク
リート構造物の場合ではトンネルのライニング,建築物
の壁など、数十cmか又はそれ以上の厚みを持つ。 (ロ) 材料性質の違い:金属材料は割合に均一であ
り、その中で伝播する波の減衰は小さい。但し,コンク
リートは複合材料であるので、波の散乱などが多くて減
衰も大きい。 (ハ) ひび割れ状態の違い。金属材料中のひび割れに
は、水,粉じんなど充填物がほとんどない。コンクリー
トの場合にはこれらのものを含んでいることが多く、さ
らに建築物のコンクリート壁には、鉄筋も多く埋設され
ている。なお、コンクリート壁のひび割れの両側が接触
している場合も多い。
The above-mentioned method has been developed in fields such as metal flaw detection because of its simple operation and rigorous theory. However, the use of these methods in the fields of civil engineering and construction seems to present various problems as described below. (B) Difference in thickness dimension order: The thickness of a metal member is generally small, often several mm and several cm. On the other hand, in the case of a concrete structure, it has a thickness of several tens cm or more, such as a lining of a tunnel and a wall of a building. (B) Difference in material properties: The metallic material is relatively uniform, and the attenuation of waves propagating in it is small. However, since concrete is a composite material, it has a large amount of wave scattering and a large attenuation. (C) Difference in crack state. Cracks in the metal material have almost no filling such as water and dust. In the case of concrete, these materials are often included, and many concrete bars are buried in the concrete walls of buildings. In many cases, both sides of the crack in the concrete wall are in contact with each other.

【0006】これら金属部材とコンクリート部材の差異
によって、既存方法ではコンクリート部材に対して、不
具合を生じることは当然であると言えよう。超音波発振
のエネルギーは非常に弱いことから、寸法と減衰が大き
いコンクリート部材のひび割れに関しては、先端を回折
伝搬してくる波は次第に弱くなり、S/N(信号/ノイ
ズ゛比)が顕著に低下してしまう。但し、縦波は、その
特性上、ひび割れの両側の接触面や粉じん・水及び鉄筋
等を通過する。この通過波のエネルギーは、ひび割れ先
端にて回折してくる波のエネルギーに近づくか、もしく
はそれ以上になると通過波を拾うこととなり、ひび割れ
の深さを実際より浅く判断してしまう。特に、ひび割れ
が深くなるほど回折波のエネルギーが弱くなり、判断誤
差の可能性が増えてくる。更に、実際の工事において
は、このような判断は危険側となってしまう。
Due to the difference between the metal member and the concrete member, it is natural that the existing method causes a problem with the concrete member. Since the energy of ultrasonic oscillation is very weak, the waves diffracting and propagating at the tip gradually become weaker and the S / N (signal / noise ratio) becomes remarkable for cracks in concrete members with large dimensions and large attenuation. Will drop. However, due to its characteristics, longitudinal waves pass through contact surfaces on both sides of the crack, dust, water, reinforcing steel, and the like. If the energy of the passing wave approaches or exceeds the energy of the wave diffracted at the tip of the crack, the passing wave is picked up, and the depth of the crack is judged to be shallower than it actually is. In particular, the energy of the diffracted wave becomes weaker as the crack becomes deeper, and the possibility of a judgment error increases. Further, in actual construction, such a judgment is dangerous.

【0007】なお,電流、塗料、赤外線、電磁波などを
用いてひび割れを探査する方法があるが,コンクリート
構造物に対して適用しにくい場合が多い。現状において
は、厚いコンクリート壁のひび割れに対しての有効な非
破壊方法は、まだ実現していないといわざるを得ない。
なおコアを抜いても、鉄筋の影響やひび割れの傾斜など
によって、必ずしも正確なデータを得られる保証がな
い。
Although there is a method for detecting cracks using electric current, paint, infrared rays, electromagnetic waves, etc., it is often difficult to apply the method to concrete structures. At present, it must be said that an effective non-destructive method for cracks in thick concrete walls has not yet been realized.
It should be noted that even if the core is removed, there is no guarantee that accurate data can be obtained due to the influence of the rebar or the inclination of cracks.

【0008】本発明は,以上とおりの従来技術の欠点を
克服し,ひび割れ面の接触、充填物、鉄筋などにほとん
ど影響されずに,メーターオーダー深さまで非破壊で探
査でき,新しい構造物のひび割れに対する診断方法を提
供することを目的としている。
The present invention overcomes the above-mentioned drawbacks of the prior art, and enables non-destructive exploration to a depth of the order of meters without being substantially affected by the contact of cracked surfaces, fillers, reinforcing bars, etc., and the cracking of new structures. The purpose is to provide a diagnostic method for

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明は,上記の課題を
解決するものとして,構造物の表面で打撃装置を用いて
発振し,構造物の表面に沿って伝達している表面波(レ
リー波)を用いてひび割れの深さを測定する方法であ
る。従来の方法と違い、本方法には次の特徴がある。超
音波発振ではなく、ハンマーなどの打撃により衝撃波を
発生させることから、エネルギーは格段に大きくなる。
なお,使われる波は、従来の縦波ではなく表面波(レリ
ー波)である。さらに,使われる物理量は、走行時間,
初動極性などではなく、エネルギー(速度もしくは変位
の振幅)である。
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned problems by providing a surface wave (relief wave) oscillated by a hitting device on the surface of a structure and transmitted along the surface of the structure. This is a method of measuring the depth of cracks using waves. Unlike the conventional method, the present method has the following features. Since a shock wave is generated by hitting with a hammer or the like instead of ultrasonic oscillation, energy is significantly increased.
The wave used is not a conventional longitudinal wave but a surface wave (Reilly wave). Furthermore, the physical quantities used are the running time,
It is energy (speed or amplitude of displacement), not initial motion polarity.

【0010】コンクリート構造物の表面において、打撃
により発生した波にはさまざまな成分(縦波,横波,表
面波,場所によって板波など)が含まれている。その中
の構造物の表面に沿って伝達していくエネルギーは、主
に表面波の形で伝達して行く。表面波の伝播過程では、
波頭が広がるにつれて単位面積上のエネルギー密度はま
すます減少していく。なお、コンクリート材料の粘性に
よる減衰も若干ある。これらの減衰が補正されれば、波
の振幅すなわちエネルギーは常に一定な値を保つはずで
ある。但し、ひび割れがある場合には、ひび割れによっ
て表面波がある程度遮断される。よって、ひび割れ以後
の場所では波のエネルギーが減少される。ゆえに、ひび
割れの存在によってその前後における波のエネルギーは
変化し、しかもひび割れが深くなるほどその変化度合い
は大きくなる。したがって、この変化の程度(いわば振
幅比)と波の波長によって、ひび割れの有無又は深さを
推定することが可能となる。
On the surface of the concrete structure, the waves generated by the impact include various components (longitudinal waves, transverse waves, surface waves, plate waves depending on the location). The energy transmitted along the surface of the structure therein is transmitted mainly in the form of a surface wave. In the propagation process of surface waves,
As the wave front spreads, the energy density per unit area decreases more and more. In addition, there is some attenuation due to the viscosity of the concrete material. If these attenuations are corrected, the amplitude or energy of the wave should always remain constant. However, when there is a crack, the surface wave is cut off to some extent by the crack. Therefore, the energy of the wave is reduced in the place after the crack. Therefore, the energy of the wave before and after the crack changes due to the presence of the crack, and the degree of the change increases as the crack becomes deeper. Therefore, it is possible to estimate the presence or absence or the depth of the crack based on the degree of the change (so-called amplitude ratio) and the wavelength of the wave.

【0011】エネルギーに着目することにより、局部に
こだわらない全体的な状況が把握できる。ひび割れの中
に通過する鉄筋の影響が有っても、鉄筋の面積が全体の
ひび割れ面積の数パーセントに過ぎないことから、鉄筋
に沿って伝達してくる波のエネルギーも当然少なくな
る。
By focusing on energy, an overall situation that is not particular about a local area can be grasped. Even if there is an effect of the reinforcing bar passing through the crack, the energy of the wave transmitted along the reinforcing bar naturally decreases because the area of the reinforcing bar is only a few percent of the entire crack area.

【0012】表面波振幅比によるひび割れの探査方法
は、表面波の特性に基づいて開発している方法である。
表面波は、次の性質を持っている。 (イ) 表面波は、構造物の表面にある波の中でもっと
も重要な波である。構造物表面に打撃などにより発生し
た波の中に,相当部分(理論的にはおよそ67%)のエ
ネルギーは表面波の形で伝達していく。なお,伝達の型
によって,表面波の幾何減衰は実体波よりはるかに小さ
い。しかも実際に探査するときは、センサーは構造物の
表面にしか貼れない。したがって,センサーで拾った波
動の中身は、振源に近いセンサーを除けば,ほとんどの
エネルギーを表面波が占めている。 (ロ) 表面波の影響は深さとともに急激に減少してい
く。コンクリートの中において、表面波の振幅は弾性体
表面を1とした場合、1倍波長深さのところで0.2程
度に落ちる。したがって、表面波は主に深さの1倍波長
の範囲内でしか存在しないことが分かる。したがって、
ひび割れ前後波の振幅比は入射表面波の波長に依存して
いる。同じ程度のひび割れに対しては、長い波長の波が
よく通ることとなる。すなわち、振幅比が大きいわけで
ある。 (ハ) 弾性体の中での表面波は、主に材料のせん断特
性(せん断定数)に依存する。よって、ひび割れの中の
水・粉じんにほとんど影響されないと予想され、接触面
に関してもそのせん断剛性は小さいから、影響度合いは
少ないものと考えている。
The method of searching for cracks by the surface wave amplitude ratio is a method developed based on the characteristics of the surface wave.
Surface waves have the following properties. (B) Surface waves are the most important waves on the surface of a structure. A considerable part (theoretically, about 67%) of energy is transmitted in the form of a surface wave in a wave generated by hitting the surface of a structure. Note that, depending on the type of transmission, the geometric attenuation of surface waves is much smaller than that of body waves. Moreover, when actually exploring, the sensor can only be attached to the surface of the structure. Therefore, most of the energy of the waves picked up by the sensor is occupied by surface waves except for the sensor close to the source. (B) The effect of surface waves decreases rapidly with depth. In concrete, the amplitude of the surface wave falls to about 0.2 at a wavelength depth of 1 assuming that the surface of the elastic body is 1. Therefore, it can be seen that the surface wave mainly exists only within the range of the wavelength of one time the depth. Therefore,
The amplitude ratio of the wave before and after the crack depends on the wavelength of the incident surface wave. For the same degree of cracks, long wavelength waves will pass well. That is, the amplitude ratio is large. (C) Surface waves in an elastic body mainly depend on the shear characteristics (shear constant) of the material. Therefore, it is anticipated that water and dust in the crack are hardly affected, and it is considered that the degree of influence is small because the shear rigidity of the contact surface is small.

【0013】なお、ひび割れ深さと補正済振幅比の関係
は、図3に示されるとおりである。
The relationship between the crack depth and the corrected amplitude ratio is as shown in FIG.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】本発明の方法による構造物ひび割
れ深さを測定するには,次の順序で行なう。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION In order to measure the crack depth of a structure by the method of the present invention, the following procedure is performed.

【0015】ハンマー等を用いて打撃により発振する。
ハンマーの重さ、先端形状によって発振する表面波の波
長を変えることが可能である。すなわち,ハンマーが重
いほど,発生する表面波の波長が長くなる。測定精度と
しては,深いひび割れに対して長い波長の表面波が望ま
しい,浅いひび割れに対して短い波長の方が良い。
It oscillates by hitting using a hammer or the like.
It is possible to change the wavelength of the oscillating surface wave depending on the weight of the hammer and the shape of the tip. That is, the heavier the hammer, the longer the wavelength of the generated surface wave. As measurement accuracy, a surface wave of a long wavelength is desirable for deep cracks, and a short wavelength is better for shallow cracks.

【0016】発振信号を採取する。ここで設計・制作し
た信号採取システムの構成は,図4に示される。使われ
るセンサーは加速度ピックアップであり,その共振周波
数30KHz以上,周波数範囲は,fc〜5KHz±
0.5dB,fc〜12KHz±3dBである。A/D
ボードの変換速度は1μs/ch,最大16chまで入
力できる。現段階8chが使われている。トリガーはソ
フトで設定され,信号サンプリングはそれに対応して行
なう(図5)。必要応じて,フィルタによる環境ノイズ
の除去を行なう。採取した加速度信号をデジタル信号に
転換させ,パソコンのハードディスクに保存させる。
An oscillation signal is sampled. The configuration of the signal sampling system designed and produced here is shown in FIG. The sensor used is an acceleration pickup whose resonance frequency is 30 kHz or higher, and the frequency range is fc to 5 kHz ±
0.5 dB, fc to 12 KHz ± 3 dB. A / D
The conversion speed of the board can be input at 1 μs / ch and up to 16 channels. At present, 8 channels are used. The trigger is set by software, and the signal sampling is performed correspondingly (FIG. 5). If necessary, remove environmental noise using a filter. The collected acceleration signals are converted to digital signals and stored on the hard disk of the personal computer.

【0017】解析によるひび割れ深さを推定する。採取
したデータを,次のような順序で解析することによっ
て,ひび割れの深さを推定する。 (イ) 積分により、加速度信号を速度信号に転換す
る。速度信号は,直接的に表面波のエネルギーに相関す
るので,計測した加速度信号を次のように積分して速度
信号に転換させる。
The crack depth is estimated by analysis. The depth of the crack is estimated by analyzing the collected data in the following order. (B) The acceleration signal is converted into a speed signal by integration. Since the speed signal directly correlates with the energy of the surface wave, the measured acceleration signal is integrated as follows and converted into a speed signal.

【数2】 但し,積分した速度は基線補正も行なう。 (ロ) 幾何減衰を補正する。表面波(レリー波)速度
振幅の幾何減衰を、次の式により補正する。
(Equation 2) However, the integrated speed also performs baseline correction. (B) Correct geometric attenuation. The geometric decay of the surface wave (Reilly wave) velocity amplitude is corrected by the following equation.

【数3】但し、Aは振幅,rは振源(打撃地点)からの
距離。脚注は規準点(トリガーチャらンネル)を表
す。 (ハ) 材料減衰を補正する。材料減衰については、同
様に
## EQU3 ## where A is the amplitude, and r is the distance from the source (hitting point). Footnote 0 represents a reference point (trigger channel). (C) Correct the material attenuation. For material damping, similarly

【数4】で表される。ここでσは材料の内部減衰であ
り、材料が持つ損失係数hと表面波の波長λに依存す
る。
## EQU4 ## Here, σ is the internal attenuation of the material, which depends on the loss coefficient h of the material and the wavelength λ of the surface wave.

【数5】 σ=(2πh/λ) (ニ) 壁厚の影響に対する補正をする。壁厚が薄い場
合には,半無限の場合に比べれば,ひび割れの深さが同
じであっても,エネルギーの減衰が大きい。壁厚が表面
波波長の1.3倍より少ない場合には,ひび割れ前後の
振幅比x(ひび割れ後の速度もしくは変位の振幅とひび
割れ前に振幅との比)で表せば,次のようになる。
Σ = (2πh / λ) (d) Correct the effect of the wall thickness. When the wall thickness is thin, the energy decay is larger than in the case of the semi-infinite, even if the crack depth is the same. If the wall thickness is less than 1.3 times the surface wave wavelength, the amplitude ratio before and after the crack x (the ratio between the amplitude of the velocity or displacement after the crack and the amplitude before the crack) is as follows: .

【数6】但し,xとxはそれぞれ半無限体と薄い壁の
場合の振幅比であり,Lは1.3倍表面波の波長λと仮
設され,DとHはそれぞれ壁厚とひび割れの深さであ
る。 (ホ) せん断波成分の影響に対する補正する。理論的
には,弾性体表面で発振する波の中に,エネルギーの約
26%はせん断波に占められる。弾性体の表面に沿っ
て,せん断波はr−2で減衰していくので,発振振源か
らある程度離れると,せん断波の成分がほとんどなくな
ることが分かる。但し,振源に近い場所(センサー)で
取った信号には,一定なせん断波が含まれている。この
成分の除去も行なうことにする。 (ヘ) ひび割れ深さを計算する。上記の積分・補正解
析によって,補正済振幅比xを求めた。これと表面波波
長λを用いて,次式
[6] However, x 0 and x is the amplitude ratio in the case of a semi-infinite body and thin walls, respectively, L is the temporary and the wavelength λ of 1.3 times the surface waves, respectively D and H wall thickness and cracks Of depth. (E) Correct for the effects of shear wave components. Theoretically, in a wave oscillating on the surface of an elastic body, about 26% of energy is occupied by a shear wave. Since the shear wave is attenuated at r- 2 along the surface of the elastic body, it can be seen that the component of the shear wave almost disappears when it is separated from the oscillation source to some extent. However, a signal taken at a location (sensor) close to the source contains a constant shear wave. This component will also be removed. (F) Calculate the crack depth. The corrected amplitude ratio x was obtained by the integration and correction analysis described above. Using this and the surface wave wavelength λ, the following equation

【数7】 H=−0.7429λln(x) にしたがって,ひび割れ深さHを求める。The crack depth H is calculated according to the following equation: H = −0.7429λln (x)

【0018】[0018]

【実施例】実施例1:コンクリート供試体に対する測定
例。種々深さのひび割れを持つコンクリート供試体を作
って,試験を行なった。実測ひび割れ深さと本発明の方
法による推定値との対比は,図6に示される。
EXAMPLES Example 1: An example of measurement on a concrete specimen. Concrete specimens with cracks of various depths were prepared and tested. FIG. 6 shows the comparison between the measured crack depth and the value estimated by the method of the present invention.

【0019】実施例2:二つの水路トンネルのひび割れ
に対して,本発明の方法による非破壊測定とコア抜きに
よる測定を行なった。その結果の対比は,図7に示され
る。取ったコアを目視によって観察すると,ひび割れ面
は深さ数cmから接触しているか,もしくは深部では泥
等の充填物が存在することがわかった。これらの状態の
にあるにもかかわらず,本方法によると精度よく測定で
きることが確認された。
Example 2 Non-destructive measurement by the method of the present invention and measurement by coring were performed on cracks in two waterway tunnels. The resulting comparison is shown in FIG. Visual observation of the core taken out revealed that the cracked surface was in contact with the surface at a depth of several centimeters, or that a filler such as mud was present in the deep part. Despite these conditions, it was confirmed that accurate measurement was possible with this method.

【0020】実施例2:本方法により鉄筋コンクリート
壁(厚み約1m)のひび割れに対する測定を行なった。
ひび割れが貫通していると想定される場所で探査した結
果は次表に示される。
Example 2 Measurement of cracks in a reinforced concrete wall (thickness: about 1 m) was performed by this method.
The results of an exploration at the place where the crack is expected to penetrate are shown in the following table.

【表1】 [Table 1]

【0021】したがって,鉄筋の影響が少ないと推定さ
れ,鉄筋があっても,本方法によってひび割れの深さを
精度良く測定することが可能である。
Therefore, it is presumed that the influence of the reinforcing bar is small, and even if there is a reinforcing bar, the depth of the crack can be measured with high accuracy by the present method.

【0022】[0022]

【発明の効果】以上詳しく説明した通り,本発明は,構
造物のひび割れに対して,その中に充填物又は鉄筋の有
無,もしくはひび割れ面の接触等には影響されず,その
深さを精度よくかつ非破壊にて測定することが可能であ
る。
As described in detail above, the present invention is not limited by the presence or absence of a filler or a reinforcing bar therein, or by the contact of the cracked surface with respect to the crack of the structure. It is possible to measure well and non-destructively.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の方法で,構造物ひび割れ深さの測定イ
メージを示した図である。
FIG. 1 is a view showing a measurement image of a structure crack depth by a method of the present invention.

【図2】補正された波の振幅と,ひび割れの関係を示し
た図である。
FIG. 2 is a diagram showing a relationship between a corrected wave amplitude and a crack.

【図3】ひび割れ深さ、波長と振幅比との関係を示した
図である。
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between crack depth, wavelength and amplitude ratio.

【図4】本発明の方法にて,信号採取システムの構成を
示した図である。
FIG. 4 is a diagram showing a configuration of a signal sampling system according to the method of the present invention.

【図5】本発明の方法で振動信号を採取するために,ト
リガーとサンプリング順序の設定方式を示した図であ
る。
FIG. 5 is a diagram illustrating a method of setting a trigger and a sampling order in order to collect a vibration signal according to the method of the present invention.

【図6】コンクリート供試体による実際のひび割れ深さ
と,本発明の方法によって測定した結果との対比を示し
た図である。
FIG. 6 is a diagram showing a comparison between an actual crack depth of a concrete specimen and a result measured by the method of the present invention.

【図7】トンネルのひび割れに対して,コア抜きによる
測定結果と本発明の方法による測定結果との対比を示し
た図である。
FIG. 7 is a diagram showing a comparison between a measurement result obtained by coring and a measurement result obtained by the method of the present invention for cracks in a tunnel.

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Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 発振された弾性波は,ひび割れを跨って
センサーに採取され(図1),ひび割れ前後の信号振幅
(加速度又は速度又は変位)によって,ひび割れの深さ
を測定する。補正された(幾何減衰、材料減衰等補正)
振幅とひび割れの関係は,図2に示される。
The oscillated elastic wave is sampled across the crack by a sensor (FIG. 1), and the depth of the crack is measured by the signal amplitude (acceleration or velocity or displacement) before and after the crack. Corrected (geometric damping, material damping, etc.)
The relationship between the amplitude and the crack is shown in FIG.
【請求項2】 ひび割れの深さ測定式は,次式 【数1】 H=Cλln(x)+C H:表面からひび割れの深さ、 λ:表面波の波長、 x:振幅比であり,xは,ひび割れ後各センサーで採取
した信号振幅(補正済)/ひび割れ前各センサーで採取
した信号振幅(補正済)に求められる。 CとC:理論又は試験定数 にしたがって求めることを特徴とする構造物のひび割れ
深さを測定方法。
2. The crack depth measurement formula is as follows: H = C 1 λln (x) + C 2 H: Crack depth from the surface, λ: Surface wave wavelength, x: Amplitude ratio In this case, x is determined by the signal amplitude (corrected) collected by each sensor after cracking / the signal amplitude (corrected) collected by each sensor before cracking. C 1 and C 2 : a method for measuring the crack depth of a structure, which is obtained according to the following theoretical or test constants.
【請求項3】 ある材料(コンクリート、アスファル
ト、岩石材料など人工又は自然材料)に対して,発振機
構と位置、受信センサーと位置などを固定し,供試体キ
ャリブレーション試験によるひび割れ深さと信号振幅比
(補正又は未補正)の回帰式を求める。求められた回帰
式を用いて同様的な材料のひび割れ深さを測定する。な
お,使われる信号は,加速度、速度、変位のいずれであ
り,各減衰を補正もしくは補正しない。
3. For a certain material (artificial or natural material such as concrete, asphalt, rock material, etc.), fix the oscillation mechanism and the position, the receiving sensor and the position, etc., and use the sample calibration test to determine the crack depth and signal amplitude ratio. (Corrected or uncorrected) regression equation is obtained. Using the determined regression equation, the crack depth of a similar material is measured. The signals used are any of acceleration, velocity, and displacement, and do not correct or do not correct each attenuation.
【請求項4】 表面で見えなくでも,裏面からのひび割
れの有無又は深さを,請求項1の原理を基づいて測定す
る方法。
4. A method for measuring the presence or absence or depth of a crack from the back surface, even if it is not visible on the front surface, based on the principle of claim 1.
【請求項5】 ひび割れに対する補修効果を,請求項1
の原理を基づいて測定する方法。
5. The effect of repairing cracks is described in claim 1.
Method based on the principle of measurement.
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Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057217A (en) * 2001-08-21 2003-02-26 Taisei Corp Method and apparatus for evaluating soundness in concrete
KR100489711B1 (en) * 2002-04-08 2005-05-16 (주)뉴트란 Parallax Radiographic Testing for the Measurement of Flaw Depth
JP2008157775A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Nondestructive measuring instrument and sensor unit thereof
JP2010038908A (en) * 2008-07-10 2010-02-18 Shimizu Corp Apparatus and method for measuring depth of crack in concrete surface by ultrasonic wave
EP2278324A1 (en) * 2005-07-07 2011-01-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic laser-based maintenance apparatus
JP2011027586A (en) * 2009-07-27 2011-02-10 Tobishima Corp Crack depth measurement method
JP2011242269A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Shimizu Corp Inspection device
JP2012237561A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Shimizu Corp Inspection device
JP2014149285A (en) * 2013-02-01 2014-08-21 Fuji Giken Center Kk Deterioration degree diagnosis method for floor slab through elastic wave velocity ratio
JP2019090637A (en) * 2017-11-13 2019-06-13 東急建設株式会社 Inspection method for structure

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003057217A (en) * 2001-08-21 2003-02-26 Taisei Corp Method and apparatus for evaluating soundness in concrete
KR100489711B1 (en) * 2002-04-08 2005-05-16 (주)뉴트란 Parallax Radiographic Testing for the Measurement of Flaw Depth
EP2278324A1 (en) * 2005-07-07 2011-01-26 Kabushiki Kaisha Toshiba Ultrasonic laser-based maintenance apparatus
US8094297B2 (en) 2005-07-07 2012-01-10 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser-based maintenance apparatus for inspecting flaws
US8248595B2 (en) 2005-07-07 2012-08-21 Kabushiki Kaisha Toshiba Laser-based maintenance apparatus for inspecting flaws based on a generated surface wave
JP2008157775A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Nondestructive measuring instrument and sensor unit thereof
JP2010038908A (en) * 2008-07-10 2010-02-18 Shimizu Corp Apparatus and method for measuring depth of crack in concrete surface by ultrasonic wave
JP2011027586A (en) * 2009-07-27 2011-02-10 Tobishima Corp Crack depth measurement method
JP2011242269A (en) * 2010-05-19 2011-12-01 Shimizu Corp Inspection device
JP2012237561A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Shimizu Corp Inspection device
JP2014149285A (en) * 2013-02-01 2014-08-21 Fuji Giken Center Kk Deterioration degree diagnosis method for floor slab through elastic wave velocity ratio
JP2019090637A (en) * 2017-11-13 2019-06-13 東急建設株式会社 Inspection method for structure

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