JP2011038835A - Tunnel lining thickness measuring device, measuring method, and formwork - Google Patents

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克 戸井田
Mayuko Someya
麻優子 染谷
Hiroyuki Kasai
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tunnel lining thickness measuring device, a measuring method, and a formwork used therefor, measuring the thickness of a concrete lining when a tunnel is lined with concrete while the concrete is in unset state. <P>SOLUTION: The formwork 7 is used for lining the tunnel and the like. The formwork 7 is arranged so as to surround the existing concrete 5 and the ground 3, and a concrete supply part 8 is disposed on the ground 3 side of the formwork 7. In the formwork 7, a holder 9 which passes through the formwork 7 is provided. The holder 9 is detachably attached to the formwork and is a member for holding an oscillation section 11 consisting of a magnetostrictive element, and a receiving section 13. The oscillation section 11 and the receiving section 13 are exposed on the outer surface of the holder 9, which is composed of a surface almost flush with the outer surface (concrete casting side) of the formwork 7. The oscillation section 11 oscillates vibration (wave) to the casted unset concrete 10, and the receiving section 13 receives the reflected wave and the like of this vibration (wave). <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は、トンネルでのコンクリート覆工時におけるコンクリートの覆工厚さを、コンクリートが未凝固の状態で計測可能なトンネルの覆工厚測定装置、測定方法およびこれに用いられる型枠に関するものである。   The present invention relates to a tunnel lining thickness measuring device, a measuring method, and a formwork used therefor, which can measure the concrete lining thickness at the time of concrete lining in a tunnel in an unsolidified state of the concrete. is there.

従来、トンネル等の覆工コンクリートの覆工厚さの測定は、コンクリートの表面から超音波等を発振し、その反射波から厚さの測定が行われている。   Conventionally, the lining thickness of lining concrete such as a tunnel is measured by oscillating ultrasonic waves from the surface of the concrete and measuring the thickness from the reflected waves.

このようなコンクリート厚さの測定装置としては、コンクリートの厚さ方向に衝撃弾性波を発生させ、厚さ方向および表層部の振動を検出し、コンクリートを伝播する衝撃弾性波の振動数成分と、表層部を伝播する弾性波の速度とからコンクリート厚さを算出するコンクリート厚さ測定装置がある(特許文献1)。   As such a concrete thickness measuring device, shock elastic waves are generated in the thickness direction of the concrete, vibrations in the thickness direction and the surface layer portion are detected, and the frequency component of the shock elastic waves propagating through the concrete, There is a concrete thickness measuring device that calculates a concrete thickness from the velocity of an elastic wave propagating through a surface layer (Patent Document 1).

また、型枠内の鉄筋等に発受振装置少なくとも1組設置し、コンクリート打設後、一方から機械的振動を発振し、これを受振することでコンクリート内の弾性波伝播速度を算出し、さらにコンクリート表面に受振素子を設置し、型枠内より機械的振動を発生させ、これを受振することでコンクリート厚さを算出するコンクリート構造物品質検査方法がある(特許文献2)。   Moreover, at least one set of vibration generators is installed on the reinforcing bars in the formwork, and after placing the concrete, mechanical vibration is oscillated from one side, and this is received to calculate the elastic wave propagation velocity in the concrete. There is a concrete structure quality inspection method in which a vibration receiving element is installed on a concrete surface, mechanical vibration is generated from inside a mold, and the concrete thickness is calculated by receiving the vibration (Patent Document 2).

また、励磁コイルの応答性を高めた振動片を用い、対象物内部からの反射信号を受振し、発振信号から受振信号までの時間から厚み等を算出する探査装置がある(特許文献3)。   Further, there is an exploration device that uses a resonator element with enhanced responsiveness of an excitation coil, receives a reflected signal from the inside of an object, and calculates a thickness and the like from the time from the oscillation signal to the received signal (Patent Document 3).

特開2004−69495号公報JP 2004-69495 A 特開2009−25022号公報JP 2009-25022 A 特開平07−218477号公報JP 07-218477 A

しかし、特許文献1の装置は、単にコンクリート内の振動の伝播速度が未知である場合に、厚さ方向と表層部でのそれぞれの振動を受振することで厚さを算出するものであり、コンクリート硬化後におけるコンクリート厚さを測定するものである。したがって、コンクリートが未凝固の場合の測定は考慮されていない。   However, the device of Patent Document 1 simply calculates the thickness by receiving the vibrations in the thickness direction and in the surface layer portion when the propagation speed of vibration in the concrete is unknown. The concrete thickness after hardening is measured. Therefore, the measurement when the concrete is unsolidified is not considered.

また、特許文献2に記載の装置は、あらかじめ型枠内にセンサ素子を埋め込む必要がある。また、特許文献1と同様、コンクリート硬化後の測定のみを考慮したものである。   Moreover, the apparatus described in Patent Document 2 needs to embed a sensor element in a mold in advance. Further, as in Patent Document 1, only the measurement after hardening of the concrete is considered.

また、特許文献3に記載の装置は、高粘性材の測定が可能との記載があるが、あくまでも対象物の表面に設置する必要があることから、対象物の上面に装置を設置する必要がある。このように、特許文献1〜3は、例えばトンネルの覆工のように、型枠を用いて打設する場合において、未凝固状態のコンクリート覆工厚さを測定することは考慮されていない。   In addition, although the device described in Patent Document 3 is described as being capable of measuring a highly viscous material, it is necessary to install the device on the upper surface of the object because it is necessary to install it on the surface of the object. is there. As described above, Patent Documents 1 to 3 do not take into account the measurement of the unsolidified concrete lining thickness in the case of placing using a formwork such as tunnel lining.

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、トンネル等のコンクリート覆工時におけるコンクリートの覆工厚さを、コンクリートが未凝固の状態で計測可能なコンクリートの覆工厚測定装置、測定方法およびこれに用いられる型枠を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of such a problem, a concrete lining thickness measuring apparatus capable of measuring the concrete lining thickness at the time of concrete lining such as a tunnel in an unsolidified state of the concrete, It aims at providing the measuring method and the formwork used for this.

前述した目的を達成するため、第1の発明は、トンネルの覆工厚測定装置であって、型枠に設置され、前記型枠内に打設されたコンクリートに対して振動を発振する発振部と、前記発振部で発進した前記振動を受振する受振部と、前記受振部で受信した波形を解析する解析部と、を具備し、前記発振部は超磁歪素子を用いた発振装置であり、前記解析部は、前記発振部から直接受振部に伝播する直接波と測定対象部での反射波とを分離する波形分離手段と、前記反射波から前記コンクリートの覆工厚さを算出する覆工厚算出手段とを有することを特徴とするトンネルの覆工厚測定装置である。   In order to achieve the above-described object, the first invention is a tunnel lining thickness measuring device, which is installed in a mold and oscillates to vibrate concrete placed in the mold And a receiving unit that receives the vibration started by the oscillating unit, and an analysis unit that analyzes a waveform received by the receiving unit, the oscillating unit is an oscillating device using a giant magnetostrictive element, The analysis unit includes a waveform separation unit that separates a direct wave propagating directly from the oscillation unit to the receiving unit and a reflected wave from the measurement target unit, and a lining that calculates a lining thickness of the concrete from the reflected wave. A tunnel lining thickness measuring device having a thickness calculating means.

1つの前記発振部に対して、少なくとも3つの前記受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置され、前記覆工厚算出手段は、前記受振部毎に受振した受振情報からそれぞれの波動の工程距離を算出し、前記発振部および前記受振部を焦点として、前記発振部及び前記受振部からのそれぞれの距離の和が前記工程距離と同一になる反射点軌跡を前記受振部毎に想定し、前記受振部毎に想定された前記反射点軌跡が交わる点を共通反射点として特定し、前記共通反射点までの距離を覆工厚さとして算出することが望ましい。   At least three of the vibration receiving units are installed at different distances from the oscillation unit with respect to one of the oscillation units, and the lining thickness calculating means is configured to receive vibration information received from each of the vibration receiving units. The wave process distance is calculated, and the reflection point trajectory for which the sum of the distances from the oscillation part and the vibration receiving part is the same as the process distance with the oscillation part and the vibration receiving part as a focal point is In this case, it is desirable that the point where the reflection point trajectories assumed for each vibration receiving unit intersect is specified as a common reflection point, and the distance to the common reflection point is calculated as the lining thickness.

前記波形分離手段は、複素ケプストラム解析によって前記直接波と前記反射波とを分離し、前記覆工厚算出手段は、分離された前記反射波をヒルベルト解析によって包絡線化し、前記包絡線の最大振幅となる時間を反射波走時として解析することが望ましい。   The waveform separation means separates the direct wave and the reflected wave by complex cepstrum analysis, and the lining thickness calculation means envelops the separated reflected wave by Hilbert analysis, and the maximum amplitude of the envelope It is desirable to analyze the time to be as the reflected wave travel time.

第1の発明によれば、発振部と受振部とが型枠に直接設けられるため、型枠を用いてコンクリートを打設する際に、型枠を設置した状態でコンクリートが硬化する前にコンクリートの覆工厚さを測定することができる。また、硬化前のコンクリートは内部を伝播する振動の減衰が大きいが、超磁歪素子を用いることで、大きな振幅(エネルギー)の振動を発振することができ、このため硬化前の未凝固コンクリートに対しても厚さを測定することができる。なお、この場合、周波数が高い縦波弾性波であるP波は、減衰傾向が大きいため、横波弾性波であるS波が用いられる。   According to the first invention, since the oscillating portion and the vibration receiving portion are directly provided on the formwork, when the concrete is placed using the formwork, the concrete is set before the concrete is hardened with the formwork installed. The lining thickness of can be measured. Moreover, although the concrete before hardening has a large attenuation of vibration propagating inside, the use of the giant magnetostrictive element can oscillate vibrations with a large amplitude (energy). Even the thickness can be measured. In this case, since the P wave, which is a longitudinal elastic wave having a high frequency, has a large attenuation tendency, an S wave, which is a transverse elastic wave, is used.

また、1つの発振部に対して3つの受振部を設け、それぞれの受振部は発振部との距離がそれぞれ異なるように配置し、各受振部毎に反射点軌跡を設け、3つの反射点軌跡が交わる共通反射点を特定し、共通反射点までの厚みをトンネルの覆工厚さとして特定するため、弾性波反射面に凹凸があるような場合でも、適切なトンネル覆工厚さを算出することができる。   In addition, three vibration receiving units are provided for one oscillation unit, and the respective vibration receiving units are arranged so as to have different distances from the oscillation unit, and a reflection point locus is provided for each vibration receiving unit. Since the common reflection point where the crossing points is specified and the thickness up to the common reflection point is specified as the tunnel lining thickness, the appropriate tunnel lining thickness is calculated even when the elastic wave reflection surface is uneven. be able to.

また、直接波と反射波とを複素ケプストラム解析によって分離するため、直接波群の中に反射波群が混入していても、反射波群を分離することができ、効率良く反射波から覆工厚を算出することができる。   In addition, since the direct wave and the reflected wave are separated by complex cepstrum analysis, the reflected wave group can be separated even if the reflected wave group is mixed in the direct wave group. The thickness can be calculated.

第2の発明は、トンネルの覆工厚測定方法であって、振動を発振可能な超磁歪素子を用いる発振部と、振動を受振可能な受振部とを有する型枠を設置する工程(a)と、前記型枠内にコンクリートを打設する工程(b)と、前記発振部により未凝固のコンクリートに振動を発振する工程(c)と、前記受振部で前記コンクリートからの振動を受振する工程(d)と、前記受振部で受振した情報から、前記発振部から直接受振部に伝播する直接波と、測定対象部での反射波とを分離する工程(e)と、前記反射波から未凝固の前記コンクリートの覆工厚さを算出する工程(f)と、を具備することを特徴とするトンネルの覆工厚測定方法である。   The second invention is a tunnel lining thickness measuring method, comprising a step of installing a mold having an oscillating part using a giant magnetostrictive element capable of oscillating vibration and a receiving part capable of receiving vibration (a) And (b) placing concrete in the mold, (c) oscillating vibrations in the unsolidified concrete by the oscillating part, and receiving vibrations from the concrete by the vibration receiving part. (D), a step (e) of separating a direct wave propagating directly from the oscillating unit to the receiving unit and a reflected wave from the measuring unit from the information received by the receiving unit; And a step (f) of calculating a lining thickness of the concrete that has been solidified.

前記型枠には、1つの前記発振部に対して少なくとも3つの前記受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置され、前記工程(d)は、ぞれぞれの前記受振部で振動を受振する工程であり、前記工程(f)は、前記受振部毎に受振した情報からそれぞれの波動の工程距離を算出し、前記発振部および前記受振部を焦点として、前記発振部及び前記受振部からのそれぞれの距離の和が前記工程距離と同一になる反射点軌跡を前記受振部毎に想定し、前記受振部毎に想定された前記反射点軌跡が交わる点を共通反射点として特定し、前記共通反射点までの距離を覆工厚さとして算出する工程であることが望ましい。   The mold is provided with at least three of the vibration receiving units for each of the oscillation units at different distances from the oscillation unit, and the step (d) includes each of the vibration receiving units. The step (f) calculates the process distance of each wave from the information received for each vibration receiving unit, and the oscillation unit and the vibration receiving unit as a focal point. And a reflection point locus where the sum of the distances from the vibration receiving portion is the same as the process distance is assumed for each vibration receiving portion, and a point where the reflection point locus assumed for each vibration receiving portion intersects is a common reflection point The distance to the common reflection point is preferably calculated as the lining thickness.

前記工程(e)は、複素ケプストラム解析によって前記直接波と前記反射波とを分離する工程であり、前記工程(f)は、分離された前記反射波をヒルベルト解析によって包絡線化し、前記包絡線の最大振幅となる時間を反射波走時として解析することが望ましい。   The step (e) is a step of separating the direct wave and the reflected wave by complex cepstrum analysis, and the step (f) envelops the separated reflected wave by Hilbert analysis, It is desirable to analyze the time when the maximum amplitude is as the reflected wave travel time.

第2の発明によれば、発振部が超磁歪素子であり、また、発振部および受振部が型枠に設けられるため、未凝固のコンクリートの厚さ測定を行うことができる。また、1つの発振部に対して3つの受振部を設け、各受振部毎に反射点軌跡を設け、3つの反射点軌跡が交わる共通反射点を特定し、共通反射点までの厚みをコンクリートの覆工厚さとして特定するため、弾性波反射面に凹凸があるような場合でも、適切なコンクリート覆工厚さを算出することができる。また、直接波と反射波とを複素ケプストラム解析によって分離するため、直接波群の中に反射波群が混入していても、反射波群を分離することができ、効率良く反射波から覆工厚を算出することができる。   According to the second invention, since the oscillating portion is a giant magnetostrictive element and the oscillating portion and the vibration receiving portion are provided in the mold, the thickness of unsolidified concrete can be measured. In addition, three receiving parts are provided for one oscillation part, a reflection point locus is provided for each receiving part, a common reflection point where the three reflection point locus intersects is specified, and the thickness up to the common reflection point is determined by the thickness of the concrete. Since it is specified as the lining thickness, an appropriate concrete lining thickness can be calculated even when the elastic wave reflecting surface is uneven. In addition, since the direct wave and the reflected wave are separated by complex cepstrum analysis, the reflected wave group can be separated even if the reflected wave group is mixed in the direct wave group. The thickness can be calculated.

第3の発明は、トンネルの覆工に用いられる型枠であって、振動を発振可能な超磁歪素子を用いる発振部と、前記振動を受振可能な受振部と、を具備し、1つの前記発振部に対して少なくとも3つの受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置されたホルダが設けられることを特徴とする型枠である。   3rd invention is a formwork used for the lining of a tunnel, Comprising: The oscillation part using the giant magnetostrictive element which can oscillate a vibration, The vibration receiving part which can receive the said vibration is provided, One said The mold is characterized in that at least three vibration receiving parts with respect to the oscillating part are provided with holders installed at different positions from the oscillating part.

第3の発明によれば、トンネルの覆工時に未凝固のコンクリート厚さを測定することができる。   According to the third invention, the thickness of the unsolidified concrete can be measured at the time of tunnel lining.

本発明によれば、トンネルのコンクリート覆工時におけるコンクリートの覆工厚さを、コンクリートが未凝固の状態で計測可能なトンネルの覆工厚測定装置、測定方法およびこれに用いられる型枠を提供することができる。   According to the present invention, there is provided a tunnel lining thickness measuring apparatus, a measuring method, and a formwork used for the tunnel lining thickness capable of measuring the concrete lining thickness at the time of tunnel concrete lining in an unsolidified state of the concrete. can do.

コンクリート覆工時の覆工厚測定装置1の設置状態を示す図。The figure which shows the installation state of the lining thickness measuring apparatus 1 at the time of concrete lining. 発振部11と受振部13とが取り付けられた型枠7を示す斜視図。The perspective view which shows the formwork 7 to which the oscillation part 11 and the vibration receiving part 13 were attached. ホルダ9を示す図で、(a)はホルダ9近傍における図2のA−A線断面図、(b)はホルダ9の正面図。2A and 2B are diagrams showing the holder 9, in which FIG. 2A is a cross-sectional view taken along the line AA in FIG. 2 in the vicinity of the holder 9, and FIG. 発振部11の構造を示す図。The figure which shows the structure of the oscillation part. 発振部11と受振部13との位置関係と反射点軌跡37を示す図。The figure which shows the positional relationship and the reflection point locus | trajectory 37 of the oscillation part 11 and the receiving part 13. FIG. 反射点軌跡37a、37b、37cと共通反射点39を示す図。The figure which shows reflection point locus | trajectory 37a, 37b, 37c and the common reflection point 39. FIG. 覆工厚測定方法のフローチャート。The flowchart of the lining thickness measuring method. 受振部で受振した波形の処理工程を示す概念図。The conceptual diagram which shows the process process of the waveform received by the vibration receiving part.

以下、本発明の実施の形態にかかるコンクリートの覆工厚測定装置1について説明する。図1は、覆工厚測定装置1を示す図である。覆工厚測定装置1は、主に、型枠7、ホルダ9、発振部11、受振部13、制御部15、解析部17等から構成される。   Hereinafter, a concrete lining thickness measuring apparatus 1 according to an embodiment of the present invention will be described. FIG. 1 is a view showing a lining thickness measuring apparatus 1. The lining thickness measuring apparatus 1 mainly includes a mold 7, a holder 9, an oscillating unit 11, a vibration receiving unit 13, a control unit 15, an analysis unit 17, and the like.

型枠7、7aは、トンネルの覆工等に用いられる型枠である。型枠7、7aは、コンクリート打設領域を覆うように配置され、型枠7、7aにはコンクリート供給部8が設置される。型枠7には、型枠7を貫通するホルダ9が設けられる。ホルダ9は型枠に対して着脱可能に取り付けられ、発振部11および受振部13を保持する部材である。ホルダ9の外面(コンクリート打設側)には発振部11および受振部13が露出しており、型枠7の外面(コンクリート打設側)と略平坦な面で構成される。すなわち、ホルダ9外面、発振部11および受振部13は、型枠7の表面と平滑に形成される。コンクリート供給部8は、型枠7、7a等で囲まれた範囲にコンクリートを打設する部位であり、図示を省略したコンクリート供給装置等に接続されている。発振部11は打設された未凝固コンクリート10に対して振動(波動)を発振し、受振部13はこの振動(波動)の反射波等を受振する。なお、型枠7aを設けず、型枠7を地山等を覆うように設置してもよい。すなわち、コンクリート打設領域を、型枠7、地山等で囲まれた領域とすることもできる。   The molds 7 and 7a are used for tunnel lining and the like. The molds 7 and 7a are disposed so as to cover the concrete placement region, and the concrete supply unit 8 is installed in the molds 7 and 7a. The mold 7 is provided with a holder 9 that penetrates the mold 7. The holder 9 is a member that is detachably attached to the mold and holds the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13. The oscillating portion 11 and the vibration receiving portion 13 are exposed on the outer surface (concrete placement side) of the holder 9, and are configured by the outer surface (concrete placement side) of the mold 7 and a substantially flat surface. That is, the outer surface of the holder 9, the oscillation part 11 and the vibration receiving part 13 are formed smoothly with the surface of the mold 7. The concrete supply unit 8 is a part for placing concrete in a range surrounded by the molds 7 and 7a, and is connected to a concrete supply device (not shown). The oscillating unit 11 oscillates vibration (wave) with respect to the placed unsolidified concrete 10, and the vibration receiving unit 13 receives a reflected wave or the like of the vibration (wave). In addition, you may install the formwork 7 so that a natural ground etc. may be covered, without providing the formwork 7a. That is, the concrete placement region can be a region surrounded by the formwork 7 and a natural ground.

発振部11および受振部13には制御部15および解析部17が接続される。制御部15および解析部17には、演算手段、記憶手段、通信手段、入出力手段、表示手段等を有するコンピュータが使用される。制御部15は、発振部11を起振させ、受振部で振動を受振させる。また制御部15は解析部17で受振した波形を解析させ、コンクリートの覆工厚さを算出させる。解析部17の演算手段は、少なくとも波形分離手段および覆工厚算出手段を有する。記憶手段は、測定データや各種管理値、実行プログラム等が記憶されている。通信手段は、発振部11や受振部13等とのデータ通信を行う。入力手段は、管理値や条件等の入力を行う。表示手段は、測定データや計測結果等のデータを表示する。   A control unit 15 and an analysis unit 17 are connected to the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13. As the control unit 15 and the analysis unit 17, a computer having a calculation unit, a storage unit, a communication unit, an input / output unit, a display unit, and the like is used. The control unit 15 oscillates the oscillation unit 11 and receives vibrations at the vibration receiving unit. The control unit 15 also analyzes the waveform received by the analysis unit 17 and calculates the concrete lining thickness. The calculation means of the analysis unit 17 has at least a waveform separation means and a lining thickness calculation means. The storage means stores measurement data, various management values, an execution program, and the like. The communication means performs data communication with the oscillation unit 11, the vibration receiving unit 13, and the like. The input means inputs management values and conditions. The display means displays data such as measurement data and measurement results.

なお、制御部15はさらにコンクリート供給部9を制御してもよい。また、制御部15および解析部17とは一体のコンピュータであってもよい。また、未凝固コンクリート10としては、NATM(New Austrian Tunneling Method)工法の二次覆工コンクリートや、SENS(Shield machine Extruded concrete lining NATM System)工法の覆工コンクリートなどを対象とすることができる。   The control unit 15 may further control the concrete supply unit 9. The control unit 15 and the analysis unit 17 may be an integrated computer. Further, as the unsolidified concrete 10, a secondary lining concrete of a NATM (New Australian Tunneling Method) method, a lining concrete of a SENS (Shield machine expanded NATM System) method, or the like can be used.

次に、型枠7について説明する。図2は、型枠7を示す斜視図である。型枠7は、主に4枚の側板19とスキンプレート21とから構成される。スキンプレート21は、設置されるトンネルの曲率に応じた曲率で湾曲しており、スキンプレート21の湾曲に沿って側板19が接合される。なお、型枠7としては例えば鋼製のものが使用できる。   Next, the mold 7 will be described. FIG. 2 is a perspective view showing the mold 7. The mold 7 is mainly composed of four side plates 19 and a skin plate 21. The skin plate 21 is curved with a curvature corresponding to the curvature of the tunnel to be installed, and the side plates 19 are joined along the curvature of the skin plate 21. For example, steel can be used as the mold 7.

型枠7の略中央には、内面側よりホルダ9が取り付けられる。図3(a)は、図2のA−A線断面におけるホルダ9近傍を示す断面図である。図3に示すように、スキンプレート21に対してホルダ9はボルト等で接合されている。ホルダ9には、発振部11および受振部13がそれぞれスキンプレート21外面と略同一面上に露出するように保持される。   A holder 9 is attached to the approximate center of the mold 7 from the inner surface side. FIG. 3A is a cross-sectional view showing the vicinity of the holder 9 in the cross section along the line AA in FIG. As shown in FIG. 3, the holder 9 is joined to the skin plate 21 with a bolt or the like. The holder 9 holds the oscillating portion 11 and the vibration receiving portion 13 so as to be exposed on substantially the same surface as the outer surface of the skin plate 21.

図3(b)は、スキンプレート21外面側から見たホルダ9を示す概略図である。図3(b)に示すように、ホルダ9には、1つの発振部11と3つの受振部13(13a、13b、13c)が設置されている。ここで、発振部11からそれぞれの受振部13a、13b、13cまでの距離であるB〜Dはそれぞれ異なる。すなわち、受振部13a、13b、13cは、発振部11と同一面上にそれぞれの距離が異なるように配置される。   FIG. 3B is a schematic view showing the holder 9 viewed from the outer surface side of the skin plate 21. As shown in FIG. 3B, the holder 9 is provided with one oscillating portion 11 and three vibration receiving portions 13 (13a, 13b, 13c). Here, BD which is the distance from the oscillation part 11 to each receiving part 13a, 13b, 13c differs. That is, the vibration receiving units 13a, 13b, and 13c are arranged on the same plane as the oscillation unit 11 so as to have different distances.

次に、発振部11について説明する。図4は、発振部11を示す断面図である。発振部11は、主にヘッド23、ロッド25、永久磁石29、超磁歪素子31、コイル33等から構成される。   Next, the oscillation unit 11 will be described. FIG. 4 is a cross-sectional view showing the oscillating unit 11. The oscillating unit 11 mainly includes a head 23, a rod 25, a permanent magnet 29, a giant magnetostrictive element 31, a coil 33, and the like.

超磁歪素子31はTb0.3Dy0.7Fe2.0化合物により形成される。超磁歪素子31は周囲の次回によって長軸方向へ0.1%以上伸長可能であり、磁界の消滅によって元の長さに戻ることが可能である。超磁歪素子31は、コイル33の中に配置される。コイル31の周囲には永久磁石29がコイル31を覆うように配置される。 The giant magnetostrictive element 31 is made of a Tb 0.3 Dy 0.7 Fe 2.0 compound. The giant magnetostrictive element 31 can extend by 0.1% or more in the major axis direction next time around the surroundings, and can return to its original length by disappearance of the magnetic field. The giant magnetostrictive element 31 is disposed in the coil 33. A permanent magnet 29 is disposed around the coil 31 so as to cover the coil 31.

超磁歪素子31の端部にはロッド25は接続される。ロッド25にはフランジ27が設けられ、フランジ27に対してロッド25を軸方向後方(図中下方)に向けて付勢するようにばね35が設けられる。ロッド25の先端にはヘッド23が設けられる。ヘッド23は、コンクリートに対して振動を直接付与する部位である。   The rod 25 is connected to the end of the giant magnetostrictive element 31. The rod 25 is provided with a flange 27, and a spring 35 is provided so as to urge the rod 25 toward the axial direction rearward (downward in the drawing) with respect to the flange 27. A head 23 is provided at the tip of the rod 25. The head 23 is a part that directly applies vibration to the concrete.

通常時、ばね35によってロッド25は超磁歪素子31の長軸方向後方に力が付与されている。この状態から図示を省略した電源によりコイル33に電流を流すと、コイル33により磁界が発生し、超磁歪素子31が伸長する。超磁歪素子31の伸長に伴い、ロッド25はばね35の力に対抗して超磁歪素子31の長軸方向前方へ移動する。すなわちヘッド23が前方に移動する。   Normally, the spring 25 applies a force to the rod 25 behind the giant magnetostrictive element 31 in the long axis direction. In this state, when a current is supplied to the coil 33 by a power supply (not shown), a magnetic field is generated by the coil 33 and the giant magnetostrictive element 31 extends. As the giant magnetostrictive element 31 extends, the rod 25 moves forward in the long axis direction of the giant magnetostrictive element 31 against the force of the spring 35. That is, the head 23 moves forward.

この状態からコイル33への電流を止めると、超磁歪素子31は元の長さに戻り、ばね35によりロッド25が押し戻される。すなわちヘッド23が後方に移動する。上記の動作を繰り返すことで、ヘッド23を超磁歪素子31の長軸方向に往復動作(図中矢印E方向)させることができる。すなわち、ヘッド23の往復動作により図中矢印E方向へ振動(弾性波)を発生させることができる。   When the current to the coil 33 is stopped from this state, the giant magnetostrictive element 31 returns to its original length, and the rod 25 is pushed back by the spring 35. That is, the head 23 moves backward. By repeating the above operation, the head 23 can be reciprocated in the major axis direction of the giant magnetostrictive element 31 (in the direction of arrow E in the figure). That is, vibration (elastic wave) can be generated in the direction of arrow E in the figure by the reciprocating motion of the head 23.

なお、受振部13の詳細は省略するが、受振部先端で軸方向の振動(波動)を受振して電気信号等に変換可能であれば良く、圧電素子や加速度計を用いることができる。   Although details of the vibration receiving unit 13 are omitted, it is only necessary that the vibration (wave) in the axial direction can be received and converted into an electric signal or the like at the tip of the vibration receiving unit, and a piezoelectric element or an accelerometer can be used.

次に、発振部11から発生した振動を受振部13で受振する際の振動の伝播工程について説明する。図5は、発振部11から発振した振動が、計測対象部において反射し、反射波を受振部13で受振する際の状態を示す模式図である。   Next, a vibration propagation process when the vibration generated from the oscillating unit 11 is received by the receiving unit 13 will be described. FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a state where the vibration oscillated from the oscillating unit 11 is reflected by the measurement target unit and the reflected wave is received by the vibration receiving unit 13.

図5において、発振部11および受振部13の上方側が測定対象であり、例えばコンクリートである。発振部11から発振した振動は測定対象部内を伝播し、例えば地山等の境界で反射する。反射した振動は受振部13に伝わり、受振部13で受振される。発振部11で振動を発してから受振部13で受振するまでの時間を測定することで、発振部11〜反射点〜受振部13までの工程距離が算出可能である。なお、コンクリート内の振動の伝播速度はあらかじめ設定すれば良い。   In FIG. 5, the upper side of the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13 is a measurement target, for example, concrete. The vibration oscillated from the oscillating unit 11 propagates in the measurement target unit and is reflected at a boundary such as a natural ground. The reflected vibration is transmitted to the vibration receiving unit 13 and received by the vibration receiving unit 13. The process distance from the oscillation unit 11 to the reflection point to the vibration receiving unit 13 can be calculated by measuring the time from when the vibration is generated by the oscillation unit 11 to when the vibration receiving unit 13 receives the vibration. In addition, what is necessary is just to preset the propagation speed of the vibration in concrete.

この場合、振動の伝わる工程としては、発振部11〜反射点〜受振部13が算出された工程距離となるいずれかの反射点で反射されたものである。たとえば、図5においては、発振部11からF点で反射した反射波を受振部13で受振する場合や、G点で反射した反射波を受振部13で受振する場合などが考えられる。この場合、発振部11〜F点までの距離r1と、F点〜受振部13までの距離r2との和が算出された工程距離と同一となるはずである。同様に、r3+r4についても工程距離と同一となる。   In this case, as a process of transmitting vibration, the oscillation unit 11 to the reflection point to the vibration receiving unit 13 are reflected at any reflection point that is the calculated process distance. For example, in FIG. 5, it is conceivable that the reflected wave reflected from the oscillation unit 11 at the point F is received by the vibration receiving unit 13 or the reflected wave reflected at the point G is received by the vibration receiving unit 13. In this case, the sum of the distance r1 from the oscillation unit 11 to the point F and the distance r2 from the point F to the vibration receiving unit 13 should be the same as the calculated process distance. Similarly, r3 + r4 is the same as the process distance.

このように、反射波から振動の工程距離が算出されると、その工程距離となる反射点は、発振部11および受振部13を焦点とする、発振部11および受振部13からの距離の和が当該工程距離となる楕円上に位置することとなる。このような反射点の軌跡を反射点軌跡37と称する。   Thus, when the vibration process distance is calculated from the reflected wave, the reflection point that is the process distance is the sum of the distances from the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13 with the oscillation unit 11 and the vibration reception unit 13 as the focal point. Is positioned on an ellipse that is the process distance. Such a reflection point locus is referred to as a reflection point locus 37.

すなわち、発振部11から受振部13までの振動の工程距離から、反射点軌跡37を想定することができ、受振部13で受振した反射波は、この反射点軌跡上のいずれかの位置で反射したものとして扱うことができる。なお、図5では反射点軌跡を2次元的に示したが、反射点軌跡37は、反射点の集合を面として有する3次元的な軌跡である。   That is, the reflection point locus 37 can be assumed from the vibration process distance from the oscillation unit 11 to the vibration receiving unit 13, and the reflected wave received by the vibration receiving unit 13 is reflected at any position on the reflection point locus. Can be treated as Although the reflection point locus is shown two-dimensionally in FIG. 5, the reflection point locus 37 is a three-dimensional locus having a set of reflection points as a surface.

図6は、1つの発振部11に対して3つの受振部13a、13b、13cを設置した場合における、各反射点軌跡37a、37b、37cを示す図である。なお、図6においては、簡単のため、発振部11と受振部13a、13b、13cを同一線上に配置したが、本発明はこれに限られない。また、図6では反射側が地山3である場合を示す。   FIG. 6 is a diagram illustrating the reflection point loci 37a, 37b, and 37c when three vibration receiving units 13a, 13b, and 13c are installed for one oscillating unit 11. In FIG. In FIG. 6, for the sake of simplicity, the oscillation unit 11 and the vibration receiving units 13a, 13b, and 13c are arranged on the same line, but the present invention is not limited to this. FIG. 6 shows a case where the reflection side is the natural ground 3.

発振部11から受振部13a、13b、13cまでの距離は前述の通り異なる。このため、発振部11から発振した振動をそれぞれの受振部13で受振するまでの時間はそれぞれ異なる。したがって、それぞれの受振部13ごとに算出される振動の工程距離が異なる。すなわち、受振部13a、13b、13cそれぞれに対して、反射点軌跡37a、37b、37cを想定することができる。   The distances from the oscillation unit 11 to the vibration receiving units 13a, 13b, and 13c are different as described above. For this reason, the time until the vibrations oscillated from the oscillating units 11 are received by the respective receiving units 13 is different. Therefore, the vibration process distance calculated for each vibration receiving unit 13 is different. That is, reflection point trajectories 37a, 37b, and 37c can be assumed for the vibration receiving units 13a, 13b, and 13c, respectively.

それぞれの反射点軌跡37a、37b、37cが交わる部位を共通反射点39と称する。すなわち、共通反射点39は、それぞれの反射点軌跡37a、37b、37cで想定された反射点の共通点である。したがって、共通反射点39で反射した反射波をそれぞれの受振部13a、13b、13cで受振したものと考えることができる。この共通反射点39の位置が特定されると、この位置までの深さ(図中H)をコンクリートの覆工厚さとして算出することができる。なお、受振部13が2つであると、共通反射点39は2か所となる場合があるが、受振部13を3つ設けることで、共通反射点39を確実に1点に特定することができる。   A portion where the respective reflection point loci 37a, 37b, and 37c intersect is referred to as a common reflection point 39. That is, the common reflection point 39 is a common point of reflection points assumed in the respective reflection point loci 37a, 37b, and 37c. Therefore, it can be considered that the reflected waves reflected by the common reflection point 39 are received by the respective receiving portions 13a, 13b, and 13c. When the position of the common reflection point 39 is specified, the depth to the position (H in the figure) can be calculated as the concrete lining thickness. If there are two receiving parts 13, there may be two common reflection points 39. However, by providing three receiving parts 13, the common reflection point 39 must be specified as one point. Can do.

次に、本発明におけるコンクリートの覆工厚測定方法について説明する。図7は、工程を示すフローチャートである。まず、あらかじめ発振部11および受振部13等が設置された型枠7を、コンクリートの覆工部位に設置する(ステップ101)。型枠7の設置後、コンクリートを打設する(ステップ102)。   Next, the concrete lining thickness measuring method in the present invention will be described. FIG. 7 is a flowchart showing the steps. First, the mold 7 in which the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13 are installed in advance is installed in a concrete lining part (step 101). After installing the formwork 7, concrete is cast (step 102).

コンクリートの打設中、またはコンクリート打設後硬化開始前にコンクリートの覆工厚さの計測を開始する。まず、制御部15は発振部11を起振させ振動を発生させる(ステップ103)。さらに制御部15は受振部13で振動を受振し解析部17に波形の解析を行わせる(ステップ104)。   Start the measurement of the concrete lining thickness during concrete placement or before hardening starts after concrete placement. First, the control unit 15 vibrates the oscillation unit 11 to generate vibration (step 103). Further, the control unit 15 receives the vibration at the vibration receiving unit 13 and causes the analysis unit 17 to analyze the waveform (step 104).

図8は受振部で受振した波形を示す概念図であり、解析部17には図8(a)に示すような波形が入力される。なお、本発明において計測される弾性波は、横波であるS波である。縦波であるP波は周波数が高く、未凝固コンクリートにおいては減衰が大きいため計測が困難であるためである。解析部17は、まず、受振した波形のフィルタリング処理を行う(ステップ105)。フィルタリング処理は現場での状況に応じて設定されるものであり、例えば、振幅回復処理、周波数フィルタ処理、ホワイト・デコンボリューション処理などが行われる。各種フィルタリング処理により、ホルダ9を直接伝わる振動の周波数帯を除去することができる。図8(b)は各種フィルタリング処理を施した波形の概念図である。   FIG. 8 is a conceptual diagram showing a waveform received by the receiving unit, and a waveform as shown in FIG. The elastic wave measured in the present invention is an S wave which is a transverse wave. This is because the P wave, which is a longitudinal wave, has a high frequency and is difficult to measure because the attenuation is large in unsolidified concrete. The analysis unit 17 first performs filtering processing on the received waveform (step 105). The filtering process is set according to the situation at the site. For example, an amplitude recovery process, a frequency filter process, a white deconvolution process, and the like are performed. The frequency band of vibration directly transmitted through the holder 9 can be removed by various filtering processes. FIG. 8B is a conceptual diagram of waveforms subjected to various filtering processes.

次に、解析部17は、波形分離手段によって受信された振動波形を直接波と反射波群とに分離する(ステップ106)。直接波とは、発振部11から受振部13に向かって、対象部で反射することなく直接コンクリート表面等を伝播した波動である。波形分離手段としては、複素ケプストラム解析が行われる。ケプストラム解析を行うことで、直接波の影響を低減することができる。図8(c)はケプストラム解析によって直接波の影響を除去した波形を示す概念図である。   Next, the analysis unit 17 separates the vibration waveform received by the waveform separation unit into a direct wave and a reflected wave group (step 106). The direct wave is a wave that propagates directly from the oscillating unit 11 toward the vibration receiving unit 13 on the concrete surface or the like without being reflected by the target unit. Complex cepstrum analysis is performed as the waveform separation means. By performing cepstrum analysis, the influence of direct waves can be reduced. FIG. 8C is a conceptual diagram showing a waveform obtained by removing the influence of a direct wave by cepstrum analysis.

次に、解析部17は、覆工厚算出手段によって、反射波群を包絡線化する(ステップ107)。包絡線化を行うには、ヒルベルト変換が用いられる。図8(d)はヒルベルト変換がおこなわれた後の波形を示す概念図である。   Next, the analysis unit 17 converts the reflected wave group into an envelope using the lining thickness calculation means (step 107). The Hilbert transform is used for enveloping. FIG. 8D is a conceptual diagram showing a waveform after the Hilbert transform is performed.

次に、解析部17は、覆工厚算出手段によって、包絡線化が行われた波形から、最大振幅の時間が読み取られる(ステップ108)。図8(d)においては、例えばT点が最大振幅の時間として読み取られる。   Next, the analysis unit 17 reads the time of the maximum amplitude from the waveform that has been enveloped by the lining thickness calculation means (step 108). In FIG. 8D, for example, the T point is read as the time of the maximum amplitude.

次に、解析部17は、覆工厚算出手段によって、得られた最大振幅の時間とコンクリート内での波動(S波)の伝播速度とから、振動の工程距離を算出し、これに基づいて、図5に示すような反射点軌跡を算出する(ステップ109)。   Next, the analysis unit 17 calculates the process distance of the vibration from the obtained maximum amplitude time and the propagation speed of the wave (S wave) in the concrete by the lining thickness calculation means, and based on this Then, a reflection point locus as shown in FIG. 5 is calculated (step 109).

次に、解析部17は、覆工厚算出手段によって、3つの反射点軌跡から共通反射点39を特定する(ステップ110)。さらに共通反射点39の位置から、コンクリートの覆工厚を算出する(ステップ111)。以上により、コンクリートの覆工厚さが測定される。コンクリートが硬化した後は型枠7を外し、型枠7をさらに次のコンクリート打設部位に設置することで同様の測定を繰り返す。   Next, the analysis part 17 specifies the common reflection point 39 from three reflection point locus | trajectories by a lining thickness calculation means (step 110). Further, the lining thickness of the concrete is calculated from the position of the common reflection point 39 (step 111). Thus, the concrete lining thickness is measured. After the concrete is hardened, the mold 7 is removed, and the same measurement is repeated by placing the mold 7 in the next concrete placement site.

なお、必要に応じて、制御部15は、算出された覆工厚を管理し、覆工厚があらかじめ設定された管理値以上となるとコンクリートの打設を終了するように制御してもよく、覆工厚が管理値以上である場合に合格判定を与えるようにしてもよい。また、覆工厚が合格と判断された際のコンクリートの充填圧を記憶し、次の位置でのコンクリート打設時の参考値として使用してもよい。   In addition, if necessary, the control unit 15 may manage the calculated lining thickness, and may control to finish placing concrete when the lining thickness is equal to or greater than a preset management value, You may make it give a pass determination, when lining thickness is more than a management value. Moreover, the filling pressure of the concrete when it is determined that the lining thickness is acceptable may be stored and used as a reference value when placing concrete at the next position.

本実施の形態にかかるコンクリート覆工厚の測定方法によれば、発振部11および受振部13が型枠7に取り付けられており、また、発振部11に超磁歪素子31が用いられ、管理する弾性波としてS波を利用するため、未凝固状態のコンクリートの覆工厚を測定することができる。また、コンクリートの覆工厚は、少なくとも3つの受振部13によって求められる反射点軌跡から算出される。したがって、反射面に凹凸がある場合などでも確実に覆工厚を算出することができる。   According to the concrete lining thickness measuring method according to the present embodiment, the oscillating unit 11 and the receiving unit 13 are attached to the mold 7, and the super magnetostrictive element 31 is used for the oscillating unit 11 for management. Since the S wave is used as the elastic wave, the lining thickness of the unsolidified concrete can be measured. Further, the concrete lining thickness is calculated from the reflection point trajectory obtained by at least the three receiving portions 13. Therefore, the lining thickness can be reliably calculated even when the reflective surface has irregularities.

また、得られた受振波を複素ケプストラム解析によって解析するため、直接波と反射群とが混在している場合でも、直接波と相関のある反射波の初動位置を求めることができる。このため、反射波初動の読取から覆工厚の算出までを現場で迅速に行うことができる。   Further, since the obtained received wave is analyzed by complex cepstrum analysis, the initial position of the reflected wave having a correlation with the direct wave can be obtained even when the direct wave and the reflection group are mixed. For this reason, it is possible to quickly perform on-site from reading the reflected wave initial motion to calculating the lining thickness.

また、未凝固状態のコンクリートの覆工厚の迅速な測定が可能であるため、コンクリート打設中または打設直後における覆工厚の管理が容易となる。このため、打設圧力などを次回打設時の管理参考値として扱うことができ、例えば未充填や打設時の異常などがある場合であっても、迅速に対応することができる。   In addition, since it is possible to quickly measure the lining thickness of unsolidified concrete, it becomes easy to manage the lining thickness during or after concrete placement. For this reason, the placement pressure can be handled as a management reference value at the next placement, and for example, even when there is an unfilling or an abnormality at the placement, it is possible to respond quickly.

以上、添付図を参照しながら、本発明の実施の形態を説明したが、本発明の技術的範囲は、前述した実施の形態に左右されない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, the technical scope of this invention is not influenced by embodiment mentioned above. It is obvious for those skilled in the art that various modifications or modifications can be conceived within the scope of the technical idea described in the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood that it belongs.

例えば、実施例においては、型枠7の中心にホルダ9を一つ取り付けたが、型枠7に対するホルダ9の取り付け位置や取り付け個数はこれに限られない。また、ホルダ9の形状や発振部11および受振部13の配置や個数はこれに限られない。   For example, in the embodiment, one holder 9 is attached to the center of the mold 7, but the attachment position and the number of attachments of the holder 9 to the mold 7 are not limited thereto. Further, the shape of the holder 9 and the arrangement and the number of the oscillation unit 11 and the vibration receiving unit 13 are not limited thereto.

1………覆工厚測定装置
3………地山
5………既設コンクリート
7………型枠
8………コンクリート供給部
9………ホルダ
10………未凝固コンクリート
11………発振部
13、13a、13b、13c………受振部
15………制御部
17………解析部
19………側板
21………スキンプレート
23………ヘッド
25………ロッド
27………フランジ
29………永久磁石
31………超磁歪素子
33………コイル
35………ばね
37、37a、37b、37c………反射点軌跡
39………共通反射点
1 ......... Thickness measuring device 3 ......... Mt 5 ......... Concrete 7 ......... Formwork 8 ......... Concrete supply unit 9 ......... Holder 10 ......... Unsolidified concrete 11 ......... Oscillators 13, 13 a, 13 b, 13 c... Vibration receiving unit 15... Control unit 17... Analyzing unit 19... Side plate 21 ... skin plate 23 ... head 25. ... Flange 29 ... Permanent magnet 31 ... Giant magnetostrictive element 33 ... Coil 35 ... Spring 37, 37a, 37b, 37c ... Reflection point locus 39 ... Common reflection point

Claims (7)

トンネルの覆工厚測定装置であって、
型枠に設置され、前記型枠内に打設されたコンクリートに対して振動を発振する発振部と、
前記発振部で発進した前記振動を受振する受振部と、
前記受振部で受信した波形を解析する解析部と、
を具備し、
前記発振部は超磁歪素子を用いた発振装置であり、
前記解析部は、前記発振部から直接受振部に伝播する直接波と測定対象部での反射波とを分離する波形分離手段と、前記反射波から前記コンクリートの覆工厚さを算出する覆工厚算出手段とを有することを特徴とするトンネルの覆工厚測定装置。
Tunnel lining thickness measuring device,
An oscillating portion that is installed in a mold and oscillates vibration with respect to the concrete placed in the mold;
A vibration receiving portion for receiving the vibration started by the oscillation portion;
An analysis unit for analyzing the waveform received by the vibration receiving unit;
Comprising
The oscillation unit is an oscillation device using a giant magnetostrictive element,
The analysis unit includes a waveform separation unit that separates a direct wave propagating directly from the oscillation unit to the receiving unit and a reflected wave from the measurement target unit, and a lining that calculates a lining thickness of the concrete from the reflected wave. A tunnel lining thickness measuring device, comprising: a thickness calculating means.
1つの前記発振部に対して、少なくとも3つの前記受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置され、
前記覆工厚算出手段は、
前記受振部毎に受振した受振情報からそれぞれの波動の工程距離を算出し、前記発振部および前記受振部を焦点として、前記発振部及び前記受振部からのそれぞれの距離の和が前記工程距離と同一になる反射点軌跡を前記受振部毎に想定し、前記受振部毎に想定された前記反射点軌跡が交わる点を共通反射点として特定し、前記共通反射点までの距離を覆工厚さとして算出することを特徴とする請求項1記載のトンネルの覆工厚測定装置。
At least three of the vibration receiving units are installed at different distances from the oscillation unit with respect to one oscillation unit,
The lining thickness calculation means includes
The process distance of each wave is calculated from the received vibration information received for each of the vibration receiving parts, and the sum of the distances from the oscillating part and the vibration receiving part with the oscillation part and the vibration receiving part as a focus is the process distance. Assuming the same reflection point trajectory for each of the receiving parts, specifying the point where the reflection point trajectory assumed for each of the receiving parts intersects as a common reflection point, the distance to the common reflection point is the lining thickness The tunnel lining thickness measuring apparatus according to claim 1, wherein:
前記波形分離手段は、複素ケプストラム解析によって前記直接波と前記反射波とを分離し、前記覆工厚算出手段は、分離された前記反射波をヒルベルト解析によって包絡線化し、前記包絡線の最大振幅となる時間を反射波走時として解析することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のトンネルの覆工厚測定装置。   The waveform separation means separates the direct wave and the reflected wave by complex cepstrum analysis, and the lining thickness calculation means envelops the separated reflected wave by Hilbert analysis, and the maximum amplitude of the envelope The tunnel lining thickness measuring device according to claim 1, wherein the time when the reflected wave travels is analyzed as reflected wave travel time. トンネルの覆工厚測定方法であって、
振動を発振可能な超磁歪素子を用いる発振部と、振動を受振可能な受振部とを有する型枠を設置する工程(a)と、
前記型枠内にコンクリートを打設する工程(b)と、
前記発振部により未凝固のコンクリートに振動を発振する工程(c)と、
前記受振部で前記コンクリートからの振動を受振する工程(d)と、
前記受振部で受振した情報から、前記発振部から直接受振部に伝播する直接波と、測定対象部での反射波とを分離する工程(e)と、
前記反射波から未凝固の前記コンクリートの覆工厚さを算出する工程(f)と、
を具備することを特徴とするトンネルの覆工厚測定方法。
A method for measuring the lining thickness of a tunnel,
(A) installing a mold having an oscillating part using a giant magnetostrictive element capable of oscillating vibration and a receiving part capable of receiving vibration;
Placing the concrete in the mold (b);
A step (c) of oscillating vibrations in the unsolidified concrete by the oscillating unit;
Receiving the vibration from the concrete in the vibration receiving portion (d),
A step (e) of separating a direct wave propagating directly from the oscillating unit to the receiving unit and a reflected wave from the measuring unit from the information received by the receiving unit;
Calculating the lining thickness of the unsolidified concrete from the reflected wave;
A tunnel lining thickness measuring method, comprising:
前記型枠には、1つの前記発振部に対して少なくとも3つの前記受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置され、
前記工程(d)は、ぞれぞれの前記受振部で振動を受振する工程であり、
前記工程(f)は、前記受振部毎に受振した情報からそれぞれの波動の工程距離を算出し、前記発振部および前記受振部を焦点として、前記発振部及び前記受振部からのそれぞれの距離の和が前記工程距離と同一になる反射点軌跡を前記受振部毎に想定し、前記受振部毎に想定された前記反射点軌跡が交わる点を共通反射点として特定し、前記共通反射点までの距離を覆工厚さとして算出する工程であることを特徴とする請求項4記載のトンネルの覆工厚測定方法。
In the mold, at least three of the vibration receiving parts for one oscillating part are installed at different positions from the oscillating part,
The step (d) is a step of receiving vibration at each of the receiving portions.
In the step (f), the process distance of each wave is calculated from the information received for each vibration receiving unit, and the distances from the oscillation unit and the vibration receiving unit are calculated with the oscillation unit and the vibration receiving unit as a focal point. A reflection point trajectory whose sum is the same as the process distance is assumed for each vibration receiving unit, a point where the reflection point locus assumed for each vibration receiving unit intersects is specified as a common reflection point, and up to the common reflection point 5. The tunnel lining thickness measuring method according to claim 4, wherein the distance is a step of calculating the lining thickness.
前記工程(e)は、複素ケプストラム解析によって前記直接波と前記反射波とを分離する工程であり、
前記工程(f)は、分離された前記反射波をヒルベルト解析によって包絡線化し、前記包絡線の最大振幅となる時間を反射波走時として解析することを特徴とする請求項4または請求項5に記載のトンネルの覆工厚測定装置。
The step (e) is a step of separating the direct wave and the reflected wave by complex cepstrum analysis,
6. The step (f) is characterized in that the separated reflected wave is enveloped by Hilbert analysis, and the time when the maximum amplitude of the envelope is obtained is analyzed as reflected wave travel time. Tunnel lining thickness measuring device as described in 1.
トンネルの覆工に用いられる型枠であって、
振動を発振可能な超磁歪素子を用いる発振部と、
前記振動を受振可能な受振部と、
を具備し、
1の前記発振部に対して少なくとも3つの受振部が、前記発振部からの距離がそれぞれ異なる位置に設置されたホルダが設けられることを特徴とする型枠。
A formwork used for tunnel lining,
An oscillating unit using a giant magnetostrictive element capable of oscillating vibration;
A receiving part capable of receiving the vibration;
Comprising
A formwork characterized in that at least three vibration receiving units for one oscillating unit are provided with holders installed at different distances from the oscillating unit.
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