JP2011027586A - Crack depth measurement method - Google Patents

Crack depth measurement method Download PDF

Info

Publication number
JP2011027586A
JP2011027586A JP2009174371A JP2009174371A JP2011027586A JP 2011027586 A JP2011027586 A JP 2011027586A JP 2009174371 A JP2009174371 A JP 2009174371A JP 2009174371 A JP2009174371 A JP 2009174371A JP 2011027586 A JP2011027586 A JP 2011027586A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
crack depth
crack
wave
surface wave
hardened cement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2009174371A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP5078952B2 (en
Inventor
Hwa Kian Chai
華堅 蔡
Shohei Momoki
昌平 桃木
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tobishima Corp
Original Assignee
Tobishima Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tobishima Corp filed Critical Tobishima Corp
Priority to JP2009174371A priority Critical patent/JP5078952B2/en
Publication of JP2011027586A publication Critical patent/JP2011027586A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP5078952B2 publication Critical patent/JP5078952B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a crack depth measurement method for correctly measuring a crack depth formed from a surface of a hardened cement object to the inside. <P>SOLUTION: In the crack depth measurement method, the crack depth is calculated by the first formula: d=-α×λ×InF. In the first formula, the d is the crack depth (mm), and the λ is a primary wavelength (mm). The F is an amplitude ratio obtained by dividing the second minimum negative amplitude fluctuated toward the negative side right after a surface wave is initiated among the second surface waves propagated on a surface of the hardened cement object and detected in a second sensor 13 by the first minimum negative amplitude fluctuated toward the negative side right after the surface wave is initiated among the first surface waves propagated on the surface of the hardened cement object and detected in a first sensor 12, and the α is a constant (0.381) calculated from an approximate expression: y=αe<SP>bx</SP>derived from a correlation diagram for indicating the (F) along a vertical axis, and a ratio of the crack depth (d)/the primary wavelength (λ) along a horizontal axis. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、セメント硬化物に生じたひび割れの深さを計測するひび割れ深さ計測方法に関する。   The present invention relates to a crack depth measuring method for measuring the depth of a crack generated in a hardened cement material.

コンクリート構造物に生じたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を鋼球ハンマーによって打撃し、それによってコンクリート構造物を伝播する表面波を加速度センサを利用して検出しつつ、検出した表面波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さの計測方法がある(特許文献1参照)。この計測方法においてひび割れ深さは、式:H=C1・λ・In(x)+C2で算出される。ここで、(H)はコンクリート構造物の表面からのひび割れ深さ、(λ)は表面波の波長、(x)は振幅比、(C1)および(C2)は理論または試験定数である。振幅比(x)は、ひび割れ後に各センサで検出した信号振幅(補正済み)を、ひび割れ前に各センサで検出した信号振幅(補正済み)で除した値である。   Based on the detected surface wave, the hammer hits a striking position that is a predetermined distance away from the crack position generated in the concrete structure with a steel ball hammer and detects the surface wave propagating through the concrete structure using an acceleration sensor. There is a crack depth measurement method for measuring the crack depth (see Patent Document 1). In this measurement method, the crack depth is calculated by the formula: H = C1 · λ · In (x) + C2. Here, (H) is the crack depth from the surface of the concrete structure, (λ) is the wavelength of the surface wave, (x) is the amplitude ratio, and (C1) and (C2) are theoretical or test constants. The amplitude ratio (x) is a value obtained by dividing the signal amplitude (corrected) detected by each sensor after cracking by the signal amplitude (corrected) detected by each sensor before cracking.

特開2001−12933号公報JP 2001-12933 A

前記特許文献1に開示のひび割れ深さの計測方法は、コンクリート構造物を伝播する弾性波のうちの表面波を検出し、その表面波に基づいてひび割れ深さを計測するが、打撃後のどの時点での表面波を採用するかが明確ではない。表面波は、それ自体が時間の経過とともに減衰するとともに、時間の経過によって表面波に反射波や回析波が含まれるから、表面波の検出時点によって各表面波の波長や波形が相違し、それら相違した表面波を採用すると、それぞれ異なるひび割れ深さが計測され、正確なひび割れ深さを計測することができない場合がある。   The crack depth measurement method disclosed in Patent Document 1 detects a surface wave among elastic waves propagating through a concrete structure, and measures the crack depth based on the surface wave. It is not clear whether to use surface waves at the time. The surface wave itself decays with the passage of time, and since the reflected wave and diffraction wave are included in the surface wave with the passage of time, the wavelength and waveform of each surface wave differ depending on the detection time of the surface wave, When these different surface waves are employed, different crack depths are measured, and the accurate crack depth may not be measured.

本発明の目的は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さを正確に計測することができるひび割れ深さ計測方法を提供することにある。   The objective of this invention is providing the crack depth measuring method which can measure correctly the crack depth formed toward the inside from the surface of the cement hardened | cured material.

前記課題を解決するための本発明の前提は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃してセメント硬化物に弾性波を発生させ、セメント硬化物を伝播するその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法である。   The premise of the present invention for solving the above-mentioned problem is that the hardened cement is formed by striking a striking position separated by a predetermined dimension from a crack position formed from the surface of the hardened cement material toward the inside with a steel ball hammer having a predetermined diameter. This is a crack depth measurement method that generates an elastic wave in an object and detects the elastic wave propagating through the hardened cement material, and measures the crack depth of the hardened cement material based on the detected elastic wave.

前記前提における本発明の第1の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第1設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、ひび割れ位置を挟んで第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、   The first feature of the present invention based on the above premise is that the crack depth measuring method is installed at a first installation position between the crack position and the striking position, and propagates from the striking position to the surface of the hardened cement material. A first sensor that detects a wave and a second surface that is installed at a second installation position on the opposite side of the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor for detecting waves,

ひび割れ深さが、第1式

Figure 2011027586
によって算出され、 Crack depth is formula 1
Figure 2011027586
Calculated by

第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、セメント硬化物の表面を伝播して第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を、セメント硬化物の表面を伝播して第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.381)であることにある。 In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor by propagating on the surface of the hardened cement material, The minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave is the minus side of the first surface wave detected by the first sensor after propagating through the surface of the hardened cement material. Is the amplitude ratio divided by the minimum first minus-side amplitude, and α is a correlation indicating (F) on the vertical axis and the ratio of crack depth (d) / major wavelength (λ) on the horizontal axis. An approximate expression: y = αe bx is derived from the figure, and is a constant (0.381) calculated from the approximate expression.

前記前提における本発明の第2の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第1設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、ひび割れ位置を挟んで第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、   The second feature of the present invention based on the above premise is that the crack depth measuring method is installed at a first installation position between the crack position and the striking position, and propagates from the striking position to the surface of the hardened cement material. A first sensor that detects a wave and a second surface that is installed at a second installation position on the opposite side of the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor for detecting waves,

ひび割れ深さが、第1式

Figure 2011027586
によって算出され、 Crack depth is formula 1
Figure 2011027586
Calculated by

第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、セメント硬化物の表面を伝播して第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を、セメント硬化物の表面を伝播して第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.398)であることにある。 In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor by propagating on the surface of the hardened cement material, The maximum second plus side amplitude that first swung to the plus side after the initial motion of the surface wave is the first of the first surface waves that are detected by the first sensor by propagating through the surface of the cemented material, and after the first motion of the surface wave. Amplitude ratio divided by the maximum first plus side amplitude swung to the plus side, α indicates (F) on the vertical axis, and ratio of crack depth (d) / major wavelength (λ) on the horizontal axis The approximate expression: y = αe bx is derived from the correlation diagram, and is a constant (0.398) calculated from the approximate expression.

前記前提における本発明の第3の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第1設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、ひび割れ位置を挟んで第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、   The third feature of the present invention based on the above premise is that the crack depth measurement method is installed at a first installation position between the crack position and the striking position, and propagates from the striking position to the surface of the hardened cement material. A first sensor that detects a wave and a second surface that is installed at a second installation position on the opposite side of the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor for detecting waves,

ひび割れ深さが、第1式

Figure 2011027586
によって算出され、 Crack depth is formula 1
Figure 2011027586
Calculated by

第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、セメント硬化物の表面を伝播して第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅との第2絶対値を、セメント硬化物の表面を伝播して第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅との第1絶対値で除した振幅比率であり、αが、縦軸に(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.394)であることにある。 In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor by propagating on the surface of the hardened cement material, The second absolute value of the minimum second minus side amplitude that swung to the minus side immediately after the surface wave initial motion and the maximum second plus side amplitude that swung to the plus side first after the surface wave first motion Among the first surface waves propagated and detected by the first sensor, the minimum first minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave and the first maximum that has swung to the plus side first after the initial motion of the surface wave Amplitude ratio divided by the first absolute value with respect to the plus side amplitude, α is a correlation indicating (F) on the vertical axis and the ratio of crack depth (d) / major wavelength (λ) on the horizontal axis. approximate expression Figures: leads to y = .alpha.e bx, a constant calculated from the approximate formula (0.394) In the Rukoto.

前記第1〜第3の特徴を有する本発明の一例としては、(λ)が、第2式

Figure 2011027586
によって算出され、第2式において、cが、鋼球ハンマーの直径によって異なる表面波の平均伝搬速度(m/sec)、fが、重心周波数(kHz)であり、 As an example of the present invention having the first to third features, (λ) is the second formula
Figure 2011027586
Is calculated by the second equation, c is the average propagation velocity of the surface waves varies depending on the diameter of the steel ball hammer (m / sec), f c is the center of gravity frequencies (kHz),

(f)が、第3式

Figure 2011027586
によって算出され、第3式において、X(f)が、周波数(f)における振幅値、Nが、サンプリング数である。 (F c ) is the third formula
Figure 2011027586
In the third equation, X (f k ) is the amplitude value at the frequency (f k ), and N is the number of samplings.

前記第1〜第3の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、第1式から第3式による計算がコンピュータを利用して行われ、コンピュータが、第3式に基づいて重心周波数(f)を求める重心周波数算出手段と、第2式に基づいて主要波長(λ)を算出する主要波長算出手段と、第1式に基づいてひび割れ深さ(d)を算出するひび割れ深さ算出手段と、算出した重心周波数(f)と主要波長(λ)とひび割れ深さ(d)とを記憶する算出結果記憶手段とを実行する。 As another example of the present invention having the first to third features, in the crack depth measurement method, calculations from the first expression to the third expression are performed using a computer, and the computer is changed to the third expression. A center-of-gravity frequency calculating unit for determining a center-of-gravity frequency (f c ) based on the above, a main wavelength calculating unit for calculating a main wavelength (λ) based on the second equation, and a crack depth (d) based on the first equation. And a calculation result storage means for storing the calculated center-of-gravity frequency (f c ), principal wavelength (λ), and crack depth (d).

前記第1〜第3の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、打撃位置と第1設置位置と第2設置位置とが略一直線上に並び、打撃位置から第1設定位置までの離間寸法と第1設定位置からひび割れ位置までの離間寸法とひび割れ位置から第2設置位置までの離間寸法とが同一であり、それら離間寸法が90〜110mmの範囲にある。   As another example of the present invention having the first to third features, in the crack depth measurement method, the striking position, the first installation position, and the second installation position are arranged in a substantially straight line, and the first from the striking position. The separation dimension to the setting position, the separation dimension from the first setting position to the crack position, and the separation dimension from the crack position to the second installation position are the same, and these separation dimensions are in the range of 90 to 110 mm.

前記第1〜第3の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、第1および第2センサの表面波検出間隔が1〜5μsecの範囲にあり、第1および第2センサの表面波検出時間が0.01〜0.03秒の範囲にある。   As another example of the present invention having the first to third features, in the crack depth measurement method, the surface wave detection interval of the first and second sensors is in the range of 1 to 5 μsec, and the first and second The surface wave detection time of the sensor is in the range of 0.01 to 0.03 seconds.

第1の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサに検出された第2表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を第1センサに検出された第1表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波等の余分な波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた1種類の表面波のみをひび割れ深さの計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   According to the crack depth measuring method of the present invention having the first feature, the surface of the second surface wave detected by the second sensor as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth. Divide the minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial wave motion by the minimum first minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial surface wave of the first surface wave detected by the first sensor. Therefore, the surface wave for deriving the amplitude ratio (F) does not include an extra wave such as a reflected wave or a diffraction wave. In this crack depth measurement method, only one type of surface wave that shook to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave was used to measure the crack depth, so that various surface waves and other waves were mixed. The measurement error of the crack depth due to the use of the surface wave can be prevented, and the accurate depth of the crack formed from the surface of the hardened cement product to the inside can be measured.

第2の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサに検出された第2表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を第1センサに検出された第1表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた1種類の表面波のみをひび割れ深さの計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   According to the crack depth measuring method of the present invention having the second feature, the surface of the second surface wave detected by the second sensor as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth. The maximum second plus side amplitude that first swung to the plus side after the first wave motion is the maximum first plus side amplitude that has swung to the plus side first after the surface wave first motion among the first surface waves detected by the first sensor. Therefore, the reflected wave and the diffracted wave are not included in the surface wave for deriving the amplitude ratio (F). This crack depth measurement method uses only one type of surface wave that first swung to the positive side after the initial motion of the surface wave to measure the crack depth, so that various surface waves and other waves are mixed. The measurement error of the crack depth due to the use of the surface wave can be prevented, and the accurate depth of the crack formed from the surface of the hardened cement product to the inside can be measured.

第3の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサに検出された第2表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅との第2絶対値を第1センサに検出された第1表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅との第1絶対値で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた表面波と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた表面波との絶対値をひび割れ深さの計測に利用することになり、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   According to the crack depth measuring method of the present invention having the third feature, the surface of the second surface wave detected by the second sensor as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth. A first absolute value detected by the first sensor is a second absolute value of the minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial wave motion and the maximum second plus side amplitude that has swung to the plus side first after the initial motion of the surface wave. Divide by the first absolute value of the minimum first minus side amplitude that swings to the minus side immediately after the initial surface wave of one surface wave and the maximum first plus side amplitude that swings to the plus side first after the surface wave initial motion. Therefore, the reflected wave and the diffracted wave are not included in the surface wave for deriving the amplitude ratio (F). In this crack depth measurement method, the absolute value of the surface wave that shook to the negative side immediately after the initial motion of the surface wave and the surface wave that first shook to the positive side after the initial motion of the surface wave should be used to measure the crack depth. Therefore, it is possible to prevent crack depth measurement errors due to the use of surface waves mixed with multiple types of surface waves and other waves. Accurate depth can be measured.

第2式によって主要波長(λ)を算出し、第3式によって重心周波数(f)を算出するひび割れ深さ計測方法は、検出された弾性波の中から第3式を利用して最も影響がある弾性波成分の周波数(重心周波数)を求めることができ、その重心周波数を利用して主要波長を求めるから、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることはなく、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。 The crack depth measurement method for calculating the principal wavelength (λ) by the second equation and calculating the center-of-gravity frequency (f c ) by the third equation is most affected by using the third equation among the detected elastic waves. The frequency (centroid frequency) of a certain elastic wave component can be obtained, and the principal wavelength is obtained using the center of gravity frequency, so the elastic wave component does not contain other unnecessary components, and the elastic wave component It is possible to prevent crack depth measurement errors due to the inclusion of other unnecessary components in the crack, and to measure the exact depth of cracks formed from the surface of the hardened cement product to the inside.

第1式から第3式による計算がコンピュータを利用して行われるひび割れ深さ計測方法は、各計算をコンピュータに行わせることで、第1および第2センサが検出した弾性波のうちの主要波長(λ)や最も影響がある弾性波成分の重心周波数(f)を正確に計算することができ、さらに、算出した主要波長(λ)や重心周波数(f)に基づいてセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計算することができる。 The crack depth measurement method in which the calculations according to the first to third formulas are performed using a computer, the main wavelength of the elastic waves detected by the first and second sensors by causing the computer to perform each calculation. (Λ) and the center-of-gravity frequency (f c ) of the most influential elastic wave component can be accurately calculated. Further, based on the calculated main wavelength (λ) and center-of-gravity frequency (f c ), The exact depth of the crack formed from the surface toward the inside can be calculated.

打撃位置と第1設置位置と第2設置位置とが略一直線上に並び、打撃位置から第1設定位置までの離間寸法と第1設定位置からひび割れ位置までの離間寸法とひび割れ位置から第2設置位置までの離間寸法とが同一であるひび割れ深さ計測方法は、それらの位置が異なる寸法で離間すると、第1および第2センサによって検出される表面波の整合性がとれないが、打撃位置や第1設置位置、ひび割れ位置、第2設置位置が等間隔で一直線上に並ぶことで、第1および第2センサによって検出される表面波の整合性をとることができるとともに、それらセンサによって検出される表面波の検出誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   The striking position, the first installation position, and the second installation position are arranged in a substantially straight line, the separation dimension from the striking position to the first setting position, the separation dimension from the first setting position to the crack position, and the second installation from the crack position. In the crack depth measurement method in which the separation distance to the position is the same, if the positions are separated by different dimensions, the consistency of the surface waves detected by the first and second sensors cannot be taken. By aligning the first installation position, the crack position, and the second installation position in a straight line at equal intervals, the consistency of the surface waves detected by the first and second sensors can be taken, and the detection is performed by these sensors. The detection error of the surface wave can be prevented, and the accurate depth of the crack formed from the surface of the hardened cement product to the inside can be measured.

第1および第2センサの表面波検出間隔が1〜5μsecであり、第1および第2センサの表面波検出時間が0.01〜0.03秒であるひび割れ深さ計測方法は、表面波検出間隔を前記範囲に設定することで、第1および第2センサによって検出された表面波の正確な波形を画くことができ、その表面波の波形に基づいてセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。また、表面波検出時間を前記範囲にすることで、検出される波形が反射や回析等の現象による余分なエネルギー成分の積み重ねであることを確認することができるから、波形から表面波の初動振幅を正確に認定することができ、検出される表面波が反射波や回析波等の余分な波の影響を受けることなく、表面波のみを検出することができる。   The crack depth measurement method in which the surface wave detection interval of the first and second sensors is 1 to 5 μsec, and the surface wave detection time of the first and second sensors is 0.01 to 0.03 seconds. By setting the interval within the above range, an accurate waveform of the surface wave detected by the first and second sensors can be drawn, and based on the waveform of the surface wave, from the surface of the hardened cement material to the inside. The exact depth of the formed crack can be measured. In addition, by setting the surface wave detection time within the above range, it is possible to confirm that the detected waveform is a stack of excess energy components due to phenomena such as reflection and diffraction. The amplitude can be accurately identified, and only the surface wave can be detected without the surface wave to be detected being affected by an extra wave such as a reflected wave or a diffraction wave.

一例として示すひび割れ深さ計測システムの概略構成図。The schematic block diagram of the crack depth measurement system shown as an example. 一例として示す試験用コンクリート構造物の上面図。The top view of the concrete structure for a test shown as an example. 一例として示す試験用コンクリート構造物の上面図。The top view of the concrete structure for a test shown as an example. 試験用コンクリート構造物の側面図。The side view of the concrete structure for a test. 試験用コンクリート構造物の配合を示す図。The figure which shows the mixing | blending of the concrete structure for a test. 一例として示す鋼球ハンマーの斜視図。The perspective view of the steel ball hammer shown as an example. 健全部および異なる深さのひび割れ位置において検出した波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the waveform detected in the healthy part and the crack position of a different depth. 直径15mmの鋼球ハンマーによって発生させた弾性波の検出波形の一例を示す図。The figure which shows an example of the detection waveform of the elastic wave generated with the steel ball hammer of diameter 15mm. 異なる直径の鋼球ハンマーによる重心周波数および主要波長を表す図。The figure showing the gravity center frequency and main wavelength by the steel ball hammer of a different diameter. 第1のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図。The figure which shows the correlation of amplitude ratio (F) calculated by the 1st case, and d / λ. 第2のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図。The figure which shows the correlation of the amplitude ratio (F) calculated by the 2nd case, and d / λ. 第3のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図。The figure which shows the correlation of amplitude ratio (F) calculated by the 3rd case, and d / λ. 初期画面の一例を示す図。The figure which shows an example of an initial screen. 計算式選択画面の一例を示す図。The figure which shows an example of a calculation formula selection screen. 計測開始画面の一例を示す図。The figure which shows an example of a measurement start screen. 計測結果画面の一例を示す図。The figure which shows an example of a measurement result screen.

一例として示すひび割れ深さ計測システム11の概略構成図である図1等を参照し、本発明に係るひび割れ深さ計測方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。ひび割れ深さ計測方法を実行するひび割れ深さ計測システム11は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ位置の近傍に設置される第1および第2センサ12,13と、それらセンサ12,13が検出した表面波に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ(d)(図4参照)を計算するコンピュータ14とから構成されている。セメント硬化物には、コンクリートによって作られたダムやトンネル、壁等のコンクリート構造物(モルタルで作られた構造物を含む)が含まれる。   The details of the crack depth measuring method according to the present invention will be described with reference to FIG. 1 which is a schematic configuration diagram of a crack depth measuring system 11 shown as an example. A crack depth measurement system 11 that executes a crack depth measurement method includes a first sensor 12 and a second sensor 12 that are installed in the vicinity of a crack position that is formed from the surface of the hardened cement product to the inside thereof, and these sensors. The computer 14 calculates the crack depth (d) (see FIG. 4) of the hardened cement based on the surface waves detected by the numerals 12 and 13. The hardened cement includes concrete structures (including structures made of mortar) such as dams, tunnels, and walls made of concrete.

セメント硬化物は、荷重や乾燥収縮、温度変化、鉄筋腐食等による影響によって劣化し、それによって任意の箇所にひび割れが発生する場合がある。セメント硬化物に生じたひび割れは、その幅や深さ、発生箇所、ひび割れの分布度等によってセメント硬化物の機能を大きく低下させる。セメント硬化物の機能を回復させるためには補修が必要であるが、補修の前にひび割れ深さを計測する必要がある。このシステム11によって実行されるひび割れ深さ計測方法は、セメント硬化物に生じたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置18A(図2,3参照)を所定の直径を有する鋼球ハンマー17(図6参照)によって打撃し、それによってセメント硬化物に弾性波を発生させ、セメント硬化物を伝播する表面波(Rayleigh波)を検出しつつ、検出した表面波に基づいてひび割れ深さ(d)を計測する。   The hardened cement product is deteriorated by the influence of a load, drying shrinkage, temperature change, reinforcing bar corrosion, and the like, and cracks may be generated at arbitrary locations. The cracks generated in the hardened cement material greatly reduce the function of the hardened cement material depending on its width and depth, occurrence location, crack distribution, and the like. Repair is required to restore the function of the hardened cement, but it is necessary to measure the crack depth before repair. The crack depth measurement method executed by the system 11 is a steel ball hammer 17 (see FIG. 6) having a predetermined diameter at a striking position 18A (see FIGS. 2 and 3) spaced a predetermined dimension from a crack position generated in a hardened cement material. The crack depth (d) is measured on the basis of the detected surface wave while detecting the surface wave (Rayleigh wave) propagating through the cement hardened material. To do.

図2,3は、一例として示す試験用コンクリート構造物15,16の上面図であり、図4は、試験用コンクリート構造物15,16の側面図である。図5は、試験用コンクリート構造物15,16の配合を示す図であり、図6は、一例として示す鋼球ハンマー17の斜視図である。第1および第2センサ12,13には、30kHzまで平坦な特性を示す加速度センサが使用されている。第1および第2センサ12,13は、ひび割れ位置20を挟んでコンクリート構造物15,16の表面に対向設置される。それらセンサ12,13は、インターフェイスを介してコンピュータ14に接続されている。第1センサ12は、ひび割れ位置20から所定寸法離間した第1設置位置19に設置される。第2センサ13は、ひび割れ位置20を挟んで第1設置位置19の反対側であってひび割れ位置20から所定寸法離間した第2設置位置21に設置される。   2 and 3 are top views of the test concrete structures 15 and 16 shown as examples, and FIG. 4 is a side view of the test concrete structures 15 and 16. FIG. 5 is a view showing the composition of the test concrete structures 15 and 16, and FIG. 6 is a perspective view of a steel ball hammer 17 shown as an example. As the first and second sensors 12 and 13, acceleration sensors showing flat characteristics up to 30 kHz are used. The first and second sensors 12 and 13 are placed opposite to the surfaces of the concrete structures 15 and 16 with the crack position 20 in between. These sensors 12 and 13 are connected to a computer 14 via an interface. The first sensor 12 is installed at a first installation position 19 that is separated from the crack position 20 by a predetermined dimension. The second sensor 13 is installed at a second installation position 21 that is opposite to the first installation position 19 across the crack position 20 and that is separated from the crack position 20 by a predetermined dimension.

打撃位置18Aと第1センサ12を設置する第1設置位置19とひび割れ位置20と第2センサ13を設置する第2設置位置21と打撃位置18Bとは、図2〜4に示すように、略一直線上に並んでいる。なお、打撃位置18Aから第1設定位置19までの離間寸法や第1設定位置19からひび割れ位置20までの離間寸法、ひび割れ位置20から第2設置位置21までの離間寸法、第2設置位置21から打撃位置18Bまでの離間寸法L1は同一であり、それら位置18A,19,20,21,18Bが等間隔で離間している。それら位置18A,19,20,21,18Bの離間寸法L1は、90〜110mmの範囲、好ましくは、100mmである。試験用以外の実際のコンクリート構造物やモルタル構造物に生じたひび割れ深さL1を計測する場合、打撃位置18A,Bや第1および第2設置位置19,21、それら位置18A,19,20,21,18Bどうしの離間寸法は、試験用コンクリート構造物15,16のそれらと同一である。   As shown in FIGS. 2 to 4, the impact position 18 </ b> A, the first installation position 19 where the first sensor 12 is installed, the crack position 20, the second installation position 21 where the second sensor 13 is installed, and the impact position 18 </ b> B are substantially as shown in FIGS. It is aligned on a straight line. In addition, the separation dimension from the striking position 18A to the first setting position 19, the separation dimension from the first setting position 19 to the crack position 20, the separation dimension from the crack position 20 to the second installation position 21, and the second installation position 21. The separation dimension L1 to the striking position 18B is the same, and the positions 18A, 19, 20, 21, 18B are separated at equal intervals. The distance L1 between the positions 18A, 19, 20, 21, 18B is in the range of 90 to 110 mm, preferably 100 mm. When measuring the crack depth L1 generated in an actual concrete structure or mortar structure other than for testing, the striking positions 18A, B and the first and second installation positions 19, 21, the positions 18A, 19, 20, The distance between 21 and 18B is the same as that of the test concrete structures 15 and 16.

第1センサ12は、打撃位置18Aから試験用コンクリート構造物15,16(ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を含む)の表面を伝播する第1表面波を検出し、検出した第1表面波をコンピュータ14に出力する。第2センサは、打撃位置18Aから試験用コンクリート構造物15,16(ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を含む)の表面を伝播してひび割れ位置20を通過した第2表面波を検出し、検出した第2表面波をコンピュータ14に出力する。第1および第2センサ12,13の表面波検出間隔は、1〜5μsecの範囲、好ましくは、1〜3μsecの範囲、より好ましくは、1μsecである。第1および第2センサ12,13の表面波検出時間は、0.01〜0.03秒の範囲、好ましくは、0.01秒である。   The first sensor 12 detects a first surface wave that propagates from the striking position 18A to the surface of the test concrete structures 15 and 16 (including the actual cement hardened material having cracks), and detects the detected first surface wave. Is output to the computer 14. The second sensor detects the second surface wave that propagates from the striking position 18A through the surface of the concrete structures 15 and 16 for test (including the actual hardened cement material that has cracked) and passes through the cracking position 20. The detected second surface wave is output to the computer 14. The surface wave detection interval of the first and second sensors 12 and 13 is in the range of 1 to 5 μsec, preferably in the range of 1 to 3 μsec, and more preferably 1 μsec. The surface wave detection time of the first and second sensors 12, 13 is in the range of 0.01 to 0.03 seconds, preferably 0.01 seconds.

コンピュータ14は、中央処理部(CPUまたはMPU)とメモリとを有し、大容量ハードディスクを内蔵している。コンピュータ14には、マウス22やキーボード23等の入力装置、ディスプレイ24やプリンタ(図示せず)等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。コンピュータ14のメモリには、各種手段(各種プロセス)をコンピュータ14に実行させるためのアプリケーションが格納されている。   The computer 14 has a central processing unit (CPU or MPU) and a memory, and incorporates a large-capacity hard disk. Input devices such as a mouse 22 and a keyboard 23 and output devices such as a display 24 and a printer (not shown) are connected to the computer 14 via an interface. The memory of the computer 14 stores applications for causing the computer 14 to execute various means (various processes).

コンピュータ14のハードディスクには、ひび割れ深さ(d)を算出する第1式、主要周波数(λ)を算出する第2式、重心周波数(f)を算出する第3式、異なる直径の鋼球ハンマー17による重心周波数および主要波長(図8参照)が格納されている。さらに、ハードディスクには、ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を特定する特定情報が格納される。特定情報には、セメント硬化物の名称、セメント硬化物が存在する場所の住所、セメント硬化物の画像、計測するひび割れの順番を示す番号、ひび割れを計測した日時がある。それら特定情報には、セメント硬化物を個別に識別する識別子が設定される。第1式から第3式を以下に示す。
(第1式)

Figure 2011027586
The hard disk of the computer 14 has a first formula for calculating the crack depth (d), a second formula for calculating the main frequency (λ), a third formula for calculating the center of gravity frequency (f c ), and steel balls having different diameters. The center-of-gravity frequency and the main wavelength (see FIG. 8) by the hammer 17 are stored. Further, the hard disk stores specific information for specifying the actual hardened cement material having cracks. Specific information includes the name of the hardened cement, the address of the place where the hardened cement exists, an image of the hardened cement, a number indicating the order of cracks to be measured, and the date and time when the cracks were measured. In the specific information, an identifier for individually identifying the hardened cement is set. The first to third formulas are shown below.
(Formula 1)
Figure 2011027586

d:ひび割れ深さ(mm)、λ:主要波長(mm)、F:振幅比率、α:定数
(第2式)

Figure 2011027586
d: crack depth (mm), λ: dominant wavelength (mm), F: amplitude ratio, α: constant (2nd formula)
Figure 2011027586

c:表面波の平均伝搬速度(m/sec)、f:重心周波数(kHz)
(第3式)

Figure 2011027586
c: Average propagation speed of surface wave (m / sec), f c : Centroid frequency (kHz)
(Formula 3)
Figure 2011027586

X(f):周波数(f)における振幅値、N:サンプリング数 X (f k ): amplitude value at frequency (f k ), N: number of sampling

コンピュータ14の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリからアプリケーションを起動し、起動したアプリケーションに従って、以下の各手段(各プロセス)を実行する。コンピュータ14の中央処理部は、第1センサ12から所定のサンプリング間隔で出力された表面波に基づいてその表面波の第1連続波形(第1表面波)を作成する第1連続波形作成手段を実行し、第2センサ13から所定のサンプリング間隔で出力された表面波に基づいてその表面波の第2連続波形(第2表面波)を作成する第2連続波形作成手段を実行する。   The central processing unit of the computer 14 activates an application from the memory based on control by the operating system, and executes the following means (each process) according to the activated application. The central processing unit of the computer 14 includes first continuous waveform generating means for generating a first continuous waveform (first surface wave) of the surface wave based on the surface wave output from the first sensor 12 at a predetermined sampling interval. And a second continuous waveform creating means for creating a second continuous waveform (second surface wave) of the surface wave based on the surface wave output from the second sensor 13 at a predetermined sampling interval.

コンピュータ14の中央処理部は、作成した第1および第2連続波形をハードディスクに格納する連続波形記憶手段を実行する。中央処理部は、前記第3式に基づいて重心周波数(f)を求める重心周波数算出手段を実行し、前記第2式に基づいて主要波長(λ)を算出する主要波長算出手段を実行する。中央処理部は、算出した重心周波数(f)および主要波長(λ)を鋼球ハンマー17の直径毎に区分してハードディスクに格納する主要波長および重心周波数記憶手段(計算結果記憶手段)を実行する。 The central processing unit of the computer 14 executes continuous waveform storage means for storing the created first and second continuous waveforms in the hard disk. The central processing unit executes a center-of-gravity frequency calculating unit that calculates a center-of-gravity frequency (f c ) based on the third equation, and executes a main wavelength calculating unit that calculates a main wavelength (λ) based on the second equation. . The central processing unit executes a main wavelength and barycentric frequency storage unit (calculation result storage unit) that stores the calculated barycentric frequency (f c ) and main wavelength (λ) for each diameter of the steel ball hammer 17 and stores them in the hard disk. To do.

コンピュータ14の中央処理部は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動(表面波初動は図8を参照)の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅(表面波初動の直後にマイナス側に振れたマイナス側振幅は図8を参照)を抽出する最小第1マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を抽出する最小第2マイナス側振幅抽出手段を実行する。中央処理部は、抽出した最小第2マイナス側振幅を最小第1マイナス側振幅で除して振幅比率(F)を算出する振幅比率第1算出手段を実行し、前記第1式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ(d)を算出するひび割れ深さ第1算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第1算出手段において使用される第1式の定数(α)は、0.381である。中央処理部は、ひび割れ深さ第1算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段(計算結果記憶手段)を実行し、算出したひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。   The central processing unit of the computer 14 has a minimum first minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave (see FIG. 8 for the initial motion of the surface wave) of the stored first continuous waveform (first surface wave). Of the stored second continuous waveform (second surface wave), the minimum first minus-side amplitude extracting means for extracting (refer to FIG. 8 for the minus-side amplitude oscillating to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave) is executed. Then, the minimum second minus side amplitude extracting means for extracting the minimum second minus side amplitude swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave is executed. The central processing unit executes amplitude ratio first calculation means for calculating an amplitude ratio (F) by dividing the extracted minimum second minus side amplitude by the minimum first minus side amplitude, and using the first equation A crack depth first calculating means for calculating the crack depth (d) formed from the surface of the predetermined hardened cement material to the inside is executed. Note that the constant (α) of the first equation used in the crack depth first calculation means is 0.381. The central processing unit sets an identifier for individually identifying the hardened cement in the crack depth (d) calculated by the crack depth first calculation means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier. A depth storage means (calculation result storage means) is executed, and a crack depth output means for outputting the calculated crack depth (d) together with the specific information of the cement hardened material is executed.

コンピュータ14の中央処理部は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動(表面波初動は図8を参照)の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅(表面波初動の後に最初にプラス側に振れたプラス側振幅は図8を参照)を抽出する最大第1プラス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を抽出する最大第2プラス側振幅抽出手段を実行する。中央処理部は、抽出した最大第2プラス側振幅を最大第1プラス側振幅で除して振幅比率(F)を算出する振幅比率第2算出手段を実行し、前記第1式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ(d)を算出するひび割れ深さ第2算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第2算出手段において使用される第1式の定数(α)は、0.398である。中央処理部は、ひび割れ深さ第2算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段(計算結果記憶手段)を実行し、算出したひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。   The central processing unit of the computer 14 is the maximum first plus side that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave (see FIG. 8 for the initial motion of the surface wave) in the stored first continuous waveform (first surface wave). The maximum first plus-side amplitude extracting means for extracting the amplitude (see FIG. 8 for the plus-side amplitude that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave) is executed, and the stored second continuous waveform (second surface wave) Among them, the maximum second plus side amplitude extracting means for extracting the maximum second plus side amplitude first swung to the plus side after the initial motion of the surface wave is executed. The central processing unit executes amplitude ratio second calculating means for calculating the amplitude ratio (F) by dividing the extracted maximum second plus side amplitude by the maximum first plus side amplitude, and using the first equation The crack depth second calculation means for calculating the crack depth (d) formed from the surface of the predetermined cement hardened material toward the inside is executed. The constant (α) of the first equation used in the crack depth second calculating means is 0.398. The central processing unit sets an identifier for individually identifying the hardened cement material in the crack depth (d) calculated by the crack depth second calculating means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier. A depth storage means (calculation result storage means) is executed, and a crack depth output means for outputting the calculated crack depth (d) together with the specific information of the cement hardened material is executed.

コンピュータ14の中央処理部は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅を抽出する最小第1マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅を抽出する最大第1プラス側振幅抽出手段を実行するとともに、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を抽出する最小第2マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を抽出する最大第2プラス側振幅抽出手段を実行する。   The central processing unit of the computer 14 extracts the minimum first minus side amplitude extraction that extracts the minimum first minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave from the stored first continuous waveform (first surface wave). A maximum first plus-side amplitude extracting means for extracting the maximum first plus-side amplitude that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave out of the stored first continuous waveform (first surface wave). And executing a minimum second minus-side amplitude extracting means for extracting a minimum second minus-side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave from the stored second continuous waveform (second surface wave). The maximum second plus-side amplitude extracting means for extracting the maximum second plus-side amplitude that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave from the stored second continuous waveform (second surface wave) is executed.

コンピュータ14の中央処理部は、抽出した最小第1マイナス側振幅と最大第1プラス側振幅とからそれらの第1絶対値を算出し、抽出した最小第2マイナス側振幅と最大第2プラス側振幅とからそれらの第2絶対値を算出する絶対値算出手段を実行する。中央処理部は、第2絶対値を第1絶対値で除して振幅比率(F)を算出する振幅比率第3算出手段を実行し、前記第1式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ(d)を算出するひび割れ深さ第3算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第3算出手段において使用される第1式の定数(α)は、0.394である。中央処理部は、ひび割れ深さ第3算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段(計算結果記憶手段)を実行し、算出したひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。   The central processing unit of the computer 14 calculates the first absolute value from the extracted minimum first minus side amplitude and the maximum first plus side amplitude, and extracts the extracted minimum second minus side amplitude and the maximum second plus side amplitude. Then, absolute value calculating means for calculating the second absolute value is executed. The central processing unit executes an amplitude ratio third calculation unit that calculates the amplitude ratio (F) by dividing the second absolute value by the first absolute value, and uses the first formula to calculate the predetermined cement hardened material. A crack depth third calculating means for calculating the crack depth (d) formed from the surface toward the inside is executed. The constant (α) of the first formula used in the crack depth third calculation means is 0.394. The central processing unit sets an identifier for individually identifying the hardened cement in the crack depth (d) calculated by the crack depth third calculation means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier. A depth storage means (calculation result storage means) is executed, and a crack depth output means for outputting the calculated crack depth (d) together with the specific information of the cement hardened material is executed.

振幅比率(F)や定数(α)は、人工的にひび割れを作った図2,3に示す2つの正四角柱状の試験用コンクリート構造物15,16(1000mm×1000mm×1000mm)を使用して求めた。人工ひび割れHは、コンクリートを打設する前に、型枠(図示せず)内に厚さ0.4mm、長さ300mmの複数の鋼板を異なる深さに設置し、コンクリートを打設後であって硬化前にそれら鋼板をコンクリートから引き抜くことで作った。ひび割れHの深さ(d)は、50mm〜500mmまで11種類である。   The amplitude ratio (F) and constant (α) were determined using two regular square columnar test concrete structures 15 and 16 (1000 mm × 1000 mm × 1000 mm) shown in FIGS. Asked. The artificial crack H is formed after placing concrete by placing a plurality of steel plates having a thickness of 0.4 mm and a length of 300 mm in a mold (not shown) at different depths before placing the concrete. The steel plates were made by pulling them out of the concrete before hardening. The depth (d) of the crack H is 11 types from 50 mm to 500 mm.

一方の試験用コンクリート構造物15は、一側部に比較のために健全部(ひび割れがない部分)を作り、他の側部に(d)=50mm、80mm、100mm、130mm、150mmの人工ひび割れHを作った。他方の試験用コンクリート構造物16は、各側部に(d)=200mm、250mm、300mm、350mm、400mm、500mmの人工ひび割れHを作った。人工ひび割れHの長さL2は、300mmである。   One test concrete structure 15 has a healthy part (a part without cracks) for comparison on one side, and (d) = 50 mm, 80 mm, 100 mm, 130 mm, and 150 mm artificial cracks on the other side. I made H. The other test concrete structure 16 produced artificial cracks H of (d) = 200 mm, 250 mm, 300 mm, 350 mm, 400 mm, and 500 mm on each side. The length L2 of the artificial crack H is 300 mm.

それら試験用コンクリート構造物15,16は、図5に示すように、セメントとして普通ポルトランドを使用し、W/Cが53.5%、s/aが46.8%、粗骨材最大寸法が20mmである。試験用コンクリート構造物15,16の配合は、単位量(kg/m)に対し、水が181、セメントが338、細骨材が819、粗骨材が959、混和剤が3.38である。同配合のφ100mm円柱試験体で材齢28日時における平均圧縮強度が29.1MPa、ヤング係数が26.4GPa、ポアソン比が0.19であった。 As shown in FIG. 5, these test concrete structures 15 and 16 use ordinary Portland as cement, W / C is 53.5%, s / a is 46.8%, and coarse aggregate maximum dimension Is 20 mm. The mix of the test concrete structures 15 and 16 is 181 for water, 338 for cement, 819 for fine aggregate, 959 for coarse aggregate, and 3.38 for admixture per unit amount (kg / m 3 ). is there. A φ100 mm cylindrical specimen of the same composition had an average compressive strength of 29.1 MPa, Young's modulus of 26.4 GPa, and Poisson's ratio of 0.19 at the age of 28.

それら試験用コンクリート構造物15,16における弾性波の計測は、図2〜4に示すセンサ配置において実施した。具体的には、打撃位置18Aと第1設定位置19とひび割れ位置20と第2設置位置21と打撃位置18Bとを等間隔(100mm間隔)で一直線上に設定し、第1設置位置19に第1センサ12を設置するとともに、第2設置位置21に第2センサ13を設置した。それら位置18A,19,20,21,18Bは、一方の側部の側縁から他方の側部に向かって150mmの距離にある。弾性波は、鋼球ハンマー17によって打撃位置18A,18Bを打撃して発生させた。様々な周波数(波長)の弾性波を発生させるため、直径L3(図6参照)が5mm、8mm、11mm、15mm、25mm、35mmの鋼球ハンマー17を使用した。ひび割れ深さ計測方法は、打撃位置18A,18Bや第1設置位置19、ひび割れ位置20、第2設置位置21が等間隔で一直線上に並ぶことで、第1および第2センサ12,13によって検出される表面波の整合性をとることができるとともに、それらセンサ12,13によって検出される表面波の検出誤差を防ぐことができる。   The measurement of elastic waves in the concrete structures for testing 15 and 16 was performed in the sensor arrangement shown in FIGS. Specifically, the striking position 18A, the first setting position 19, the crack position 20, the second installation position 21 and the striking position 18B are set on a straight line at equal intervals (100 mm intervals). 1 sensor 12 was installed and a second sensor 13 was installed at the second installation position 21. These positions 18A, 19, 20, 21, 18B are at a distance of 150 mm from the side edge of one side to the other side. The elastic wave was generated by hitting hitting positions 18A and 18B with a steel ball hammer 17. In order to generate elastic waves of various frequencies (wavelengths), a steel ball hammer 17 having a diameter L3 (see FIG. 6) of 5 mm, 8 mm, 11 mm, 15 mm, 25 mm, and 35 mm was used. The crack depth measuring method is detected by the first and second sensors 12 and 13 by hitting positions 18A and 18B, the first installation position 19, the crack position 20 and the second installation position 21 being aligned at equal intervals. Therefore, the surface wave detection errors detected by the sensors 12 and 13 can be prevented.

打撃位置18A,18Bにおける鋼球ハンマー17の打撃によって発生した弾性波は、試験用コンクリート構造物15,16を伝播して第1センサ12に検出され、さらに、ひび割れ位置20を通過して第2センサ13に検出される。それらセンサ12,13のサンプリング間隔(検出間隔)は5μsec、それらセンサ12,13のサンプリング時間(検出時間)は0.02秒である。   The elastic wave generated by hitting the steel ball hammer 17 at the hitting positions 18A and 18B propagates through the test concrete structures 15 and 16 and is detected by the first sensor 12, and further passes through the cracking position 20 to the second. It is detected by the sensor 13. The sampling interval (detection interval) of the sensors 12 and 13 is 5 μsec, and the sampling time (detection time) of the sensors 12 and 13 is 0.02 seconds.

周辺雑音を低減させるため、弾性波を5回検出してそれら弾性波の重合処理(スタッキング)を行うとともに、打撃位置を打撃位置18Aから第2センサの側の打撃位置18Bに変更して弾性波をさらに5回検出してそれら弾性波の重合処理(スタッキング)を行った(図4参照)。そのようにして得られた合成波の平均値(F)を以下の式によって算出した。F1-2=a/a、F2-1=a/a、F=√F1-2×F2-1、ここで、F1-2は、打撃位置18Aにおいて鋼球ハンマー17の打撃によって弾性波を発生させ、第2センサ13によって検出された弾性波(a)を第1センサ12によって検出された弾性波(a)で除した値であり、F2-1は、打撃位置18Bにおいて鋼球ハンマー17の打撃によって弾性波を発生させ、第1センサ12によって検出された弾性波(a)を第2センサ13によって検出された弾性波(a)で除した値である。Fは、F1-2とF2-1とを乗算した値の平方根である。データを平均化することで、センサ12,13の設置位置による固有誤差の低減を図った。 In order to reduce the ambient noise, the elastic waves are detected five times and are superposed (stacked), and the striking position is changed from the striking position 18A to the striking position 18B on the second sensor side. Were further detected 5 times, and polymerization processing (stacking) of these elastic waves was performed (see FIG. 4). The average value (F) of the synthesized wave thus obtained was calculated by the following formula. F 1-2 = a 2 / a 1 , F 2-1 = a 1 / a 2 , F = √F 1-2 × F 2-1 , where F 1-2 is a steel ball at the hitting position 18A A value obtained by generating an elastic wave by hitting the hammer 17 and dividing the elastic wave (a 2 ) detected by the second sensor 13 by the elastic wave (a 1 ) detected by the first sensor 12, F 2− 1 generates an acoustic wave by striking the steel ball hammer 17 in the striking position 18B, in the detected acoustic wave by the first sensor 12 (a 1) of the detected acoustic waves by a second sensor 13 (a 2) It is the value divided. F is a square root of a value obtained by multiplying F 1-2 and F 2-1 . By averaging the data, the inherent error due to the installation positions of the sensors 12 and 13 was reduced.

ひび割れ深さ計測方法では、表面波検出間隔を5μsecに設定することで、第1および第2センサ12,13によって検出された表面波の正確な波形を画くことができる。また、表面波検出時間を0.02秒にすることで、検出される表面波が反射波や回析波等の余分な波の影響を受けることなく、表面波のみを検出することができる。   In the crack depth measurement method, an accurate waveform of the surface wave detected by the first and second sensors 12 and 13 can be drawn by setting the surface wave detection interval to 5 μsec. Further, by setting the surface wave detection time to 0.02 seconds, it is possible to detect only the surface wave without being influenced by an extra wave such as a reflected wave or a diffraction wave.

図7は、健全部および異なる深さのひび割れ位置において検出した波形の一例を示す図である。図7では、縦軸にひび割れ深さ(d)が示され、横軸に経過時間(sec)が示されている。健全部の第2センサ13で検出された波形は、第1センサ12で検出された波形に比較し、振幅(エネルギー)が低下していた。このことは、コンクリート構造物15,16の表面を伝播した波が散乱し、波のエネルギーが減衰したからと考えられる。一方、波の伝播経路にひび割れが存在すると、第2センサ13で検出した波形の振幅は、健全部のそれと比較してさらに低下した。また、ひび割れ深さ(d)が大きくなるほど波形の振幅が小さくなる。それは、ひび割れの存在によって波が回析、反射して波のエネルギーが散乱し、自然減衰に加えてさらにエネルギーが低下したからと考えられる。   FIG. 7 is a diagram illustrating an example of waveforms detected at a healthy portion and crack positions at different depths. In FIG. 7, the vertical axis represents the crack depth (d), and the horizontal axis represents the elapsed time (sec). The waveform detected by the second sensor 13 in the healthy part was lower in amplitude (energy) than the waveform detected by the first sensor 12. This is presumably because the waves propagated on the surfaces of the concrete structures 15 and 16 were scattered and the wave energy was attenuated. On the other hand, if there was a crack in the wave propagation path, the amplitude of the waveform detected by the second sensor 13 was further reduced compared to that of the healthy part. Further, the larger the crack depth (d), the smaller the amplitude of the waveform. This is probably because the wave was diffracted and reflected due to the presence of cracks, and the energy of the wave was scattered.

図8は、直径L3が15mmの鋼球ハンマー17によって発生させた弾性波の検出波形の一例を示す図であり、図9は、異なる直径L3の鋼球ハンマー17による重心周波数および主要波長を表す図である。図8では、縦軸に振幅(v)が示され、横軸に経過時間(sec)が示されている。表面波の初動振幅は、図8に示すように、P波(縦波)の初動振幅の後に顕著に増加する。なお、表面波の平均速度は2247m/secであった。   FIG. 8 is a diagram showing an example of a detection waveform of an elastic wave generated by a steel ball hammer 17 having a diameter L3 of 15 mm, and FIG. 9 shows a center-of-gravity frequency and a main wavelength by the steel ball hammer 17 having a different diameter L3. FIG. In FIG. 8, the vertical axis represents amplitude (v) and the horizontal axis represents elapsed time (sec). As shown in FIG. 8, the initial motion amplitude of the surface wave significantly increases after the initial motion amplitude of the P wave (longitudinal wave). The average surface wave velocity was 2247 m / sec.

弾性波の重心周波数(f)は、前記第3式による高速フーリエ変換(FFT)によって求めた周波数スペクトルから計算する。重心周波数(f)は、コンピュータ14が前記第3式に基づいて算出する(重心周波数算出手段)。表面波の主要波長(λ)は、平均速度と重心周波数とを用いて前記第2式によって計算した。表面波の主要波長(λ)は、コンピュータ14が前記第2式に基づいて算出する(主要波長算出手段)。図9の各種鋼球ハンマー毎に区分された重心周波数および主要波長(計算結果)がコンピュータ14のハードディスクに格納される(計算結果記憶手段)。ひび割れ深さ計測方法は、検出された弾性波の中から第3式を利用して最も影響がある弾性波成分の周波数(重心周波数)を求めることができ、その重心周波数(f)を利用して主要波長(λ)を求めるから、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることはない。 The center-of-gravity frequency (f c ) of the elastic wave is calculated from the frequency spectrum obtained by the fast Fourier transform (FFT) according to the third equation. The center-of-gravity frequency (f c ) is calculated by the computer 14 based on the third equation (center-of-gravity frequency calculating means). The main wavelength (λ) of the surface wave was calculated according to the second equation using the average velocity and the centroid frequency. The main wavelength (λ) of the surface wave is calculated by the computer 14 based on the second equation (main wavelength calculating means). The center-of-gravity frequency and main wavelength (calculation result) divided for each of the various steel ball hammers in FIG. 9 are stored in the hard disk of the computer 14 (calculation result storage means). The crack depth measurement method can determine the frequency (center of gravity frequency) of the elastic wave component having the most influence from the detected elastic waves using the third equation, and uses the center of gravity frequency (f c ). Thus, since the main wavelength (λ) is obtained, other unnecessary components are not included in the elastic wave component.

図9に示すように、直径L3が5mmのハンマー17では重心周波数が18.08(kHz)、主要波長が124(mm)、直径L3が8mmのハンマー17では重心周波数が11.56(kHz)、主要波長が194(mm)、直径L3が11mmのハンマー17では重心周波数が10.74(kHz)、主要波長が209(mm)、直径L3が15mmのハンマー17では重心周波数が9.48(kHz)、主要波長が237(mm)、直径L3が25mmのハンマー17では重心周波数が6.49(kHz)、主要波長が346(mm)、直径L3が35mmのハンマー17では重心周波数が4.19(kHz)、主要波長が537(mm)であった。   As shown in FIG. 9, the center of gravity frequency of the hammer 17 having a diameter L3 of 5 mm is 18.08 (kHz), the main wavelength is 124 (mm), and the center of gravity frequency of the hammer 17 having a diameter L3 of 8 mm is 11.56 (kHz). In the hammer 17 having a main wavelength of 194 (mm) and a diameter L3 of 11 mm, the center of gravity frequency is 10.74 (kHz), and in the hammer 17 having a main wavelength of 209 (mm) and a diameter L3 of 15 mm, the center of gravity frequency is 9.48 ( The center of gravity frequency is 6.49 (kHz) for the hammer 17 having a major wavelength of 237 (mm) and a diameter L3 of 25 mm, and the center of gravity frequency is 4.4 for the hammer 17 having a major wavelength of 346 (mm) and a diameter L3 of 35 mm. The main wavelength was 19 (kHz) and 537 (mm).

表面波の減衰特性を利用してひび割れ深さ(d)を計測し得るように、表面波の振幅比率(F)を以下の3つのケースに基づいて計算した。第1のケースは、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第2センサ13に検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第1センサ12に検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅で除して振幅比率(F)を計算した。   The amplitude ratio (F) of the surface wave was calculated based on the following three cases so that the crack depth (d) could be measured using the attenuation characteristic of the surface wave. The first case is the minimum second negative wave that has propagated on the surface of the test concrete structures 15 and 16 and has swung to the negative side immediately after the initial motion of the surface wave among the second surface waves detected by the second sensor 13. Among the first surface waves detected by the first sensor 12 by propagating the side amplitude on the surfaces of the test concrete structures 15, 16, the minimum first minus side amplitude swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave The amplitude ratio (F) was calculated by dividing by.

第2のケースは、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第2センサ13に検出された第2表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第1センサ12に検出された第1表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅で除して振幅比率(F)を計算した。   In the second case, the second surface wave that propagates through the surfaces of the test concrete structures 15 and 16 and is detected by the second sensor 13 is the maximum second wave that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave. Among the first surface waves detected by the first sensor 12 by propagating on the surface of the test concrete structures 15 and 16 with the positive side amplitude, the maximum first plus that first swung to the positive side after the initial motion of the surface wave The amplitude ratio (F) was calculated by dividing by the side amplitude.

第3のケースは、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第2センサ13に検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅との第2絶対値(最小第2マイナス側振幅×最大第2プラス側振幅の値の平方根)を、試験用コンクリート構造物15,16の表面を伝播して第1センサ13に検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅との第1絶対値(最小第1マイナス側振幅×最大第1プラス側振幅の値の平方根)で除して振幅比率(F)を算出した。   The third case is the minimum second negative wave that has propagated through the surfaces of the test concrete structures 15 and 16 and detected on the second sensor 13 and has swung to the negative side immediately after the initial surface wave motion. The second absolute value (minimum second minus side amplitude x square root of the maximum second plus side amplitude value) of the side amplitude and the maximum second plus side amplitude that first swung to the plus side after the initial motion of the surface wave is for testing. Of the first surface waves that are propagated through the surfaces of the concrete structures 15 and 16 and detected by the first sensor 13, the minimum first minus side amplitude and the first surface wave initial motion that have swung to the minus side immediately after the surface wave initial motion First, the amplitude ratio (F) was calculated by dividing by the first absolute value (minimum first minus side amplitude × maximum first plus side amplitude square root value) with the maximum first plus side amplitude swung to the plus side first. .

図10は、第1のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図であり、図11は、第2のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図である。図12は、第3のケースによって算出した振幅比率(F)とd/λとの相関関係を示す図である。それら図では、縦軸に振幅比率(F)が示され、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率が示されている。それら相関関係を示す図から、ひび割れ深さ(d)を求める前記第1式を導出することができる。   FIG. 10 is a diagram showing a correlation between the amplitude ratio (F) calculated by the first case and d / λ, and FIG. 11 is a graph showing the correlation between the amplitude ratio (F) calculated by the second case and d / λ. It is a figure which shows correlation with. FIG. 12 is a diagram showing the correlation between the amplitude ratio (F) calculated by the third case and d / λ. In these drawings, the vertical axis indicates the amplitude ratio (F), and the horizontal axis indicates the ratio of crack depth (d) / main wavelength (λ). From the diagram showing these correlations, the first equation for obtaining the crack depth (d) can be derived.

第1のケースにおける定数(α)は、図10の相関関係を示す図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した。第1のケースにおける定数(α)は0.381であった。したがって、第1のケースによって導出された第1式は、d=−0.381・λ・InFであり、コンピュータ14のハードディスクに格納される。なお、図10の相関関係では、y=e−2.6265x、R=0.7743である。 The constant (α) in the first case was calculated from an approximate expression y = αe bx derived from the correlation diagram of FIG. The constant (α) in the first case was 0.381. Therefore, the first equation derived by the first case is d = −0.381 · λ · InF, and is stored in the hard disk of the computer 14. In the correlation in FIG. 10, y = e− 2.6265x and R 2 = 0.7743.

第2のケースにおける定数(α)は、図11の相関関係を示す図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した。第2のケースにおける定数(α)は0.398であった。したがって、第2のケースによって導出された第1式は、d=−0.398・λ・InFであり、コンピュータ14のハードディスクに格納される。なお、図11の相関関係では、y=e−2.5121x、R=0.7231である。 The constant (α) in the second case was calculated from the approximate expression obtained by deriving an approximate expression: y = αe bx from the diagram showing the correlation in FIG. The constant (α) in the second case was 0.398. Therefore, the first equation derived by the second case is d = −0.398 · λ · InF, and is stored in the hard disk of the computer 14. In the correlation shown in FIG. 11, y = e −2.5121x and R 2 = 0.7231.

第3のケースにおける定数(α)は、図12の相関関係を示す図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した。第3のケースにおける定数(α)は0.394であった。したがって、第3のケースによって導出された第1式は、d=−0.394・λ・InFであり、コンピュータの14ハードディスクに格納される。なお、図12の相関関係では、y=e−2.5394x、R=0.8767である。 The constant (α) in the third case was calculated from an approximate expression y = αe bx derived from the correlation diagram of FIG. The constant (α) in the third case was 0.394. Therefore, the first equation derived by the third case is d = −0.394 · λ · InF, and is stored in the 14 hard disks of the computer. In the correlation shown in FIG. 12, y = e −2.5394x and R 2 = 0.8767.

図13は、ディスプレイ24に表示された初期画面の一例を示す図であり、図14は、ディスプレイ24に表示された計算式選択画面の一例を示す図である。図15は、ディスプレイ24に表示された計測開始画面の一例を示す図であり、図16は、ディスプレイ24に表示された計測結果画面の一例を示す図である。なお、それら図では、入力エリアや表示エリアにおける具体的に数値やデータの表示を省略している。また、第1および第2センサ12,13は、ひび割れが生じた実際のセメント硬化物の表面に図2〜図4に示す状態で設置され、すでに表面波の検出ができる状態(電源ON)になっているものとする。   FIG. 13 is a diagram illustrating an example of an initial screen displayed on the display 24, and FIG. 14 is a diagram illustrating an example of a calculation formula selection screen displayed on the display 24. FIG. 15 is a diagram illustrating an example of a measurement start screen displayed on the display 24, and FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a measurement result screen displayed on the display 24. In these drawings, numerical values and data are not specifically displayed in the input area and the display area. Also, the first and second sensors 12 and 13 are installed in the state shown in FIGS. 2 to 4 on the surface of the actual hardened cement material where cracks have occurred, and are already in a state where the surface wave can be detected (power ON). Suppose that

コンピュータ14を起動させると、それに接続されたディスプレイ24に初期画面が表示される。初期画面には、図13に示すように、センササンプリング間隔設定入力エリア30、センササンプリング時間設定入力エリア31、ハンマー直径入力エリア32、セメント硬化物の特定情報入力エリアが表示され、実行ボタン、クリアボタン、終了ボタンが表示される。特定情報入力エリアには、名称入力エリア33、住所入力エリア34、画像入力エリア35、番号入力エリア36、日時入力エリア37が表示される。   When the computer 14 is activated, an initial screen is displayed on the display 24 connected thereto. On the initial screen, as shown in FIG. 13, a sensor sampling interval setting input area 30, a sensor sampling time setting input area 31, a hammer diameter input area 32, and a cemented material specific information input area are displayed. Button and end button are displayed. In the specific information input area, a name input area 33, an address input area 34, an image input area 35, a number input area 36, and a date / time input area 37 are displayed.

センササンプリング間隔設定入力エリア30にたとえば5(μsec)を入力し、センササンプリング時間設定入力エリア31にたとえば0.02(秒)を入力する。なお、サンプリング間隔やサンプリング時間は、サンプリング間隔設定入力エリア30やサンプリング時間設定入力エリア31に表示されるプルダウンリストから選択することもできる。ハンマー直径入力エリア32にハンマー直径を入力する。ハンマー直径は、ハンマー直径入力エリア32に表示されるプルダウンリストから選択することもできる。   For example, 5 (μsec) is input to the sensor sampling interval setting input area 30, and 0.02 (second) is input to the sensor sampling time setting input area 31, for example. The sampling interval and sampling time can also be selected from a pull-down list displayed in the sampling interval setting input area 30 and the sampling time setting input area 31. A hammer diameter is input to the hammer diameter input area 32. The hammer diameter can also be selected from a pull-down list displayed in the hammer diameter input area 32.

次に、名称入力エリア33にたとえばダム名やトンネル名を入力し、住所入力エリア34にそのダムやトンネルの住所を入力する。画像入力エリア35の入力チェックボックスまたは否入力チェックボックスのいずれかにチェックマークを入れ、番号入力エリア36に計測順番を示す番号を入力するとともに、日時入力エリア37に計測日時を入力する。なお、計測順番や計測日時を入力しない場合、コンピュータ14は計測順番や計測日時を自動的に設定する。クリアボタンを押すと、入力された各数値や各データがクリアされ、数値やデータの入力をやり直す。終了ボタンを押すと、システムが終了する。画像入力エリア35の入力チェックボックスにチェックマークを入れると、図示はしていないが、画像の取込画面がディスプレイ24に表示され、その画面の指示に基づいてデジタルカメラで撮影したひび割れ画像を入力する。   Next, for example, a dam name or a tunnel name is input in the name input area 33, and the address of the dam or tunnel is input in the address input area 34. A check mark is placed in either the input check box or the non-input check box in the image input area 35, a number indicating the measurement order is input in the number input area 36, and a measurement date and time is input in the date input area 37. When the measurement order and the measurement date / time are not input, the computer 14 automatically sets the measurement order and the measurement date / time. When the clear button is pressed, the entered numerical values and data are cleared and the numerical values and data are input again. Press the exit button to exit the system. When a check mark is entered in the input check box in the image input area 35, although not shown, an image capture screen is displayed on the display 24, and a cracked image taken with a digital camera is input based on the instructions on the screen. To do.

それら入力エリアに各数値や各データを入力した後、実行ボタンを押すと、コンピュータ14は、所定の識別子を生成し、入力された数値やデータに生成した識別子を設定した後、それら数値やデータを識別子とともにハードディスクに格納する。次に、コンピュータ14は、計算式選択画面をディスプレイ24に表示する。計算式選択画面には、図14に示すように、前記第1のケースにおいて導出された第1式を表示する式表示エリア38、前記第2のケースにおいて導出された第1式を表示する式表示エリア39、前記第3のケースにおいて導出された第1式を表示する式表示エリア40、それら式表示エリア38〜40に対応するチェックボックスが表示され、実行ボタン、クリアボタン、キャンセルボタンが表示される。それらチェックボックスのいずれかにチャックマークを入れ、実行ボタンを押すと、コンピュータ14は、選択された計算式に識別子を設定し、計算式を識別子とともにハードディスクに格納する。   When the execution button is pressed after each numerical value or each data is input to these input areas, the computer 14 generates a predetermined identifier, sets the generated identifier in the input numerical value or data, and then sets the numerical value or data. Is stored on the hard disk together with the identifier. Next, the computer 14 displays a calculation formula selection screen on the display 24. On the calculation formula selection screen, as shown in FIG. 14, a formula display area 38 for displaying the first formula derived in the first case, and a formula for displaying the first formula derived in the second case. A display area 39, an expression display area 40 for displaying the first expression derived in the third case, check boxes corresponding to the expression display areas 38 to 40 are displayed, and an execution button, a clear button, and a cancel button are displayed. Is done. When a chuck mark is put in any of these check boxes and the execution button is pressed, the computer 14 sets an identifier for the selected calculation formula, and stores the calculation formula together with the identifier in the hard disk.

計算式を格納した後、コンピュータ14は、計測開始画面をディスプレイ24に表示する。計測開始画面には、図15に示すように、サンプリング間隔表示エリア41に設定したサンプリング間隔、サンプリング時間表示エリア42に設定したサンプリング時間、ハンマー直径表示エリア43にハンマー直径、計算式表示エリア44に選択した計算式、名称表示エリア45に入力した名称、住所表示エリア46に入力した住所、画像表示エリア47に入力した画像、番号表示エリア48に番号、日時表示エリア49に日時が表示される。さらに、開始ボタン、戻るボタン、終了ボタンが表示される。それら表示エリア41〜49に表示された数値やデータを確認し、数値やデータに変更がある場合は戻るボタンを押し、再び初期画面に戻って各数値や各データの入力をやり直す。数値やデータに変更がなければ、開始ボタンを押す。開始ボタンを押すと、コンピュータ14は、第1および第2センサ12,13に表面波の検出指令を出力する。   After storing the calculation formula, the computer 14 displays a measurement start screen on the display 24. On the measurement start screen, as shown in FIG. 15, the sampling interval set in the sampling interval display area 41, the sampling time set in the sampling time display area 42, the hammer diameter in the hammer diameter display area 43, and the calculation formula display area 44 The selected calculation formula, the name input in the name display area 45, the address input in the address display area 46, the image input in the image display area 47, the number in the number display area 48, and the date and time in the date display area 49 are displayed. In addition, a start button, a return button, and an end button are displayed. The numerical values and data displayed in the display areas 41 to 49 are confirmed. If there is a change in the numerical values or data, the return button is pressed to return to the initial screen and input each numerical value or each data again. If there are no changes to the values or data, press the start button. When the start button is pressed, the computer 14 outputs a surface wave detection command to the first and second sensors 12 and 13.

セメント硬化物の打撃位置18Aを鋼球ハンマー17で打撃すると、打撃位置18Aから発生した弾性波がセメント硬化物を伝播する。打撃位置18Aから発生した表面波は、セメント硬化物の表面を伝播する。第1設置位置19に設置された第1センサ12は、打撃位置18Aから伝播して第1設置位置19に達した表面波をサンプリング間隔かつサンプリング時間で検出する。第2設置位置21に設置された第2センサ13は、打撃位置18Aから伝播してひび割れ位置20を通過し、第2設置位置21に達した表面波をサンプリング間隔かつサンプリング時間で検出する。第1および第2センサ12,13は、検出した表面波をコンピュータ14に時系列に出力する。コンピュータ14は、第1センサ12から出力された表面波に基づいて、その表面波の第1連続波形(第1表面波)を作成し(第1連続波形作成手段)、第2センサ13から出力された表面波に基づいて、その表面波の第2連続波形(第2表面波)を作成する(第2連続波形作成手段)。コンピュータ14は、作成した第1および第2連続波形をハードディスクに格納する(連続波形記憶手段)。   When the hardened cement hitting position 18A is hit with the steel ball hammer 17, the elastic wave generated from the hitting position 18A propagates through the hardened cement. The surface wave generated from the striking position 18A propagates on the surface of the hardened cement material. The first sensor 12 installed at the first installation position 19 detects a surface wave that has propagated from the striking position 18A and reached the first installation position 19 at a sampling interval and a sampling time. The second sensor 13 installed at the second installation position 21 propagates from the striking position 18A, passes through the crack position 20, and detects the surface wave that reaches the second installation position 21 at a sampling interval and a sampling time. The first and second sensors 12 and 13 output the detected surface waves to the computer 14 in time series. The computer 14 creates a first continuous waveform (first surface wave) of the surface wave based on the surface wave outputted from the first sensor 12 (first continuous waveform creating means), and outputs it from the second sensor 13. Based on the surface wave thus generated, a second continuous waveform (second surface wave) of the surface wave is created (second continuous waveform creating means). The computer 14 stores the created first and second continuous waveforms in the hard disk (continuous waveform storage means).

計算式選択画面において前記第1のケースにおいて導出された第1式を選択した場合、コンピュータ14は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅を抽出し(最小第1マイナス側振幅抽出手段)、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を抽出する(最小第2マイナス側振幅抽出手段)。コンピュータ14は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長(λ)をハードディスクから抽出する。   When the first formula derived in the first case is selected on the calculation formula selection screen, the computer 14 sets the first continuous waveform (first surface wave) stored to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave. The minimum first minus-side amplitude that has been shaken is extracted (minimum first minus-side amplitude extracting means), and the minimum second that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave is stored among the stored second continuous waveforms (second surface waves). 2. Extract the minus side amplitude (minimum second minus side amplitude extracting means). The computer 14 extracts the main wavelength (λ) corresponding to the input hammer diameter from the hard disk.

コンピュータ14は、抽出した最小第2マイナス側振幅を最小第1マイナス側振幅で除して振幅比率(F)を算出し(振幅比率第1算出手段)、その振幅比率(F)と主要波長(λ)とを前記第1のケースにおいて導出された第1式(d=−0.381・λ・InF)に当て嵌め、その第1式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ(d)を算出する(ひび割れ深さ第1算出手段)。コンピュータ14は、ひび割れ深さ第1算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)に識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納する(ひび割れ深さ記憶手段)。また、コンピュータ14は、ひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ24に表示する(ひび割れ深さ出力手段)。   The computer 14 calculates the amplitude ratio (F) by dividing the extracted minimum second minus side amplitude by the minimum first minus side amplitude (amplitude ratio first calculating means), and the amplitude ratio (F) and the main wavelength ( λ) is applied to the first formula (d = −0.381 · λ · InF) derived in the first case, and the crack depth (d) of the hardened cement material is calculated based on the first formula. Calculate (crack depth first calculation means). The computer 14 sets an identifier for the crack depth (d) calculated by the crack depth first calculation means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier (crack depth storage means). Further, the computer 14 displays the crack depth (d) on the display 24 together with the specific information of the cement hardened material (crack depth output means).

ディスプレイ24に表示された計測結果画面には、図16に示すように、サンプリング間隔表示エリア50に設定したサンプリング間隔、サンプリング時間表示エリア51に設定したサンプリング時間、ハンマー直径表示エリア52にハンマー直径、重心周波数表示エリア53に重心周波数、主要波長表示エリア54に主要波長、計算式表示エリア55に第1のケースによって導出された第1式、ひび割れ深さ表示エリア56に計測したひび割れ深さ(d)が表示される。さらに、名称表示エリア57に入力した名称、住所表示エリア58に入力した住所、画像表示エリア59に入力した画像、番号表示エリア60に番号、日時表示エリア61に日時が表示され、印刷ボタン、初期画面ボタン、終了ボタンが表示される。印刷ボタンを押すと、コンピュータ14は、計測結果画面に表示されたセメント硬化物の特定情報とひび割れ深さ(d)とを所定の形式でプリンタを介して出力する(ひび割れ深さ出力手段)。   In the measurement result screen displayed on the display 24, as shown in FIG. 16, the sampling interval set in the sampling interval display area 50, the sampling time set in the sampling time display area 51, the hammer diameter in the hammer diameter display area 52, The center of gravity frequency is displayed in the center of gravity frequency display area 53, the main wavelength is displayed in the main wavelength display area 54, the first expression derived by the first case in the calculation formula display area 55, and the crack depth measured in the crack depth display area 56 (d ) Is displayed. Further, the name input in the name display area 57, the address input in the address display area 58, the image input in the image display area 59, the number in the number display area 60, and the date in the date display area 61 are displayed. A screen button and an end button are displayed. When the print button is pressed, the computer 14 outputs the specific information and crack depth (d) of the hardened cement displayed on the measurement result screen in a predetermined format via the printer (crack depth output means).

前記第1のケースによって導出された第1式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ(d)を算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサ13に検出された第2表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を第1センサ12に検出された第1表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波等の余分な波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた1種類の表面波のみをひび割れ深さ(d)の計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ(d)の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   The crack depth measurement method using the first equation derived by the first case is detected by the second sensor 13 as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth (d). Of the second surface waves, the minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the first wave of the surface wave is swung to the minus side immediately after the first wave of the surface wave of the first surface wave detected by the first sensor 12. Further, since the ratio divided by the minimum first minus side amplitude is adopted, the surface wave for deriving the amplitude ratio (F) does not include an extra wave such as a reflected wave or a diffraction wave. This crack depth measurement method uses only one type of surface wave that sways to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave to measure the crack depth (d), so that various surface waves and other waves can be detected. Measurement error of crack depth (d) due to use of mixed surface wave can be prevented, and accurate depth of crack formed from the surface of the hardened cement product to the inside can be measured. .

計算式選択画面において前記第2のケースにおいて導出された第1式を選択した場合、コンピュータ14は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅を抽出し(最大第1プラス側振幅抽出手段)、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅抽出手段を抽出する(最大第2プラス側振幅抽出手段抽出手段)。コンピュータ14は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長(λ)をハードディスクから抽出する。   When the first formula derived in the second case is selected on the calculation formula selection screen, the computer 14 first stores the first continuous waveform (first surface wave) on the plus side after the initial motion of the surface wave. The maximum first plus-side amplitude swung to the maximum is extracted (maximum first plus-side amplitude extracting means), and among the stored second continuous waveforms (second surface waves), the first first swing to the plus side after the initial motion of the surface wave The maximum second plus side amplitude extracting means is extracted (maximum second plus side amplitude extracting means extracting means). The computer 14 extracts the main wavelength (λ) corresponding to the input hammer diameter from the hard disk.

コンピュータ14は、抽出した最大第2プラス側振幅を最大第1プラス側振幅で除して振幅比率(F)を算出し(振幅比率第2算出手段)、その振幅比率(F)と主要波長(λ)とを前記第2のケースにおいて導出された第1式(d=−0.398・λ・InF)に当て嵌め、その第1式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ(d)を算出する(ひび割れ深さ第2算出手段)。コンピュータ14は、ひび割れ深さ第2算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)に識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納する(ひび割れ深さ記憶手段)。また、コンピュータ14は、算出したひび割れ深さ(d)の出力指示があると、ひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ24に表示し、または、プリンタを介して出力する(ひび割れ深さ出力手段)。ディスプレイ24に表示される計測結果画面は、図16を援用することで、その説明は省略する。   The computer 14 calculates the amplitude ratio (F) by dividing the extracted maximum second plus side amplitude by the maximum first plus side amplitude (amplitude ratio second calculating means), and the amplitude ratio (F) and the main wavelength ( λ) is applied to the first equation (d = −0.398 · λ · InF) derived in the second case, and the crack depth (d) of the hardened cement material is calculated based on the first equation. Calculate (crack depth second calculation means). The computer 14 sets an identifier for the crack depth (d) calculated by the crack depth second calculating means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier (crack depth storage means). Further, when there is an instruction to output the calculated crack depth (d), the computer 14 displays the crack depth (d) on the display 24 together with the specific information of the cement hardened material, or outputs it via a printer ( Crack depth output means). The measurement result screen displayed on the display 24 uses FIG. 16 and its description is omitted.

前記第2のケースによって導出された第1式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ(d)を算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサ13に検出された第2表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を第1センサ12に検出された第1表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた1種類の表面波のみをひび割れ深さ(d)の計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ(d)の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   The crack depth measurement method using the first equation derived from the second case is detected by the second sensor 13 as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth (d). Of the second surface waves, the maximum second plus side amplitude that first swung to the plus side after the first wave of the first surface wave is detected. Since the ratio divided by the maximum first plus side amplitude swayed is used, the reflected wave and the diffracted wave are not included in the surface wave for deriving the amplitude ratio (F). This crack depth measurement method uses only one type of surface wave that first swung to the positive side after the initial motion of the surface wave to measure the crack depth (d). It is possible to prevent cracking depth (d) measurement errors due to the use of surface waves mixed with, and to measure the exact depth of cracks formed from the surface of the hardened cement product to the inside. it can.

計算式選択画面において前記第3のケースにおいて導出された第1式を選択した場合、コンピュータ14は、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅を抽出し(最小第1マイナス側振幅抽出手段)、記憶した第1連続波形(第1表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅を抽出するとともに(最大第1プラス側振幅抽出手段)、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を抽出し(最小第2マイナス側振幅抽出手段)、記憶した第2連続波形(第2表面波)のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を抽出する(最大第2プラス側振幅抽出手段)。コンピュータ14は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長(λ)をハードディスクから抽出する。   When the first formula derived in the third case is selected on the calculation formula selection screen, the computer 14 sets the first continuous waveform (first surface wave) stored to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave. The minimum first minus-side amplitude that has been shaken is extracted (minimum first minus-side amplitude extracting means), and among the stored first continuous waveforms (first surface waves), the maximum that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave While extracting the first plus side amplitude (maximum first plus side amplitude extracting means), among the stored second continuous waveforms (second surface waves), the minimum second minus that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave The side amplitude is extracted (minimum second minus side amplitude extracting means), and the maximum second plus side amplitude that first swings to the plus side after the initial motion of the surface wave is stored in the stored second continuous waveform (second surface wave). Extract (maximum second plus side Width extraction means). The computer 14 extracts the main wavelength (λ) corresponding to the input hammer diameter from the hard disk.

コンピュータ14は、抽出した最小第1マイナス側振幅と最大第1プラス側振幅とからそれらの第1絶対値を算出し、抽出した最小第2マイナス側振幅と最大第2プラス側振幅とからそれらの第2絶対値を算出する(絶対値算出手段)。次に、コンピュータ14は、第2絶対値を第1絶対値で除して振幅比率(F)を算出し(振幅比率第3算出手段)、その振幅比率(F)と主要波長(λ)とを前記第3のケースにおいて導出された第1式(d=−0.394・λ・InF)に当て嵌め、その第1式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ(d)を算出する(ひび割れ深さ第2算出手段)。   The computer 14 calculates the first absolute value from the extracted minimum first minus side amplitude and the maximum first plus side amplitude, and calculates the first absolute value from the extracted minimum second minus side amplitude and the maximum second plus side amplitude. A second absolute value is calculated (absolute value calculating means). Next, the computer 14 calculates the amplitude ratio (F) by dividing the second absolute value by the first absolute value (amplitude ratio third calculation means), and the amplitude ratio (F), the main wavelength (λ), and the like. Is applied to the first formula (d = −0.394 · λ · InF) derived in the third case, and the crack depth (d) of the hardened cement is calculated based on the first formula ( Crack depth second calculation means).

コンピュータ14は、ひび割れ深さ第3算出手段によって算出したひび割れ深さ(d)に識別子を設定し、そのひび割れ深さ(d)を識別子とともにハードディスクに格納する(ひび割れ深さ記憶手段)。また、コンピュータ14は、算出したひび割れ深さ(d)の出力指示があると、ひび割れ深さ(d)をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ24に表示し、または、プリンタを介して出力する(ひび割れ深さ出力手段)。ディスプレイ24に表示される計測結果画面は、図16を援用することで、その説明は省略する。   The computer 14 sets an identifier for the crack depth (d) calculated by the crack depth third calculation means, and stores the crack depth (d) in the hard disk together with the identifier (crack depth storage means). Further, when there is an instruction to output the calculated crack depth (d), the computer 14 displays the crack depth (d) on the display 24 together with the specific information of the cement hardened material, or outputs it via a printer ( Crack depth output means). The measurement result screen displayed on the display 24 uses FIG. 16 and its description is omitted.

前記第3のケースによって導出された第1式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ(d)を算出する第1式において、振幅比率(F)として第2センサ13に検出された第2表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅との第2絶対値を第1センサ12に検出された第1表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅との第1絶対値で除した比率が採用されているから、振幅比率(F)を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた表面波と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた表面波との絶対値をひび割れ深さ(d)の計測に利用することになり、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ(d)の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。   The crack depth measurement method using the first equation derived by the third case is detected by the second sensor 13 as the amplitude ratio (F) in the first equation for calculating the crack depth (d). Of the second surface wave, the second absolute value of the minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave and the maximum second plus side amplitude that has swung to the plus side first after the surface wave initial motion is obtained. Of the first surface waves detected by the first sensor 12, the minimum first minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave, and the maximum first plus side that has swung to the plus side first after the surface wave initial motion. Since the ratio divided by the first absolute value with respect to the amplitude is employed, the reflected wave and the diffracted wave are not included in the surface wave for deriving the amplitude ratio (F). This crack depth measurement method is used to measure the crack depth (d) by calculating the absolute value of the surface wave that shook to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave and the surface wave that first shook to the plus side after the initial motion of the surface wave. This will prevent the measurement error of crack depth (d) due to the use of various surface waves and surface waves mixed with other waves. It is possible to measure the exact depth of the crack formed.

11 ひび割れ深さ計測システム
12 第1センサ
13 第2センサ
14 コンピュータ
15 試験用コンクリート構造物(セメント硬化物)
16 試験用コンクリート構造物(セメント硬化物)
17 鋼球ハンマー
18A 打撃位置
18B 打撃位置
19 第1設置位置
20 ひび割れ位置
21 第2設置位置
L1 離間寸法
L2 直径
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Crack depth measurement system 12 1st sensor 13 2nd sensor 14 Computer 15 Concrete structure for a test (hardened cement material)
16 Concrete structure for testing (hardened cement)
17 Steel ball hammer 18A Hitting position 18B Hitting position 19 First installation position 20 Cracking position 21 Second installation position L1 Separation dimension L2 Diameter

Claims (7)

セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第1設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第1式
Figure 2011027586
によって算出され、
前記第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.381)であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
An impact wave separated by a predetermined distance from the crack position formed on the hardened cement material is hit by a steel ball hammer having a predetermined diameter to generate an elastic wave in the hardened cement material, and the elastic wave is detected from the hardened cement material However, in the crack depth measurement method for measuring the crack depth based on the detected elastic wave,
The crack depth measuring method is a first sensor that is installed at a first installation position between the crack position and the striking position and detects a first surface wave propagating from the striking position to the surface of the hardened cement material. And a second surface wave that is installed at a second installation position opposite to the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor to detect,
The crack depth is the first formula
Figure 2011027586
Calculated by
In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor as it propagates through the surface of the hardened cement material. Among the first surface waves detected by the first sensor by propagating through the surface of the hardened cement material with the minimum second minus side amplitude that has swung to the minus side immediately after the surface wave initial movement. Is the amplitude ratio divided by the minimum first minus-side amplitude that oscillates to the minus side immediately after ## EQU2 ## where α represents the above-mentioned (F) on the ordinate, and the crack depth (d) / principal wavelength (λ) on the abscissa. A crack depth measurement method, wherein an approximate expression: y = αe bx is derived from a correlation diagram showing the ratio of the above, and is a constant (0.381) calculated from the approximate expression.
セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第1設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第1式
Figure 2011027586
によって算出され、
前記第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.398)であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
An impact wave separated by a predetermined distance from a crack position formed in the hardened cement product is hit by a steel ball hammer having a predetermined diameter to generate an elastic wave in the hardened cement product, and the elastic wave is detected from the hardened cement product However, in the crack depth measurement method for measuring the crack depth based on the detected elastic wave,
The crack depth measuring method is a first sensor that is installed at a first installation position between the crack position and the striking position and detects a first surface wave propagating from the striking position to the surface of the hardened cement material. And a second surface wave that is installed at a second installation position opposite to the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor to detect,
The crack depth is the first formula
Figure 2011027586
Calculated by
In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor as it propagates through the surface of the hardened cement material. Of the first surface waves detected by the first sensor by propagating through the surface of the hardened cement material, the maximum second plus side amplitude that first swung to the plus side after the initial motion of the surface wave is detected. It is an amplitude ratio divided by the maximum first plus side amplitude first swung to the plus side after the initial movement, and α represents the above (F) on the vertical axis, and the crack depth (d) / main wavelength ( An approximate expression: y = αe bx is derived from a correlation diagram showing the ratio of λ), and the crack depth measurement method is a constant (0.398) calculated from the approximate expression.
セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第1設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第1表面波を検出する第1センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第1設置位置の反対側の第2設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第2表面波を検出する第2センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第1式
Figure 2011027586
によって算出され、
前記第1式において、dが、ひび割れ深さ(mm)、λが、主要波長(mm)、Fが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第2センサに検出された第2表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第2マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第2プラス側振幅との第2絶対値を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第1センサに検出された第1表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第1マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第1プラス側振幅との第1絶対値で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記(F)を示し、横軸にひび割れ深さ(d)/主要波長(λ)の比率を示す相関関係図から近似式:y=αebxを導き、その近似式から算出した定数(0.394)であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
An impact wave separated by a predetermined distance from the crack position formed on the hardened cement material is hit by a steel ball hammer having a predetermined diameter to generate an elastic wave in the hardened cement material, and the elastic wave is detected from the hardened cement material However, in the crack depth measurement method for measuring the crack depth based on the detected elastic wave,
The crack depth measuring method is a first sensor that is installed at a first installation position between the crack position and the striking position and detects a first surface wave propagating from the striking position to the surface of the hardened cement material. And a second surface wave that is installed at a second installation position opposite to the first installation position across the crack position, propagates through the surface of the hardened cement material from the striking position, and passes through the crack position. Using a second sensor to detect,
The crack depth is the first formula
Figure 2011027586
Calculated by
In the first equation, d is the crack depth (mm), λ is the main wavelength (mm), and F is the second surface wave detected by the second sensor as it propagates through the surface of the hardened cement material. Among the above, the second absolute value of the minimum second minus side amplitude that swings to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave and the maximum second plus side amplitude that swings to the plus side first after the initial motion of the surface wave is the cement hardening Of the first surface waves that propagate through the surface of the object and are detected by the first sensor, the minimum first minus-side amplitude that has swung to the minus side immediately after the initial motion of the surface wave and the first to the plus side after the initial motion of the surface wave The amplitude ratio divided by the first absolute value of the maximum first plus side amplitude that has swung, and α represents the above (F) on the vertical axis, and the crack depth (d) / principal wavelength (λ) on the horizontal axis. approximate expression from the correlation diagram showing the ratio: it leads to y = .alpha.e bx, calculated from the approximate expression Crack depth measuring method which is a constant (0.394).
前記(λ)が、第2式
Figure 2011027586
によって算出され、前記第2式において、cが、鋼球ハンマーの直径によって異なる表面波の平均伝搬速度(m/sec)、fが、重心周波数(kHz)であり、
前記(f)が、第3式
Figure 2011027586
によって算出され、前記第3式において、X(f)が、周波数(f)における振幅値、Nが、サンプリング数である請求項1ないし請求項3いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。
Said (λ) is the second formula
Figure 2011027586
Calculated by, in the second equation, c is the average propagation velocity of the surface waves varies depending on the diameter of the steel ball hammer (m / sec), f c is the center of gravity frequencies (kHz),
Said (f c ) is the third formula
Figure 2011027586
The crack depth measurement method according to any one of claims 1 to 3, wherein X (f k ) is an amplitude value at a frequency (f k ) and N is a sampling number in the third equation. .
前記ひび割れ深さ計測方法では、前記第1式から第3式による計算がコンピュータを利用して行われ、前記コンピュータが、前記第3式に基づいて重心周波数(f)を求める重心周波数算出手段と、前記第2式に基づいて主要波長(λ)を算出する主要波長算出手段と、前記第1式に基づいてひび割れ深さ(d)を算出するひび割れ深さ算出手段と、算出した重心周波数(f)と主要波長(λ)とひび割れ深さ(d)とを記憶する算出結果記憶手段とを実行する請求項4記載のひび割れ深さ計測方法。 In the crack depth measurement method, calculation according to the first to third formulas is performed using a computer, and the computer calculates a centroid frequency (f c ) based on the third formula. A main wavelength calculating means for calculating a main wavelength (λ) based on the second formula, a crack depth calculating means for calculating a crack depth (d) based on the first formula, and a calculated center-of-gravity frequency. The crack depth measuring method according to claim 4, wherein calculation result storage means for storing (f c ), dominant wavelength (λ), and crack depth (d) is executed. 前記ひび割れ深さ計測方法では、前記打撃位置と前記第1設置位置と前記第2設置位置とが略一直線上に並び、前記打撃位置から前記第1設定位置までの離間寸法と前記第1設定位置から前記ひび割れ位置までの離間寸法と前記ひび割れ位置から前記第2設置位置までの離間寸法とが同一であり、それら離間寸法が90〜110mmの範囲にある請求項1ないし請求項5いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。   In the crack depth measurement method, the striking position, the first setting position, and the second setting position are arranged on a substantially straight line, and a separation dimension from the striking position to the first setting position and the first setting position. The separation dimension from the crack position to the crack position and the separation dimension from the crack position to the second installation position are the same, and the separation dimension is in the range of 90 to 110 mm. Crack depth measurement method. 前記ひび割れ深さ計測方法では、前記第1および第2センサの表面波検出間隔が1〜5μsecの範囲にあり、前記第1および第2センサの表面波検出時間が0.01〜0.03秒の範囲にある請求項1ないし請求項6いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。   In the crack depth measurement method, the surface wave detection interval of the first and second sensors is in the range of 1 to 5 μsec, and the surface wave detection time of the first and second sensors is 0.01 to 0.03 seconds. The crack depth measuring method according to any one of claims 1 to 6, wherein the crack depth is in the range.
JP2009174371A 2009-07-27 2009-07-27 Crack depth measurement method Active JP5078952B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009174371A JP5078952B2 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Crack depth measurement method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2009174371A JP5078952B2 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Crack depth measurement method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2011027586A true JP2011027586A (en) 2011-02-10
JP5078952B2 JP5078952B2 (en) 2012-11-21

Family

ID=43636501

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2009174371A Active JP5078952B2 (en) 2009-07-27 2009-07-27 Crack depth measurement method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP5078952B2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012237561A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Shimizu Corp Inspection device

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6093955A (en) * 1983-10-28 1985-05-25 Hitachi Ltd Ultrasonic inspection apparatus
JPH11271286A (en) * 1998-03-24 1999-10-05 Fujita Corp Estimating method for concrete strength
JP2001012933A (en) * 1999-06-29 2001-01-19 Central Giken:Kk Method for measuring depth of crack in structure using surface wave
JP2006349628A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Rik Co Ltd Quality evaluation device for concrete structure and quality evaluation method for concrete structure
JP2007017298A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp Surface inspecting method and surface inspection device
JP2007017300A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp Surface inspection device and surface inspection method
JP2008157775A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Nondestructive measuring instrument and sensor unit thereof

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6093955A (en) * 1983-10-28 1985-05-25 Hitachi Ltd Ultrasonic inspection apparatus
JPH11271286A (en) * 1998-03-24 1999-10-05 Fujita Corp Estimating method for concrete strength
JP2001012933A (en) * 1999-06-29 2001-01-19 Central Giken:Kk Method for measuring depth of crack in structure using surface wave
JP2006349628A (en) * 2005-06-20 2006-12-28 Rik Co Ltd Quality evaluation device for concrete structure and quality evaluation method for concrete structure
JP2007017298A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp Surface inspecting method and surface inspection device
JP2007017300A (en) * 2005-07-07 2007-01-25 Toshiba Corp Surface inspection device and surface inspection method
JP2008157775A (en) * 2006-12-25 2008-07-10 Tokyo Electric Power Co Inc:The Nondestructive measuring instrument and sensor unit thereof

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012237561A (en) * 2011-05-10 2012-12-06 Shimizu Corp Inspection device

Also Published As

Publication number Publication date
JP5078952B2 (en) 2012-11-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11662284B2 (en) Method for evaluating anchor bolt embedment in concrete
Lacidogna et al. Damage monitoring of three-point bending concrete specimens by acoustic emission and resonant frequency analysis
Ni et al. Monitoring the hydration of cement using highly nonlinear solitary waves
Othman et al. Impact response of ultra-high-performance reinforced concrete plates
Hendrikse et al. Experimental validation of a model for prediction of dynamic ice-structure interaction
JP5271941B2 (en) Non-destructive detection system and non-destructive detection method
JP5666334B2 (en) Quality diagnosis method for concrete structures
JP2006349628A (en) Quality evaluation device for concrete structure and quality evaluation method for concrete structure
JP5078952B2 (en) Crack depth measurement method
Lacroix et al. Nondestructive condition assessment of concrete slabs with artificial defects using wireless impact echo
JP2008039594A (en) Crack detection method for concrete foundation pile
Zhou et al. Mesoscale modelling of the dynamic tensile strength enhancement of concrete in spalling tests using interface elements
JP6061767B2 (en) Method and apparatus for exploring delamination inside concrete
Othman et al. Dynamic identification of damage control characteristics of ultra-high performance fiber reinforced concrete
JP2019168389A (en) Crack angle determination device and crack angle determination method
JP6882729B2 (en) Internal quality evaluation method and internal quality analysis system
JP4173089B2 (en) Dynamic loading test method
JP7257748B2 (en) Pile evaluation method
JP3850782B2 (en) Structure damage degree determination method and apparatus by secondary-derived AE sound
JP5541506B2 (en) Inspection device
JP2012237561A (en) Inspection device
Liu et al. Debonding detection in the grouted joints of precast concrete shear walls using impact-echo method
KR101931686B1 (en) System for monitoring wall-thinning of pipe and method thereof
Yifeng et al. The M-integral description for a brittle plane strip with two holes before and after coalescence
JP4093580B2 (en) Measuring method for bearing capacity of foundation pile

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20110218

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20120801

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20120807

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120828

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150907

Year of fee payment: 3

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5078952

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350