KR100419257B1 - 표준 관입 시험 자동 수행 방법 및 그 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 표준 관입 시험(Standard Penetration Test, SPT)의 수행을 위한 표준 관입 시험 자동 수행 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 공지된 보링 장비에 형성되는 고정축에 회전 가능하게 고정되는 하우징에 설치되어 해머를 상승시키고 자유 낙하시키는 자동 인양-낙하 장치와; 하부로부터 모루가 수용되는 공간이 형성되어 상단부는 모루를 타격하는 타격부가 형성되고, 외주면에는 원형상으로 되는 다수의 돌기가 층상으로 형성되는 해머와; 상기 자동 인양-낙하 장치의 작동에 의하여 낙하하는 상기 해머가 모루를 타격하는 회수를 계수하는 타격 회수 계수 수단과; 상기 자동 인양-낙하 장치의 작동에 의하여 낙하는 해머가 모루를 타격하여 관입되는 샘플러의 관입량을 측정하는 관입량 측정 수단과; 상기 타격 회수 계수 수단과, 관입량 측정 수단의 신호가 입력되어 설정된 기준치와 비교하여 시험의 계속 중지를 판단하여 자동 인양-낙하 장치의 구동을 제어하고, N치의 산출 및 시험 결과를 기록 출력하는 제어 장치;를 구비하여 기계적으로 해머를 들어올리고 떨어뜨림으로서 일정한 낙하고를 유지하고, 자동적으로 정확한 시험이 가능하게 되는 것이다.

Description

표준 관입 시험 자동 수행 방법 및 그 장치{method for standard penetration test and apparatus for performming the same}

본 발명은 표준 관입 시험(Standard Penetration Test, SPT)을 수행하기 위한 표준 관입 시험 자동 수행 방법 및 그 장치에 관한 것으로, 구체적으로는 기계적으로 해머를 들어올린 상태에서 해머만을 떨어뜨림으로서 해머의 자유 낙하에 의한 타격시 일정한 낙하고를 유지하면서 낙하 충격이나 하중 재하로 인한 추가 관입을 방지함으로서 정확한 타격에 의한 샘플러의 관입이 가능하게 하고, 해머의 매회 타격시 타격 회수를 자동으로 측정하여 작업자의 오차를 미연에 방지하며, 샘플러의 관입량을 자동으로 측정하여 시험의 계속 및 중단 여부를 판단할 수 있도록 하여 최종 결과인 타격회수(N치)를 산출하며, 상기 장치들의 구동을 제어하여 시험을 일괄적 자동적으로 수행해주도록 도우면서 시험 결과를 기록 및 출력하는 제어 장치를 구비하여 정확한 시험 결과를 얻을 수 있게 하는 것이다.

표준 관입 시험(SPT, standard penetration test)은 KS F 2307의 규정에 의하면 스플릿 배럴 샘플러를 지반에 관입시켜 그 타격회수(N치)를 기록하고, 동시에 토질 분류 시험 및 실내 시험을 위한 대표적 시료를 채취하는 방법으로 정의되어 있다. 이를 자세히 부연하면 63.5kg의 해머가 75cm 높이에서 낙하하면서 작용하는 일정한 타격 에너지에 의해 시추공 내에 관입되는 샘플러를 지반에서 약30cm의 일정 깊이에 관입시키는데 요구되는 타격 회수인 N치를 측정하여 지반의 강도, 흙의 상대 밀도와 내부 마찰각 등의 토질 정수를 추정하며, 동시에 팽창 및 압밀시험을 위한 교란 시료를 얻을 수 있는 원위치 시험 방법이다. 이러한 시험법은 절차의 간명함과 수많은 데이터의 축적, 비용의 저렴함 등으로 세계 각국에서 폭넓게 사용되고 있으며 국내 대부분의 토목, 건축 공사 계획시 필수적으로 실시되고 있다.

현재 국내 표준 관입 시험에서 대부분 채택되고 있는 시험 방법은 윈치(winch)에 의하여 해머를 들어올려서 낙하시키는 시험 방법과 자동 해머장치(auto trip hammer)가 알려져 있다.

도 1a는 종래에 윈치를 이용하는 표준 관입 시험 장치를 나타내고 있다.

이 도면에서 참조되는 장치는 지지대(1)에 권취드럼(2)과 도르래(3)를 고정하여 로프(4)를 권취드럼(2)에 2~3회 감아서 도르래(3)에 안내되게 하고, 로프(4)의 단부에 고정되는 해머(5)는 가이드 로드(6)에 안내되어 승강 가능하게 설치된다. 가이드 로드(6)의 하부에는 모루(7)가 고정된 로드(8)가 설치되며, 로드(8)의 하단부에는 지반의 교란 시료를 얻을 수 있는 샘플러(도시되지 아니함)가 연결되어 있다. 상기 샘플러는 주로 스플릿 배럴 샘플러가 사용된다.

상기한 장치는 로프(4)를 해머(5)에 연결하고 일정한 방향으로 회전하는 권취드럼(2)에 로프(4)를 감아서 해머(5)를 들어올린 다음 낙하시켜서 모루(7)를 타격함으로 시험을 수행한다. 이때 로프(4)에 의하여 승강하는 해머(5)는 가이드 로드(6)에 안내되어 효과적인 타격을 도모하고 타격을 위한 궤도 범위 내에서 승강한다. 해머(5)의 타격은 모루(7)를 통하여 로드(8)로 전달됨으로서 샘플러가 관입된다.

이러한 윈치와 로프를 이용한 종래의 방법은 숙련된 작업자가 시험을 수행하더라도 일정한 낙하고를 유지하기 어려우며, 해머와 연결된 로프의 특성이나 노화 정도에 따라 로프가 도르래 및 권취드럼과 접촉하는 마찰 특성이 달라져서 해머의 최종 타격 에너지에 많은 영향을 미치고, 작업자가 로프를 놓는 방법에 따라 로프와 도르래 및 권취드럼에서의 관성력에 의해 로프에 초기 인장력이 발생하여 로프에 요동이 발생하거나 낙하 속도를 감소시키는 등 많은 변수가 작용하여 시험 결과의 신뢰성을 확보하기 어렵다. 또한 N치 계수 작업도 작업자의 기억력에 의존하므로 실수에 의하여 결과가 잘못 얻어질 수 있기 때문에 같은 지반에서 시험을 실시하여도 완전히 다른 결과가 나타나는 문제점이 있다. 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 국외에서는 자동 해머 낙하 장치가 종종 사용되고 있다.

도 1b는 자동 해머 장치의 일례이다. 현재까지 개발된 자동 해머 장치는 간단한 조작으로 정확한 높이에서 타격할 수 있도록 제작되어 로프와 도르래를 사용하여 인력으로 수행하는 장치보다 더 편차가 적으며 해머의 낙하 에너지를 보다 많이 로드에 전달할 수 있다. 그러나 기존 자동 해머 장치들은 낙하를 위한 복잡한 기계 설비들이 해머 또는 로드와 연결되어 부정확한 결과를 초래할 뿐 아니라 일정 낙하고를 유지하기 위하여 타격을 한 이후 기계 설비가 해머를 재타격하는 현상을 보이며, 해머에 부착되어 있는 설비들이 장치 노화시 낙하 도중 마찰을 일으킬 소지가 있고, 해머에 부착된 설비들이 해머에 비하여 매우 작은 강성을 가지고 있기 때문에 타격시 이 설비들이 진동하여 로드에 전달되어야 할 충격 에너지가 진동 에너지로 흡수되어 정확한 결과를 얻지 못하는 문제점도 있다.

상기한 문제점을 보완하기 위하여 본 발명에서는 종래의 표준 관입 시험 장치와 같이 해머의 자유 낙하에 방해 요인으로 작용하는 로프와 도르래, 권취드럼을 사용하지 않고, 해머를 자동으로 인양하고 낙하시키는 장치를 별도의 지지대에 고정하여 인양장치에 의한 이차 타격 현상을 배제하여 규정된 타격 에너지를 발휘하도록 하였으며, 해머의 주변부에 일정 간격으로 요철을 형성시킴으로서 샘플러의관입에 따라 해머가 하강하더라도 자동 인양-낙하 장치가 계속하여 해머를 집을 수 있도록 하여 기계적으로 해머를 들어올리고 떨어뜨리며 일정한 낙하고를 유지하여 모루 및 로드에 매 시험시 같은 에너지가 전달될 수 있도록 함으로서 시험의 신뢰도를 확보할 수 있도록 하였으며, N치의 계수 작업에 있어서 작업자의 오류를 미연에 방지하기 위하여 타격 회수를 누적 저장하면서 일회 타격시 샘플러의 관입량을 자동적으로 산정하여 누적함으로서 시험 종료시 N치를 획득할 수 있도록 함으로서 표준 관입 시험의 준비 후 모든 시험절차가 일괄적 자동적으로 수행되도록 하였다.

즉 본 발명은 샘플러의 관입에 따른 해머의 위치 변화시 자동 인양-낙하 장치가 계속적으로 해머를 집을 수 있도록 요철부를 가진 해머의 구조를 구비하여 기계적으로 해머를 들어올리고 해머만을 떨어뜨림으로서 종래와 같은 로프와 권취드럼의 마찰 요인을 배제하여 해머의 자유 낙하를 도우며 매회 타격시 일정한 낙하고를 유지함으로서 인양 장치의 낙하 충격이나 하중 재하로 인한 추가 관입을 방지하여 정확한 시험이 가능한 해머의 자동 인양-낙하 장치와, 해머 타격시 타격 회수를 자동으로 측정하여 작업자의 오차를 미연에 방지할 수 있는 타격 회수 계수 수단과, 샘플러의 관입량을 자동으로 측정하여 시험의 계속 및 중단을 판단할 수 있도록 해주며 최종 결과인 N치를 산출해주도록 하는 관입량 측정수단과; 상기의 장치들의 구동을 제어하여 시험을 일괄적 자동적으로 수행해주도록 도우며 시험 결과를 기록, 출력하는 제어 장치를 구비하여 원활한 시험이 가능한 표준 관입 시험 방법과 이를 수행하기 위한 장치를 제공한다.

도 1a은 종래의 표준 관입 시험 장치의 사시도

도 1b는 종래의 표준 관입 시험 장치의 다른 예를 나타낸 단면도

도 2는 본 발명의 설치 상태 사시도

도 3은 본 발명의 정면도

도 4는 본 발명의 일부를 나타낸 사시도

도 5는 본 발명의 일부를 나타낸 정면도

도 6은 본 발명의 해머부의 평면도

도 7a는 본 발명에서 해머가 상승한 상태의 주요부를 절개한 단면도

도 7b는 본 발명에서 해머가 하강한 상태의 주요부를 절개한 단면도

도 8은 본 발명의 공정 순서도

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 수행 방법은 표준 관입 시험을 수행함에 있어서, 자동 인양- 낙하 장치에 의하여 해머를 자동으로 인양하여 상승시키는 단계(S1); 상승된 해머를 인양기구로부터 분리하여 자유 낙하시키는 단계(S2); 상기 단계에 의한 해머의 타격 회수를 측정하여 제어 장치에 누적 저장시키는 단계(S3); 상기 단계가 진행됨과 동시에 샘플러의 관입량을 측정하여 제어 장치에 저장시키는 단계(S4); 상기 단계에서 측정된 샘플러의 관입량을 제어장치에 설정된 기준치와 비교하여 관입 시험의 진행 여부를 판단하는 단계(S5); 상기 단계에서 샘플러의 관입량이 설정된 기준치에 도달하면 N치를 산출하는 단계(S6); 상기 단계에서 N치가 산출됨에 따라 시험 데이터를 기록 및 출력하는 단계(S7)를 포함한다.

타격 회수의 측정은 해머의 낙하를 감지하는 센서의 감지 신호가 제어장치에 전달되어 타격회수를 자동 누적 및 저장하고, 샘플러의 관입량이 규정치에 도달하면 그때까지의 타격 회수로부터 N치를 산정하게 된다.

샘플러의 관입량 측정은 매회 타격 이후 해머의 이동량을 감지하는 센서로부터 발생되는 신호가 제어 장치에 입력되어 시험 결과의 출력 및 시험의 제어를 위한 데이터로 사용된다.

이와 같은 시험 방법을 수행하기 위한 장치는, 공지된 보링 장비에 형성되는 고정축에 회전 가능하게 고정되는 하우징에 설치되어 해머를 상승시키고 자유 낙하시키는 자동 인양-낙하 장치와; 하부로부터 모루가 수용되는 공간이 형성되어 상단부는 모루를 타격하는 타격부가 형성되고, 외주면에는 원형상으로 되는 다수의 돌기가 층상으로 형성되는 해머와; 상기 자동 인양-낙하 장치의 작동에 의하여 낙하하는 상기 해머가 모루를 타격하는 회수를 계수하는 타격 회수 계수 수단과; 상기 자동 인양-낙하 장치의 작동에 의하여 낙하하는 해머가 모루를 타격하여 관입되는 샘플러의 관입량을 측정하는 관입량 측정 수단과; 상기 타격 회수 계수 수단과, 관입량 측정 수단의 신호가 입력되어 설정된 기준치와 비교하여 시험의 계속 중지를 판단하여 자동 인양-낙하 장치의 구동을 제어하고, N치의 산출 및 시험 결과를 기록 출력하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 한다.

자동 인양-낙하 장치는 보링 장비에 회전 가능하게 고정되는 하우징의 상부에 수직 하방으로 고정되고, 피스톤 로드의 단부 양쪽으로 수평상의 고정단부를 구비하는 유압실린더와; 상기 유압실린더의 고정단부 아래쪽에 상단부가 회전가능하게 고정되어 해머의 주변에 배치되면서 해머를 들어올리기 위한 돌기가 층상으로 형성되어 해머의 외주면에 접촉되는 한쌍의 협지구와; 상기 협지구가 해머를 협지하고 해지할 수 있도록 협지구가 해머에서 멀어지도록 밀어내기 위하여 양방향으로 작동하는 유압실린더와; 상기 협지구의 파지 동작에 협력할 수 있도록 해머의 외주면에 협지구의 돌기와 일치하는 돌기를 층상으로 형성하여서 된다.

타격 회수 계수 수단은 해머를 파지하여 인양 및 낙하시키는 협지구를 작동시키는 양방향 유압실린더의 피스톤 로드의 작동으로 스위칭 되는 스위치로 구성된다.

관입량 측정 수단은 매회 타격 이후 해머가 이동한 거리를 감지하는 센서, 예를들면 초음파 센서로 구성된다.

제어 장치는 관입 시험을 위한 기초 데이터가 입력되어있고, 자동 인양-낙하장치 등 기구적 구성의 구동 및 제어를 담당하고, 타격 회수 계수 수단과 관입량 측정 수단으로부터 전달된 신호를 누적 환산 및 저장하여 분석하고, 이러한 시험 결과를 기록 및 출력한다.

이와 같은 본 발명의 장치에서 유압 실린더는 시험시 일정한 위치까지 해머를 들어올리며 해머가 정해진 위치까지 올라가면 양방향 실린더의 전진 작동에 의하여 협지구가 벌어져서 해머를 떨어뜨리게 된다. 이때 해머의 낙하를 방해하는 요소들, 예를들면 종래의 장치에서 볼 수 있었던 권취드럼, 도로래, 로프 등이 해머에 연결되지 않았으므로 자유로운 자유낙하가 가능하게 된다. 해머의 타격에너지는 모루와 로드를 통하여 전달되고 샘플러가 지반을 관입하는 데 이용된다. 샘플러의 관입 이후 샘플러와 로드, 해머가 정지하게 되면 왕복 실린더의 왕복 운동에 따라 협지구가 일정한 위치까지 내려오게 되고, 양방향 실린더의 후진 작동에 따라 협지구가 다시 해머를 파지하게 된다. 샘플러의 누적된 관입량이 규정된 값에 도달하여 시험이 종료될 때 까지 이러한 절차는 반복된다.

여기에서 샘플러의 관입에 따라 해머가 하강하더라도 계속적으로 구속장치가 해머를 집을 수 있도록 해머의 주변부에 일정한 간격으로 요철이 형성되어 있고, 자동 인양-낙하 장치는 해머와 로드가 분리되어 별도의 지지대에 의해 고정되므로 구속장치가 해머를 집는 절대 위치는 항상 동일하게 된다. 해머의 외주면에는 일정 간격으로 층상의 돌기가 형성되어 있어서 일회 타격 후 협지구는 이전에 집은 위치로부터 샘플러 관입량 만큼 위에 있는 부분을 파지하게 된다. 따라서, 해머가 하강하더라도 다른 자동 해머 장치와는 달리 일정한 낙하고를 유지하기 위하여 인양-낙하 장치가 하강할 필요가 없으므로 그에 따른 이차 충돌 문제를 배제할 수 있고 항상 일정한 인양 및 낙하고를 유지하게 된다.

타격 회수 계수 수단은 양방향 실린더에 부착된 스위치 및 전선, 그리고 제어 장치를 포함하여 해머를 구속하고 있는 협지구가 해머를 해제시키는 양방향 실린더의 작동을 스위치가 감지하게 되며, 이때 발생된 신호가 제어 장치로 전달되어 타격 회수를 자동적으로 누적 저장하게 된다. 해머의 누적되는 타격에 의하여 샘플러의 관입량이 규정치를 넘어서게 되면 그때까지의 타격 회수로부터 N치를 산정하게 된다.

관입량 측정 수단은 센서를 해머를 대상으로 하는 거리 측정용 센서가 인양장치의 내부에서 하향으로 설치하여 구성한다. 정위치에 고정된 거리 측정용 초음파 센서는 해머의 시험 개시 최초의 위치로부터 해머가 모루를 매회 타격함에 따라 하강하는 이동량으로 부터 샘플러의 관입량을 측정하게 된다. 초음파 센서로부터 발생된 신호는 제어장치로 전달되고 시험결과의 출력 및 시험의 제어를 위한 데이터로 사용된다.

제어 장치는 자동 수행 장치의 구동 순서를 제어하며 시험 시작후의 관입량을 계산하여 규정된 관입량까지 시험을 계속하고 N치를 구해준다. 규정에 제시된 시험 종료 기준을 만족시킬 경우 시험을 중지시키고 결과를 출력한다.

이와 같은 본 발명의 실시예를 첨부된 도면에 의하여 설명한다.

도 2는 본 발명의 장치가 설치된 상태의 사시도를 나타내고 있다.

이 도면을 참조하면 보링장비(100)에 형성되는 고정축(200)에 회전 가능하게고정되는 브라켓(300)(300a)에 하우징(400)이 고정되어 있다.

하우징(400)은 본 발명의 자동 낙하-인양장치를 수용하여 고정축(200)을 중심으로 회전함으로서 시험을 실시하여 관입될 샘플러(이하 도시되지 아니함)의 상부에 위치하게 된다.

자동 낙하-인양 장치는 하우징(400)에 고정되는 유압 실린더(10), 한쌍의 협지구(20)(20a), 양방향 유압 실린더(30)로 구성된다.

유압 실린더(10)는 하우징(400)의 상부에서 피스톤 로드(11)가 75 cm 높이의 일정 구간을 왕복하도록 아래쪽을 향하면서 모루(40)가 설치되는 로드(50)와 수직방향으로 일치하도록 고정된다.

피스톤로드(11)의 단부에는 수평상의 고정단부(12)가 형성되는데, 고정단부(12)의 아래쪽 중앙에는 피스톤로드(31)(31a)가 바깥쪽을 향하도록 양방향 유압 실린더(30)가 고정되어 있고, 상기 양방향 유압 실린더(30)의 피스톤로드(31)(31a)와 대향하는 위치에서 협지구(20)(20a)의 상단이 힌지(13)(13a)로 회전 가능하게 고정되어 있다.

협지구(20)(20a)는 해머(60)를 파지하기 위하여 각각 안쪽면에 톱니형의 돌기(21)(21a)가 층상으로 형성되어 있고, 상부 안쪽면에는 브라켓(22)(22a)이 형성되어 양방향 유압 실린더(30)(30a)의 피스톤로드(31)(31a)의 단부가 회전 가능한 힌지(23)(23a)로 각각 고정되어 있다..

양방향 유압 실린더(30)의 상부에는 타격 계수 측정용 스위치(70)가 고정되어 있다.

타격 계수 측정용 스위치(70)는 양방향 유압 실린더(30)의 한쪽 피스톤 로드(31a)의 돌출부(32)에 접촉하는 로울러(71)가 힌지로 회전 가능하게 고정되는 회동편(72)의 일측에 고정되어, 피스톤 로드(31a)가 1회의 진퇴 작동을 할 때 로울러(71)가 돌출부(32)에 걸리면서 회동편(72)이 힌지를 중심으로 선회하여 스위치 접점이 이루어지게 되어 해머(60)가 1회 낙하한 신호를 제어장치에 전달하게 된다.

해머(60)는 63.5 kg의 중량체로 되어 아래쪽으로부터 모루(40)가 수용되는 공간(61)이 형성되고, 상부는 막혀서 모루(40)를 타격하는 타격부(62)가 형성되면서, 자동 인양-낙하장치의 인양 작동에 협력할 수 있도록 협지구(20)(20a)의 돌기(21)(21a)와 일치하는 다수개의 돌기(63)가 외주면에 층상으로 형성되어 있다.

해머(60)는 협지구(20)(20a)에 의하여 인양된 다음 낙하하여 모루(40)를 타격함으로서 샘플러가 관입되는데, 이러한 샘플러의 관입량을 측정하기 위하여 하우징(400)의 상부 안쪽에는 초음파 센서(80)가 고정된다. 이 초음파 센서(80)에서 발신되는 초음파는 고정단부(12)에 천공된 공간(14)을 통하여 해머(60)의 상부면에 도달한다.

이와 같이 구성되는 본 발명은 모루(40)위에 올려 놓여지는 해머(60)를 협지구(20)(21)가 협지하여 인양하게 된다.

이러한 인양 작업은 도 7a에서 보는 바와 같이 양방향 유압 실린더(30)의 피스톤 로드(31)(31a)가 후진하면 협지구(20)(21)가 자중에 의하여 수직으로 놓여지면서 양쪽 돌기(21a)(21a)가 해머(60)의 돌기(63)에 결합되고, 유압 실린더(10)의 피스톤 로드(11)가 후진하여 상승함으로서 해머(60)의 타격부(62)와 모루(40) 사이에 공간이 형성된다.

이후 도 7b에서 보는 바와 같이 양방향 유압 실린더(30)의 피스톤 로드(31)(31a)가 전진하여 협지구(20)(20a)를 바깥쪽으로 밀면 협지구(20)(20a)가 힌지(13)(13a)를 중심으로 회전하면서 돌기(21a)(21a)가 해머(60)에서 이탈함으로서 해머(60)가 자유낙하를 하여 타격부(62)가 모루(40)를 타격하고, 이 충격에너지가 로드(50)를 통하여 샘플러에 전달됨으로서 샘플러가 관입된다.

해머(60)의 1회 타격이 완료되면 양방향 실린더(30)의 피스톤 로드(31)(31a)가 다시 후진하여 협지구(20)(20a)가 해머(60)를 협지한 다음 유압 실린더(10)의 피스톤 로드(11)가 후진하여 해머와 함께 상승하여 2차 타격 준비를 하게 된다.

이때 양방향 유압 실린더(30)의 피스톤 로드(31a)가 협지구(20)(20a)를 작동시키는 왕복 작동을 하면서 피스톤 로드(31a)의 돌출부(32)에 의하여 회동편(72)이 스위치(70)를 연속적으로 스위칭 하는 동작을 해머(60)의 1회 낙하로 간주하는 신호를 제어 장치에 발신하고, 해머(60)의 낙하에 의한 샘플러의 관입량은 초음파 센서(80)가 해머의 최초 위치에서 매회 타격에 의하여 낮아지는 고도를 측정함으로써 측정하게 된다.

초음파 센서(80)로부터 발생된 신호는 제어 장치로 송신된다.

제어 장치는(도시되지 아니함) 타격 회수 측정용 스위치(70)와 초음파 센서(80)로부터 수신된 신호를 수신하여 설정된 기준치와 비교하여 시험의 계속 여부를 판단하는데, 누적된 샘플러의 관입량이 규정된 값에 도달하여 시험이 종료될 때 까지 자동 낙하-인양 장치에 의한 해머(60)의 타격 과정이 반복되고, 샘플러의 관입량이 규정치를 넘어서게 되면 그때까지의 타격 회수로부터 N치를 구하고 시험을 중지시키며, 그 결과를 출력한다.

상기와 같은 구성에 의해 수행되는 본 발명은 다음과 같은 효과를 갖게 된다.

자동 인양 낙하 장치의 작동으로 해머의 낙하고를 일정하게 유지할 수 있고, 이러한 자동 인양 낙하 장치가 해머 및 로드와 분리되어 별도의 지지수단에 의해 지지되고 협지구가 해제되면서 해머만 자유 낙하를 함으로 상호 간섭에 의한 에너지 손실이나 이차 충돌 현상이 발생하지 않는다.

또한 계수 장치를 이용하여 해머의 타격 회수를 자동으로 측정하면서, 초음파 센서를 이용하여 해머 타격에 의한 샘플러의 관입량 또한 자동으로 측정하며, 시험의 계속 및 종료 판단과 N치를 산정하는 제어 장치에 의하여 모든 시험 절차를 자동적으로 수행한다.

Claims (7)

1. 낙하하는 해머를 이용하여 샘플러를 지반에 관입시키는 표준 관입 시험을 수행함에 있어서,

   자동 인양 낙하 장치에 의하여 해머를 자동으로 인양하여 상승시키는 단계(S1);

   상승된 해머를 자동 인양 낙하 장치로부터 분리하여 자유 낙하시키는 단계(S2);

   상기 단계에 의한 해머의 타격 회수를 측정하여 제어 장치에 누적 저장시키는 단계(S3);

   상기 단계가 진행됨과 동시에 샘플러의 관입량을 측정하여 제어 장치에 저장시키는 단계(S4);

   상기 단계에서 측정된 샘플러의 관입량을 제어장치에 설정된 기준치와 비교하여 관입 시험의 진행 여부를 판단하는 단계(S5);

   상기 단계에서 샘플러의 관입량이 설정된 기준치에 도달하면 N치를 산출하는 단계(S6);

   상기 단계에서 N치가 산출됨에 따라 시험 데이터를 기록 및 출력하는 단계(S7)를 포함 하는 표준 관입 시험 자동 수행 방법.
2. 제 1 항에 있어서, 자동 인양 낙하 장치가 해머를 낙하시키기 위하여 해머를해제시키는 기구적 동작에 스위칭되는 스위치를 이용하는 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 방법.
3. 제 1 항에 있어서, 샘플러의 관입량 측정이 거리를 측정하는 센서가 해머를 대상으로 하여 해머가 이동하는 변화량으로부터 샘플러의 관입량을 측정하는 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 방법.
4. 낙하하는 해머를 이용하여 샘플러를 지반에 관입시키는 표준 관입 시험 장치를 형성함에 있어서,

   공지된 보링 장비에 회전 가능하게 고정되는 하우징의 상부에 수직 하방으로 고정되면서 피스톤 로드의 단부 양쪽으로 수평상의 고정단부를 구비하는 유압실린더가 설치되고, 상기 유압실린더의 고정단부 아래쪽에 상단부가 회전가능하게 고정되면서 해머의 주변에 배치되어 양방향으로 작동하는 양방향유압실린더에 의하여 해머를 협지하여 들어올리는 한쌍의 협지구가 설치되어 해머를 상승시키고 자유 낙하시키는 자동 인양-낙하 장치와;

   상기 자동 인양-낙하 장치의 협지구에 의하여 상부로 견인되며, 하부로부터 모루가 수용되는 공간이 형성되고, 상단부는 모루를 타격하는 타격부가 형성되는 해머와;

   상기 해머가 자동 인양-낙하 장치의 작동에 의하여 상승한 다음 낙하하여 모루를 타격하는 회수를 계수하기 위하여 해머가 낙하할 수 있도록 협지구를 작동시키는 양방향 유압실린더의 피스톤 로드의 작동으로 스위칭되는 타격 계수 측정용 스위치가 설치되어 해머가 1회 낙하한 신호를 제어장치에 전달하는 타격 회수 계수 수단과;

   상기 해머가 모루를 타격하여 관입되는 샘플러의 관입량을 측정하기 위하여 해머의 상부에서 하우징에 고정되는 센서가 해머의 위치를 감지하여 해머가 매회 타격된 다음에 이동하는 거리를 측정하는 관입량 측정 수단과;

   상기 타격 회수 계수 수단과, 상기 관입량 측정 수단의 신호가 입력되어 설정된 기준치와 비교하여 시험의 계속 중지를 판단하여 자동 인양 낙하 장치의 구동을 제어하고, N치의 산출 및 시험 결과를 기록 출력하는 제어 장치를 구비하는 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 해머의 외주면에 다수개의 돌기가 층상으로 형성되고, 한쌍의 협지구는 각각 상기 해머의 돌기에 대응하는 돌기가 층상으로 형성되어 해머를 들어올릴 수 있게 되는 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 장치.
6. 제 4 항에 있어서, 타격 계수 측정용 스위치(70)가 양방향 유압 실린더(30)의 한쪽 피스톤 로드(31a)의 돌출부(32)에 접촉하는 로울러(71)가 힌지로 회전 가능하게 고정되는 회동편(72)의 일측에 고정되어, 피스톤 로드(31a)가 1회의 진퇴 작동을 할 때 로울러(71)가 돌출부(32)에 걸리면서 회동편(72)이 힌지를 중심으로 선회하여 스위치 접점이 이루어지게 되는 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 장치.
7. 제 4 항에 있어서, 센서가 초음파 센서인 것을 특징으로 하는 표준 관입 시험 자동 수행 장치.