JP2015219220A - High-frequency oscillation detection device - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a high-frequency oscillation detection device capable of easily measuring a depth of a foundation section of an existing underground structure with high accuracy.SOLUTION: A high-frequency oscillation detection device comprises: a sonde section which has a plurality of oscillation sensors to detect high-frequency oscillation; a recording section which records detection results of the plurality of oscillation sensors; and output signal cables which connect respective plurality of oscillation sensors with the recording section and transmit the detection results to the recording section. The sonde section is made up of the plurality of oscillation sensors in a linear arrangement and has a flexible elastic body filling spaces between the oscillation sensors arranged next to each other and between the output signal cables and the respective oscillation sensors in a manner that prevents the oscillation sensors from directly contacting a housing of the sonde section.

Description

本発明は、高周波振動検出装置に関し、詳しくは、既設地下構造物等の基礎部の深度を求める際に用いることができる高周波振動検出装置に関する。   The present invention relates to a high-frequency vibration detection device, and more particularly, to a high-frequency vibration detection device that can be used when determining the depth of a foundation such as an existing underground structure.

従来、原位置における地下構造物等の基礎部の深度の測定方法には、PS検層による方法が知られている(例えば、非特許文献1)。このPS検層では、1個あるいは2個の受振器をボーリング孔内の任意の深度設定で挿入して、人工震源による振動波形を記録・解析する。   Conventionally, a method using PS logging is known as a method for measuring the depth of a base portion such as an underground structure in its original position (for example, Non-Patent Document 1). In this PS logging, one or two geophones are inserted at an arbitrary depth setting in the borehole, and the vibration waveform by the artificial seismic source is recorded and analyzed.

内山成和、「孔井内弾性波速度測定」、物理探鉱、昭和58年10月、第36巻、第5号、pp.276−293Uchiyama Narukazu, “Analysis of Elastic Wave Velocity”, Physical Exploration, October 1983, Vol. 36, No. 5, pp. 276-293

従来のPS検層による方法は、ボーリング孔内で深度方向の測定間隔が一般に0.5m〜2mと粗くなっており、深度0.25m〜2m毎の発振・受振の時間を計測することが可能であるが、地下浅部の弾性波速度をより詳細に求めるには自から限界があり、地下深くの地層境界を把握するに適当であるが、測定間隔を細かく任意に設定しても地下浅部における構造物基礎部の深度調査に対して、評価が可能か否かという疑義が生じる。   In the conventional PS logging method, the measurement interval in the depth direction is generally as rough as 0.5m to 2m in the borehole, and it is possible to measure the oscillation / vibration time for each depth of 0.25m to 2m. However, there is a limit to find the elastic wave velocity in the shallow subsurface in detail, and it is suitable for grasping the deep boundary of the stratum. A question arises as to whether or not evaluation is possible for the depth survey of the structure foundation in the section.

本発明は、既設地下構造物等の基礎部の深度測定を簡易に高精度で行うことができる高周波振動検出装置を提供することを目的とする。   An object of this invention is to provide the high frequency vibration detection apparatus which can perform the depth measurement of the foundations, such as an existing underground structure, simply and with high precision.

本発明は上記の目的を達成するために、高周波振動を検出する複数の振動センサーを有するゾンデ部と、前記複数の振動センサーによる検出結果を収録する収録部と、前記複数の振動センサーのそれぞれと前記収録部とを接続して前記検出結果を前記収録部に伝送する出力信号ケーブルと、を備えた高周波振動検出装置であって、前記ゾンデ部は、前記複数の振動センサーを直線上に配置して成り、前記複数の振動センサーのそれぞれと隣接する振動センサーとの間、および前記複数の振動センサーのそれぞれと前記出力信号ケーブルとの間に、柔軟な弾性体を配置して、前記ゾンデ部のハウジングに前記振動センサーが直接的に接触しないようにした、ことを特徴とする。   In order to achieve the above object, the present invention provides a sonde unit having a plurality of vibration sensors that detect high-frequency vibrations, a recording unit that records detection results of the plurality of vibration sensors, and each of the plurality of vibration sensors. An output signal cable connected to the recording unit and transmitting the detection result to the recording unit, wherein the sonde unit arranges the plurality of vibration sensors on a straight line. A flexible elastic body is disposed between each of the plurality of vibration sensors and the adjacent vibration sensor, and between each of the plurality of vibration sensors and the output signal cable, The vibration sensor is not directly in contact with the housing.

本発明によれば、既設地下構造物等の基礎部の深度測定を簡易に高精度で行うことができる高周波振動検出装置を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the high frequency vibration detection apparatus which can perform the depth measurement of foundation parts, such as an existing underground structure, simply and with high precision can be provided.

本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置のゾンデ部を示す図であり、(a)は側面図であり、(b)は(a)の右方向から見た背面図であり、(c)は平面図であり、(d)は(c)の右方向から見た背面図である。It is a figure which shows the sonde part of the high frequency vibration detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention, (a) is a side view, (b) is the rear view seen from the right direction of (a), c) is a plan view, and (d) is a rear view as viewed from the right direction of (c). 図1(a)のA−A断面図である。It is AA sectional drawing of Fig.1 (a). 図1(a)のB−B断面図である。It is BB sectional drawing of Fig.1 (a). 図1(a)のC−C断面図である。It is CC sectional drawing of Fig.1 (a). 図1(c)のD−D断面図である。It is DD sectional drawing of FIG.1 (c). 図1(c)の範囲Eを拡大して示す図である。It is a figure which expands and shows the range E of FIG.1 (c). 本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of the high frequency vibration detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置によって測定する対象の構造物の一例を示す図であり、(a)は正面図(地中断面)であり、(b)は上空から見た平面図である。It is a figure which shows an example of the structure of the object measured with the high frequency vibration detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention, (a) is a front view (underground cross section), (b) was seen from the sky It is a top view. 本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置による深度計測、解析結果を示す図である。It is a figure which shows the depth measurement and analysis result by the high frequency vibration detection apparatus which concerns on one embodiment of this invention.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

ところで、本発明によれば、既設地下構造物等の基礎部に近接するボーリング孔内に固定設置されているゾンデ部(48個の振動センサーを直線上に3cmの等間隔で配置)を利用して、構造物の地表に露出した部分に設けた人工震源を用いて、人工震源による振動の高周波数成分の波形を一括で高サンプリングのデータを検出・収録する、原位置で簡単に地下構造物基礎部の深度測定を行うことができるようにすることができる。   By the way, according to the present invention, a sonde portion (48 vibration sensors are arranged on a straight line at an equal interval of 3 cm) fixedly installed in a borehole adjacent to a base portion of an existing underground structure or the like is used. By using an artificial seismic source located on the exposed part of the structure's surface, the high frequency component waveform of the vibration caused by the artificial seismic source can be detected and recorded at once, and the underground structure can be easily created in situ. It is possible to perform a depth measurement of the foundation.

既設地下構造物等の基礎部の深度を求める上で、地盤と構造物の伝播特性である弾性波速度は重要なパラメータとなる。地盤の伝搬特性パラメータである弾性波速度は、人工震源による発振(起振)から受振までの時間を計測することにより推定される。   The elastic wave velocity, which is the propagation characteristic of the ground and the structure, is an important parameter in determining the depth of the foundation of an existing underground structure. The elastic wave velocity, which is a propagation characteristic parameter of the ground, is estimated by measuring the time from oscillation (vibration) by the artificial seismic source to vibration reception.

原位置において、複数の振動センサーによって同時に振動波形を収録し、可視画像表示しながらの高精度の測定方法を本発明は提供する。本発明によれば、より確かな弾性波速度が求められ、既設地下基礎構造物の基礎部の境界深度が詳細に判断評価される。このことにより構造物等の保守・点検に際しては、原位置での品質管理やコスト低減に対しても期待が大きい。また、既設構造物等の基礎部調査は、その耐久性および耐震性の検討を行う際にも必要となり、その調査は、年々増加する傾向にあると考えられる。   The present invention provides a highly accurate measurement method while simultaneously recording vibration waveforms by a plurality of vibration sensors at the original position and displaying a visible image. According to the present invention, a more reliable elastic wave velocity is obtained, and the boundary depth of the foundation portion of the existing underground foundation structure is judged and evaluated in detail. As a result, when maintaining and inspecting structures and the like, high expectations are also placed on in-situ quality control and cost reduction. In addition, a survey of the foundations of existing structures, etc. is also required when examining the durability and seismic resistance, and the survey is likely to increase year by year.

図1は、本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置のゾンデ部を示す図であり、(a)は側面図であり、(b)は(a)の右方向から見た背面図であり、(c)は平面図であり、(d)は(c)の右方向から見た背面図である。   1A and 1B are diagrams showing a sonde part of a high-frequency vibration detecting device according to an embodiment of the present invention, wherein FIG. 1A is a side view and FIG. 1B is a rear view as viewed from the right side of FIG. (C) is a plan view, and (d) is a rear view seen from the right direction of (c).

図2は、図1(a)のA−A断面図である。   FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.

図3は、図1(a)のB−B断面図である。   FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB in FIG.

図4は、図1(a)のC−C断面図である。   4 is a cross-sectional view taken along the line CC of FIG.

図5は、図1(c)のD−D断面図である。   FIG. 5 is a sectional view taken along the line DD of FIG.

図6は、図1(c)の範囲Eを拡大して示す図である。   FIG. 6 is an enlarged view showing a range E in FIG.

図7は、本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置の構成を示す概略図である。   FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the high-frequency vibration detection device according to one embodiment of the present invention.

本実施の形態の高周波振動検出装置は、ゾンデ部100と、ゾンデ部100で検出したデータを収録する収録部とで構成されている(図7参照)。   The high-frequency vibration detection apparatus according to the present embodiment includes a sonde unit 100 and a recording unit that records data detected by the sonde unit 100 (see FIG. 7).

ゾンデ部100は、48個の振動センサー1と、弾性体と、支持体と、保護体とを組付けて一体化した構成になっている。   The sonde unit 100 has a configuration in which 48 vibration sensors 1, an elastic body, a support body, and a protection body are assembled and integrated.

複数の振動センサー1のそれぞれは、弾性体と、支持体と、保護体との内側に形成され、一直線の水平方向で、互いの間隔が3cmの等間隔になるように配列されている。   Each of the plurality of vibration sensors 1 is formed inside the elastic body, the support body, and the protection body, and is arranged in a straight horizontal direction so that the distance between them is equal to 3 cm.

弾性体は、ガラス繊維シート部2と、シリコンゴム成型部3と、オスネジ付金属板部4と、メスネジ金属突起部5とで構成されている。ガラス繊維シート部2は、シリコンゴム成型部3に重畳されている。   The elastic body is composed of a glass fiber sheet portion 2, a silicon rubber molding portion 3, a metal plate portion 4 with a male screw, and a female screw metal projection portion 5. The glass fiber sheet part 2 is superimposed on the silicon rubber molding part 3.

支持体は、弾性体の各部材により形成されており、予め振動センサー1とオスネジ付金属板部4とを接着して、オスネジ付金属板部4とメスネジ付金属突起部5とでガラス繊維シート部2を挟み、オスネジ付金属板部4のオスネジとメスネジ付金属突起部5のメスネジとを螺合させ、振動センサー1が締め付け支持により取り付けられている。   The support body is formed of elastic members, and the glass plate is formed by bonding the vibration sensor 1 and the metal plate portion 4 with the male screw in advance, and the metal plate portion 4 with the male screw and the metal projection portion 5 with the female screw. The vibration sensor 1 is attached by tightening support with the male screw of the metal plate portion 4 with male screw and the female screw of the metal projection portion 5 with female screw being screwed together.

保護体は、振動センサー1と、弾性体と、支持体とを保護する金属部材と生ゴム部材とで構成され、振動センサー1と直接的に接触がないように形成されている。弾性体の金属突起部5の先端は、円弧状に形成され、シリコンゴム成型部3の弾性で押し込みが可能となっている。   The protector is composed of a vibration sensor 1, an elastic body, a metal member that protects the support, and a raw rubber member, and is formed so as not to be in direct contact with the vibration sensor 1. The tip of the metal protrusion 5 of the elastic body is formed in an arc shape and can be pushed in by the elasticity of the silicon rubber molding portion 3.

原位置においては、ゾンデ部100に対するボーリング孔壁との密着性を確保することが重要となる。その方法として、ゾンデ部100の長手方向を3分割する位置であってメスネジ金属突起部5の反対側に生ゴムチューブパッカー17を配置し、この生ゴムチューブパッカー17において、ゾンデ部100の長手方向に行き亘る管であるエアー管部9のエアー吹出し口10からエアーを噴き出して生ゴムチューブ11、12を膨らませることによりゾンデ部100をボーリング孔壁に圧着させる方法を適用している。さらに、振動センサー1は、フレキシブル性の高いシリコンゴム成型部3とガラス繊維シート2で支持固定され、柔軟性を持った構成としていることより、ボーリング孔壁の凹凸状態の不均質を補い、振動センサー1全体の圧着性を高め、均質なデータの収集を可能としている。   In the in-situ position, it is important to ensure adhesion between the sonde portion 100 and the borehole wall. As a method, a raw rubber tube packer 17 is arranged at a position where the longitudinal direction of the sonde portion 100 is divided into three and opposite to the female screw metal projection 5, and the raw rubber tube packer 17 goes in the longitudinal direction of the sonde portion 100. A method is employed in which air is blown out from the air outlet 10 of the air pipe portion 9 which is a spanning tube, and the raw rubber tubes 11 and 12 are inflated to press the sonde portion 100 against the borehole wall. Further, the vibration sensor 1 is supported and fixed by a highly flexible silicon rubber molding portion 3 and a glass fiber sheet 2 and has a flexible structure, so that the unevenness of the irregularity of the borehole wall is compensated for and vibration is generated. The pressure-bonding property of the entire sensor 1 is improved, and homogeneous data can be collected.

また収録部は、収録器18と可視画像出力モニター19とから成り、収録器18でゾンデ部100の48個の振動センサー1の出力信号を一括同時に検出・収録して、例えばパソコン(PC)の可視画像モニター19により波形記録を確認することができるようになっている。   The recording unit includes a recording unit 18 and a visible image output monitor 19. The recording unit 18 simultaneously detects and records the output signals of the 48 vibration sensors 1 of the sonde unit 100, for example, a personal computer (PC). Waveform recording can be confirmed by the visible image monitor 19.

ゾンデ部100の48個の振動センサー1の出力信号の波形記録は、同時に最大10μSec(マイクロセカンド)のサンプリングにより最大40mSec(ミリセカンド)の記録長が確保されている。データ収録の形式には、ノーマルとプリトリガの2種類が用意されており、計測手法により、トリガ発生時、あるいは、トリガ発生以前からの起動時の何れかを同時サンプリングするよう選択が可能になっている。データ収録容量は、各モードとも1成分当たり、最大4096個のデジタルデータとし保存・確保されている。またチャンネル個別にアッテネータと増幅器(最大増幅度100倍)を備えており、様々な出力振幅を持つ前置増幅器との接合が可能となっている。さらに、収録データの管理用の走時処理ツールを備えている。   The waveform recording of the output signals of the 48 vibration sensors 1 of the sonde unit 100 has a maximum recording length of 40 mSec (milliseconds) secured simultaneously by sampling at a maximum of 10 μSec (microseconds). There are two types of data recording formats: normal and pre-trigger. Depending on the measurement method, it is possible to select to sample either when the trigger occurs or when it starts up before the trigger occurs. Yes. The data recording capacity is stored and secured as a maximum of 4096 digital data per component in each mode. Each channel is provided with an attenuator and an amplifier (maximum amplification factor 100 times), and can be connected to a preamplifier having various output amplitudes. In addition, it has a run-time processing tool for managing recorded data.

本発明に係る地下構造物基礎部の深度を計測する調査方法としては、構造物地上部をハンマー21で打撃する人工震源を適用し、この構造物基礎部に可能な限り近接するボーリング孔内にゾンデ部100を端部100b側から挿入し、エアーパッカー17により複数の振動センサー(48個、3cmの等間隔)を突起部5を介してボーリング孔壁に密着させて衝撃振動の波形を一括検出する。この衝撃振動の波形収録には、高周波成分を同時に高分解能、高サンプリングで計測ができるデータ収録器18により、構造物基礎部の深度を的確に評価することができる。また本発明は、ゾンデ部100を挿入する計測用のボーリング孔が必要不可欠であるが、ゾンデ部100の出力信号ケーブル15と収録器18、生ゴムチューブ11、12を膨らませるエアーを供給するエアーホース16とエアーポンプ20のそれぞれを繋ぎ、可視画像モニター19で波形確認をしながらハンマー打撃するだけでよく、また収録器18には、収録データの走時処理ツールを備えて、原位置で可視画像モニターに速度走時曲線を描くことで、構造物基礎部の概略的な深度(弾性波速度の変曲点)を簡単に判別することができる特徴があり、費用対効果の大きい調査が実施できる。ハンマー21で打撃したタイミング(トリガ)は、トリガ線22を介して収録器18に伝達される。   As an investigation method for measuring the depth of an underground structure foundation according to the present invention, an artificial seismic source that strikes the structure ground with a hammer 21 is applied, and the inside of a borehole as close as possible to the structure foundation is applied. The probe 100 is inserted from the end 100b side, and a plurality of vibration sensors (48, 3 cm equally spaced) are brought into close contact with the boring hole wall via the projection 5 by the air packer 17 to detect the impact vibration waveform collectively. To do. For recording the waveform of the impact vibration, the depth of the structure base can be accurately evaluated by the data recorder 18 capable of simultaneously measuring high-frequency components with high resolution and high sampling. Further, in the present invention, a measurement boring hole for inserting the sonde unit 100 is indispensable, but an air hose that supplies air for inflating the output signal cable 15 of the sonde unit 100, the recorder 18, and the raw rubber tubes 11 and 12 is used. 16 and the air pump 20 are connected to each other, and it is only necessary to hit the hammer while checking the waveform on the visible image monitor 19, and the recording device 18 is provided with a run time processing tool for the recorded data so that the visible image can be seen in the original position. By drawing the speed travel time curve on the monitor, it is possible to easily determine the approximate depth of the structure base (inflection point of elastic wave velocity), making it possible to conduct cost-effective surveys. . The timing (trigger) of hitting with the hammer 21 is transmitted to the recorder 18 via the trigger line 22.

本実施例の高周波振動検出装置のゾンデ部100は、図1(a)〜(d)に示すように、長手方向(ボーリング孔への挿入方向)の全長約1700mm、外径長辺φ65mm、外径短辺φ50mmを有している。   As shown in FIGS. 1A to 1D, the sonde portion 100 of the high-frequency vibration detection device of the present embodiment has a total length of about 1700 mm in the longitudinal direction (insertion direction into the boring hole), an outer diameter long side φ65 mm, It has a short diameter of φ50 mm.

ゾンデ部100の構成を説明すると、48個の振動センサー1と、弾性体及び支持体2、3、4、5と、保護体6、7、8とを組付けて一体化している。また、その他ゾンデ部100の圧着部に係る各部9、10、11、12、13、16、17と、ハウジング等に係る固定ネジ14と、出力信号ケーブル15とで形成している。   The configuration of the sonde unit 100 will be described. Forty-eight vibration sensors 1, elastic bodies and support bodies 2, 3, 4, 5 and protective bodies 6, 7, 8 are assembled and integrated. In addition, each of the parts 9, 10, 11, 12, 13, 16, and 17 relating to the crimping part of the sonde part 100, the fixing screw 14 relating to the housing and the like, and the output signal cable 15 are formed.

ハウジング部6は、ゾンデ部100の長手方向に延伸する底板部材6cの両側に、やはりゾンデ部100の長手方向に延伸し振動センサー1の側に湾曲する側板部材6a、6bを溶接して形成される。   The housing portion 6 is formed by welding side plate members 6a and 6b which are also extended in the longitudinal direction of the sonde portion 100 and curved toward the vibration sensor 1 on both sides of the bottom plate member 6c extending in the longitudinal direction of the sonde portion 100. The

ハウジング部7は、ゾンデ部100の長手方向に延伸する底板部材7cの両側に、やはりゾンデ部100の長手方向に延伸し振動センサー1の側に湾曲する側板部材7a、7bを溶接して形成される。   The housing portion 7 is formed by welding side plate members 7 a and 7 b that are also extended in the longitudinal direction of the sonde portion 100 and curved toward the vibration sensor 1 on both sides of the bottom plate member 7 c that extends in the longitudinal direction of the sonde portion 100. The

ハウジング部6とハウジング部7とは固定ネジ14によって留められ、その外側にハウジングカバー部8が被せられる。   The housing part 6 and the housing part 7 are fastened by a fixing screw 14, and a housing cover part 8 is put on the outside thereof.

振動センサー1は、ゾンデ部100の弾性体と、支持体と、保護体との内側に形成され、シリコン成型部3の円筒枠内に一直線上の3等間隔で水平方向に配列し、この内の弾性体は、第1弾性体と第2弾性体とで構成している。   The vibration sensor 1 is formed inside the elastic body, the support body, and the protection body of the sonde section 100, and is arranged in a horizontal direction at three equal intervals on a straight line in the cylindrical frame of the silicon molding section 3, The elastic body is composed of a first elastic body and a second elastic body.

第1弾性体は、振動センサー1に全体で共用するガラス繊維シート部2と、シリコンゴム成型部3とで重畳されている。一方、第2弾性体は、振動センサー1の個別に対するオスネジ付金属板部4と、メスネジ付金属突起部5とで構成されている。また、支持体は、これらの弾性体により構成されて、予め振動センサー1とメスネジ付金属板部4と接着して、メスネジ付金属突起部5でガラス繊維シート部2をネジ止で挟み、振動センサー1を支持固定している。   The first elastic body is overlapped by the glass fiber sheet portion 2 shared by the vibration sensor 1 as a whole and the silicon rubber molding portion 3. On the other hand, the second elastic body includes a metal plate portion 4 with a male screw and a metal projection portion 5 with a female screw for each vibration sensor 1. The support is composed of these elastic bodies, and is bonded in advance to the vibration sensor 1 and the metal plate portion 4 with the female screw, and the glass fiber sheet portion 2 is clamped by the metal projection 5 with the female screw, and vibration is applied. The sensor 1 is supported and fixed.

メスネジ付金属突起部5は、円弧状に形成しており、ガラス繊維シート部2とシリコンゴム成型部3の柔軟性によって押し込みができるようになっている。   The metal threaded metal projection 5 is formed in an arc shape and can be pushed in by the flexibility of the glass fiber sheet portion 2 and the silicon rubber molding portion 3.

保護体は、振動センサー全体と、弾性体と、支持体とを保護する金属製ハウジング部6、7と、最外周の生ゴム製のハウジングカバー部8とで構成し、振動センサー1と直接的な接触がないように形成されている。また、金属製のハウジング部6と7は、分離できる構成とし、複数の固定ネジ14により留められている。   The protective body is composed of metal housing parts 6 and 7 that protect the entire vibration sensor, the elastic body, and the support body, and a housing cover part 8 made of raw rubber on the outermost periphery. It is formed so that there is no contact. The metal housing parts 6 and 7 are configured to be separable and are fastened by a plurality of fixing screws 14.

使用している振動センサー1は、外径φ19で固有周波数28Hzの動コイル型速度計とし、複数のセンサー1のそれぞれをシリコンゴム成型部3の円筒枠内に収納し、また出力信号ケーブル15はシリコンゴム成型部3に埋め込まれ、各センサー1の出力信号端子1aに結線し、振動センサー1間の緩衝を避けるようにゾンデ部100の端部100a(ゾンデ部100をボーリング孔に挿入したときの最上部)まで挿通している。   The vibration sensor 1 used is a moving coil type speedometer having an outer diameter of φ19 and a natural frequency of 28 Hz. Each of the plurality of sensors 1 is housed in the cylindrical frame of the silicon rubber molding portion 3, and the output signal cable 15 is Embedded in the silicon rubber molding part 3, connected to the output signal terminal 1 a of each sensor 1, and the end part 100 a of the sonde part 100 (when the sonde part 100 is inserted into the boring hole so as to avoid buffering between the vibration sensors 1. It is inserted to the top.

48個の振動センサー1の背面側には、これらを4等分する中央部の3箇所にエアーパッカー部17を備えて、弾性体のメスネジ付金属突起部5を一定圧力(0.15MPa〜0.20MPa)でボーリング孔の側壁に圧着することができる生ゴムチューブ製のボーリング孔壁圧着部11、12が固定装置として保護体の中に配置されている。図2では、破線により、ボーリング孔壁圧着部11、12にエアーを供給したエアー充填状態13を示している。   On the back side of the 48 vibration sensors 1, air packer portions 17 are provided at three locations in the central portion that divide them into four equal parts, and the metal projections 5 with elastic female threads are placed at a constant pressure (0.15 MPa to 0). .. 20 MPa), bore hole wall crimping portions 11 and 12 made of a raw rubber tube that can be crimped to the sidewall of the bore hole are arranged in the protective body as a fixing device. In FIG. 2, an air filling state 13 in which air is supplied to the bored hole wall crimping portions 11 and 12 is indicated by a broken line.

次に、高周波振動検出装置の本実施例によるデータ収録について、図7に示した計測方法の概要を参照して説明する。   Next, data recording according to this embodiment of the high-frequency vibration detection apparatus will be described with reference to the outline of the measurement method shown in FIG.

既設構造物の基礎部が地上に露出している場合において、その近傍にボーリング孔を設け、その孔内にゾンデ部100を挿入し、48個の振動センサー1(3cm均等間隔配置)の単位で所定の深度に至った時点で、エアー管部9にエアーホース16を介して地上のポンプ20からエアーを供給し、エアー管部9のエアー吹出し口10からエアーを吹き出してエアーパッカー17を膨らませ、メスネジ金属突起部5の先端をボーリング孔の側壁に圧着して固定する。   When the foundation part of the existing structure is exposed to the ground, a bored hole is provided in the vicinity thereof, the sonde part 100 is inserted into the hole, and units of 48 vibration sensors 1 (3 cm equally spaced) are provided. When the predetermined depth is reached, air is supplied to the air pipe section 9 from the ground pump 20 via the air hose 16, and air is blown out from the air outlet 10 of the air pipe section 9 to inflate the air packer 17, The tip of the female screw metal projection 5 is fixed by crimping to the side wall of the boring hole.

次に、露出した構造物基礎上面を打撃用ハンマー21で起振して、この時に発生する衝撃振動が構造物と地盤に伝播する弾性波を48個の振動センサー1のそれぞれで受信し、出力信号ケーブル15と、ショット時を検出するトリガ線22を通じて地上部の収録部18、19で計測する方法である。   Next, the exposed upper surface of the structure base is vibrated by the hammer 21 for impact, and the vibration waves generated at this time are transmitted to the structure and the ground by each of the 48 vibration sensors 1 and output. In this method, measurement is performed by the recording units 18 and 19 on the ground through the signal cable 15 and the trigger line 22 for detecting the shot time.

この計測方法によるデータ収録は、48個の振動センサー1のそれぞれからの出力信号を収録器18と、パソコン(PC)の可視画像モニター19とにより、従来の一般的なPS検層によるデータ収録装置に比較して、サンプリング間隔が約5倍高く、48個の振動センサー1からのデータを一括検出で同時に10μSec(マイクロセカンド)でA/D変換し、最大記録長40mSec(ミリセカンド)を有する連続収録でメモリ保存ができるとともに、波形記録のモニターができるようになっている。   Data recording by this measuring method is performed by a conventional general PS logging data recording device using a recording device 18 and a visible image monitor 19 of a personal computer (PC) for output signals from each of the 48 vibration sensors 1. The sampling interval is about 5 times higher than that of 48, and the data from 48 vibration sensors 1 are A / D converted at a time of 10 μSec (microseconds) simultaneously by batch detection and have a maximum recording length of 40 mSec (milliseconds). The memory can be saved by recording, and the waveform recording can be monitored.

データ収録の形式は、2種類の仕方があり、一方のノーマル形式では、トリガが発生すると同時にサンプリングを開始して、データを収録することができる。他方のプリトリガ形式では、起動と同時にサンプリングを開始してトリガが発生すると、トリガ発生以前からのデータを収録することができる。この各形式のデータ収録容量は、振動センサー1成分当たり、最大4096個のデジタルデータである。またチャンネル個別にアッテネータと増幅器(最大増幅度100倍)があり、様々な出力振幅を持つ前置増幅器と接合ができる。さらに、原位置でのデータ収録に対する管理用の走時処理ツールが備えてあり、構造物基礎部の概略的な深度が判別することができる。   There are two types of data recording formats. In the normal format, data can be recorded by starting sampling as soon as a trigger occurs. In the other pre-trigger format, when sampling is started simultaneously with activation and a trigger is generated, data from before the trigger is generated can be recorded. The data recording capacity of each format is a maximum of 4096 digital data per vibration sensor component. Each channel has an attenuator and an amplifier (maximum amplification factor of 100), and can be connected to a preamplifier having various output amplitudes. Furthermore, a run-time processing tool for management with respect to data recording at the original position is provided, and the approximate depth of the structure foundation can be determined.

収録データの解析方法については、図7の符号に示すように、構造物基礎部の深度は、地盤を伝播する弾性波速度(V2,V3)と構造物を伝播する弾性波速度(V1)の相違により、振動センサー1同士の間隔の3cm単位で判定し評価する。基礎上端部及び下端部の深度の判定評価には、スネルの法則を基本とする、次の諸式から求める。   As for the analysis method of the recorded data, as shown by the reference numerals in FIG. 7, the depth of the structure base is determined by the elastic wave velocity (V2, V3) propagating through the ground and the elastic wave velocity (V1) propagating through the structure. Due to the difference, the determination is made in units of 3 cm of the interval between the vibration sensors 1 and evaluated. The evaluation of the depth of the upper and lower ends of the foundation is obtained from the following equations based on Snell's law.

上端深度は、sinθ1=V2/V1とする、X1=A×tanθ1で、Z1=Z1’−X1とで推定する。   The upper end depth is estimated as follows: X1 = A × tan θ1, where sin θ1 = V2 / V1, and Z1 = Z1′−X1.

下端深度は、sinθ2=V3/V1とする、X2=A×tanθ2で、Z2=Z2’−X2とで推定する。   The lower end depth is estimated as follows: X2 = A × tan θ2, and Z2 = Z2′−X2, where sin θ2 = V3 / V1.

次に、実際の構成において測定した結果を説明する。   Next, the measurement results in the actual configuration will be described.

原位置において、本実施例の高周波振動検出装置を使用したL型擁壁の底盤部の深度調査を実施し、基礎底盤部の深さの詳細について検討を行った。図8は、測定対象のL型擁壁の底盤部の形状を示す図である。(a)は正面図(地中断面)であり、(b)は上空から見た平面図である。   In-situ, a depth survey of the bottom plate portion of the L-type retaining wall using the high-frequency vibration detection device of the present example was conducted, and the details of the depth of the foundation bottom plate portion were examined. FIG. 8 is a diagram showing the shape of the bottom plate portion of the L-shaped retaining wall to be measured. (A) is a front view (underground cross section), (b) is a plan view seen from above.

計測を実施するに際して、ゾンデ部100を挿入するボーリング孔(外径φ76mm、深さL=3m)を掘削した。なお、調査地の地盤は、地表から深さ3mまでローム層からなっている。   In carrying out the measurement, a boring hole (outer diameter φ76 mm, depth L = 3 m) into which the sonde portion 100 was inserted was excavated. The ground of the survey area consists of loam layers from the ground surface to a depth of 3 m.

調査対象のL型擁壁は、高さH2000mm、W2005mm、D1300mmの大きさで、基礎底盤がGL−1612mmに埋設されている。ボーリング孔は、擁壁(底板上図)の中央付近、D1300mmの端部から112mm離れた位置にある。計測方法については、ボーリング孔内にゾンデ部100を挿入し、ゾンデ部100の最上部の振動センサーが深さ0.8mの位置でエアーパッカー17により位置固定された状態とし、擁壁上面中央部をハンマー打撃で起振を行った。   The L-type retaining wall to be investigated has a height of H2000 mm, W2005 mm, and D1300 mm, and a foundation bottom is embedded in GL-1612 mm. The boring hole is located near the center of the retaining wall (bottom of the bottom plate) and at a position 112 mm away from the end of D1300 mm. Regarding the measuring method, the sonde part 100 is inserted into the borehole, and the vibration sensor at the top of the sonde part 100 is fixed in position by the air packer 17 at a depth of 0.8 m. The vibration was performed by hammering.

図9は、本実施例の高周波振動検出装置によりデータ収録された衝撃振動波形である。図中に、この波形データについて、管理用の走時処理ツールを用いて弾性波速度曲線を解析し、その結果の実施例も示した図でもある。ch.1は最上部の振動センサー1で検出した信号であり、順に、ch.48が最下部の振動センサー1で検出した信号である(深度GL−0.8m〜GL−2.21m)。   FIG. 9 shows an impact vibration waveform recorded by the high-frequency vibration detector of this embodiment. In the figure, an elastic wave velocity curve is analyzed for the waveform data using a management travel time processing tool, and an example of the result is also shown. ch. 1 is a signal detected by the vibration sensor 1 at the top. 48 is a signal detected by the vibration sensor 1 at the bottom (depth GL-0.8 m to GL-2. 21 m).

この実施例で得られた収録データは、48成分の信号(48個の振動センサー1のそれぞれからの出力信号)を一括検出で収録し、同時に10μSec(マイクロセカンド)のサンプリング間隔でA/D変換し、記録長40mSec(ミリセカンド)で行ったものである。   The recorded data obtained in this embodiment is a 48-component signal (output signal from each of 48 vibration sensors 1) recorded by batch detection and simultaneously A / D converted at a sampling interval of 10 μSec (microseconds). The recording length was 40 mSec (milliseconds).

データ収録の方法は、起動と同時にサンプリングを開始してトリガが発生すると、トリガ発生以前からのデータが収録できるプリトリガモードで行った。全成分とも振動センサー1からの出力信号の1成分当たり、記録容量は4096個のデジタルデータとした。また収録器18に備えたアッテネータは使用せず、増幅器の増幅度は100倍で行った。   The data was recorded in pre-trigger mode, where sampling was started at the same time as the start and a trigger occurred, and data from before the trigger occurred can be recorded. The recording capacity of all components was 4096 digital data per component of the output signal from the vibration sensor 1. The attenuator provided in the recorder 18 was not used, and the amplification factor of the amplifier was 100 times.

図9により、上層地盤の弾性波平均速度(V2)は、460m/secを示す結果を得、下層地盤の弾性波平均速度(V3)は、864m/secを示す結果を得た。L型擁壁の基礎部からの弾性波による計測走時が乱れる振動センサーの深さ(測定深度)は1.46mと1.67mに変曲点(Z1’、Z2’)が確認できる。ここで得られた地盤の弾性波速度と変曲点により、スネルの法則を適用する解析手法により、L型擁壁の実深度を求めた。   According to FIG. 9, the elastic wave average velocity (V2) of the upper layer ground obtained a result showing 460 m / sec, and the elastic wave average velocity (V3) of the lower layer ground obtained a result showing 864 m / sec. The inflection points (Z1 ', Z2') can be confirmed at 1.46 m and 1.67 m for the depth (measurement depth) of the vibration sensor whose measurement running time is disturbed by elastic waves from the base of the L-shaped retaining wall. The actual depth of the L-shaped retaining wall was obtained by an analysis method applying Snell's law from the elastic wave velocity and inflection point of the ground obtained here.

表1には、この計測・解析結果を示した。この結果によると、基礎底盤上端が1.392mで、下端が1.612mであった。本実施例では、コンクリートの弾性波平均速度(V1)を3500m/secと仮定した場合、上端及び下端の深度が概ね3cm〜5cmの精度で推定された。   Table 1 shows the measurement / analysis results. According to this result, the upper end of the foundation bottom was 1.392 m and the lower end was 1.612 m. In this example, when the average elastic wave velocity (V1) of concrete was assumed to be 3500 m / sec, the depths of the upper end and the lower end were estimated with an accuracy of approximately 3 cm to 5 cm.


このように、本発明に係る高周波振動検出装置を利用した計測及び解析方法の適用は、構造物基礎部に可能な限りボーリング孔を近接させて掘削することにより、特に基礎部下端の深さの詳細調査の有効性が示された。

As described above, the application of the measurement and analysis method using the high-frequency vibration detection device according to the present invention is performed by excavating a boring hole as close as possible to the structure base portion, in particular, the depth of the lower end of the base portion. The effectiveness of the detailed survey was shown.

また、原位置での複数のボーリング孔の掘削が必要不可欠であるが、ボーリング孔の容易な掘削方法が確立されることにより、迅速かつ簡便に構造物等の基礎深さを判定・評価できること、さらに本発明の高周波振動検出装置を提供することにより、費用対効果が大きく、高精度の計測・解析が実施できることが示された。   In addition, it is indispensable to drill a plurality of boring holes in the original position, but by establishing an easy drilling method for boring holes, it is possible to quickly and easily determine and evaluate the foundation depth of structures, Furthermore, it has been shown that by providing the high-frequency vibration detection device of the present invention, cost-effectiveness is high and high-precision measurement / analysis can be performed.

すなわち、本発明の高周波振動検出装置を利用して、L型擁壁の構造物基礎部の深度が詳細に求められることを実施例で確認することができた。この実施例の結果によって、L型擁壁の基礎部からの弾性波による計測走時が乱れる変曲点が波形記録上で明瞭に示され、この波形記録から得られた上層、下層地盤の弾性波平均速度と仮定したコンクリートの弾性波平均速度でスネルの法則を適用する解析手法により、L型擁壁基礎部の上端と下端の実深度が概ね3cm〜5cmの精度で推定できることが確認された。   That is, using the high-frequency vibration detection device of the present invention, it was confirmed in the examples that the depth of the structure base portion of the L-type retaining wall is required in detail. The results of this example clearly show inflection points on the waveform record that disturb the measurement travel time due to elastic waves from the foundation of the L-shaped retaining wall, and the elasticity of the upper and lower layers obtained from this waveform record. It was confirmed that the actual depth of the upper and lower ends of the L-type retaining wall foundation can be estimated with an accuracy of approximately 3cm to 5cm by an analysis method that applies Snell's law with the average elastic wave velocity of the concrete assuming the wave average velocity. .

ここで、本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置のゾンデ部の製造方法について説明する。   Here, a method for manufacturing the sonde portion of the high-frequency vibration detection device according to the embodiment of the present invention will be described.

ゾンデ部の製造、組み立ての手順は、シリコン成型部3の製作を一とし、複数の振動センサー1の配置を二とし、ハウジング部6、7、8の外装を三として、それぞれを仕立て上げる。   The procedure for manufacturing and assembling the sonde is made up with the production of the silicon molding part 3 as one, the arrangement of the plurality of vibration sensors 1 as two, and the exteriors of the housing parts 6, 7, and 8 as three.

上記各部における組み立て詳細手順と留意点は、次のとおりである。   The detailed assembly procedure and points to be noted in each of the above parts are as follows.

(1)柔軟性があるシリコン成型部3の製作時には、複数の振動センサー1の形状の円筒穴を正確に3cm間隔の直線上に配置する、かつガラス繊維シート部2をシリコン成型部3内に介在するに、複数の振動センサー1を支持する平坦面を形成し、出力信号ケーブル15に複数の振動センサー1が直接的に触れない形態とすること、
(2)ガラス繊維シート部2への複数の振動センサー1の取り付け支持する時には、シリコンゴム成型部3の養生後、予めオスネジ金属板部4に複数の振動センサー1を接着して置き、シリコン成型部3の円筒穴内に各振動センサー1を押し込みガラス繊維シート部2の平坦面に突出たオスネジ金属板部4のオスネジとメスネジ金属突起部5をねじ込みながら緩みがない形態とすること、
(3)複数の振動センサー1がシリコン成型部3に配置取り付け支持後には、それぞれの振動センサー1の出力端子1a(極性±)に出力信号ケーブル15(極性±)を半田上げし、この時、信号の極性(±)とチャンネル番号順(ch.1〜ch.48)の取り違いがないこと、
(4)複数の振動センサー1の保護体であるハウジング部の金属製カバー(ハウジング部6、ハウジング部7)とゴムカバー(ハウジングカバー部8)の成形時には、シリコンゴム成型部3の形状に合致した金属製カバーと、この金属製カバーに合したゴムカバーとを作製して、直接的に複数の振動センサー1に接触しない形態にすること、などの注意工夫が必要である。
(1) At the time of production of the flexible silicon molding part 3, the cylindrical holes of the shape of the plurality of vibration sensors 1 are arranged on a straight line with an exact interval of 3 cm, and the glass fiber sheet part 2 is placed in the silicon molding part 3 In order to intervene, a flat surface that supports the plurality of vibration sensors 1 is formed and the output signal cable 15 is not directly touched by the plurality of vibration sensors 1.
(2) When mounting and supporting a plurality of vibration sensors 1 on the glass fiber sheet portion 2, after curing the silicon rubber molding portion 3, the plurality of vibration sensors 1 are previously bonded to the male screw metal plate portion 4 and then molded with silicon. Each vibration sensor 1 is pushed into the cylindrical hole of the portion 3 and the male screw and the female screw metal protrusion 5 of the male screw metal plate portion 4 projecting on the flat surface of the glass fiber sheet portion 2 are screwed into a form without loosening.
(3) After the plurality of vibration sensors 1 are arranged and supported on the silicon molding part 3, the output signal cables 15 (polarity ±) are soldered to the output terminals 1a (polarity ±) of the respective vibration sensors 1, There is no difference between the signal polarity (±) and the channel number order (ch.1 to ch.48).
(4) At the time of molding the metal cover (housing part 6, housing part 7) and rubber cover (housing cover part 8) of the housing part which is a protector of the plurality of vibration sensors 1, it matches the shape of the silicon rubber molding part 3. Therefore, it is necessary to make a caution such as making a metal cover and a rubber cover fitted to the metal cover so as not to directly contact the plurality of vibration sensors 1.

本発明の一実施の形態に係る高周波振動検出装置のゾンデ部は、保守メンテナンスが簡単にできるように構成されており、ハウジング部6、6の固定ネジを取り外すことにより、また、シリコン成型部3内にある複数の振動センサー1もガラス繊維シート部2に支持固定するメスネジ金属突起部5を緩め取外すことで、弾性体と支持体とを容易に個別分解が可能になっている。   The sonde portion of the high-frequency vibration detection device according to one embodiment of the present invention is configured so that maintenance can be easily performed. By removing the fixing screws of the housing portions 6 and 6, the silicon molding portion 3 can be removed. The elastic body and the support can be easily disassembled individually by loosening and removing the female screw metal protrusion 5 that supports and fixes the plurality of vibration sensors 1 inside the glass fiber sheet 2.

以下に、本発明について再度説明する。   Hereinafter, the present invention will be described again.

本発明は、高周波振動を検出する複数の振動センサーを有するゾンデ部と、前記複数の振動センサーによる検出結果を収録する収録部とを備えた高周波振動検出装置であって、前記ゾンデ部は、前記複数の振動センサーを直線上に配置して成り、前記複数の振動センサーのそれぞれと隣接する振動センサーとの間に弾性体を配置して成ることを特徴とする。   The present invention is a high-frequency vibration detection apparatus comprising a sonde unit having a plurality of vibration sensors for detecting high-frequency vibrations, and a recording unit for recording the detection results of the plurality of vibration sensors, A plurality of vibration sensors are arranged on a straight line, and an elastic body is arranged between each of the plurality of vibration sensors and an adjacent vibration sensor.

また本発明は、ゾンデ部と、前記ゾンデ部で検出したデータを収録する収録部とを備えており、前記ゾンデ部は、振動センサー48個と、弾性体と、支持体と、保護体とで一体を構成しており、前記振動センサー48個は、前記弾性体と、前記支持体と、保護体とで形成され、一直線上、3cm等間隔に水平方向で配列されており、前記弾性体は、ガラス繊維シート部と、シリコンゴム成型部と、オスネジ付金属板部と、メスネジ付金属突起部とで形成されており、かつ前記ガラス繊維シート部は、前記シリコンゴム成型部に重畳されており、前記支持体は、前記弾性体の各部材で形成されており、かつ前記振動センサーを一直線上に固定するようになっており、また予め振動センサーと前記メスネジ付金属板部とを接着され、かつ前記メスネジ付金属突起部で前記ガラス繊維シート部を挟み、前記振動センサーが締め付け固定により、取り付けられており、前記保護体は、前記弾性体と、前記支持体とを保護する金属製部材と生ゴム製カバー部で構成されている。   Further, the present invention includes a sonde unit and a recording unit that records data detected by the sonde unit, and the sonde unit includes 48 vibration sensors, an elastic body, a support body, and a protection body. The 48 vibration sensors are formed of the elastic body, the support body, and a protection body, and are arranged in a straight line in a horizontal direction at regular intervals of 3 cm. The glass fiber sheet part, the silicon rubber molding part, the metal plate part with male screw, and the metal projection part with female screw are formed, and the glass fiber sheet part is superimposed on the silicon rubber molding part. The support body is formed of each member of the elastic body and is adapted to fix the vibration sensor in a straight line, and the vibration sensor and the metal plate portion with the female screw are bonded in advance. And the metal with the female screw The glass fiber sheet portion is sandwiched between protrusions, and the vibration sensor is attached by tightening and fixing. The protective body is a metal member and a raw rubber cover portion that protect the elastic body and the support body. It is configured.

前記弾性体の金属突起部は、円弧状に形成されており、かつ前記シリコンゴム成型部の弾性で押し込みが可能となっている。   The metal protrusion of the elastic body is formed in an arc shape and can be pushed in by the elasticity of the silicon rubber molding portion.

また、前記収録部は、前記振動センサー48個の出力信号を一括で検出するデジタルデータの収録器となっており、前記収録器は、前記ゾンデ部の前記振動センサー48個の出力信号ケーブルに繋いでおり、チャンネル毎のアナログ/デジタル信号変換器(A/D変換器)と、増幅器と、減衰器と、パソコン(PC)とを備えて、走時処理ツールソフトにより収録データの品質管理と弾性波速度を求めることが可能となっている。   The recording unit is a digital data recording unit that collectively detects output signals of the 48 vibration sensors, and the recording unit is connected to the output signal cables of the 48 vibration sensors of the sonde unit. It is equipped with an analog / digital signal converter (A / D converter), amplifier, attenuator, and personal computer (PC) for each channel. The wave velocity can be obtained.

また本発明は、前記振動センサー48個には、外径φ19mmを有する固有周波数28Hzの動コイル型速度計を使用しており、かつ、内径φ19mmのシリコンゴム成型枠中に収納し、出力端子に振動を検出する信号ケーブルを結線しており、前記信号ケーブルは、前記弾性体の前記シリコンゴム成型部の中に振動センサー間の緩衝を避けながら、4分割で配置、貫通して挿通されており、前記動コイル型速度計の固有周波数より高い周波数成分の速度出力を検出するようになっている。   In the present invention, the 48 vibration sensors use a moving coil type speedometer having an outer diameter of φ19 mm and a natural frequency of 28 Hz, and are housed in a silicon rubber molding frame having an inner diameter of φ19 mm and are used as output terminals. A signal cable for detecting vibration is connected, and the signal cable is inserted into and penetrated into four parts while avoiding a buffer between vibration sensors in the silicon rubber molding part of the elastic body. The speed output of the frequency component higher than the natural frequency of the moving coil type speedometer is detected.

また本発明は、前記弾性体は、第1弾性体部材と、第2弾性体部材とを備えており、第1弾性体部材は、前記振動センサーの一体に対する前記ガラス繊維シート部と、前記シリコンゴム成型部とで構成されおり、一方、第2弾性体部材は、前記振動センサーの個別に対する前記オスネジ付金属板部と、前記メスネジ付金属突起部とで構成されており、かつ前記オスネジ付金属板部は、前記振動センサーと接着されている。   Further, in the present invention, the elastic body includes a first elastic body member and a second elastic body member, and the first elastic body member includes the glass fiber sheet portion with respect to the vibration sensor and the silicon On the other hand, the second elastic body member is composed of the male screw-attached metal plate portion and the female screw-attached metal projection portion for each of the vibration sensors, and the male screw-attached metal. The plate part is bonded to the vibration sensor.

また本発明は、前記振動センサー48個の背面側には、これらを4等分する中央部の3箇所にエアーパッカー部を備えており、弾性体のメスネジ付金属突起部を一定圧力(0.15MPa〜0.20MPa)で押し込むことができる生ゴムチューブ製のボーリング孔壁圧着部が固定装置として保護体の中に配置されている。   Further, in the present invention, on the back side of the 48 vibration sensors, air packer portions are provided at three locations in the central portion that equally divides them into four parts, and the metal protrusions with the female thread of the elastic body are provided with a constant pressure (0.15 MPa A boring hole wall crimping part made of raw rubber tube that can be pushed in at ~ 0.20 MPa) is arranged in the protective body as a fixing device.

また本発明は、前記保護体は、第1保護体と、第2保護体とを備えており、第1保護体は、前記振動センサーと固定装置の一体に対する金属製のハウジング部を形成しており、第2保護体は、この第1保護体の全体を覆う生ゴムチューブ製のハウジングカバー部となっており、前記保護体は、前記振動センサーに直接的に接触しないように成形されている。   Further, according to the present invention, the protector includes a first protector and a second protector, and the first protector forms a metal housing portion for the vibration sensor and the fixing device. The second protector is a housing cover portion made of a raw rubber tube that covers the entire first protector, and the protector is molded so as not to directly contact the vibration sensor.

また本発明は、前記収録器は、前記振動センサー48個からの出力信号を一括検出し、同時に最大10μSec(マイクロセカンド)のサンプリング間隔で最大40mSec(ミリセカンド)の記録長でパソコン(PC)の可視画像モニターを確認しながらの収録としており、そのデータ収録の形式は、ノーマルとプリトリガの2種類の仕方が用意されており、ノーマル形式は、トリガが発生すると同時にサンプリングを開始して、データが収録されるようになっており、一方のプリトリガ形式は、起動と同時にサンプリングを開始して、トリガが発生すると、トリガ発生以前からのデータが収録されるようになっており、それぞれの形式のデータ収録容量は、振動センサー1成分当たり、最大4096個のデジタルデータとなっており、様々な出力振幅を持つ前置増幅器との接合ができるようになっており、チャンネル毎にアナログ/デジタル信号変換器(A/D変換器)を介して信号処理を行い、デジタルデータをパソコン(PC)のハードディスク(HDD)に保存するようになっており、かつパソコン(PC)の可視画像モニターにより収録データ波形の確認が可能となっている。   In the present invention, the recording device collectively detects output signals from the 48 vibration sensors, and at the same time a maximum recording time of 40 mSec (milliseconds) at a sampling interval of 10 μSec (microseconds) and a recording length of a personal computer (PC). Recording is performed while checking the visual image monitor. There are two types of data recording formats: normal and pre-trigger. The normal format starts sampling as soon as a trigger occurs, and the data is recorded. One pre-trigger format starts sampling at the same time as activation, and when a trigger occurs, the data from before the trigger occurs is recorded. The recording capacity is up to 4096 digital data per vibration sensor component, and it can be connected to preamplifiers with various output amplitudes. It is now possible to perform signal processing via an analog / digital signal converter (A / D converter) for each channel and store the digital data on the hard disk (HDD) of a personal computer (PC). In addition, the recorded data waveform can be confirmed by a visible image monitor of a personal computer (PC).

また本発明は、原位置で構造物基礎部の概略的な深度が判別することができる収録データの管理用の走時処理ツールソフトを備えている。   In addition, the present invention is provided with travel time processing tool software for managing recorded data, in which the approximate depth of the structure foundation can be determined at the original position.

また、前記高周波振動とは、地上部に露出する構造物をハンマー打撃する人工震源で起される高い周波数成分を前記ゾンデ部の前記振動センサー48個で検出される振動である。この振動は、既設地下構造物等の基礎部に近接するボーリング孔内に固定設置したゾンデ部等の前記高周波振動検出装置を利用して、収録した波形記録を原位置で簡単に弾性波速度を求め、既設地下構造物基礎部の深度を測定する。   The high-frequency vibration is a vibration in which a high-frequency component generated by an artificial seismic source that hits a structure exposed on the ground is detected by the 48 vibration sensors in the sonde. This vibration is obtained by simply using the high-frequency vibration detection device such as a sonde part fixedly installed in a boring hole close to the foundation part of an existing underground structure, etc. Determine the depth of the foundation of the existing underground structure.

なお、本発明は、
1. 高周波振動を検出する複数の振動センサーを有するゾンデ部と、前記複数の振動センサーによる検出結果を収録する収録部と、前記複数の振動センサーのそれぞれと前記収録部とを接続して前記検出結果を前記収録部に伝送する出力信号ケーブルと、を備えた高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部は、前記複数の振動センサーを直線上に配置して成り、
前記複数の振動センサーのそれぞれと隣接する振動センサーとの間、および前記複数の振動センサーのそれぞれと前記出力信号ケーブルとの間に、柔軟な弾性体を配置して、前記ゾンデ部のハウジングに前記振動センサーが直接的に接触しないようにした、
ことを特徴とする高周波振動検出装置、としたので、
既設地下構造物等の基礎部の深度測定を簡易に高精度で行うことができる高周波振動検出装置を提供することができる。
また本発明は、
2. 1.に記載の高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部はボーリング孔に挿入されるものであり、
前記振動センサーは、前記ボーリング孔の側壁に接する金属突起部を介して前記ボーリング孔周辺の振動を検出する、
ことを特徴とする高周波振動検出装置、とした。
また本発明は、
3. 2.に記載の高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部は、前記金属突起部の背面側にエアーパッカーを有し、
前記エアーパッカーにエアーを供給することで該エアーパッカーが膨らんで前記金属突起部を前記ボーリング孔の側壁に圧着させる、
ことを特徴とする高周波振動検出装置、とした。
In the present invention,
1. A sonde unit having a plurality of vibration sensors for detecting high-frequency vibrations, a recording unit for recording detection results from the plurality of vibration sensors, and connecting each of the plurality of vibration sensors and the recording unit to obtain the detection results. An output signal cable for transmission to the recording unit, and a high-frequency vibration detection device comprising:
The sonde portion is formed by arranging the plurality of vibration sensors on a straight line,
A flexible elastic body is disposed between each of the plurality of vibration sensors and the adjacent vibration sensor and between each of the plurality of vibration sensors and the output signal cable, and the housing of the sonde unit The vibration sensor was not touched directly.
Because it is a high-frequency vibration detection device characterized by
It is possible to provide a high-frequency vibration detection device that can easily and accurately measure the depth of a foundation such as an existing underground structure.
The present invention also provides
2. 1. The high-frequency vibration detection device according to claim 1,
The sonde portion is inserted into a boring hole,
The vibration sensor detects vibration around the boring hole through a metal projection that contacts the side wall of the boring hole.
A high-frequency vibration detector characterized by the above.
The present invention also provides
3. 2. The high-frequency vibration detection device according to claim 1,
The sonde portion has an air packer on the back side of the metal protrusion,
Supplying the air to the air packer causes the air packer to swell and cause the metal protrusion to be crimped to the side wall of the boring hole;
A high-frequency vibration detector characterized by the above.

本発明の態様は、上述した個々の実施例に限定されるものではなく、個々の実施例の各要素のいかなる組合せも本発明に含み、また、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更および部分的削除が可能である。   The embodiments of the present invention are not limited to the individual embodiments described above, and any combination of elements of the individual embodiments is included in the present invention, and various modifications that can be conceived by those skilled in the art are also included. Thus, the effects of the present invention are not limited to the above-described contents. That is, various additions, modifications, and partial deletions can be made without departing from the concept and spirit of the present invention derived from the contents defined in the claims and equivalents thereof.

本発明に係る高周波振動検出装置は、地下構造物等の基礎部の深度を求める際に用いることができるのはもちろんであるが、これ以外にも、振動の伝搬時間の差を利用して位置検出を行うあらゆる装置に適用可能である。   The high-frequency vibration detection device according to the present invention can be used when determining the depth of the foundation portion of an underground structure or the like. It is applicable to any device that performs detection.

1:振動センサー(動コイル型固有周波数:28Hz)
2:ガラス繊維シート部(2重ガラス繊維製)
3:シリコンゴム成型部
4:オスネジ付金属板部(SUS製)
5:メスネジ付金属突起部(SUS製)
6:振動センサー部、シリコン成型部のハウジング部(SUS製)
7:孔壁圧着部のハウジング部(SUS製)
8:ハウジングカバー部(生ゴム製φ50mm,t1.0mm)
9:エアー管部(アルミ製φ16mm)
10:エアー吹出し口
11:孔壁圧着部(生ゴム製φ16mm,t1.0mm)
12:孔壁圧着部(生ゴム製φ16mm,t1.0mm)
13:エアー充填状態(0.15〜0.20Mpa)
14:ハウジング固定ネジ(M3)
15:出力信号ケーブル(φ6mm)
16:エアーホース
17:エアーパッカー
18:収録器(A/D変換器、増幅器、減衰器)
19:可視画像出力モニター
20:エアーポンプ
21:打撃ハンマー
22:トリガ線
100:ゾンデ部
100a、100b:ゾンデ部の端部
V1:構造物の弾性波平均速度(m/sec)
V2:上層地盤の弾性波平均速度(m/sec)
V3:下層地盤の弾性波平均速度(m/sec)
A:ボーリング孔と構造物近接距離(m)
Z1:構造物上端深度(m)
Z2:構造物下端深度(m)
Z1’:上端変曲点深度(m)
Z2’:下端変曲点深度(m)
X1:上端屈折深度(m)
X2:下端屈折深度(m)
θ1:上端屈折角(度)
θ2:下端屈折角(度)
L:ボーリング孔の深さ(m)
φ:ボーリング孔の掘削口径(mm)
1: Vibration sensor (moving coil type natural frequency: 28Hz)
2: Glass fiber sheet (made of double glass fiber)
3: Silicon rubber molding part 4: Metal plate part with male screw (made of SUS)
5: Metal protrusion with female screw (made of SUS)
6: Vibration sensor, silicon molded housing (SUS)
7: Housing part of the hole wall crimping part (manufactured by SUS)
8: Housing cover (raw rubber φ50mm, t1.0mm)
9: Air pipe (aluminum φ16mm)
10: Air outlet 11: Hole wall crimping part (Raw rubber φ16mm, t1.0mm)
12: Hole wall pressing part (raw rubber φ16mm, t1.0mm)
13: Air filling state (0.15 to 0.20 Mpa)
14: Housing fixing screw (M3)
15: Output signal cable (φ6mm)
16: Air hose 17: Air packer 18: Recorder (A / D converter, amplifier, attenuator)
19: Visible image output monitor 20: Air pump 21: Blow hammer 22: Trigger line 100: Sonde part 100a, 100b: End part of the sonde part V1: Elastic wave average velocity of structure (m / sec)
V2: Elastic wave average velocity of upper ground (m / sec)
V3: Elastic wave average velocity of the lower ground (m / sec)
A: Boring hole and structure proximity distance (m)
Z1: Structure top depth (m)
Z2: Bottom depth of structure (m)
Z1 ': Upper inflection point depth (m)
Z2 ': Lower inflection point depth (m)
X1: Upper end refractive depth (m)
X2: Bottom refraction depth (m)
θ1: Upper refraction angle (degrees)
θ2: Bottom refraction angle (degrees)
L: Depth of borehole (m)
φ: Drilling diameter of borehole (mm)

Claims (3)

高周波振動を検出する複数の振動センサーを有するゾンデ部と、前記複数の振動センサーによる検出結果を収録する収録部と、前記複数の振動センサーのそれぞれと前記収録部とを接続して前記検出結果を前記収録部に伝送する出力信号ケーブルと、を備えた高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部は、前記複数の振動センサーを直線上に配置して成り、
前記複数の振動センサーのそれぞれと隣接する振動センサーとの間、および前記複数の振動センサーのそれぞれと前記出力信号ケーブルとの間に、柔軟な弾性体を配置して、前記ゾンデ部のハウジングに前記振動センサーが直接的に接触しないようにした、
ことを特徴とする高周波振動検出装置。
A sonde unit having a plurality of vibration sensors for detecting high-frequency vibrations, a recording unit for recording detection results from the plurality of vibration sensors, and connecting each of the plurality of vibration sensors and the recording unit to obtain the detection results. An output signal cable for transmission to the recording unit, and a high-frequency vibration detection device comprising:
The sonde portion is formed by arranging the plurality of vibration sensors on a straight line,
A flexible elastic body is disposed between each of the plurality of vibration sensors and the adjacent vibration sensor and between each of the plurality of vibration sensors and the output signal cable, and the housing of the sonde unit The vibration sensor was not touched directly.
A high-frequency vibration detecting apparatus characterized by that.
請求項1に記載の高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部はボーリング孔に挿入されるものであり、
前記振動センサーは、前記ボーリング孔の側壁に接する金属突起部を介して前記ボーリング孔周辺の振動を検出する、
ことを特徴とする高周波振動検出装置。
The high-frequency vibration detection device according to claim 1,
The sonde portion is inserted into a boring hole,
The vibration sensor detects vibration around the boring hole through a metal projection that contacts the side wall of the boring hole.
A high-frequency vibration detecting apparatus characterized by that.
請求項2に記載の高周波振動検出装置であって、
前記ゾンデ部は、前記金属突起部の背面側にエアーパッカーを有し、
前記エアーパッカーにエアーを供給することで該エアーパッカーが膨らんで前記金属突起部を前記ボーリング孔の側壁に圧着させる、
ことを特徴とする高周波振動検出装置。
The high-frequency vibration detection device according to claim 2,
The sonde portion has an air packer on the back side of the metal protrusion,
Supplying the air to the air packer causes the air packer to swell and cause the metal protrusion to be crimped to the side wall of the boring hole;
A high-frequency vibration detecting apparatus characterized by that.
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