KR100769683B1 - Method for testing insert of an in-hole type elastic wave cone - Google Patents

Method for testing insert of an in-hole type elastic wave cone Download PDF

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KR100769683B1 KR1020060047758A KR20060047758A KR100769683B1 KR 100769683 B1 KR100769683 B1 KR 100769683B1 KR 1020060047758 A KR1020060047758 A KR 1020060047758A KR 20060047758 A KR20060047758 A KR 20060047758A KR 100769683 B1 KR100769683 B1 KR 100769683B1
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권오순
장인성
목영진
한만진
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한국해양연구원
경희대학교 산학협력단
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    • E—FIXED CONSTRUCTIONS
    • E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
    • E02D1/02—Investigation of foundation soil in situ before construction work
    • E02D1/022—Investigation of foundation soil in situ before construction work by investigating mechanical properties of the soil

Abstract

A method for testing insertion of an in-hole type elastic wave cone is provided to perform the ground investigation work economically by precisely measuring the shear wave velocity. A method for testing insertion of an in-hole type elastic wave cone comprises a step of installing an elastic wave cone(10) in an insertion rod(52). The elastic wave cone(10) is inserted into a measurement location. When the elastic wave cone(10) reaches the measurement location, a cone insertion test device stops the operation thereof to cease the inserting work. Voltage is applied to a vibration generator(20) to generate vibrations, and a vibration receiver(22) detects the vibrations. The vibration receiver(22) converts the vibrations into the voltage.

Description

인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법{METHOD FOR TESTING INSERT OF AN IN-HOLE TYPE ELASTIC WAVE CONE}Penetration test method of in-hole elastic wave cone {METHOD FOR TESTING INSERT OF AN IN-HOLE TYPE ELASTIC WAVE CONE}

도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘의 관입시험 과정을 나타낸 도면이다.1 to 5 is a view showing a penetration test process of the in-hole type elastic wave cone according to a preferred embodiment of the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10 : 탄성파콘 12 : 설치홈10: elastic wave cone 12: installation groove

14,16 : 작동부재 20 : 발진부14,16 operating member 20: oscillation part

22 : 수진부 24 : 코팅층22: water receiving part 24: coating layer

26 : 차폐층 30 : 기록장치26 shielding layer 30 recording device

40 : 컴퓨터 50 : 콘40: Computer 50: Cone

52 : 관입로드52: intrusive rod

본 발명은 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 탄성파의 발,수진부가 구비되어 형성되는 탄성파콘을 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 부가적으로 장착하여 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 콘과 관입로드를 통해 연약지반의 심층으로 탄성판콘을 관입시켜가면 해당되는 측정 지점에서 바로 탄성파를 발,수진하여 전단파속도의 정확한 계측을 통해 연약지반의 역학적 특성을 깊이에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 지반조사 작업을 간단하고 경제적으로 실시할 수 있는 인홀형 탄성파콘 관입시험 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a penetration test method of an in-hole type elastic wave cone, and more particularly, to the penetration rod connected to the cone of the cone penetration tester which is inserted into the soft ground, the elastic wave cone formed with the foot and the receiving part of the elastic wave. In the case of cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground, when the elastic plate cone is penetrated into the depth of the soft ground through the cone and the penetration rod, the elastic wave is emitted and oscillated immediately at the corresponding measurement point, and the soft wave is accurately measured by the shear wave velocity. The present invention relates to an in-hole type acoustic wave cone penetration test method that can measure the mechanical characteristics of the ground in real time according to the depth and can perform the ground investigation work simply and economically.

일반적으로, 각종 건설공사에서와 마찬가지로 안전하고 경제적인 설계 및 시공을 위해서는 지층구조, 지반강도, 지지력 및 간극수압 등의 지반특성에 대한 정확한 평가가 반드시 선행되어야 한다.In general, as in various construction works, accurate evaluation of the ground characteristics such as strata structure, ground strength, bearing capacity, and pore water pressure must be preceded for safe and economical design and construction.

특히, 연약지반은 지질이 매우 연약하고 지반공학적으로 불안정한 상태에 있기 때문에 PS검층시험, 탄성파콘 관입시험 등의 다양한 지반조사가 선행되어야 하는 것은 필수적이다.In particular, since soft soil is very soft and unstable geotechnically, it is essential that various ground investigations such as PS logging test and elastic wave-cone penetration test are required.

상기한 PS검층시험에 의한 지반조사는 대부분 지반에 시추공을 뚫어 조사하는 시추조사에 의존하고 있는 실정이다. 이러한 시추조사는 지반에 시추공을 뚫어 지하물질의 특성을 직접 파 봄으로써 지반의 상태를 알아내는 정확성이 있으나, 지반에 시추공을 뚫어야 하는 단점으로 인하여 지반조사 작업의 수행에 많은 시간과 비용이 소용되는 문제점이 있었다.The above ground investigation by PS logging test is mostly dependent on the drilling investigation to drill through the borehole in the ground. These drilling surveys have the accuracy of finding the condition of the ground by drilling the borehole directly into the ground, but because of the disadvantage of having to drill the borehole in the ground, it takes much time and money to carry out the ground survey work. There was a problem.

또한, 탄성파콘 관입시험에 의한 지반조사는 지반에 수진기를 관입하고, 지표에서 충격을 가하는 진동원에 의해 발생하는 탄성파를 지반에 관입된 수진기로 감지하여 기록장치로 기록하며, 기록장치에 수집된 자료를 컴퓨터로 분석하여 지반의 상태를 알아내는 것이다. 이러한 탄성파콘 관입시험은 지표에서 충격을 가하는 진동원이 별도로 구비되어야 하고, 진동원에 의한 파동의 이동경로가 사선으로 진해되어 수진기에 감지되므로 해당지층의 전단파속도를 정확하게 측정할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, the ground survey by the elastic wave cone penetration test is to inject the oscillator into the ground, and to detect the elastic wave generated by the vibration source impacting the surface with the receiver penetrated into the ground and to record it with the recording device, and collected in the recording device. The data is analyzed by computer to find out the condition of the ground. In the elastic wave cone penetration test, a vibration source that impacts the surface should be provided separately, and since the movement path of the wave caused by the vibration source is darkened and detected by the receiver, there was a problem that the shear wave velocity of the corresponding layer could not be measured accurately. .

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 탄성파의 발,수진부가 구비되는 탄성파콘을 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 부가적으로 장착하여 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 콘과 관입로드에 의해 지반의 심층으로 관입되는 탄성파콘을 통하여 전단파속도를 정확하게 계측하여 연약지반의 역학적 특성을 깊이에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 지반조사 작업을 간단하고 경제적으로 실시할 수 있는 수단을 제공하는 데 있다.The present invention has been made in order to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention is to the intrusion rod connected to the cone of the cone penetration tester to be inserted into the soft ground of the elastic wave cone provided with the foot and the receiving portion of the elastic wave When the cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground is additionally installed, the shear wave velocity is accurately measured through the elastic wave cone penetrated deep into the ground by the cone and the penetration rod to measure the mechanical characteristics of the soft ground in real time according to the depth. It is possible to provide a means that can be done simply and economically.

상기와 같은 기술적 과제를 해소하기 위한 본 발명은,The present invention for solving the above technical problem,

연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 탄성파의 발,수진부가 구비되는 탄성파콘을 장착하는 단계; 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 상기 콘관입시험기의 콘과 관입로드의 관입에 따라 상기 탄성파콘을 해당되는 측정 지점으로 관입하는 단계; 상기 탄성파콘이 측정 지점에 도달하면 상기 콘관입시험기의 작동을 정지시켜 관입을 멈추고, 상기 발진부에 전압을 가하여 진동을 발생하고 상기 수진부로 감지하는 단계; 및 상기 수진부로 감지되는 전기적 신호를 지반 위에 구비되는 기록장치로 기록하여 컴퓨터로 분석하고, 상기 탄성파콘 을 측정 전 상태로 복원하는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법을 제공한다.Mounting an elastic wave cone having a foot and a receiving part of a seismic wave on a penetration rod connected to a cone of a cone penetration tester inserted into the soft ground; Injecting the elastic wave cone into a corresponding measurement point according to the penetration of the cone and the penetration rod of the cone penetration tester during the cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground; Stopping the operation of the cone penetration tester when the elastic wave cone reaches the measurement point, stopping the penetration, generating a vibration by applying a voltage to the oscillation part, and detecting the vibration part; And recording the electrical signal detected by the receiver using a recording device provided on the ground and analyzing it with a computer, and restoring the elastic wavecon to a state before measurement. Provide a method.

또한, 상기 수진부는 진동을 감지하여 전압으로 변환하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.The receiver may further include detecting vibration and converting the vibration into a voltage.

또한, 상기 발진부와 수진부는 두 개의 피에조 세라믹판 사이에 금속판을 접합하여 형성되는 벤더 엘리멘트로 형성하되, 상기 발진부는 두 개의 전선 중 하나를 피에조 세라믹판의 외부에 연결하고 다른 하나를 금속판에 연결하여 형성되는 병렬연결 벤더 엘리멘트로 형성되고, 상기 수진부는 하나의 전선을 피에조 세라믹판의 외부에 연결하여 형성되는 직렬연결 벤더 엘리멘트로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the oscillation portion and the oscillation portion is formed of a bender element formed by bonding a metal plate between two piezo ceramic plates, the oscillation portion is connected to one of the two wires to the outside of the piezo ceramic plate and the other to the metal plate It is formed of a parallel connection bender element is formed, characterized in that the water receiver is formed of a series connection bender element formed by connecting one wire to the outside of the piezo ceramic plate.

또한, 상기 발진부와 상기 수진부의 외부에는 습기로부터 보호하기 위한 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층의 외부에는 혼선과 전기적 잡음을 방지하기 위한 차폐층이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, a coating layer is formed on the outside of the oscillation part and the dust collecting part to protect from moisture, and a shielding layer is formed on the outside of the coating layer to prevent crosstalk and electrical noise.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings with respect to the penetration test method of the in-hole-type elastic wave cone according to a preferred embodiment of the present invention will be described.

도 1 내지 도 5에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘의 관입시험 과정을 나타낸 것으로, 도 1에는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘이 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 장착된 상태가 도시되어 있고, 도 2a와 도 2b에는 도 1에 도시된 탄성파의 발진부 및 수진부의 내부구조가 도시되어 있으며, 도 3에는 콘관입시험기의 콘과 관입로드의 관입에 따라 탄성파콘 을 해당되는 측정 지점으로 관입하는 상태가 도시되어 있고, 도 4에는 연약지반의 측정 지점에 도달한 탄성파콘에 의해 탄성파를 발,수진하는 상태가 도시되어 있으며, 도 5에는 연약지반에 대한 측정이 완료되어 탄성파콘을 측정 전 상태로 복원하는 상태가 도시되어 있다.1 to 5 show the penetration test process of the in-hole type elastic wave cone according to a preferred embodiment of the present invention, Figure 1 is an in-hole type elastic wave cone according to a preferred embodiment of the present invention is connected to the cone of the cone penetration tester The state mounted on the rod is shown, and the internal structure of the oscillation part and the receiver part of the elastic wave shown in FIG. 1 is shown in FIG. 2A and FIG. 2B, and FIG. 3 according to the penetration of the cone and the penetration rod of the cone penetration tester. A state in which the elastic wave cone is infiltrated to the corresponding measuring point is shown, and FIG. 4 shows a state in which the elastic wave is generated and oscillated by the elastic wave cone reaching the measuring point of the soft ground, and FIG. 5 is shown for the soft ground. The state where the measurement is completed and the elastic wavecon is restored to the state before the measurement is shown.

도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘 관입시험 방법은 연약지반에 관입되는 콘관입시험기(도면에 미도시)의 콘(50)과 연결된 관입로드(52)에 탄성파의 발,수진부(20,22)가 구비되는 탄성파콘(10)을 장착하는 단계, 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 콘관입시험기의 콘(50)과 관입로드(52)의 관입에 따라 탄성파콘(10)을 해당되는 측정 지점으로 관입하는 단계, 탄성파콘(10)이 측정 지점에 도달하면 콘관입시험기의 작동을 정지시켜 관입을 멈추고, 발진부(20)에 전압을 가하여 진동을 발생하고 수진부(22)로 감지하는 단계 및 수진부(22)로 감지되는 전기적 신호를 지반 위에 구비되는 기록장치(30)로 기록하여 컴퓨터(40)로 분석하고, 탄성파콘(10)을 측정 전 상태로 복원하는 단계를 포함한다.1 to 5, the in-hole type elastic wave cone penetration test method according to a preferred embodiment of the present invention is a penetration rod 52 connected to the cone 50 of the cone penetration tester (not shown in the figure) is inserted into the soft ground ) The step of mounting the elastic wave cone (10) having the foot and the receiving portion (20, 22) of the elastic wave, the cone 50 of the cone penetration tester and the penetration rod (52) during the cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground Injecting the elastic wave cone 10 to the corresponding measurement point according to the penetration of the), when the elastic wave cone 10 reaches the measurement point to stop the operation of the cone penetration tester, stop the penetration, the voltage to the oscillator 20 Generating vibrations and detecting the vibrations by the vibration receiver 22 and recording the electrical signals detected by the vibration receiver 22 with the recording device 30 provided on the ground and analyzing them with the computer 40, and the elastic wave cone 10 ) To a state before the measurement.

도 1 및 도 5를 참조하여 상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 인홀형 탄성파콘의 관입시험 과정을 상세하게 설명하면 다음과 같다.1 and 5 will be described in detail the penetration test process of the in-hole type elastic wave cone according to a preferred embodiment of the present invention configured as described above are as follows.

우선, 도 1에 도시된 바와 같이, 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘(50)과 연결된 관입로드(52)에 탄성파의 발,수진부(20,22)가 구비되는 탄성파콘(10)을 장착한다. 이때, 탄성파콘(10)은 일정한 길이를 가지는 로드(11)의 외측면에 서로 일정간격 떨어지도록 설치홈(12)을 각각 형성하고, 설치홈(12)에는 로드 (11)와 평행한 상태에서 로드(11)와 직각을 이루어 서로 마주보도록 회전하는 작동부재(14,16)를 힌지(18)로 각각 설치한다. 이때, 작동부재(14,16)는 탄성파콘(10)에 내장된 모터(도면에 미도시)에 의해 힌지(18)를 중심으로 회전하게 된다. 그리고 작동부재(14,16)의 서로 마주보는 면에는 진동을 발진하고 수진하기 위한 발,수진부(20,22)를 각각 설치한다. 이때, 발진부(20)는 탄성파콘(10)의 관입되는 하부에 위치되고, 수진부(22)는 탄성파콘(10)의 상부에 위치하도록 작동부재(14,16)의 서로 마주보는 면에 각각 설치된다.First, as shown in Figure 1, the elastic wave cone 10 is provided with the foot and the receiving portion 20, 22 of the elastic wave in the penetration rod 52 connected to the cone 50 of the cone penetration tester to be inserted into the soft ground To be fitted. At this time, the elastic wave cone 10 is formed on the outer surface of the rod 11 having a certain length to form the installation grooves 12 so as to be spaced apart from each other, the installation groove 12 in a state parallel to the rod 11 The hinges 18 are installed to rotate the operation members 14 and 16 to face each other at right angles to the rod 11. At this time, the operation members 14 and 16 are rotated about the hinge 18 by a motor (not shown in the figure) embedded in the elastic wave cone 10. And on the surface facing each other of the operation member (14, 16) is installed foot, the vibration receiver (20, 22) for oscillating and oscillating, respectively. At this time, the oscillation portion 20 is located in the lower portion of the elastic wave cone 10, the oscillation portion 22 is located on the surface facing each other of the operation member (14, 16) so as to be located above the elastic wave cone (10) Is installed.

이와 같이 탄성파콘(10)은 콘관입시험기의 콘(50)과 연결된 관입로드(52)에 공지된 장착수단을 통해 장착된다. 이때, 모터와 발,수진부(20,22)는 연약지반 위에 구비되는 기록장치(30) 및 컴퓨터(40)와 전선으로 연결되고, 이들의 전기적 신호에 의해 제어된다. 이때, 기록장치(30) 및 컴퓨터(40)와 탄성파콘(10)을 연결하는 전선은 관입로드(52)의 내부를 통해 탄성파콘(10)과 연결된다.Thus, the elastic wave cone 10 is mounted through a known mounting means to the penetration rod 52 connected to the cone 50 of the cone penetration tester. At this time, the motor, the foot, and the vibration receivers 20 and 22 are connected to the recording device 30 and the computer 40 provided on the soft ground by wires, and are controlled by their electrical signals. At this time, the wire connecting the recording device 30 and the computer 40 and the elastic wave cone 10 is connected to the elastic wave cone 10 through the inside of the penetration rod 52.

상기한 발진부(20)와 수진부(22)는 도 2a와 도 2b에 도시된 바와 같이, 두 개의 피에조 세라믹판(23A,23B) 사이에 금속판(23C)을 접합하여 형성되는 벤더 엘리멘트로 형성된다. 이러한 벤더 엘리멘트는 전압이 가해질 때 한쪽 피에조 세라믹판(23A)이 신장하는 동안 반대편 피에조 세라믹판(23B)이 수축하게 됨으로써 만곡형태의 변형이 발생된다. 즉, 전압을 가하면 벤더 엘리멘트가 외팔보 변형형태로 진동하므로 발신부(20)의 역할을 하게 된다. 이와는 달리, 외부로부터 벤더 엘리멘트에 휨 변형이 생기면 각 피에조 세라믹판(23A,23B)에 각각 압축 및 신장 변형이 발생하여 벤더 엘리멘트 내부에 전하가 일어난다. 즉, 진동을 전압으로 변환할 수 있어 수진부(22)의 역할을 할 수 있게 된다.The oscillator 20 and the oscillator 22 are formed of a bender element formed by joining a metal plate 23C between two piezo ceramic plates 23A and 23B, as shown in FIGS. 2A and 2B. . In this bender element, the curved piezoelectric ceramic plate 23B contracts while the one piezoelectric ceramic plate 23A is stretched when a voltage is applied, thereby causing a curved deformation. That is, when a voltage is applied, the bender element vibrates in the form of a cantilever beam, thereby acting as the transmitter 20. On the contrary, when the bending element occurs in the bender element from the outside, compression and extension deformation occur in the respective piezo ceramic plates 23A and 23B, respectively, and electric charges are generated inside the bender element. That is, the vibration can be converted into a voltage, and thus it can act as the water receiver 22.

이와 같이 벤더 엘리멘트로 형성되는 발,수진부(20,22)를 이용하여 간단하게 진동을 발생하고 진동을 측정하는 것이 가능하게 된다.In this way, it is possible to simply generate vibration and measure the vibration by using the foot and the vibration receivers 20 and 22 formed of the bender element.

상기한 벤더 엘리멘트는 정해진 표준 단면이나 제작법이 있는 것이 아니며,그 모양이나 단면, 제작 방법은 다양하다. 각 시험 조건이나 시험 대상 매질에 따라 가장 잘 반응할 수 있도록 그 단면을 제작하여야 한다. 벤더 엘리멘트는 피에조 세라믹판(23A,23B)과 금속판(23C)의 접합 방식이나 단자연결 방법에 따라 직렬과 병렬의 두 가지 방법이 있다.The said bender element does not have a predetermined standard cross section or manufacturing method, and its shape, cross section, and manufacturing method are various. Sections should be constructed to best respond to each test condition or medium to be tested. The bender element has two methods, series and parallel, depending on the bonding method or the terminal connection method of the piezoceramic plates 23A and 23B and the metal plate 23C.

본 실시 예에서의 발신부(20)는 컴퓨터(50)와 연결된 두 개의 전선 중 하나를 피에조 세라믹판(23A)의 외부에 연결하고, 다른 하나를 금속판(23C)에 연결하여 형성되는 병렬연결 벤더 엘리멘트로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 병렬연결 벤더 엘리멘트는 같은 전압을 가하였을 때 직렬연결보다 더 많은 변위가 발생하기 때문이다.In the present embodiment, the transmitter 20 is a parallel connection bender formed by connecting one of two wires connected to the computer 50 to the outside of the piezo ceramic plate 23A, and connecting the other to the metal plate 23C. It is preferably formed of an element. That is, the parallel connection bender element generates more displacement than the series connection when the same voltage is applied.

반면에, 수신부(22)는 하나의 전선을 피에조 세라믹판(23A)의 외부에 연결하여 형성되는 직렬연결 벤더 엘리멘트로 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 직렬연결 벤더 엘리멘트는 압전 특성상 작은 변위에서 높은 전압이 발생하기 때문이다.On the other hand, the receiver 22 is preferably formed of a series connection bender element formed by connecting one wire to the outside of the piezo ceramic plate 23A. That is, the series-connected bender element generates high voltage at small displacement due to the piezoelectric characteristics.

이러한 발진부(20)와 수진부(22)의 외부에는 젖은 흙이나 습기로부터 보호되도록 폴리우레탄으로 적어도 한번 이상 코팅되는 코팅층(24)이 형성된다. 바람직하게는, 코팅층(24)은 완벽한 방수를 위해 4~5번 코팅처리된다. 코팅층(24)의 외부에는 혼선과 전기적 잡음이 방지되도록 전도성 페인트에 의해 차폐층(26)이 형성된 다. 그리고 차폐층(26)에는 접지선이 연결된다.The outside of the oscillation portion 20 and the oscillation portion 22 is formed with a coating layer 24 coated at least once with polyurethane to protect from wet soil or moisture. Preferably, the coating layer 24 is coated 4 to 5 times for complete waterproof. The shielding layer 26 is formed by the conductive paint on the outside of the coating layer 24 to prevent crosstalk and electrical noise. The ground wire is connected to the shielding layer 26.

이와 같은 발진부(20)와 수진부(22)를 형성하는 벤더 엘리멘트의 공진주파수는 시료에 가해지는 구속력이나 응력 상태, 밀도, 강성뿐만 아니라, 벤더 엘리멘트의 크기와 두께, 길이에 따라 다르므로, 이러한 변수를 조정하여 용도에 따라 최상의 벤더 엘리멘트를 제작할 수도 있을 것이다.Since the resonant frequency of the bender element forming the oscillation part 20 and the oscillation part 22 depends on the size, thickness, and length of the bender element as well as the constraint force, stress state, density, and rigidity applied to the sample, You can also adjust the parameters to create the best vendor element for your application.

그 다음, 도 3에 도시된 바와 같이, 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 콘관입시험기의 콘(50)과 연결된 관입로드(52)의 관입을 통해 탄성파콘(10)을 해당되는 측정 지점으로 관입한다. 이때, 콘(50)과 관입로드(52)가 관입되면서 지반에 밀착되고, 이에 의해 탄성파콘(10)은 지반에 밀착된다.Then, as shown in Figure 3, during the cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground, the corresponding measurement of the elastic wave cone 10 through the penetration of the penetration rod 52 connected to the cone 50 of the cone penetration tester Intrude into the branch. At this time, the cone 50 and the penetration rod 52 is in close contact with the ground, whereby the elastic wave cone 10 is in close contact with the ground.

그 다음, 도 4에 도시된 바와 같이, 관입로드(52)에 의해 연약지반에 관입되는 탄성파콘(10)이 측정 지점에 도달하면 콘관입시험기의 작동을 정지시켜 관입을 멈춘다. 그리고 발진부(20)에 전압을 가하여 진동을 발생하고 수진부(22)로 이를 감지한다.Then, as shown in FIG. 4, when the elastic wave cone 10 introduced into the soft ground by the penetration rod 52 reaches the measurement point, the operation of the cone penetration tester is stopped to stop the penetration. Then, a vibration is generated by applying a voltage to the oscillator 20, and the vibration is detected by the oscillator 22.

즉, 컴퓨터(40)의 전기적 신호에 의해 모터가 구동되면, 작동부재(14,16)가 로드(11)와 평행한 상태에서 흙속으로 파고들도록 로드(11)와 직각을 이루어 서로 마주보도록 회전하게 되어 발,수진부(20,22)가 서로 마주보게 된다. 작동부재(14,16)가 흙속으로 파고들어 발,수진부(20,22)가 서로 마주보는 상태에서, 컴퓨터(40)의 전기적 신호를 통해 발진부(20)에 전압을 가하면 벤더 엘리멘트의 한쪽 피에조 세락믹판(23A)이 신장함과 동시에 반대편 피에조 세라믹판(23B)이 수축하게 되어 만곡 형태의 변형이 발생하게 되고, 이에 의해 외팔보 변형형태로 진동하게 된다. 그리고 발진부(20)에 의해 발생하는 진동에 따른 파동은 흙을 통과하여 수진부(22)에 의해 감지된다. 이때, 파동은 발진부(20)의 직상방에 수진부(22)가 위치되어 서로 마주보기 때문에 직진성을 띠도록 수진부(22)에 감지된다.That is, when the motor is driven by the electrical signal of the computer 40, the operating member (14, 16) rotates to face each other at right angles to the rod 11 so as to dig into the soil in parallel with the rod (11) The foot and the receiving part 20 and 22 face each other. When the operation members 14 and 16 are dug into the soil and the feet and the oscillators 20 and 22 face each other, applying a voltage to the oscillator 20 through an electrical signal of the computer 40 causes one piezo of the bender element to flow. At the same time as the ceramic plate 23A extends, the opposite piezoelectric ceramic plate 23B contracts to cause deformation of the curved shape, thereby vibrating in the form of the cantilever deformation. And the wave according to the vibration generated by the oscillator 20 is passed by the soil is detected by the oscillator 22. At this time, the wave is sensed by the receiver 22 so that the oscillator 22 is positioned directly above the oscillator 20 so as to face each other.

이때, 발진부(20)와 수진부(22)에 형성되는 코팅층(24)과 차폐층(26)은 흙이나 습기로부터 방수되도록 보호하고, 전기적 신호에 따른 혼선과 전기적 잡음을 방지하는 기능을 한다.At this time, the coating layer 24 and the shielding layer 26 formed on the oscillation portion 20 and the water repellent portion 22 are protected from being waterproofed from soil or moisture, and function to prevent crosstalk and electrical noise due to electrical signals.

그 다음, 도 5에 도시된 바와 같이, 수진부(22)로 감지되는 전기적 신호를 지반 위에 구비되는 기록장치(30)로 기록하여 컴퓨터(40)로 분석하고, 탄성파콘(10)을 측정 전 상태로 복원한다. Next, as shown in FIG. 5, the electrical signal detected by the receiver 22 is recorded by the recording device 30 provided on the ground and analyzed by the computer 40, and the elastic wave cone 10 is measured before the measurement. Restore to state

이때, 수진부(22)는 외부로부터 벤더 엘리멘트에 변형이 생기면 각 피에조 세라믹판(23A,23B)이 각각 압축 및 신장 변형이 발생하여 벤더 엘리멘트 내부에 전하가 일어나게 되고, 이에 의해 진동을 전압으로 변환하게 되므로 수진부(22)로 감지되는 진동은 전압으로 변환된다. 따라서, 수진부(22)에 의해 진동이 전압으로 변환된 전기적 신호는 기록장치(30)에 실시간으로 기록되고, 기록장치(30)에 수집된 자료는 컴퓨터(40)의 분석을 통해 지반의 동적인 특성에 따른 전단파를 계측하게 된다.At this time, when the deformation of the bender element from the exterior 22 causes the piezoelectric ceramic plates 23A and 23B to compress and extend, respectively, charge is generated inside the bender element, thereby converting vibration into voltage. As a result, the vibration sensed by the receiver 22 is converted into a voltage. Therefore, the electrical signal in which the vibration is converted into a voltage by the receiver 22 is recorded in real time in the recording device 30, the data collected in the recording device 30 is the dynamic of the ground through the analysis of the computer 40 Shear wave according to the phosphorus property is measured.

그 뒤, 연약지반의 측정 지점에 대한 전단파의 계측이 완료되면, 컴퓨터(40)의 전기적 신호를 통해 모터를 작동시켜서 로드(11)와 직각을 이루어 서로 마주보도록 회전된 작동부재(14,16)를 로드(11)와 평행하도록 측정 전 상태로 복원한다.Then, when the measurement of the shear wave for the measurement point of the soft ground is completed, the operating member (14, 16) rotated to face each other at right angles to the rod (11) by operating the motor through the electrical signal of the computer 40 Is restored to the state before the measurement so as to be parallel to the rod 11.

여기에서 기록장치(30)에 기록된 자료를 컴퓨터(40)로 분석하는 것은 당업자 가 용이하게 실시할 수 있는 공지된 기술이므로 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.The analysis of the data recorded in the recording device 30 by the computer 40 is a well-known technique that can be easily performed by those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

위와 같이 연약지반에 지반조사에 따른 콘관입시험시 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘(50)과 연결된 관입로드(52)를 통해 탄성파콘(10)을 지반의 심층까지 관입시켜가면 해당되는 측정 지점에서 멈춘 후 바로 지반의 동적인 특성에 따른 전단파를 계측하여 연속적으로 변화하는 연약지반의 역학적 특성을 지반의 깊이에 따라 실시간으로 정밀하게 측정할 수 있을 뿐만 아니라, 지반조사에 따른 탄성파콘(10)의 관입시험을 간단하고 경제적으로 실시할 수 있는 것이다.In the case of the cone penetration test according to the ground survey on the soft ground as described above, if the elastic wave cone 10 is infiltrated to the depth of the ground through the penetration rod 52 connected to the cone 50 of the cone penetration tester inserted into the soft ground, Immediately after stopping at the measuring point, the shear wave according to the dynamic characteristics of the ground can be measured to accurately measure the mechanical characteristics of the continuously changing soft ground in real time according to the depth of the ground. The penetration test of 10) can be carried out simply and economically.

이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법은 탄성파의 발,수진부가 구비되는 탄성파콘을 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 부가적으로 장착하여 연약지반에 대한 콘관입시험시 콘관입시험기의 콘과 관입로드에 의해 탄성파콘을 지반의 심층으로 관입시켜가며 해당되는 측정 지점에서 바로 탄성파를 발진하고 그에 따른 파동을 직진으로 수진함으로써 전단파속도를 정확하게 계측하여 연약지반의 역학적 특성을 깊이에 따라 실시간으로 측정할 수 있고, 종래의 PS검층시험이나 탄성파콘 관입시험에 따른 시추공이나 진동원이 필요 없기 때문에 지반조사 작업을 간단하고 경제적으로 실시할 수 있는 효과가 제공되는 것이다.As described above, the penetration test method of the in-hole type elastic wave cone according to the present invention is additionally mounted to the penetration rod connected to the cone of the cone penetration tester to be inserted into the soft ground, the elastic wave cone provided with the foot and the receiving portion of the elastic wave In cone penetration test of soft ground, the elastic wave cone is penetrated into the depth of the ground by the cone and penetration rod of the cone penetration tester, and the shear wave velocity is precisely generated by oscillating the elastic wave immediately at the corresponding measurement point and oscillating the wave accordingly. The mechanical properties of the soft ground can be measured in real time according to the depth, and the ground work can be carried out simply and economically since there is no need for a borehole or vibration source according to the conventional PS logging test or elastic wave cone penetration test. The effect is provided.

이상에서는 본 발명을 각 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.The present invention has been described above by the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Anyone can make a variety of variations.

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 연약지반에 관입되는 콘관입시험기의 콘과 연결된 관입로드에 탄성파의 발,수진부가 구비되는 탄성파콘을 장착하는 단계; 연약지반의 지반조사에 따른 콘관입시험시 상기 콘관입시험기의 콘과 관입로드의 관입에 따라 상기 탄성파콘을 해당되는 측정 지점으로 관입하는 단계; 상기 탄성파콘이 측정 지점에 도달하면 상기 콘관입시험기의 작동을 정지시켜 관입을 멈추고, 상기 발진부에 전압을 가하여 진동을 발생하고 상기 수진부로 감지하는 단계; 상기 수진부는 진동을 감지하여 전압으로 변환하는 단계; 및 상기 수진부로 감지되는 전기적 신호를 지반 위에 구비되는 기록장치로 기록하여 컴퓨터로 분석하고, 상기 탄성파콘을 측정 전 상태로 복원하는 단계를 포함하고,Mounting an elastic wave cone having a foot and a receiving part of a seismic wave on a penetration rod connected to a cone of a cone penetration tester inserted into the soft ground; Injecting the elastic wave cone into a corresponding measurement point according to the penetration of the cone and the penetration rod of the cone penetration tester during the cone penetration test according to the ground investigation of the soft ground; Stopping the operation of the cone penetration tester when the elastic wave cone reaches the measurement point, stopping the penetration, generating a vibration by applying a voltage to the oscillation part, and detecting the vibration part; Sensing the vibration part and converting the vibration into a voltage; And recording the electrical signal detected by the receiver using a recording device provided on the ground, analyzing the computer, and restoring the elastic wave cone to a state before measurement. 상기 발진부와 수진부는 두 개의 피에조 세라믹판 사이에 금속판을 접합하여 형성되는 벤더 엘리멘트로 이루어지되,The oscillator and the receiver are made of a bender element formed by bonding a metal plate between two piezo ceramic plates, 상기 발진부는 두 개의 전선 중 하나를 피에조 세라믹판의 외부에 연결하고 다른 하나를 금속판에 연결하여 형성되는 병렬연결 벤더 엘리멘트로 이루어지고,The oscillation part is made of a parallel connection bender element formed by connecting one of the two wires to the outside of the piezo ceramic plate and the other to the metal plate, 상기 수진부는 하나의 전선을 피에조 세라믹판의 외부에 연결하여 형성되는 직렬연결 벤더 엘리멘트로 이루어진 것을 특징으로 하는 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법.Wherein the water-receiving portion of the in-hole type acoustic wave cone penetration test method, characterized in that made of a series connection bender element formed by connecting one wire to the outside of the piezo ceramic plate. 청구항 3에 있어서, 상기 발진부와 상기 수진부의 외부에는 습기로부터 보호하기 위한 코팅층이 형성되고, 상기 코팅층의 외부에는 혼선과 전기적 잡음을 방지하기 위한 차폐층이 형성되는 것을 특징으로 하는 인홀형 탄성파콘의 관입시험 방법.The in-hole type elastic wave cone according to claim 3, wherein a coating layer is formed on the outside of the oscillation unit and the dust collecting unit, and a shielding layer is formed on the outside of the coating layer to prevent crosstalk and electrical noise. Penetration Test Method
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