JP6770042B2 - 構造物の損傷位置推定装置及び方法 - Google Patents

構造物の損傷位置推定装置及び方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6770042B2
JP6770042B2 JP2018199354A JP2018199354A JP6770042B2 JP 6770042 B2 JP6770042 B2 JP 6770042B2 JP 2018199354 A JP2018199354 A JP 2018199354A JP 2018199354 A JP2018199354 A JP 2018199354A JP 6770042 B2 JP6770042 B2 JP 6770042B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
sensor
core
damage
estimation device
elastic wave
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2018199354A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2019101022A (ja
Inventor
テ−ミン オ
テ−ミン オ
ヒョヌ キム
ヒョヌ キム
Original Assignee
コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ
コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ, コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ filed Critical コリア インスティチュート オブ ジオサイエンス アンド ミネラル リソースズ
Publication of JP2019101022A publication Critical patent/JP2019101022A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6770042B2 publication Critical patent/JP6770042B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/07Analysing solids by measuring propagation velocity or propagation time of acoustic waves
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H17/00Measuring mechanical vibrations or ultrasonic, sonic or infrasonic waves, not provided for in the preceding groups
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/048Marking the faulty objects
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N29/00Investigating or analysing materials by the use of ultrasonic, sonic or infrasonic waves; Visualisation of the interior of objects by transmitting ultrasonic or sonic waves through the object
    • G01N29/04Analysing solids
    • G01N29/06Visualisation of the interior, e.g. acoustic microscopy
    • G01N29/0654Imaging
    • G01N29/069Defect imaging, localisation and sizing using, e.g. time of flight diffraction [TOFD], synthetic aperture focusing technique [SAFT], Amplituden-Laufzeit-Ortskurven [ALOK] technique

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Acoustics & Sound (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Testing Of Devices, Machine Parts, Or Other Structures Thereof (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Electric Means (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)

Description

本発明は、構造物の損傷位置推定装置及び方法に関し、より詳細には、基礎パイルの内部に結合体が形成され、結合体が破損されながら、ベースの変形による構造物の基礎損傷位置を推定することができる装置及び方法に関する。
最近、地震と地盤のシンクホールのような地盤の変形による構造物の基礎損傷に対する関心が高まっている。しかし、地盤構造物の破壊までの変形が小さく、従来から一般的に使用されている変位計測や応力計測ではその前兆現象を把握しにくく、現在は構造物の基礎損傷をモニタリングできる方法がない。
従来は、前兆現象を把握できる技術として、微小破壊音(Acoustic Emission;AE)を介して地盤構造物の材料から発生した微小サイズの破壊を検出することができる技術が提供された。地盤構造物の破壊において、崩壊したとき、その内部で微小な変形と共に亀裂が発生し、これらの亀裂が成長、結合しながら、最終的に破壊が発生するので、微小変化を検出することができるなら、破壊の前兆現象を把握することが可能である。
特に、材料は、最終的な破壊に至る以前に、内部で微小サイズの破壊が進行し、これらの微小サイズの破壊は、変位や応力で検出しにくいが、微小破壊音を介して検出が可能である。
しかし、このような微小破壊音の検出だけでは、前兆現象は把握することができても、構造物の基礎損傷自体を把握してモニタリングすることができないという限界がある。
一般的には、正確な損傷位置推定のためには少なくとも3つ以上のセンサーが必要であり、そのうちの1つは、基礎下部に存在しなければならない。これらの複数のセンサーによって、地震計で震央地を捜す原理と同様の方法で構造物の基礎損傷を把握できるようにデータを収集及び分析する。
大韓民国公開特許第10−2009−0117402号(2009年11月12日公開)は、微小破壊音センサー具備破壊予測用計測装置、この設置方法及びセットに関するものであって、微小破壊音センサー2つを金属材質の内側ガイドの外面に取り付け、外側ガイドを脆性度8以上の材質を使用して外側ガイドが地盤構造物から衝撃を受ける場合、容易に割れることにより、外側ガイドが損傷を受けるときに発生する微小破壊音信号は、損傷が発生する位置に関係なく同一になるように構成されたことを特徴とする。
しかし、大韓民国公開特許第10−2009−0117402号の図面にも示されているように、微小破壊音センサーのいずれかは、基礎下部に存在するものであって、これと同様の方式で施工中の基礎下部にセンサーを設けることが非常に難しくて施工性が低下する問題があり、基礎下部に設ける場合、破損可能性が増加して、メンテナンスが重要であり、長期的なモニタリングが難しいという問題もある。
現在、地盤構造物の破壊予測に使用される一般的な技術や装備は、地中変位計、地中傾斜計またはGPSを利用した変位測定法、間隙水圧計を利用した地下水位変動の測定法、荷重計を利用した応力測定法がある。
しかし、既存の方法は、構造物の全体的な挙動をモニタリングするための方法であって、構造物の挙動に直接的な影響を及ぼす構造物の基礎の損傷位置を見付けることはほとんど不可能である。
つまり、現在は、構造物の基礎が損傷する場合、どの程度の深さでどの程度のサイズで構造物の基礎が損傷しているかを把握できる経済的であり、メンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングが可能な構造物の損傷位置推定装置及び方法が必要な実情である。
大韓民国公開特許第10−2009−0117402号
前記したような従来の問題点を解決するための本発明は、構造物の基礎が損傷する場合、どの程度の深さでどの程度のサイズで構造物の基礎が損傷しているかを把握できる経済的であり、メンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングが可能な構造物の損傷位置推定装置及び方法を提供することを目的とする。
前記目的を達成するための本発明の構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル内部に形成された結合体を含む信号生成部と、前記信号生成部と連結されて前記結合体が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部と、前記信号測定部からデータを受信して前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部と、を含み、前記結合体は、基礎パイル内部に形成されるものの、コア部及び前記コア部を含む外側部を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、前記信号測定部は、前記コア部及び前記外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーを含み、前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする。
また、前記信号は、弾性波信号であって、前記データ分析部は、それぞれの前記コア部センサー及び外側部センサーからの弾性波信号のうち、有効な弾性波信号を感知して時間差を逆算して前記結合体の破損位置を推定することが好ましい。
また、前記コア部は第1の脆性材料から構成され、前記外側部は第2の脆性材料から構成されるものの、前記第2の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度が前記第1の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度よりも遅いことが好ましい。
また、前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料から構成されたことが好ましい。
また、前記外側部を構成する延性材料は、導電体であって、前記外側部に電流電極及び電気比抵抗分析部が連結され、地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることが好ましい。
また、前記結合体は、前記コア部と前記外側部との間に備えられた隔離部をさらに含み、前記隔離部は、前記コア部から発生する弾性波を隔離することが好ましい。
また、前記データ分析部は、損傷発生分析プログラムを含み、前記損傷発生分析プログラムは、前記データに基づいて前記結合体の破損位置及びサイズを推定することが好ましい。
また、前記コア部センサー及び前記外側部センサーは、いずれも前記結合体の上部に位置したことが好ましい。
前記目的を達成するための本発明の構造物の損傷位置推定方法は、外部作用によって基礎パイル内部に形成された結合体が破損して弾性波信号が生成されるステップと、前記弾性波信号が前記結合体のコア部及び前記コア部を含む外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーによって測定されるステップと、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて前記基礎パイルに発生した損傷サイズ及び位置が分析されるステップと、を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする。
また、前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料の導電体であって、地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、前記外側部に連結された電流電極及び電気比抵抗分析部によって前記地盤の電気比抵抗分布が分析されるステップをさらに含み、前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることが好ましい。
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び添付図面に含まれている。
本発明の利点及び/または特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されるはずであり、単に本実施例は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に本発明のカテゴリを完全に知らせるために提供されるものである。
以上で窺って見たように、本発明によれば、構造物の基礎が損傷する場合、基礎の直接的な損傷位置の評価が可能である。
また、本発明によれば、弾性波センサーを基礎下部に設ける必要がないので、施工性が良好であり、基礎上部に設けることにより、破損可能性が減少してメンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングも可能である。
本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の構成を説明するための概念図である。 本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。 本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細な構成を説明するための縦断面図である。 本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の結合体及び信号測定部を示す平面図である。 図5a〜5cは、それぞれは、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置のコア部が第1の脆性材料から構成された場合、外側部が延性材料から構成された場合、及び外側部が第2の脆性材料から構成された場合において、時間−電圧曲線の形態を示すグラフである。 本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を示すフローチャートである。 本発明の他の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。
本発明を詳細に説明する前に、本明細書において使用された用語や単語は、通常的であるか、辞書的な意味で無条件限定して解釈されてはならず、本発明の発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために、各種用語の概念を適切に定義して使用することができ、ひいては、これらの用語や単語は、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されるべきであることを知るべきである。
すなわち、本明細書において使用された用語は、本発明の好ましい実施例を説明するために使用されるものであるだけで、本発明の内容を具体的に限定しようとする意図で使用されたものではなく、これらの用語は、本発明の様々な可能性を考慮して定義された用語であることを知るべきである。
また、本明細書において、単数の表現は、文脈上明確に他の意味で指示しない以上、複数の表現を含むことができ、同様に複数で表現されているとしても、単数の意味を含むことができることを知るべきである。
本明細書の全体にわたってある構成要素が他の構成要素を“含む”と記載する場合には、特に反対される意味の記載がない限り、任意の他の構成要素を除外するのではなく、任意の他の構成要素をさらに含むこともできることを意味することができる。
ひいては、ある構成要素が他の構成要素の“内部に存在するか、連結されて設けられる”と記載した場合には、この構成要素が他の構成要素と直接的に連結されているか、接触して設けられていることができ、一定の距離を置いて離隔して設けられていることもでき、一定の距離を置いて離隔して設けられている場合については、当該構成要素を他の構成要素に固定ないし連結させるための第3の構成要素または手段が存在することができ、この第3の構成要素または手段についての説明は、省略されることもできることを知るべきである。
一方、ある構成要素が他の構成要素に“直接連結”されているか、または“直接接続”されていると記載される場合には、第3の構成要素または手段が存在しないものと理解するべきである。
同様に、各構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち“〜の間に”と“すぐ〜の間に”、または“〜に隣接する”と“〜に直接隣接する”なども同様の趣旨を持っているものと解釈されるべきである。
また、本明細書において“一面”、“他面”、“一側”、“他側”、“第1”、“第2”などの用語は、使用される場合は、1つの構成要素に対して、この1つの構成要素が他の構成要素から明確に区別され得るようにするために使用され、このような用語によって、当該構成要素の意味が限定的に使用されることではないことを知るべきである。
また、本明細書において“上”、“下”、“左”、“右”などの位置に関連する用語は、使用される場合は、当該構成要素に対して当該図面における相対的な位置を示しているものと理解するべきであり、これらの位置に対して絶対的な位置を特定しない以上は、これらの位置関連用語が絶対的な位置を言及しているものと理解してはならない。
さらに、本発明の明細書では、“…部”、“…器”、“モジュール”、“装置”などの用語は、使用される場合は、1つ以上の機能や動作を処理することができる単位を意味し、これはハードウェアまたはソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現され得ることを知るべきである。
また、本明細書では、各図面の各構成要素に対して、その図面符号を明記するにおいて、同一の構成要素に対してはこの構成要素がたとえ他の図面に表示されても同一の図面符号を持っているように、すなわち、明細書の全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を指示している。
本明細書に添付された図面において本発明を構成する各構成要素のサイズ、位置、結合関係などは、本発明の思想を十分に明確に伝達できるようにするために、または説明の便宜のために、いくつかの誇張または縮小されるか、省略されて記述されていることができ、従って、その比例や縮尺は、厳密ではないこともできる。
また、以下で、本発明を説明するにおいて、本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される構成、例えば、従来技術を含む公知技術に対する詳細な説明は省略されることもできる。
図1〜図4を参照して、本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置を説明する。
先ず、図1を参照して、本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置の全体構成を説明する。図1は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の構成を説明するための概念図である。
本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル10の内部に形成された結合体110を含む信号生成部100と、信号生成部100と連結されて結合体110が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部200と、信号測定部200からデータを受信して基礎パイル10に発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部300と、を含む。
本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル10に発生した損傷のサイズ及び位置を表示する結果表示部400をさらに含むことができる。
結果表示部400は、データ分析部300と連結されて、本発明の構造物の損傷位置推定装置のユーザーが容易に基礎パイルの損傷のサイズを示す指数及び損傷発生位置を示す図面などを画面に表示することができる。
一実施例において、結果表示部400は、データ分析部300の表面の一部に備えられるように構成され得る。
図2をさらに参照して、基礎構造物における本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置に対して説明する。図2は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。
図2に示されたように、結合体110は基礎パイル10の内部に形成され、信号測定部200は結合体110の上部に位置し、データ分析部300は前面基礎底20の外側に位置することができるように構成されたことが好ましい。
ここで、信号測定部200は、結合体110の上部に位置することにより、外部作用、例えば、地震、シンクホール、掘削破損などのような建物周辺地盤の変形によって地盤30及び基礎パイル10に破壊部位40が発生する場合、センサーの破損の可能性が小さい。
図3及び図4をさらに参照して、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細構成を説明する。図3は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細な構成を説明するための縦断面図である。図4は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の結合体110及び信号測定部200を示す平面図である。
図3及び図4に示されたように、結合体110は、円柱形で形成されたものであって、内側を形成するコア部111と、コア部111の少なくとも一部を含む隔離部112と、隔離部12を含む外側部113と、を含む。
コア部111を含む外側部113は、管形態であって、コア部111と異なる弾性波が生成されるように選ばれる脆性または延性材料から構成される。コア部111と外側部113との間には、隔離部112が構成されて、コア部111から発生する信号が外側部113に伝達されないように防止する役割を果たす。
本発明の第1の実施例において、コア部111は第1の脆性材料から構成され、外側部113は第2の脆性材料から構成されるものの、第2の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度が第1の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度よりも遅いことが好ましい。
本発明の第2の実施例において、コア部111は脆性材料から構成され、外側部113は延性材料から構成されたことが好ましい。
本発明の脆性材料は、アクリルまたはセメント系の材料であることが好ましく、延性材料は、銅のような導電体であることが好ましいが、これに限定されない。
隔離部112は、前記のように構成されたコア部111から発生した弾性波信号を隔離させるものであって、ゴムや発泡スチロールのような材料から構成されて弾性波を分離させて伝達することが好ましい。
外側部113を構成する延性材料が導電体で形成された場合、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、電流電極及び電気比抵抗分析部500をさらに含むことができる(図7参照)。電流電極及び電気比抵抗分析部500は、外側部113に連結されることができ、地盤30に結合体110が備えられた複数個の基礎パイル10との間における電気比抵抗分布によって地盤30の状態評価が可能である。すなわち、地下に地盤30及び岩盤50の特性と構造などを評価することができる。
信号測定部200は、コア部111及び外側部113のそれぞれに連結されたコア部センサー210及び外側部センサー220を含む。信号測定部200は、コア部センサー210及び外側部センサー220を保護するセンサーハウジング230をさらに含むことができる。
一実施例において、コア部センサー210は、S波またはP波モードの弾性波信号を測定し、外側部センサー220は、表面波または誘導波モードの弾性波信号を測定することが好ましい。センサー210、220の周波数帯域は、1kHz〜1000kHzであることが好ましい。
コア部111及び外側部113から発生した弾性波は、互いに異なる形態及び材料によって上部に到逹する弾性波速度及び弾性波モードが変わるようになる。当該弾性波の伝播特性によって測定センサーに到逹する信号の時間差が存在し、弾性波の時間差を逆算して破損の位置及び破損のサイズを評価することができる。
これにより、互いに異なる材料から構成されたコア部111及び外側部113から生成された弾性波信号が正確に測定され、測定データの分析結果の信頼度が増加することができる。
データ分析部300は、信号感知装置310と、信号分析装置320と、損傷発生分析プログラム330と、を含むことが好ましい。
前記信号は、弾性波信号であって、データ分析部300の信号感知装置310は、それぞれのコア部センサー210及び外側部センサー220からの弾性波信号のうち、有効な弾性波信号を感知することができる。
前記有効な弾性波信号は、既設定された振幅以上の弾性波信号であることが好ましい。すなわち、既設定された振幅未満の弾性波信号は、ノイズとして判断することが好ましい。
信号分析装置320は、有効な弾性波信号の時間差を逆算して結合体110の破損位置を推定することができる。損傷発生分析プログラム330は、結合体110の破損位置及び有効な弾性波データを活用して、基礎パイル10の破壊部位40の位置及びサイズを評価することができる。
図5a〜図5cをさらに参照して、本発明の信号分析装置320における時間差逆算方法を説明する。図5a〜図5cのそれぞれは、発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置のコア部111が第1の脆性材料から構成された場合、外側部113が延性材料から構成された場合、及び外側部113が第2の脆性材料から構成された場合において時間−電圧曲線形態を示すグラフである。
コア部センサー210によってV及びtに対するデータを得ることができ、これを時間−電圧曲線形態で示したことは、図5aに示された通りである。ここで、コア部111の脆性材料は、第1の実施例及び第2の実施例において同一のものとして説明する。
外側部センサー220によってV及びtに対するデータを得ることができ、これを時間−電圧曲線形態で示したしたことは、図5b〜5cに示された通りである。ここで、図5bの外側部113は延性材料から構成されたものであり、図5cの外側部113は第2の脆性材料から構成されたものである。
外側部が延性材料である場合、t<tであり、脆性材料である場合、 <t である。
これにより、以下の式1を使用して、図3に示されたような結合体110の破損発生部120の位置、すなわち、結合体110の上部からの深さd(d>0)を逆算することができる。
式1において、V及びVはコア部111及び外側部113の材料特性によって予め決まる値であり、t及びtはコア部センサー210及び外側部センサー220によって測定された値である。
これにより、式1は、以下の式2で表現され得る。
従って、式2におけるdは、以下の式3で求めることができる。
前記のような式3によって破損発生部120の位置を分析することができ、これに基づいて基礎パイル10の破壊部位40も推定が可能である。
次は、図6を参照して、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を説明する。図6は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を示すフローチャートである。
本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法は、外部作用によって基礎パイル10の内部に形成された結合体110が破損して弾性波信号が生成されるステップS100と、弾性波信号が結合体110のコア部111及び外側部113のそれぞれに連結されたコア部センサー210及び外側部センサー220によって測定されるステップS200と、コア部センサー210及び外側部センサー220からのデータに基づいて基礎パイル10に発生した損傷の サイズ及び位置が分析されるステップS500と、を含む。
性波信号が測定されるとS200、既設定された増幅以上の有効な弾性波信号を感知するステップS300において既設定された増幅未満の弾性波信号は、ノイズとして決定することができる。
有効な弾性波信号の時間差が分析されるステップS400において結合体110の破損発生部120の位置が推定されることができ、これらのデータに基づいて基礎パイル10に発生した損傷のサイズ及び位置が分析され得る(S500)。
また、本発明の他の一実施例において、コア部111が脆性材料から構成され、外側部113が延性材料の導電体から構成され、地盤30に結合体110が備えられた基礎パイル10が複数個で設けられた場合に、外側部113に連結された電流電極及び電気比抵抗分析部500によって地盤30及び/または岩盤50の電気比抵抗分布が分析されるステップをさらに含むことができる。これにより、地盤30及び/または岩盤50の電気比抵抗分布によって地盤30及び/または岩盤50の状態評価が可能である(図7参照)。
すなわち、構造物周辺地盤の電気比抵抗モニタリング(地下水位の変化及びシンクホールによる地下空洞など)も可能になる。
従って、本発明によれば、地中にある基礎構造物の直接的な損傷の位置及びサイズの評価が可能であり、2つだけの弾性波測定センサーを利用して、基礎の正確な損傷位置または損傷サイズの評価が可能である。
10 基礎パイル
20 前面基礎底
30 地盤
40 破壊部位
50 岩盤
100 信号生成部
110 結合体
111 コア部
112 隔離部
113 外側部
120 破損発生部
200 信号測定部
210 コア部センサー
220 外側部センサー
230 センサーハウジング
300 データ分析部
310 信号感知装置
320 信号分析装置
330 損傷発生分析プログラム
400 結果表示部
500 電気比抵抗分析部

Claims (9)

  1. 基礎パイル内部に形成された結合体を含む信号生成部と、
    前記信号生成部と連結されて前記結合体が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部と、
    前記信号測定部からデータを受信して前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部と、を含み、
    前記結合体は、基礎パイル内部に形成されるものの、コア部及び前記コア部を含む外側部を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、
    前記信号測定部は、前記コア部及び前記外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーを含み、
    前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする、構造物の損傷位置推定装置。
  2. 前記信号は、人工弾性波信号であって、前記データ分析部は、それぞれの前記コア部センサー及び外側部センサーからの弾性波信号のうち、有効な弾性波信号を感知して時間差を逆算して前記結合体の破損位置を推定することを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  3. 前記コア部は第1の脆性材料から構成され、前記外側部は第2の脆性材料から構成されるものの、前記第2の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度が前記第1の脆性材料が破損されながら発生する弾性波信号の速度よりも遅いことを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  4. 前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料から構成されたことを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  5. 前記外側部を構成する延性材料は、導電体であって、
    前記外側部に電流電極及び電気比抵抗分析部が連結され、
    地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、
    前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることを特徴とする、請求項4に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  6. 前記結合体は、前記コア部と前記外側部との間に備えられた隔離部をさらに含み、
    前記隔離部は、前記コア部から発生する弾性波を隔離することを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  7. 前記データ分析部は、損傷発生分析プログラムを含み、
    前記損傷発生分析プログラムは、前記データに基づいて前記結合体の破損位置及びサイズを推定することを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  8. 前記コア部センサー及び前記外側部センサーは、いずれも前記結合体の上部に位置したことを特徴とする、請求項1に記載の構造物の損傷位置推定装置。
  9. 外部作用によって基礎パイル内部に形成された結合体が破損されながら弾性波信号が生成されるステップと、
    前記弾性波信号が前記結合体のコア部及び前記コア部を含む外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーによって測定されるステップと、
    前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置が分析されるステップと、を含み、
    前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、
    前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする、構造物の損傷位置推定方法。
JP2018199354A 2017-11-29 2018-10-23 構造物の損傷位置推定装置及び方法 Active JP6770042B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170161500A KR101872695B1 (ko) 2017-11-29 2017-11-29 구조물 손상 위치 추정 장치 및 방법
KR10-2017-0161500 2017-11-29

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2019101022A JP2019101022A (ja) 2019-06-24
JP6770042B2 true JP6770042B2 (ja) 2020-10-14

Family

ID=62781072

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2018199354A Active JP6770042B2 (ja) 2017-11-29 2018-10-23 構造物の損傷位置推定装置及び方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6770042B2 (ja)
KR (1) KR101872695B1 (ja)
TW (1) TWI697605B (ja)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113155200B (zh) * 2021-05-16 2022-09-23 天地科技股份有限公司 一种煤矿地下水库煤柱坝体损伤破坏测定装置与方法
CN114703886B (zh) * 2022-04-27 2024-05-17 浙江国进建设有限公司 一种炼油罐区土建施工方法
CN118065445A (zh) * 2024-04-17 2024-05-24 深圳大学 桩基完整性检测方法、装置、可读存储介质及终端设备

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3584427B2 (ja) * 1997-06-13 2004-11-04 清水建設株式会社 構造部材のモニタリング装置
JP2002286700A (ja) * 2001-03-28 2002-10-03 Railway Technical Res Inst Ae音による基礎構造物の破壊探知システム
JP4667228B2 (ja) * 2005-12-21 2011-04-06 株式会社竹中工務店 杭検査方法及びセンサー圧着装置
KR20090117402A (ko) 2008-05-09 2009-11-12 한국지질자원연구원 미소파괴음 센서 구비 파괴 예측용 계측장치, 미소파괴음센서 구비 파괴 예측용 계측장치 설치 방법 및 미소파괴음센서 구비 파괴 예측용 계측장치 세트
JP5403976B2 (ja) * 2008-09-11 2014-01-29 曙ブレーキ工業株式会社 コンクリート構造物品質検査方法
KR101043746B1 (ko) * 2008-10-20 2011-07-12 삼수개발 주식회사 지반감시유닛 및 이를 포함하는 지반보강장치
CN101477084B (zh) * 2008-12-22 2010-11-17 铁道第三勘察设计院集团有限公司 采用弹性波透射方式检测混凝土桩桩身完整性的方法
CN101560778B (zh) * 2009-05-07 2011-05-04 邓业灿 建筑物基础桩物探应力波检测方法
KR100921382B1 (ko) * 2009-05-08 2009-10-14 한국지질자원연구원 지반구조물의 파괴 예측방법
CN101614022A (zh) * 2009-07-14 2009-12-30 邓业灿 建筑物基础桩弹性波层析成像检测方法
KR101174794B1 (ko) * 2010-07-09 2012-08-17 한국유지관리 주식회사 콘크리트 비파괴 검사를 위한 탄성파 측정 장치
KR101638619B1 (ko) * 2015-12-03 2016-07-11 한국지질자원연구원 전기비저항을 이용한 암반그라우팅 모니터링 방법

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019101022A (ja) 2019-06-24
TW201925581A (zh) 2019-07-01
KR101872695B1 (ko) 2018-06-29
TWI697605B (zh) 2020-07-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6770042B2 (ja) 構造物の損傷位置推定装置及び方法
KR100903949B1 (ko) 지반구조물의 파괴 예측방법
Feng et al. ISRM suggested method for in situ acoustic emission monitoring of the fracturing process in rock masses
JP5009873B2 (ja) 場所打ち杭先端の支持層到達検知装置および検知方法
JP4324126B2 (ja) 地中内観測システムおよび地中内観測方法
SA515360958B1 (ar) طرق وأجهزة لتقييم حفرة بئر
CN106597528B (zh) 隧道地质三维地震反射震电一体化超前探测装置及方法
US8353205B2 (en) Measuring apparatus with AE sensor, installing method thereof, and set of the measuring apparatus
KR100921382B1 (ko) 지반구조물의 파괴 예측방법
US20180113049A1 (en) Method and apparatus for analysis and detection of encroachment and impact upon underground structures
Yoon et al. Microcones configured with full-bridge circuits
KR100742774B1 (ko) 날개관입식 탄성파속도 측정장치 및 그를 이용한 측정방법
KR100742773B1 (ko) 탄성파속도 측정장치 및 그를 이용한 측정방법
JP2001241045A (ja) 岩盤崩壊の検知方法及び岩盤内亀裂の安定性評価方法
CN107782284A (zh) 一种大坝变形监测系统
KR20010046761A (ko) 터널 콘크리트 라이닝의 코아홀용 탄성파 측정장치 및 그코아홀을 이용한 탄성파 측정방법
EP1126290B1 (en) Improvements in or relating to seismic wave measuring devices
JP4480155B2 (ja) 地山の地質構成予測方法
JPH09218182A (ja) 構造物支持杭の損傷調査方法
KR101887532B1 (ko) 점성토의 이방적 구조 추적을 이용한 점성토 지반의 대변형 사전경고 시스템 및 그 방법
JP2006078243A (ja) 埋没物体の非破壊形状診断方法およびその装置
KR20180103020A (ko) 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치
JP3243309U (ja) 地震予知観測システム
JP2010151701A (ja) 地盤の破壊・崩壊予測方法
Almalki Experimental Study of Nondestructive Geophysical Methods for Evaluating the Condition of Concrete Structures

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20181023

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20191018

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20191029

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200121

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20200317

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20200522

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

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20200915

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20200924

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6770042

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250