JP2002181677A - Nondestructive compressive strength testing method, stress estimating method and test device for concrete - Google Patents

Nondestructive compressive strength testing method, stress estimating method and test device for concrete

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JP2002181677A
JP2002181677A JP2000378253A JP2000378253A JP2002181677A JP 2002181677 A JP2002181677 A JP 2002181677A JP 2000378253 A JP2000378253 A JP 2000378253A JP 2000378253 A JP2000378253 A JP 2000378253A JP 2002181677 A JP2002181677 A JP 2002181677A
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JP
Japan
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vibration
concrete
stress
elastic wave
tensile
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Application number
JP2000378253A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Tatsumi
栄司 立見
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Mitsui Construction Co Ltd
Original Assignee
Mitsui Construction Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To perform a highly accurate nondestructive compressive strength testing method or a stress estimating method using a propagation velocity of vibration. SOLUTION: An elastic wave velocity Vc in a compressive stress direction of concrete and an elastic wave velocity Vt in a tensile stress direction perpendicular to the elastic wave velocity Vc are respectively determined. An elastic wave velocity Vo in a stress-free state is calculated on the basis of the elastic wave velocities Vc and Vt, and a compressive strength fc of the concrete is calculated. Or, a compressive stress intensity σ is calculated on the basis of the elastic wave velocities Vc and Vt.

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、既存構造物等の構
造部材における振動の伝播速度を利用して行う、コンク
リートの非破壊圧縮強度試験方法及び応力推定方法及び
そのための試験装置に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for testing non-destructive compressive strength of concrete, a method for estimating stress, and a test apparatus therefor, using a propagation speed of vibration in a structural member such as an existing structure.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、コンクリート形成物等に対する非
破壊圧縮強度試験が各種方法により行われている。また
上記コンクリート形成物等に作用している応力の推定が
各種方法により行われている。
2. Description of the Related Art Conventionally, non-destructive compressive strength tests on concrete products and the like have been performed by various methods. In addition, estimation of the stress acting on the concrete formed article and the like is performed by various methods.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】コンクリートの圧縮強
度や、コンクリートに作用する応力は、該コンクリート
中を伝播する振動の伝播速度と関係していることが知ら
れているが、このような振動の伝播速度を利用してコン
クリートの非破壊圧縮強度試験や応力の推定を高精度か
つ簡単に行う方法はいまだ確立されていない。
It is known that the compressive strength of concrete and the stress acting on concrete are related to the propagation speed of vibration propagating in the concrete. A method for accurately and easily estimating the nondestructive compressive strength of concrete and estimating stress using the propagation velocity has not yet been established.

【0004】そこで本発明は上記事情に鑑み、振動の伝
播速度を利用して高精度かつ簡単な測定が可能な、コン
クリートの非破壊圧縮強度試験方法及び応力推定方法及
びそのための試験装置を提供することを目的とする。
In view of the above circumstances, the present invention provides a non-destructive compressive strength test method and stress estimation method for concrete, and a test apparatus therefor, capable of performing high-accuracy and simple measurement using the propagation speed of vibration. The purpose is to:

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の本発明のうち請求項1は、圧縮応力を受けるコンクリ
ート(40)の非破壊圧縮強度試験方法において、以下
の手順を有している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a method for testing non-destructive compressive strength of concrete (40) subjected to compressive stress, comprising the following steps. .

【0006】(a)前記コンクリートの表面(20)上
に圧縮応力方向に沿って配置された複数の圧縮方向検知
地点(Q1,Q2)を結ぶ延長線上で、該コンクリート
の表面を打撃して該コンクリートに振動を発生させ、前
記複数の圧縮方向検知地点で前記コンクリートに発生し
た振動を検知すると共に、それら圧縮方向検知地点で振
動を検知した時間差を検出し、前記検出した時間差と前
記複数の圧縮方向検知地点間の間隔(L)とに基づい
て、前記振動の圧縮方向における伝播速度(Vc)を演
算する手順。
(A) The concrete surface is hit by striking the surface of the concrete on an extension line connecting a plurality of compression direction detection points (Q1, Q2) arranged along the direction of compressive stress on the surface (20) of the concrete. Vibration is generated in the concrete, the vibration generated in the concrete is detected at the plurality of compression direction detection points, and the time difference at which the vibration is detected at the compression direction detection points is detected, and the detected time difference and the plurality of compressions are detected. Calculating the propagation velocity (Vc) of the vibration in the compression direction based on the interval (L) between the direction detection points.

【0007】(b)前記コンクリートの表面上に圧縮方
向と直交する引張応力方向に沿って配置された複数の引
張方向検知地点を結ぶ延長線上で、該コンクリートの表
面を打撃して該コンクリートに振動を発生させ、前記複
数の引張方向検知地点で前記コンクリートに発生した振
動を検知すると共に、それら引張方向検知地点で振動を
検知した時間差を検出し、前記検出した時間差と前記複
数の引張方向検知地点間の間隔とに基づいて、前記振動
の引張方向における伝播速度(Vt)を演算する手順。
(B) The concrete surface is vibrated on the concrete surface by hitting the surface of the concrete on an extension line connecting a plurality of detection points in the tensile direction arranged along a tensile stress direction orthogonal to the compression direction. And detecting vibration generated in the concrete at the plurality of tensile direction detection points, detecting a time difference at which the vibration is detected at the tensile direction detection points, and detecting the detected time difference and the plurality of tensile direction detection points. Calculating the propagation velocity (Vt) of the vibration in the tensile direction based on the interval between the vibrations.

【0008】(c)前記圧縮方向及び引張方向における
伝播速度に基づいて、前記コンクリートにおける振動
の、無応力時での伝播速度(Vo)を演算し、該伝播速
度に基づいて前記コンクリートの圧縮強度(fc)を演
算出力する手順。
(C) calculating the propagation velocity (Vo) of the vibration in the concrete under no stress based on the propagation velocity in the compression direction and the tensile direction, and calculating the compressive strength of the concrete based on the propagation velocity; Procedure for calculating and outputting (fc).

【0009】そして、上記(a)及び(b)の手順を任
意の順序で行い、次いで上記(c)の手順を行う、こと
を特徴とするコンクリートの非破壊圧縮強度試験方法で
ある。
A non-destructive compressive strength test method for concrete, characterized in that the steps (a) and (b) are performed in an arbitrary order, and then the step (c) is performed.

【0010】また本発明のうち請求項2は、前記振動の
圧縮方向における伝播速度をVc、前記振動の引張方向
における伝播速度をVt、無応力時での振動の伝播速度
をVo、圧縮応力により振動の伝播速度が変化する勾配
をKc、引張応力により振動の伝播速度が変化する勾配
を−Kt、とした場合に、Vo=(KcVt+KtV
c)/(Kc+Kt)の関係を利用して、前記(c)の
手順における無応力時での振動の伝播速度を演算する、
ことを特徴とする。
In the present invention, it is preferable that the propagation speed of the vibration in the compression direction is Vc, the propagation speed of the vibration in the tension direction is Vt, the propagation speed of the vibration under no stress is Vo, and When the gradient at which the propagation speed of vibration changes is Kc and the gradient at which the propagation speed of vibration changes due to tensile stress is -Kt, Vo = (KcVt + KtV)
c) Using the relationship of (Kc + Kt), calculate the propagation speed of vibration at the time of no stress in the procedure of (c).
It is characterized by the following.

【0011】また本発明のうち請求項3は、圧縮応力を
受ける部材の応力推定方法において、以下の手順を有し
ている。
According to a third aspect of the present invention, a method for estimating a stress of a member subjected to a compressive stress has the following procedure.

【0012】(a)前記部材の表面上に圧縮応力方向に
沿って配置された複数の圧縮方向検知地点を結ぶ延長線
上で、該部材の表面を打撃して該部材に振動を発生さ
せ、前記複数の圧縮方向検知地点で前記部材に発生した
振動を検知すると共に、それら圧縮方向検知地点で振動
を検知した時間差を検出し、前記検出した時間差と前記
複数の圧縮方向検知地点間の間隔とに基づいて、前記振
動の圧縮方向における伝播速度を演算する手順。
(A) hitting the surface of the member on an extension line connecting a plurality of compression direction detection points arranged along the direction of compressive stress on the surface of the member to generate vibration in the member, Along with detecting vibration generated in the member at a plurality of compression direction detection points, detecting a time difference at which vibration is detected at the compression direction detection points, and detecting the detected time difference and an interval between the plurality of compression direction detection points. Calculating a propagation speed of the vibration in the compression direction based on the vibration.

【0013】(b)前記部材の表面上に圧縮方向と直交
する引張応力方向に沿って配置された複数の引張方向検
知地点を結ぶ延長線上で、該部材の表面を打撃して該部
材に振動を発生させ、前記複数の引張方向検知地点で前
記部材に発生した振動を検知すると共に、それら引張方
向検知地点で振動を検知した時間差を検出し、前記検出
した時間差と前記複数の引張方向検知地点間の間隔とに
基づいて、前記振動の引張方向における伝播速度を演算
する手順。
(B) hitting the surface of the member on an extension line connecting a plurality of detecting points in the tensile direction arranged on the surface of the member along the direction of tensile stress orthogonal to the compression direction to vibrate the member; And detecting the vibration generated in the member at the plurality of tensile direction detection points, detecting the time difference of detecting the vibration at the tensile direction detection points, and detecting the detected time difference and the plurality of tensile direction detection points. Calculating the propagation speed of the vibration in the tensile direction based on the interval between the vibrations.

【0014】(c)前記圧縮方向及び引張方向における
伝播速度に基づいて、前記部材に作用している圧縮応力
度(σ)を演算出力する手順。
(C) A procedure for calculating and outputting the degree of compressive stress (σ) acting on the member based on the propagation speed in the compression direction and the tensile direction.

【0015】上記(a)及び(b)の手順を任意の順序
で行い、次いで上記(c)の手順を行う、ことを特徴と
する応力推定方法である。
A stress estimating method is characterized in that the procedures (a) and (b) are performed in an arbitrary order, and then the procedure (c) is performed.

【0016】また本発明のうち請求項4は、前記振動の
圧縮方向における伝播速度をVc、前記振動の引張方向
における伝播速度をVt、前記部材に作用している圧縮
応力度をσ、圧縮応力により振動の伝播速度が変化する
勾配をKc、引張応力により振動の伝播速度が変化する
勾配を−Kt、とした場合に、σ=(Vc−Vt)/
(Kc+Kt)の関係を利用して、前記(c)の手順に
おける前記部材に作用している圧縮応力度を演算する、
ことを特徴とする。
Further, in the present invention, the propagation speed of the vibration in the compression direction is Vc, the propagation speed of the vibration in the tension direction is Vt, the degree of compressive stress acting on the member is σ, and the compressive stress is σ. Σ = (Vc−Vt) /, where Kc is the gradient at which the propagation speed of the vibration changes due to and −Kt is the gradient at which the propagation speed of the vibration changes due to the tensile stress.
Using the relationship (Kc + Kt), calculate the degree of compressive stress acting on the member in the procedure of (c).
It is characterized by the following.

【0017】また本発明のうち請求項5は、請求項1記
載の非破壊圧縮強度試験方法又は請求項3記載の応力推
定方法に利用する試験装置(1)において、複数の振動
検知手段(3)を設け、前記振動検知手段は、前記圧縮
方向検知地点又は引張方向検知地点に配置自在な検知部
(3t)を有し、前記検知部を介して振動を検知し検知
結果を出力する検知結果出力部(7)を設け、前記複数
の振動検知手段間で、これら振動検知手段の前記検知部
を所定の配置間隔(L)で配置して構成した、ことを特
徴とする試験装置である。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a test apparatus (1) used for the non-destructive compressive strength test method according to the first aspect or the stress estimation method according to the third aspect. ), The vibration detection means has a detection unit (3t) that can be arranged at the compression direction detection point or the tension direction detection point, and detects a vibration via the detection unit and outputs a detection result. An output unit (7) is provided, wherein the detection units of the vibration detection units are arranged at a predetermined arrangement interval (L) between the plurality of vibration detection units.

【0018】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を示す便宜的なものであり、従って、本記述
は図面上の記載に限定拘束されるものではない。
Note that the numbers in parentheses are for convenience showing corresponding elements in the drawings, and therefore, the present description is not limited to the description on the drawings.

【0019】[0019]

【発明の効果】以上説明したように本発明のうち請求項
1によれば、テストピースの圧縮強度を介してコンクリ
ート構造物の圧縮強度を求めないので、管理上の煩雑さ
や、対応性の問題などが無い。また、試験すべき構造躯
体の一部を採取することが無いので、構造躯体に欠損を
与えず、しかも大掛かりな作業が不要であり測定が簡単
に行える。また、検知地点間に亘ってコンクリート中の
振動の伝播速度を求めるので、コンクリートにおける表
面硬度のバラツキの影響を受けにくく、試験結果にバラ
ツキが生じず、信頼性が高い。更に、圧縮応力方向の伝
播速度と引張応力方向の伝播速度により、無応力時の真
の伝播速度を演算し、該真の伝播速度に基づいてコンク
リートの圧縮強度を測定する。つまりコンクリートに作
用する応力の影響を補正することにより圧縮強度を測定
するので、測定値は正確なものとなる。
As described above, according to the first aspect of the present invention, since the compressive strength of the concrete structure is not determined through the compressive strength of the test piece, there are problems in management complexity and responsiveness. There is no such thing. In addition, since a part of the structural frame to be tested is not collected, the structural frame is not damaged, and a large-scale operation is not required, so that the measurement can be performed easily. Further, since the propagation speed of vibration in the concrete is determined between the detection points, it is hardly affected by the variation in the surface hardness of the concrete, and the test results do not vary and the reliability is high. Further, based on the propagation speed in the compressive stress direction and the propagation speed in the tensile stress direction, a true propagation speed at the time of no stress is calculated, and the compressive strength of the concrete is measured based on the true propagation speed. That is, since the compressive strength is measured by correcting the effect of the stress acting on the concrete, the measured value is accurate.

【0020】また本発明のうち請求項2によれば、関係
式を利用して正確な測定が簡単な演算により行える。
According to the second aspect of the present invention, accurate measurement can be performed by a simple calculation using the relational expression.

【0021】また本発明のうち請求項3によれば、大掛
かりな作業を行うこと無く、簡単な振動測定で構造部材
に作用する圧縮応力度を推定できる。
According to the third aspect of the present invention, the degree of compressive stress acting on the structural member can be estimated by simple vibration measurement without performing a large-scale operation.

【0022】また本発明のうち請求項4によれば、関係
式を利用して正確な測定が簡単な演算により行える。
According to the fourth aspect of the present invention, accurate measurement can be performed by a simple calculation using the relational expression.

【0023】また本発明のうち請求項5によれば、上記
コンクリートの非破壊圧縮強度試験或いは部材の応力推
定を手軽に行うことのできる試験装置が提供される。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a test apparatus capable of easily performing the non-destructive compressive strength test of the concrete or estimating the stress of the member.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】[1.コンクリートの非破壊圧縮
強度試験に関する実施形態]図1は試験装置によりコン
クリートの非破壊圧縮強度試験を行っている様子を示す
模式図である。試験装置1は、図1に示すように、器具
4と制御装置10とを備えている。器具4は棒状のフレ
ーム2を有しており、該フレーム2は試験結果に影響を
与えないために、コンクリートより弾性波速度の低い材
質でできている。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS [1. Embodiment Regarding Non-Destructive Compressive Strength Test of Concrete] FIG. 1 is a schematic view showing a state where a non-destructive compressive strength test of concrete is performed by a test apparatus. The test apparatus 1 includes an instrument 4 and a control device 10 as shown in FIG. The device 4 has a rod-shaped frame 2, which is made of a material having a lower elastic wave velocity than concrete so as not to affect the test results.

【0025】フレーム2の両端部近傍には振動計3がそ
れぞれ設けられており、振動計3,3間には隙間が形成
され、全体としてコの字型になっている。フレーム2の
中央付近は、試験者が手で握り持ち運びできる取っ手部
2aが形成されている。フレーム2には上記振動計3,
3と電気的に接続されたコネクタ等のインタフェース部
7が設けられており、該インタフェース部7にはケーブ
ル5が着脱自在に接続されている。該ケーブル5のうち
器具4と反対側は前記制御装置10と接続されている。
Vibrometers 3 are provided in the vicinity of both ends of the frame 2, respectively, and a gap is formed between the vibrometers 3 to form a U-shape as a whole. In the vicinity of the center of the frame 2, a handle 2a that can be gripped and carried by a tester by hand is formed. The vibration meter 3,
An interface unit 7 such as a connector electrically connected to 3 is provided, and a cable 5 is detachably connected to the interface unit 7. The side of the cable 5 opposite to the device 4 is connected to the control device 10.

【0026】図2は非破壊圧縮強度試験装置の制御構成
を示すブロック図である。各振動計3は、図2に示すよ
うに水平センサ3bを有しており、該水平センサ3bに
は図2には省略されているインタフェース部7を介して
ケーブル5が接続されている。各振動計3には、図1に
示すように水平センサ3bが振動を捕らえるための検知
部3t(プローブ等)が設けられており、2つの振動計
3,3の検知部3t,3t間の間隔は所定の間隔Lとな
っている。
FIG. 2 is a block diagram showing a control configuration of the non-destructive compressive strength test apparatus. Each vibrometer 3 has a horizontal sensor 3b, as shown in FIG. 2, and a cable 5 is connected to the horizontal sensor 3b via an interface unit 7, which is omitted in FIG. As shown in FIG. 1, each vibrometer 3 is provided with a detecting unit 3t (probe or the like) for the horizontal sensor 3b to capture vibration, and between the detecting units 3t, 3t of the two vibrometers 3, 3. The interval is a predetermined interval L.

【0027】制御装置10側には、図2に示すように主
制御部11が設けられており、該主制御部11には、フ
ィルタ・増幅器6及び図示しないA/D変換器等を介し
て上述したケーブル5が接続されている。上述した水平
センサ3bで振動を捕らえ、その検知信号S1又はS2
がケーブル5を介して伝送され、フィルタ・増幅器6に
より目標とする周波数帯域の振動が抽出され増幅される
ようになっている。
As shown in FIG. 2, a main controller 11 is provided on the controller 10 side. The main controller 11 is connected to the main controller 11 via a filter / amplifier 6 and an A / D converter (not shown). The cable 5 described above is connected. The vibration is captured by the above-described horizontal sensor 3b, and the detection signal S1 or S2 is detected.
Is transmitted via the cable 5, and the vibration in the target frequency band is extracted and amplified by the filter / amplifier 6.

【0028】また主制御部11には内部バスを介して、
時間差検出部14、第1速度演算部19、第2速度演算
部12、圧縮強度演算部13、表示出力部15、記録部
16、入力部18、速度保存部17等が設けられてい
る。なお図1では器具4と制御装置10が別体式になっ
ているが、器具4のフレーム2等に制御装置10の機能
を内蔵して、携帯性、可搬性をもたせることも可能であ
る。
The main control unit 11 also has an internal bus
A time difference detection unit 14, a first speed calculation unit 19, a second speed calculation unit 12, a compression strength calculation unit 13, a display output unit 15, a recording unit 16, an input unit 18, a speed storage unit 17, and the like are provided. Although the device 4 and the control device 10 are separate types in FIG. 1, the function of the control device 10 may be built in the frame 2 or the like of the device 4 to provide portability and portability.

【0029】試験装置1等は以上のように構成されてい
るので、該試験装置1を用いてコンクリートの非破壊圧
縮強度試験は以下のように行われる。
Since the test apparatus 1 and the like are configured as described above, the non-destructive compressive strength test of concrete using the test apparatus 1 is performed as follows.

【0030】(A)圧縮応力方向での弾性波速度の測定 まず、図1に示すように試験装置1の器具4(フレーム
2)を試験すべきコンクリート40(図では鉛直な鉄筋
コンクリート柱の例を示す)に設置する。設置に際して
は2つの振動計3,3の検知部3t,3tがコンクリー
ト表面20に当接するように配置する。各検知部3tが
コンクリート表面20に当接する地点は、それぞれ検知
地点Q1,Q2(圧縮方向検知地点)とする。検知地点
Q1,Q2は鉛直方向に並んだ地点である。コンクリー
ト40は柱であるので鉛直方向に圧縮応力が作用してい
る。つまり、器具4はコンクリート40の圧縮応力作用
方向に沿って設置した。
(A) Measurement of Elastic Wave Velocity in Compressive Stress Direction First, as shown in FIG. 1, concrete 40 (in the figure, an example of a vertical reinforced concrete column) is to be tested with an instrument 4 (frame 2) of a test apparatus 1. Shown). At the time of installation, the detectors 3t, 3t of the two vibrometers 3, 3 are arranged so as to contact the concrete surface 20. The points at which the detecting portions 3t abut on the concrete surface 20 are detection points Q1 and Q2 (compression direction detection points), respectively. The detection points Q1 and Q2 are points arranged in the vertical direction. Since the concrete 40 is a column, compressive stress acts in the vertical direction. That is, the device 4 was installed along the compressive stress acting direction of the concrete 40.

【0031】次いで、2つの検知部3t,3tを結ぶ延
長線上近傍の地点P(図1)を打撃することにより、コ
ンクリート40に粗密波(弾性波)からなる振動を発生
させる。この打撃は適宜な方法によりコンクリート表面
20に沿った鉛直方向に与えればよい。試験装置1の各
振動計3は検知部3tを介して、間隔Lに相当する時間
差をもって上記弾性波を検知する。振動計3,3からの
検知信号S1,S2がインタフェース部7を介し、ケー
ブル5により制御装置10側に順次送信される。制御装
置10では図示しないA/D変換器により上記検知信号
S1,S2がA/D変換され、時間差検出部14ではこ
のA/D変換された検知信号S1,S2の立ち上り時間
差Tを演算して第1速度演算部19に伝送する。なお時
間差Tの検出はこれ以外にも様々な方法が可能である。
例えば始めの検知信号を受信した時点でタイマーをスタ
ートし、次の検知信号を受信してタイマーをストップ
し、該タイマーによる計測時間を時間差として検出して
もよい。
Next, a vibration composed of a compressional wave (elastic wave) is generated in the concrete 40 by hitting a point P (FIG. 1) near the extension line connecting the two detecting portions 3t, 3t. This impact may be applied in a vertical direction along the concrete surface 20 by an appropriate method. Each vibrometer 3 of the test apparatus 1 detects the above-mentioned elastic wave with a time difference corresponding to the interval L via the detection unit 3t. Detection signals S1 and S2 from the vibrometers 3 and 3 are sequentially transmitted to the controller 10 via the cable 5 via the interface unit 7. In the control device 10, the detection signals S1 and S2 are A / D converted by an A / D converter (not shown), and the time difference detection unit 14 calculates a rise time difference T between the A / D converted detection signals S1 and S2. The data is transmitted to the first speed calculator 19. Various methods other than the above can be used for detecting the time difference T.
For example, the timer may be started when the first detection signal is received, the timer may be stopped when the next detection signal is received, and the time measured by the timer may be detected as the time difference.

【0032】第1速度演算部19では、伝送されてきた
時間差Tに基づいて、コンクリートに発生した上記弾性
波の速度Vc(伝播速度)を演算する。即ち、時間差T
は上記弾性波が検知部3t,3tの間隔Lを移動する時
間に等しいので、間隔Lを該時間差Tで割って上記弾性
波の速度Vcが求まる。第1速度演算部19は演算した
速度Vcを速度保存部17に伝送し保存する。なお、こ
の検知地点Q1,Q2における弾性波速度Vcの測定を
開始する際には、キーボードまたはマウス、スィッチ等
からなる入力部18を介して圧縮応力方向の弾性波測定
である旨の入力を予め行っている。該入力は速度保存部
17に「圧縮応力方向」を示すフラグとして保存され、
上記弾性波速度Vcは、前記フラグと関連されて、「圧
縮応力方向の弾性波速度」として保存される。
The first speed calculator 19 calculates the speed Vc (propagation speed) of the elastic wave generated in the concrete based on the transmitted time difference T. That is, the time difference T
Is equal to the time during which the elastic wave travels in the interval L between the detection units 3t, 3t. Therefore, the interval L is divided by the time difference T to obtain the velocity Vc of the elastic wave. The first speed calculator 19 transmits the calculated speed Vc to the speed storage 17 and stores it. When the measurement of the elastic wave velocity Vc at the detection points Q1 and Q2 is started, an input indicating that the elastic wave measurement in the compressive stress direction is performed through the input unit 18 including a keyboard, a mouse, and a switch in advance. Is going. The input is stored in the speed storage unit 17 as a flag indicating “compression stress direction”,
The elastic wave velocity Vc is stored as "elastic wave velocity in the direction of compressive stress" in association with the flag.

【0033】図5は各振動計において検出された波形デ
ータを示す図である。例えば間隔Lが30cmの場合、
2つの振動計3,3での波形データはDAT1のように
なる。振動計3,3は図5の波形の立ち上りポイント
A,A’をそれぞれ検出する。DAT2、DAT3は、
それぞれ間隔Lが50cm、100cmの場合の例であ
り、DAT2では振動計3,3は波形の立ち上りポイン
トB,B’をそれぞれ検出し、DAT3では振動計3,
3は波形の立ち上りポイントC,C’をそれぞれ検出す
ることになる。
FIG. 5 is a diagram showing waveform data detected by each vibrometer. For example, when the interval L is 30 cm,
The waveform data of the two vibrometers 3 and 3 is as shown in DAT1. The vibrometers 3 detect the rising points A and A 'of the waveform of FIG. 5, respectively. DAT2 and DAT3 are
In this example, the intervals L are 50 cm and 100 cm, respectively. In DAT2, the vibrometers 3 and 3 detect the rising points B and B 'of the waveform, respectively.
No. 3 detects the rising points C and C 'of the waveform, respectively.

【0034】(B)引張応力方向での弾性波速度の測定 次に、試験装置1の器具4(フレーム2)をコンクリー
ト40に設置し直す(図示は省略)。この設置では、2
つの振動計3,3の検知部3t,3tがコンクリート表
面20に当接する引張方向検知地点(図示せず)が水平
方向に並んだ地点とする。コンクリート40は柱である
ので水平方向に引張応力が作用している。つまり、器具
4はコンクリート40の引張応力作用方向に沿って設置
した。
(B) Measurement of Elastic Wave Velocity in the Tensile Stress Direction Next, the fixture 4 (frame 2) of the test apparatus 1 is re-installed on the concrete 40 (not shown). In this installation, 2
It is assumed that the tensile direction detecting points (not shown) where the detecting units 3t and 3t of the two vibrometers 3 and 3 abut on the concrete surface 20 are horizontally aligned. Since the concrete 40 is a pillar, a tensile stress acts in the horizontal direction. That is, the device 4 was installed along the tensile stress acting direction of the concrete 40.

【0035】次いで、2つの検知部3t,3tを結ぶ延
長線上近傍の地点を打撃することにより、コンクリート
40に粗密波(弾性波)からなる振動を発生させる。こ
の打撃は、柱の側面等をハンマーなどで打撃すればよ
い。試験装置1の各振動計3は検知部3tを介して、間
隔Lに相当する時間差をもって上記弾性波を検知する。
振動計3,3からの検知信号S1,S2が制御装置10
側に順次送信され、図示しないA/D変換器により上記
検知信号S1,S2がA/D変換され、時間差検出部1
4ではこのA/D変換された検知信号S1,S2の立ち
上り時間差Tを演算して第1速度演算部19に伝送す
る。
Next, by violating a point near an extension line connecting the two detection units 3t, 3t, vibration of the compression wave (elastic wave) is generated in the concrete 40. The hit may be made by hitting the side of the pillar or the like with a hammer or the like. Each vibrometer 3 of the test apparatus 1 detects the above-mentioned elastic wave with a time difference corresponding to the interval L via the detection unit 3t.
The detection signals S1 and S2 from the vibrometers 3 and 3 are
Side, and the detection signals S1 and S2 are A / D-converted by an A / D converter (not shown).
In step 4, the rise time difference T between the A / D-converted detection signals S1 and S2 is calculated and transmitted to the first speed calculation unit 19.

【0036】第1速度演算部19では、伝送されてきた
時間差Tに基づいて、コンクリートに発生した上記弾性
波の速度Vt(伝播速度)を、間隔Lを該時間差Tで割
ることにより演算する。第1速度演算部19は演算した
速度Vtを速度保存部17に伝送し保存する。なお、こ
の弾性波速度Vtの測定を開始する際には、キーボード
またはマウス、スィッチ等からなる入力部18を介して
引張応力方向の弾性波測定である旨の入力を予め行って
いる。該入力は速度保存部17に「引張応力方向」を示
すフラグとして保存され、上記弾性波速度Vtは、前記
フラグと関連されて、「引張応力方向の弾性波速度」と
して保存される。
The first speed calculating section 19 calculates the speed Vt (propagation speed) of the elastic wave generated in the concrete by dividing the interval L by the time difference T based on the transmitted time difference T. The first speed calculator 19 transmits and stores the calculated speed Vt to the speed storage 17. When the measurement of the elastic wave velocity Vt is started, an input indicating that the measurement is an elastic wave measurement in the tensile stress direction is performed in advance through the input unit 18 including a keyboard, a mouse, a switch, and the like. The input is stored in the speed storage unit 17 as a flag indicating “tensile stress direction”, and the elastic wave velocity Vt is stored as “elastic wave velocity in tensile stress direction” in association with the flag.

【0037】(C)真の弾性波速度の演算 次に、上記(A)及び(B)の手順で求めた弾性波速度
Vc,Vtに基づいて真の弾性波速度Vo(無応力時の
弾性波速度)を演算する手順に進む。該手順を説明する
前に、弾性波速度と応力との関係について説明する。
(C) Calculation of the true elastic wave velocity Next, based on the elastic wave velocities Vc and Vt obtained by the procedures (A) and (B), the true elastic wave velocity Vo (the elasticity under no stress) is calculated. (Wave velocity). Before describing the procedure, the relationship between the elastic wave velocity and the stress will be described.

【0038】図7は載荷荷重と弾性波速度との関係をグ
ラフで示した図、図8は載荷実験を説明する図である。
固体中を伝播する弾性波の特性として、その固体に存在
する応力の影響を受け、無応力時の弾性波速度に比べ、
圧縮応力の場合は速度が増加し、引張応力の場合は速度
が減少する傾向がある。例えば図8に示すように、反力
フレーム60内でジャッキ61によりコンクリート等の
試験体62に荷重Hを加える。すると試験体62には、
荷重Hと同じ方向である軸方向(図8の矢印C方向)に
圧縮応力が、荷重Hと直交する方向である直交方向(図
8の矢印T方向)に引張応力が作用する。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between the applied load and the elastic wave velocity, and FIG. 8 is a diagram for explaining the loading experiment.
As a characteristic of the elastic wave propagating in a solid, it is affected by the stress existing in the solid, and compared to the elastic wave velocity at the time of no stress,
In the case of compressive stress, the speed tends to increase, and in the case of tensile stress, the speed tends to decrease. For example, as shown in FIG. 8, a load H is applied to a test body 62 such as concrete by a jack 61 in a reaction force frame 60. Then, the specimen 62 contains
Compressive stress acts in the axial direction (the direction of arrow C in FIG. 8), which is the same direction as the load H, and tensile stress acts in the orthogonal direction (the direction of arrow T in FIG. 8), which is a direction orthogonal to the load H.

【0039】図8の載荷実験における載荷荷重Hと、試
験体62内の弾性波速度との関係を調べたところ、図7
に示すような結果となった。なお図7において、黒丸は
軸方向(圧縮応力が作用する矢印C方向)の弾性波速度
の変化を、白丸は直交方向(引張応力が作する矢印T方
向)の弾性波速度の変化を示したものであり、弾性波速
度は圧縮応力下で荷重Hの増加とともに直線的に増加
し、逆に引張応力下では荷重Hの増加に従って直線的に
減少する。つまり、試験体62に作用する応力に応じて
見掛け上の弾性波速度が変化することがわかる。
The relationship between the load H in the loading experiment shown in FIG. 8 and the elastic wave velocity in the test piece 62 was examined.
The result was as shown in the figure. In FIG. 7, black circles indicate changes in elastic wave velocity in the axial direction (the direction of arrow C where compressive stress acts), and white circles indicate changes in elastic wave velocity in the orthogonal direction (the direction of arrow T generated by tensile stress). The elastic wave velocity linearly increases with increasing load H under compressive stress, and decreases linearly with increasing load H under tensile stress. That is, it can be seen that the apparent elastic wave velocity changes according to the stress acting on the test body 62.

【0040】図3はコンクリートにおける応力度と弾性
波速度との関係をグラフで示した図である。本実施形態
では、圧縮強度を測定すべきコンクリート40と同じ材
料からなる試験体を用いて上述したものと同様の載荷実
験を予め行っており、載荷荷重(応力度)と、試験体内
の弾性波速度との関係を図3に示すように求めている。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the degree of stress and the elastic wave velocity in concrete. In the present embodiment, a loading test similar to that described above was previously performed using a test piece made of the same material as the concrete 40 whose compressive strength is to be measured, and the load (stress) and the elastic wave in the test piece were measured. The relationship with the speed is obtained as shown in FIG.

【0041】図3に示すように、圧縮応力を受けるコン
クリートの弾性波速度をVc、その直交方向の弾性波速
度をVt、無応力時の弾性波速度(真の弾性波速度)を
Voとし、圧縮応力により弾性波速度の増加する勾配を
Kc、引張応力が作用して弾性波速度の減少する勾配を
−Kt、その時コンクリートに作用する圧縮応力度をσ
とすれば次の2式が成立する。
As shown in FIG. 3, the elastic wave velocity of concrete subjected to compressive stress is Vc, the elastic wave velocity in the orthogonal direction is Vt, and the elastic wave velocity at no stress (true elastic wave velocity) is Vo, The slope at which the elastic wave velocity increases due to the compressive stress is Kc, the slope at which the elastic wave velocity decreases due to the tensile stress is −Kt, and the degree of compressive stress acting on the concrete at that time is σ.
Then, the following two equations hold.

【0042】 Vc=Vo+Kcσ (1) Vt=Vo−Ktσ (2) 上記実験結果により(1)式及び(2)式のうちKc及
びKtの値が明らかになっており、このKc及びKtは
コンクリート40の非破壊圧縮強度試験を行う前に、予
め入力部18等を介して入力され、第2速度演算部12
に保存されている。
Vc = Vo + Kcσ (1) Vt = Vo−Ktσ (2) From the above experimental results, the values of Kc and Kt in the equations (1) and (2) are clarified. Before performing the non-destructive compressive strength test of the second speed calculating unit 12,
Is stored in

【0043】そこで、上記(A)及び(B)の手順の
後、第2速度演算部12は、速度保存部17から弾性波
速度Vc,Vtを呼び出し、該弾性波速度Vc,Vt
と、予め保存している上記値Kc,Ktとにより、上記
(1)式及び(2)式の連立方程式を解くことにより、
真の弾性波速度Vo(無応力時の弾性波速度)を演算し
て求める。即ち、Vo=(KcVt+KtVc)/(K
c+Kt)である。
Therefore, after the above procedures (A) and (B), the second velocity calculating section 12 calls up the elastic wave velocities Vc and Vt from the velocity storage section 17, and retrieves the elastic wave velocities Vc and Vt.
By solving the simultaneous equations of the above equations (1) and (2) using the values Kc and Kt stored in advance,
The true elastic wave velocity Vo (elastic wave velocity at no stress) is calculated and obtained. That is, Vo = (KcVt + KtVc) / (K
c + Kt).

【0044】(D)圧縮強度の演算 図4は弾性波速度とコンクリートの圧縮強度の関係を示
す図である。圧縮強度演算部13では、第2速度演算部
12で演算した真の弾性波速度Voを、実験より統計的
に求めた弾性波速度と圧縮強度の関係式に代入して圧縮
強度を演算する。一般的に、コンクリートの種別ごと
に、該コンクリートの強度(N/mm)と、該コンク
リートを伝播する真の弾性波速度(m/s)との関係は
決まっている。例えば本実施形態で試験するコンクリー
トについて、図4に示すようにコンクリートの圧縮強度
fcと真の弾性波速度Voの実験統計式;fc=Φ(V
o)が予め実験に基づいて求められており、圧縮強度演
算部13は該実験統計式;fc=Φ(Vo)を保持して
いる。そこで圧縮強度演算部13は該実験統計式;fc
=Φ(Vo)に上記弾性波速度Voを代入することによ
り、コンクリートの圧縮強度fcを求める。
(D) Calculation of Compressive Strength FIG. 4 is a diagram showing the relationship between elastic wave velocity and compressive strength of concrete. The compression strength calculation unit 13 calculates the compression strength by substituting the true elastic wave velocity Vo calculated by the second speed calculation unit 12 into a relational expression between the elastic wave velocity and the compression strength statistically obtained from an experiment. In general, for each type of concrete, the relationship between the strength (N / mm 2 ) of the concrete and the true elastic wave velocity (m / s) propagating through the concrete is determined. For example, for the concrete to be tested in the present embodiment, as shown in FIG. 4, an experimental statistical formula of the concrete compressive strength fc and the true elastic wave velocity Vo; fc = Φ (V
o) is obtained in advance based on an experiment, and the compressive strength calculator 13 holds the experimental statistical formula; fc = Φ (Vo). Therefore, the compressive strength calculator 13 calculates the experimental statistical formula;
= Compression strength fc of concrete is obtained by substituting the elastic wave velocity Vo for Φ (Vo).

【0045】圧縮強度演算部13で演算した圧縮強度f
cは表示出力部15に伝送され、該表示出力部15によ
り図示しないディスプレイを介して圧縮強度fcを表示
する。また圧縮強度fcは記録部16に伝送され、該記
録部16が制御する磁気ディスクやプリンタ等により記
録を行う。
The compression strength f calculated by the compression strength calculator 13
c is transmitted to the display output unit 15, and the display output unit 15 displays the compression strength fc via a display (not shown). Further, the compression strength fc is transmitted to the recording unit 16, and recording is performed by a magnetic disk, a printer, or the like controlled by the recording unit 16.

【0046】以上のように本実施形態では、テストピー
スの圧縮強度を介してコンクリート構造物の圧縮強度を
求めないので、管理上の煩雑さや、対応性の問題などが
無い。また、試験すべき構造躯体の一部を採取すること
が無いので、構造躯体に欠損を与えず、しかも大掛かり
な作業が不要であり測定が簡単に行える。また、2つの
振動計3,3間に亘ってコンクリート中の弾性波の速度
を求めるので、コンクリートにおける表面硬度のバラツ
キの影響を受けにくく、試験結果にバラツキが生じず、
信頼性が高い。更に、圧縮応力方向の弾性波速度と引張
応力方向の弾性波速度により、無応力時の真の弾性波速
度を演算し、該真の弾性波速度に基づいてコンクリート
の圧縮強度を測定する。つまりコンクリートに作用する
応力の影響を補正することにより圧縮強度を測定するの
で、測定値は正確なものとなる。
As described above, in the present embodiment, since the compressive strength of the concrete structure is not determined via the compressive strength of the test piece, there is no need for complicated management and compatibility. In addition, since a part of the structural frame to be tested is not collected, the structural frame is not damaged, and a large-scale operation is not required, so that the measurement can be performed easily. In addition, since the velocity of the elastic wave in the concrete is obtained between the two vibrometers 3 and 3, it is hardly affected by the variation in the surface hardness of the concrete, and the test results do not vary.
High reliability. Further, the true elastic wave velocity at the time of no stress is calculated from the elastic wave velocity in the compressive stress direction and the elastic wave velocity in the tensile stress direction, and the compressive strength of the concrete is measured based on the true elastic wave velocity. That is, since the compressive strength is measured by correcting the effect of the stress acting on the concrete, the measured value is accurate.

【0047】なお上述した実施形態ではコンクリートに
発生させる振動を粗密波(弾性波)による振動として試
験を行ったが、この振動をせん断弾性波として試験を行
うことも可能である。この場合、図2に示すように、振
動計3には垂直センサ3aを設ける。例えば図1に示す
ように、2つの検知部3t,3tを結ぶ延長線上近傍の
地点Pをハンマー等により、コンクリート表面20にほ
ぼ垂直に打撃すればよい。
In the above-described embodiment, the test is performed with the vibration generated in the concrete as the vibration caused by the compression wave (elastic wave). However, the test can be performed with the vibration as the shear elastic wave. In this case, as shown in FIG. 2, the vibrometer 3 is provided with a vertical sensor 3a. For example, as shown in FIG. 1, a point P near an extension line connecting the two detection units 3t, 3t may be hit almost vertically to the concrete surface 20 by a hammer or the like.

【0048】弾性係数とせん断弾性係数との関係に、G
=E/{2(1+ν)}が成り立つ。一方、弾性波速度
及びせん断弾性波速度は、弾性係数と単位体積質量によ
り、弾性波速度Ve=(E/ρ)1/2、せん断弾性波
速度Vs=(G/ρ)1/ の関係がある。よって、G
=(Vs/Ve)・Eとなる。これらの式により弾性
波速度及びせん断弾性波速度の相互の変換が計算により
可能である。この場合、第1速度演算部19ではせん断
弾性波を演算することになるので、該せん断弾性波を上
記式を利用して弾性波速度に変換して速度保存部17に
保存すればよい。
The relationship between the elastic modulus and the shear elastic modulus is expressed by G
= E / {2 (1 + ν)} holds. On the other hand, the elastic wave velocity and shear wave velocity is the elastic modulus and the unit volume weight, elastic wave velocity Ve = (E / ρ) 1/2 , shear acoustic wave velocity Vs = (G / ρ) 1 /2 in relation There is. Therefore, G
= (Vs / Ve) 2 · E. With these equations, mutual conversion between elastic wave velocity and shear elastic wave velocity is possible by calculation. In this case, since the first velocity calculating section 19 calculates the shear elastic wave, the shear elastic wave may be converted into an elastic wave velocity using the above equation and stored in the velocity storage section 17.

【0049】別の方法として、図3に示す応力度と弾性
波速度の関係の代りに、応力度とせん断弾性波速度の関
係を求めておき、また、図4に示す圧縮強度と弾性波速
度の関係の代りに、圧縮強度とせん断弾性波速度の関係
を求めておくことにより、真のせん断弾性波速度を演算
する手順を経て、コンクリートの圧縮強度を演算するよ
うにしてもよい。
As another method, instead of the relationship between the stress intensity and the elastic wave speed shown in FIG. 3, the relationship between the stress intensity and the shear elastic wave speed is obtained, and the compressive strength and the elastic wave speed shown in FIG. By calculating the relationship between the compressive strength and the shear elastic wave velocity instead of the relation described above, the concrete compressive strength may be calculated through a procedure for calculating the true shear elastic wave velocity.

【0050】また各振動計3は、水平センサ3bと垂直
センサ3aとのどちらか一方のみ有する構成以外に、こ
れらセンサ3a,3bの両方を有してもよい。水平セン
サ3bと垂直センサ3aの両方を有することで、試験の
状況に応じて弾性波又はせん断弾性波を選択的に採用で
きるので便利である。
Each vibrometer 3 may have both of the sensors 3a and 3b in addition to the configuration having only one of the horizontal sensor 3b and the vertical sensor 3a. Providing both the horizontal sensor 3b and the vertical sensor 3a is convenient because an elastic wave or a shear elastic wave can be selectively adopted according to a test situation.

【0051】また各振動計3はセンサを1つだけ有し、
該センサの向きを回転自在としてもよい。例えば、弾性
波を採用する場合にはセンサを回転させて、上述した水
平センサ3bと同じ検出方向にセットして使用する。ま
た、せん断弾性波を採用する場合にはセンサを回転させ
て、上述した垂直センサ3aと同じ検出方向にセットし
て使用する。このようにセンサの向きを回転自在とする
ことで、水平センサ3bと垂直センサ3aを両方設けた
場合と同様の効果を得ると共に、センサの兼用により振
動計を簡単かつ小型に形成できる。
Each vibrometer 3 has only one sensor,
The direction of the sensor may be freely rotatable. For example, when elastic waves are used, the sensor is rotated and set in the same detection direction as the above-described horizontal sensor 3b for use. When a shear elastic wave is employed, the sensor is rotated and set in the same detection direction as the above-described vertical sensor 3a. By making the orientation of the sensor freely rotatable in this way, the same effect as in the case where both the horizontal sensor 3b and the vertical sensor 3a are provided is obtained, and the vibrometer can be formed simply and compactly by also using the sensor.

【0052】また上記回転式のセンサを採用する場合、
センサの回転を電気的な接点を用いて制御装置10側に
取り込めば、振動方向のチェックや関係式の適用を自動
的に行うことも可能となる。
When the above-mentioned rotary sensor is employed,
If the rotation of the sensor is taken into the control device 10 by using an electric contact, it is possible to automatically check the vibration direction and apply the relational expression.

【0053】またコンクリートにおいて間隔Lを伝播す
る振動(弾性波又はせん断弾性波)の伝播速度を計測で
きればよいので、例えば一方の振動計をコンクリート表
面20に直接叩く形により、上述した実施形態と同様の
結果を得ることができる。
Since it is only necessary to be able to measure the propagation speed of the vibration (elastic wave or shear elastic wave) propagating in the interval L in the concrete, for example, one vibrometer is directly hit on the concrete surface 20 in the same manner as in the above-described embodiment. Can be obtained.

【0054】図6は仕上げ材が設置されたコンクリート
に試験装置を設置した様子を示す図である。コンクリー
ト表面20にモルタル等の仕上げ材25がある場合の試
験方法としては、図6に示すように、仕上げ材25部分
を貫通する例えば直径1cm程度の孔26を開け、プロ
ーブ27付きのセンサ3aが該孔26を通してコンクリ
ート表面20に接触するようにすれば、仕上げ材25の
損傷を最小限にすることができる。
FIG. 6 is a view showing a state where a test apparatus is installed on concrete on which a finishing material is installed. As shown in FIG. 6, as a test method when the finishing material 25 such as mortar is provided on the concrete surface 20, a hole 26 having a diameter of, for example, about 1 cm penetrating the finishing material 25 portion is formed, By contacting the concrete surface 20 through the holes 26, damage to the finishing material 25 can be minimized.

【0055】上記非破壊圧縮強度試験には振動計が2個
設けられているが、振動計の個数は2個以上であれば3
個、4個など何個でもよい。3個以上の場合にも、振動
計を既知の間隔で直線状に配置しておけばよい。
In the nondestructive compressive strength test, two vibrometers are provided. If the number of vibrometers is two or more, three vibrometers are used.
Any number, such as four or four, may be used. Even in the case of three or more, the vibrometers may be linearly arranged at known intervals.

【0056】なお上述した非破壊圧縮強度試験では、上
記構成の試験装置1を用いて行ったが、試験装置1を用
いず、2個(或いは3個以上)のセンサを所定の間隔で
配置して、同様の試験を行うことも可能である。
In the above-described non-destructive compressive strength test, the test apparatus 1 having the above configuration was used. However, without using the test apparatus 1, two (or three or more) sensors were arranged at predetermined intervals. Thus, a similar test can be performed.

【0057】[2.部材に作用する応力推定に関する実
施形態]図1に示すコンクリート40に作用する応力を
推定する。この場合、図2に示す試験装置1の制御装置
10には応力演算部30が設けられている。応力推定の
手順は、まず上述した[1.コンクリートの非破壊圧縮
強度試験に関する実施形態]における、(A)圧縮応力
方向での弾性波速度の測定、(B)引張応力方向での弾
性波速度の測定、までは全く同様の手順で作業を行う。
[2. Embodiment Regarding Estimation of Stress Acting on Member] The stress acting on the concrete 40 shown in FIG. 1 is estimated. In this case, the control device 10 of the test apparatus 1 shown in FIG. The procedure of stress estimation is first described in [1. Embodiments Regarding Nondestructive Compressive Strength Test of Concrete], (A) measurement of elastic wave velocity in the direction of compressive stress, and (B) measurement of elastic wave velocity in the direction of tensile stress. Do.

【0058】次に、上記(A)及び(B)の手順で求め
た弾性波速度Vc,Vtに基づいて応力度σを演算推定
する手順に進む。該手順でも上述した手順(C)と同様
に、上記(1)式及び(2)式を利用する(上述した実
施形態と同様にKc,Ktの値は予め求められてい
る)。即ち、応力度演算部30は、速度保存部17から
弾性波速度Vc,Vtを呼び出し、該弾性波速度Vc,
Vtと、該応力度演算部30が予め保存している上記値
Kc,Ktとにより、上記(1)式及び(2)式の連立
方程式を解くことにより、応力度σを演算する。即ち、
σ=(Vc−Vt)/(Kc+Kt)である。
Next, the procedure proceeds to a procedure for calculating and estimating the stress degree σ based on the elastic wave velocities Vc and Vt obtained in the procedures (A) and (B). Also in this procedure, the above equations (1) and (2) are used as in the procedure (C) described above (the values of Kc and Kt are obtained in advance as in the above-described embodiment). That is, the stress degree calculation unit 30 retrieves the elastic wave velocities Vc and Vt from the speed storage unit 17, and loads the elastic wave velocities Vc and Vt.
The stress degree σ is calculated by solving the simultaneous equations of the equations (1) and (2) using Vt and the values Kc and Kt stored in advance by the stress degree calculation unit 30. That is,
σ = (Vc−Vt) / (Kc + Kt).

【0059】応力度演算部30で演算した応力度σは表
示出力部15に伝送され、該表示出力部15により図示
しないディスプレイを介して応力度σを表示する。また
応力度σは記録部16に伝送され、該記録部16が制御
する磁気ディスクやプリンタ等により記録を行う。
The stress level σ calculated by the stress level calculating section 30 is transmitted to the display output section 15, and the display output section 15 displays the stress level σ via a display (not shown). The stress degree σ is transmitted to the recording unit 16, and recording is performed by a magnetic disk, a printer, or the like controlled by the recording unit 16.

【0060】なお、この応力推定が可能な部材はコンク
リート形成物に限るものではなく、鋼材等のその他の部
材でも可能である。また、鋼材のように比較的均一で真
の弾性波速度にバラツキが少なく、ほぼ一定の材料の場
合には、2方向の弾性波速度の測定は必要なく、一方向
のみの弾性波速度を測定し、上記(1)式又は(2)式
を適用し、Voとして無応力時の弾性波速度を用いれば
応力は容易に求めることができる。
The members for which the stress can be estimated are not limited to concrete products, but may be other members such as steel. In addition, in the case of a material that is relatively uniform and has little variation in the true elastic wave velocity, such as steel, it is not necessary to measure the elastic wave velocity in two directions, and to measure the elastic wave velocity in only one direction. The stress can be easily obtained by applying the above equation (1) or (2) and using the elastic wave velocity at the time of no stress as Vo.

【0061】本実施形態でも、上述した[1.コンクリ
ートの非破壊圧縮強度試験に関する実施形態]と同様
に、弾性波の代りにせん断弾性波を利用しても良い。
Also in the present embodiment, [1. Embodiment Regarding Nondestructive Compressive Strength Test of Concrete], a shear elastic wave may be used instead of an elastic wave.

【0062】[3.その他の応用例] (a)プレストレスコンクリート構造物の緊張力の経年
変化管理法 プレストレスコンクリートの緊張力は長期間のうちにク
リープなどにより低下すると言われている。このような
緊張力の経年変化を追跡するには、上述した応力と弾性
波速度との関係(上記(1)式及び(2)式を参照)を
利用できる。
[3. Other Application Examples] (a) Method for Managing Secular Change of Tension of Prestressed Concrete Structure It is said that the tension of prestressed concrete decreases over a long period of time due to creep or the like. In order to track such a secular change of the tension, the above-described relationship between the stress and the elastic wave velocity (see the above equations (1) and (2)) can be used.

【0063】図9は緊張力と弾性波速度との関係をグラ
フで示した図である。まず、施工時にコンクリートに緊
張力を導入する際、図9の実線に示すように、緊張力と
弾性波速度の関係を測定し記録しておく。この時の弾性
波速度は緊張力方向のみでよい。その後、定期的に弾性
波速度(Va)を測定し、施工時に記録した緊張力と弾
性波速度の関係図(図9参照)にプロットする。これに
より、その時の緊張力(Pa)が正確に推定できる。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between the tension and the elastic wave velocity. First, when a tension is introduced into concrete during construction, the relationship between the tension and the elastic wave velocity is measured and recorded as shown by the solid line in FIG. At this time, the elastic wave velocity may be only in the tension direction. Thereafter, the elastic wave velocity (Va) is periodically measured, and plotted in a relationship diagram (see FIG. 9) between the tension and the elastic wave velocity recorded during construction. Thereby, the tension (Pa) at that time can be accurately estimated.

【0064】なお、施工後にコンクリート強度の増加が
見込める場合は、その増加量を推定して真の弾性波速度
の増加量に換算するか、上記(1)式及び(2)式を利
用して真の弾性波速度を求め、グラフの値を図9の点線
のように平行移動すればよい。また、施工時に緊張力と
弾性波速度の関係を作成していない場合は、緊張力方向
とその直交方向の弾性波速度の測定を行い、上記(1)
式及び(2)式を利用すれば緊張力を推定することが可
能である。
If an increase in concrete strength can be expected after construction, the increase is estimated and converted into a true increase in elastic wave velocity, or by using the above equations (1) and (2). The true elastic wave velocity may be obtained, and the values in the graph may be translated as indicated by the dotted lines in FIG. If the relationship between the tension and the elastic wave velocity has not been created at the time of construction, the elastic wave velocity in the direction of the tension and the direction perpendicular thereto is measured, and the above (1)
It is possible to estimate the tension by using the equation and the equation (2).

【0065】(b)構造物に生ずる応力の推定 既存構造物の改修や補強を行う場合、柱、梁、壁などの
部位に存在する応力を上記(1)式及び(2)式を用い
て推定すれば設計を容易にすることができる。また、不
同沈下や震災などにより構造物に不具合が生じた場合、
その不具合による応力を前記(1)式及び(2)式を用
いて推定し、竣工時のように構造物が健全な状態の時に
予め測定した記録と比較することにより変化を把握する
ことができる。
(B) Estimation of the stress generated in the structure When the existing structure is repaired or reinforced, the stress existing in the column, the beam, the wall or the like is calculated using the above equations (1) and (2). Estimation can make the design easier. In addition, in the case of failure of the structure due to uneven settlement or earthquake disaster,
The stress due to the failure is estimated using the above equations (1) and (2), and the change can be grasped by comparing with a previously measured record when the structure is in a healthy state such as at the time of completion. .

【0066】(c)施工時の応力の管理 構造物の改修工事などで柱や梁のような構造部材を一時
的に解体、切断する場合がある。このような工事では、
その構造部材が支えている荷重を仮の部材で受け代える
必要があるが、十分な対策がなされなければ周辺の部材
にその負担がかかり、損傷を招くことになるので慎重な
施工体制が求められる。このような場合、施工前および
施工中に前記(1)式及び(2)式を用いて周辺部材の
応力を測定すれば、それらの比較により変化を容易に把
握できる。
(C) Management of Stress During Construction Structural members such as pillars and beams may be temporarily dismantled or cut during renovation of a structure. In such construction,
It is necessary to replace the load supported by the structural member with a temporary member, but if sufficient measures are not taken, the burden will be applied to the surrounding members and it will cause damage, so a careful construction system is required . In such a case, if the stress of the peripheral member is measured using the above-described formulas (1) and (2) before and during the construction, the change can be easily grasped by comparing them.

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

【図1】試験装置によりコンクリートの非破壊圧縮強度
試験を行っている様子を示す模式図。
FIG. 1 is a schematic view showing a state where a non-destructive compressive strength test of concrete is performed by a test apparatus.

【図2】試験装置の制御構成を示すブロック図。FIG. 2 is a block diagram illustrating a control configuration of the test apparatus.

【図3】コンクリートにおける応力度と弾性波速度との
関係をグラフで示した図。
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the degree of stress and elastic wave velocity in concrete.

【図4】弾性波速度とコンクリートの圧縮強度の関係を
示す図。
FIG. 4 is a diagram showing a relationship between elastic wave velocity and compressive strength of concrete.

【図5】各振動計において検出された波形データを示す
図。
FIG. 5 is a diagram showing waveform data detected by each vibrometer.

【図6】仕上げ材が設置されたコンクリートに試験装置
を設置した様子を示す図。
FIG. 6 is a view showing a state where a test device is installed on concrete on which a finishing material is installed.

【図7】載荷荷重と弾性波速度との関係をグラフで示し
た図。
FIG. 7 is a graph showing a relationship between a load and an elastic wave velocity.

【図8】載荷実験を説明する図。FIG. 8 is a diagram illustrating a loading experiment.

【図9】緊張力と弾性波速度との関係をグラフで示した
図。
FIG. 9 is a graph showing the relationship between tension and elastic wave velocity.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 試験装置 3 振動検知手段(振動計) 3t 検知部 7 検知結果出力部(インタフェース部) L 間隔、配置間隔(間隔) Q1,Q2 検知地点 T 時間差 Vo 伝播速度(速度) Vc 伝播速度(速度) Vt 伝播速度(速度) DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Test apparatus 3 Vibration detection means (vibration meter) 3t detection part 7 Detection result output part (interface part) L interval, arrangement interval (interval) Q1, Q2 Detection point T Time difference Vo Propagation speed (speed) Vc Propagation speed (speed) Vt Propagation speed (speed)

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】圧縮応力を受けるコンクリートの非破壊圧
縮強度試験方法において、 (a)前記コンクリートの表面上に圧縮応力方向に沿っ
て配置された複数の圧縮方向検知地点を結ぶ延長線上
で、該コンクリートの表面を打撃して該コンクリートに
振動を発生させ、前記複数の圧縮方向検知地点で前記コ
ンクリートに発生した振動を検知すると共に、それら圧
縮方向検知地点で振動を検知した時間差を検出し、前記
検出した時間差と前記複数の圧縮方向検知地点間の間隔
とに基づいて、前記振動の圧縮方向における伝播速度を
演算する手順と、 (b)前記コンクリートの表面上に圧縮方向と直交する
引張応力方向に沿って配置された複数の引張方向検知地
点を結ぶ延長線上で、該コンクリートの表面を打撃して
該コンクリートに振動を発生させ、前記複数の引張方向
検知地点で前記コンクリートに発生した振動を検知する
と共に、それら引張方向検知地点で振動を検知した時間
差(T)を検出し、前記検出した時間差と前記複数の引
張方向検知地点間の間隔とに基づいて、前記振動の引張
方向における伝播速度を演算する手順と、 (c)前記圧縮方向及び引張方向における伝播速度に基
づいて、前記コンクリートにおける振動の、無応力時で
の伝播速度を演算し、該伝播速度に基づいて前記コンク
リートの圧縮強度を演算出力する手順と、を有し、 上記(a)及び(b)の手順を任意の順序で行い、次い
で上記(c)の手順を行う、ことを特徴とするコンクリ
ートの非破壊圧縮強度試験方法。
1. A method for testing non-destructive compressive strength of concrete subjected to compressive stress, comprising: (a) an extension line connecting a plurality of compression direction detection points arranged along the direction of compressive stress on the surface of the concrete; Hitting the surface of the concrete to generate vibration in the concrete, detecting the vibration generated in the concrete at the plurality of compression direction detection points, and detecting the time difference of detecting the vibration at the compression direction detection points, Calculating a propagation speed of the vibration in the compression direction based on the detected time difference and an interval between the plurality of compression direction detection points; and (b) a tensile stress direction orthogonal to the compression direction on the concrete surface. The concrete surface is vibrated by striking the surface of the concrete on an extension line connecting a plurality of tensile direction detection points arranged along Detecting the vibration generated in the concrete at the plurality of tension direction detection points, detecting a time difference (T) at which the vibration is detected at the tension direction detection points, and detecting the detected time difference and the plurality of tension direction detections. Calculating the propagation speed of the vibration in the tensile direction based on the distance between the points; and (c) calculating the vibration of the concrete in the absence of stress based on the propagation speed in the compression direction and the tensile direction. Calculating the propagation speed and calculating and outputting the compressive strength of the concrete based on the propagation speed, performing the steps (a) and (b) in an arbitrary order, and then performing the above (c) A non-destructive compressive strength test method for concrete.
【請求項2】前記振動の圧縮方向における伝播速度をV
c、前記振動の引張方向における伝播速度をVt、無応
力時での振動の伝播速度をVo、圧縮応力により振動の
伝播速度が変化する勾配をKc、引張応力により振動の
伝播速度が変化する勾配を−Kt、とした場合に、Vo
=(KcVt+KtVc)/(Kc+Kt)の関係を利
用して、前記(c)の手順における無応力時での振動の
伝播速度を演算する、ことを特徴とする請求項1記載の
コンクリートの非破壊圧縮強度試験方法。
2. The propagation velocity of the vibration in the compression direction is V
c, Vt is the propagation speed of the vibration in the tensile direction, Vo is the propagation speed of the vibration under no stress, Kc is the gradient of the propagation speed of the vibration due to the compressive stress, and Gp is the gradient of the propagation speed of the vibration due to the tensile stress. Is −Kt, Vo
2. The non-destructive compression of concrete according to claim 1, wherein the propagation speed of vibration at the time of no stress in the step (c) is calculated using the relationship of = (KcVt + KtVc) / (Kc + Kt). Strength test method.
【請求項3】圧縮応力を受ける部材の応力推定方法にお
いて、 (a)前記部材の表面上に圧縮応力方向に沿って配置さ
れた複数の圧縮方向検知地点を結ぶ延長線上で、該部材
の表面を打撃して該部材に振動を発生させ、前記複数の
圧縮方向検知地点で前記部材に発生した振動を検知する
と共に、それら圧縮方向検知地点で振動を検知した時間
差を検出し、前記検出した時間差と前記複数の圧縮方向
検知地点間の間隔とに基づいて、前記振動の圧縮方向に
おける伝播速度を演算する手順と、 (b)前記部材の表面上に圧縮方向と直交する引張応力
方向に沿って配置された複数の引張方向検知地点を結ぶ
延長線上で、該部材の表面を打撃して該部材に振動を発
生させ、前記複数の引張方向検知地点で前記部材に発生
した振動を検知すると共に、それら引張方向検知地点で
振動を検知した時間差を検出し、前記検出した時間差と
前記複数の引張方向検知地点間の間隔とに基づいて、前
記振動の引張方向における伝播速度を演算する手順と、 (c)前記圧縮方向及び引張方向における伝播速度に基
づいて、前記部材に作用している圧縮応力度を演算出力
する手順と、を有し、 上記(a)及び(b)の手順を任意の順序で行い、次い
で上記(c)の手順を行う、ことを特徴とする応力推定
方法。
3. A method for estimating a stress of a member subjected to a compressive stress, comprising: (a) extending the surface of the member along an extension line connecting a plurality of compression direction detection points arranged along the direction of the compressive stress on the surface of the member; To generate vibration in the member, detect the vibration generated in the member at the plurality of compression direction detection points, detect the time difference of detecting the vibration at the compression direction detection points, and detect the detected time difference. Calculating the propagation velocity of the vibration in the compression direction based on the distance between the plurality of compression direction detection points, and (b) along the tensile stress direction orthogonal to the compression direction on the surface of the member. On an extension line connecting the plurality of arranged tensile direction detection points, the member strikes the surface of the member to generate vibration, and detects the vibration generated in the member at the plurality of tensile direction detection points. A step of detecting a time difference at which vibration is detected at the tensile direction detection points, and calculating a propagation speed of the vibration in the tensile direction based on the detected time difference and an interval between the plurality of tensile direction detection points; (C) calculating and outputting the degree of compressive stress acting on the member based on the propagation velocities in the compression direction and the tensile direction, wherein the steps (a) and (b) are optional. A stress estimating method, wherein the method is performed in order, and then the procedure (c) is performed.
【請求項4】前記振動の圧縮方向における伝播速度をV
c、前記振動の引張方向における伝播速度をVt、前記
部材に作用している圧縮応力度をσ、圧縮応力により振
動の伝播速度が変化する勾配をKc、引張応力により振
動の伝播速度が変化する勾配を−Kt、とした場合に、
σ=(Vc−Vt)/(Kc+Kt)の関係を利用し
て、前記(c)の手順における前記部材に作用している
圧縮応力度を演算する、ことを特徴とする請求項3記載
の応力推定方法。
4. The propagation velocity of the vibration in the compression direction is V
c, Vt is the propagation speed of the vibration in the tension direction, σ is the degree of compressive stress acting on the member, Kc is the gradient at which the propagation speed of the vibration changes due to the compressive stress, and the propagation speed of the vibration changes according to the tensile stress. When the gradient is -Kt,
4. The stress according to claim 3, wherein the degree of compressive stress acting on the member in the step (c) is calculated using a relationship of σ = (Vc−Vt) / (Kc + Kt). Estimation method.
【請求項5】請求項1記載の非破壊圧縮強度試験方法又
は請求項3記載の応力推定方法に利用する試験装置にお
いて、 複数の振動検知手段を設け、 前記振動検知手段は、前記圧縮方向検知地点又は引張方
向検知地点に配置自在な検知部を有し、 前記検知部を介して振動を検知し検知結果を出力する検
知結果出力部を設け、 前記複数の振動検知手段間で、これら振動検知手段の前
記検知部を所定の配置間隔で配置して構成した、ことを
特徴とする試験装置。
5. A test apparatus used for the non-destructive compressive strength test method according to claim 1 or the stress estimation method according to claim 3, further comprising a plurality of vibration detecting means, wherein the vibration detecting means detects the compression direction. A detection unit that can be disposed at a point or a tension direction detection point, and a detection result output unit that detects a vibration through the detection unit and outputs a detection result is provided. The vibration detection is performed between the plurality of vibration detection units. A test apparatus, wherein the detection units of the means are arranged at a predetermined arrangement interval.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100392393C (en) * 2004-06-03 2008-06-04 太原理工大学 Non-destructive determining method for early strength of concrete
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CN106969976A (en) * 2017-04-06 2017-07-21 西北大学 A kind of loess vibration singles haft horizontal stretching/compressing instrument dynamometric system and method

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