KR101481436B1 - Apparatus for measuring swelling pressure of clay minerals and System for monitoring landslides behavior using the same - Google Patents

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최정해
채병곤
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한국지질자원연구원
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Abstract

The present invention relates to an apparatus for measuring a swelling pressure of a clay mineral and a system for monitoring a landslide using the same. The apparatus for measuring the swelling pressure of the clay mineral according to the present invention comprises a main body inserted into a soil mass including the clay mineral to house soil therein; a filter installed on at least one side of the main body to induce water into the main body; at least one pressure sensor installed in the main body to measure the swelling pressure of the soil housed within the main body; and a piezometer inserted into the main body to measure a pore water pressure within the soil.

Description

점토광물 팽창압 측정장치 및 이를 이용한 산사태 모니터링 시스템{Apparatus for measuring swelling pressure of clay minerals and System for monitoring landslides behavior using the same}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a clay mineral swelling pressure measuring apparatus and a landslide monitoring system using the clay mineral swelling pressure measuring apparatus.

본 발명은 집중 강우로 인해 발생되는 산사태를 예측 및 방지하기 위한 기술에 관한 것으로서, 특히 산사태가 발생가능한 사면에 삽입설치되어 토양 내 점토광물의 팽창압을 측정하기 위한 것이다. The present invention relates to a technique for predicting and preventing landslides caused by intensive rainfall, and more particularly, to measure inflation pressure of clay minerals in soil by insertion into a slope where landslides can occur.

산사태는 토체(soil mass)가 기반암 상부의 얇은 토양층으로 따라 미끄러지면서 발생한다. 산사태 발생 사면은 점진적으로 활동파괴면을 형성하고 슬라이딩(사면활동)과 토석류(debris flow) 발생으로 이어진다.The landslide occurs when the soil mass slips along the thin soil layer above the bedrock. Landslide occurrence slope gradually forms active failure surface and leads to sliding (slope activity) and debris flow.

활동파괴면을 따라 산사태 발생지역의 토체는 강수량 변화에 기인하여 포화와 불포화 상태를 반복적으로 경험하고 지속적인 변형을 보인다. 즉, 자연사면의 안정성은 시간과 변형의 함수로서 강도특성(배수 및 비배수전단강도)에 의해 결정한다. The volcanoes in the landslide area along with the activity destruction surface repeatedly experienced saturation and unsaturation due to the change of precipitation and they show continuous transformation. That is, the stability of natural slopes is determined by the strength characteristics (multiple and undrained shear strengths) as a function of time and strain.

한편, 최근 국내에서 발생되는 산사태는 주로 집중 강우에 기인한 것으로 파악되고 있다. 이에 집중 강우시에 자연사면의 거동을 지속적으로 모니터링하고 분석하는 것은 산사태를 예측하는 일에 있어서 매우 중요한 기능을 하며, 기술적으로는 집중강우시에 자연사면의 전단강도에 대한 예측 및 분석이 필요하다. Meanwhile, recent landslides in Korea are mainly attributed to intensive rainfall. Therefore, continuous monitoring and analysis of the behavior of natural slopes at the time of intensive rainfall is very important function in predicting landslides, and technically it is necessary to predict and analyze the shear strength of natural slopes at the time of concentrated rainfall .

자연사면의 산사태에 영향을 미치는 중요한 요소 중 하나는 강우에 따른 점토광물의 팽윤에 따른 전단강도의 저하이다. 일반적으로 점토광물은 팽창성 광물과 비팽창성 광물로 구분이 된다. 현재 우리나라에서 발생하는 산사태 집중지역의 암석 분포는 주로 화강암과 편마암지역으로서 이러한 지역에 분포되어 있는 점토광물은 주로 팽창하는 특성을 가진 팽창성 점토광물이다. 이러한 팽창성 점토광물은 물을 흡수하게 되면 수배에서 많게는 수천배의 부피팽창이 일어나고 이로 인해 자연사면에 존재하는 토층의 전단강도를 약화시켜 산사태를 발생시킬 가능성이 매우 높아지게 된다. One of the important factors affecting landslides on natural slopes is the decrease of shear strength due to swelling of clay minerals due to rainfall. In general, clay minerals are classified into expansive minerals and non-expansive minerals. The distribution of rocks in the landslide concentration area in Korea is mainly granite and gneiss, and the clay minerals distributed in these areas are mainly expandable clay minerals with expanding characteristics. These swellable clay minerals, when water is absorbed, expand the volume several times as many as several thousand times, which weakens the shear strength of the soils existing on the natural slope, which greatly increases the possibility of landslides.

그러나 현재에는 산사태 가능 지역의 현장 토양에 포함되어 있는 점토광물의 팽창압을 측정할 수 있는 장치가 개발되어 있지 않아, 산사태 모니터링 시스테에서는 점토광물 팽창압의 모니터링이 불가능한 실정이다.
However, at present, there is no device for measuring the expansion pressure of clay minerals contained in the field soils in the landslide area, and it is impossible to monitor the clay mineral expansion pressure in the landslide monitoring system.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 산사태가 발생 가능한 현장에 설치되어 자연사면의 토양 내 팽창성 점토광물의 팽창압을 실시간으로 측정함으로써 산사태에 대한 예측 및 모니터링을 정교하게 수행할 수 있는 점토광물 팽창압 측정장치와 이를 이용한 산사태 모니터링 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다. Disclosure of Invention Technical Problem [8] The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a clay mineral which is installed on a site where landslides can occur and measures the expansion pressure of expandable clay minerals in soil on a natural slope, And an object of the present invention is to provide a device for measuring mineral swelling pressure and a landslide monitoring system using the same.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 점토광물 팽창압 측정장치는, 점토광물이 포함되어 있는 토체(soil mass)에 삽입가능하도록 하면이 개구되어 내부에 토양이 수용되는 본체; 상기 본체 내부로 물이 유입되도록 상기 본체의 적어도 일측면에 설치되는 필터; 상기 본체 내부에 수용된 토양의 팽창압력을 측정하도록 상기 본체에 설치되는 적어도 하나의 압력센서; 및 상기 본체 내부에 삽입되어 토양 내 간극수압을 측정하는 간극수압계;를 포함하여 이루어진 것에 특징이 있다. To achieve the above object, according to the present invention, there is provided an apparatus for measuring the expansion pressure of clay mineral, comprising: a main body having a bottom opened so that the soil can be inserted into a soil mass containing clay minerals; A filter installed on at least one side of the main body to allow water to flow into the main body; At least one pressure sensor installed in the main body to measure an inflation pressure of the soil contained in the main body; And a pore water pressure gauge inserted into the main body to measure pore water pressure in the soil.

본 발명에 따르면, 상기 압력센서는 상기 본체 내부에 수용된 토양과 접촉되도록 상기 본체의 측면에 설치되는 것이 바람직하다. 보다 구체적으로는, 상기 본체는 육면체 형상으로 형성되며, 상기 압력센서는 상기 본체의 4개의 측면에 설치된다. According to the present invention, it is preferable that the pressure sensor is installed on a side surface of the main body so as to be in contact with the soil contained in the main body. More specifically, the main body is formed in a hexahedral shape, and the pressure sensor is installed on four sides of the main body.

그리고 본 발명에서는 상기 압력센서와 간극수압센서에서 측정된 값을 전송받아 저장하는 데이터 로거와 콘트롤러를 더 구비하며, 상기 콘트롤러는 상기 압력센서에서 측정된 압력값으로부터 상기 간극수압센서에서 측정된 수압을 제하여 상기 점토광물의 팽창압을 연산한다. Further, the present invention further includes a data logger and a controller for receiving and storing the measured values from the pressure sensor and the pore pressure sensor, and the controller calculates the pressure measured by the pore pressure sensor from the pressure value measured by the pressure sensor And the expansion pressure of the clay mineral is calculated.

본 발명의 일 실시예에서, 상기 본체를 타격해서 상기 토체에 삽입할 때, 상기 본체의 손상을 방지하기 위하여 상기 본체의 상부에 돌출되게 결합되는 타격보호대를 더 구비할 수 있다. In one embodiment of the present invention, when the body is struck and inserted into the body, the body may further include a striking protrusion protrudingly coupled to an upper portion of the body to prevent damage to the body.

그리고 상기 필터는 스틸과 같이 강도가 큰 재료로 형성되며, 이 필터에는 토양 입자는 통과하지 못하고, 물만 통과할 수 있는 크기로 이루어진 다수의 구멍이 형성된다. The filter is formed of a material having high strength, such as steel, and the filter does not pass through the soil particles, but has a plurality of holes of a size that allows water to pass therethrough.

본 발명에 따른 점토광물 팽창압 측정장치는 산사태 발생 위험지역에 설치되어 강수에 따른 토양 내 점토광물의 팽창압을 측정함으로써 사면의 전단강도 저하를 관측할 수 있으므로, 산사태의 위험을 미연에 예방하는데 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. The apparatus for measuring the expansion pressure of clay mineral according to the present invention can observe a decrease in the shear strength of a slope by measuring the expansion pressure of clay minerals in the soil due to precipitation, It is expected to play an important role.

도 1은 산사태가 발생하는 원인을 설명하기 위한 개략적 도면이다.
도 2는 토질의 전단강도와 전단변형률의 관계를 나타낸 그래프이다.
도 3은 토양 내 점토광물의 팽창을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점토광물 팽창압 측정장치의 개략적 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 점토광물 팽창압 측정장치가 사면의 토체 내에 삽입설
치된 상태의 개략적 단면도이다. 1 is a schematic view for explaining a cause of a landslide.
2 is a graph showing the relationship between the shear strength of the soil and the shear strain.
3 is a view for explaining the expansion of clay mineral in the soil.
4 is a schematic perspective view of a clay mineral expansion pressure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 5 is a graph showing the results of the clay mineral swelling pressure measurement apparatus shown in Fig.
And Fig.

도 1은 산사태가 발생하는 원인을 설명하기 위한 개략적 도면이며, 도 2는 토질의 전단강도와 전단변형률의 관계를 나타낸 그래프이다. FIG. 1 is a schematic view for explaining the cause of occurrence of a landslide, and FIG. 2 is a graph showing a relationship between shear strength and shear strain of the soil.

산사태는 일반적으로 경사지에서 토체(M)가 기반암과 토층 사이의 경계면(S, 파괴면)을 따라 슬라이딩되면서 발생한다. 도 1에서 A로 표시된 지점을 예로 들면, 일상시에는 토체(M)의 중력에 따른 응력(f)에 대응하여 전단저항력(Tf, 전단강도 또는 전단응력)이 생겨 힘의 평형을 이루게 되는데, 집중호우 등이 발생하여 토체(M)에 빗물 등이 유입되면 경계면(S)을 따라 변위가 발생하고 결과적으로 힘의 평형이 깨짐으로써 토체(M)가 슬라이딩되어 산사태가 발생하게 된다. The landslide generally occurs when slope (M) slides along the interface (S, fracture surface) between bedrock and soil layer at slope. In the case of a point indicated by A in FIG. 1, for example, during normal operation, a shear resistance force (Tf, shear strength or shearing stress) is generated corresponding to the stress f corresponding to the gravity force of the body M, When rainfall or the like is introduced into the toe body M due to the occurrence of heavy rain or the like, a displacement occurs along the interface S, and as a result, the balance of forces is broken, so that the toe body M slides and landslides occur.

즉, 도 2를 참조하면, 빗물 등으로 인하여 경계면에서 서서히 슬라이딩이 일어나면(변형율이 커지면) 전단응력이 급격하게 증가하는데, 변형량이 피크점을 초과하면 토체(M)가 더 이상 저항하지 못하고 경계면에서 붕괴가 일어난다. Referring to FIG. 2, the shear stress abruptly increases when the slider gradually slides at the interface due to rainwater or the like (when the strain increases). When the deformation exceeds the peak point, the soil M does not resist any more, Collapse occurs.

즉, 산사태는 경계면의 전단강도와 밀접한 관계를 가지는 바, 토양의 전단강도를 측정하는 것이 산사태의 모니터링과 예방에 있어서 핵심적 기능을 한다. That is, the landslide is closely related to the shear strength of the interface, so measuring the shear strength of the soil plays a key role in monitoring and preventing landslides.

토양에는, 도 3에 도시된 바와 같이, 점토광물들과 같은 미세한 입자와 석영이나 암편등의 큰 입자가 공존하게 된다. 점토광물들은 복수의 층이 여러 겹 적층되어 있는 층상구조를 이루고 있는데, 물이 유입되면 점토광물이 팽창하여 부피가 증가하여 전단강도를 저하시키며, 팽창의 정도에 따라 사면의 파괴를 유발하기도 한다. In the soil, as shown in Fig. 3, fine particles such as clay minerals and large particles such as quartz or rock particles coexist. Clay minerals have a layered structure in which multiple layers are laminated. When water is introduced, the clay mineral expands and the volume increases, which decreases the shear strength and causes the slope failure depending on the degree of expansion.

본 발명은 토양의 전단강도에 영향을 미치는 인자들 중 점토광물의 팽창압을 측정하기 위한 장치이다. The present invention is an apparatus for measuring the expansion pressure of clay minerals among factors influencing the shear strength of soil.

예컨대, 본 발명에 따른 점토광물 팽창압 측정장치를 산사태 발생 위험지역의 상부, 중부 및 하부에 각각 설치하여, 강우시에 각 영역에서 점토광물의 팽창압을 모니터링함으로써 산사태 위험을 경보할 수 있다. For example, the clay mineral swelling pressure measuring device according to the present invention can be installed at the upper, middle, and lower portions of the landslide hazard area, and alarming the landslide risk by monitoring the expansion pressure of clay minerals in each area during the rainfall.

이하, 첨부된 도면을 참고하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 점토광물 팽창압 측정장치에 대하여 더욱 상세히 설명하기로 한다. Hereinafter, a clay mineral swelling pressure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 점토광물 팽창압 측정장치의 개략적 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 점토광물 팽창압 측정장치가 사면의 토체 내에 삽입설치된 상태의 개략적 단면도이다. FIG. 4 is a schematic perspective view of a clay mineral swelling pressure measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a clay mineral swelling pressure measuring apparatus shown in FIG.

도 4 및 도 5를 참고하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 점토광물 팽창압 측정장치(100, 이하 '팽창압 측정장치'라고 함)는 본체(10), 압력센서(20), 간극수압센서(30), 데이터로거(40) 및 컨트롤러(50)를 구비한다. 4 and 5, a clay mineral swelling pressure measuring apparatus 100 according to an embodiment of the present invention includes a main body 10, a pressure sensor 20, A sensor 30, a data logger 40 and a controller 50.

본체(10)는 점토광물의 팽창압을 측정하고자 하는 영역의 토체(M)에 삽입되어 그 내부에 토양을 수용하기 위한 것이다. 본 실시예에서, 본체(10)는 육면체 형상으로 이루어지며, 하면이 개구되어 있다. 지표면으로부터 대략 30~40Cm 정도를 파내고, 본체(10)를 가압하여 본체(10)를 토체에 삽입시킨다. 특히 본 실시예에서는 햄머 등을 이용하여 본체(10)를 타격하는 방식으로 가압하여 설치하는데, 본체(10)가 토체(10)에 삽입되는 과정에서 본체(10)의 내부로 토양이 인입된다. The main body 10 is inserted into the body M of the region where the expansion pressure of the clay mineral is intended to be measured, and accommodates the soil therein. In this embodiment, the main body 10 is formed in a hexahedron shape and has a lower surface opened. About 30 to 40 cm from the ground surface, and presses the main body 10 to insert the main body 10 into the main body. Particularly, in this embodiment, the main body 10 is pressed and installed by hammering the main body 10 using a hammer or the like. In the process of inserting the main body 10 into the main body 10, the soil is drawn into the main body 10.

본체(10)의 상면에는 타격시 본체(10)가 손상되는 것을 방지하기 위한 타격보호대(11)가 결합된다. 타격보호대(11)는 햄머가 타격하는 부분으로서, 본 실시예에서 타격보호대(11)는 'ㄱ'자 형상으로 이루어져 본체(10)의 상면 모서리에 돌출되게 결합된다. On the upper surface of the main body 10, a striking protector 11 is attached to prevent the main body 10 from being damaged during striking. The impact protector 11 is a portion where the hammer strikes. In this embodiment, the impact protector 11 is formed in a letter shape and is coupled to the upper edge of the main body 10 in a protruding manner.

본체(10)는 강성이 큰 재료로 이루어지는데, 본 실시예에서는 대략 5mm 정도 두께를 가지는 스틸 패널이 본체(10)의 재료로 사용된다. The main body 10 is made of a material having high rigidity. In this embodiment, a steel panel having a thickness of about 5 mm is used as the material of the main body 10.

또한 본체(10)의 적어도 일측면에는 물이 유입될 수 있는 필터(12)가 부착된다. 필터(12)에는 물은 통과시키지만, 토양 입자는 통과하지 못하는 사이즈로 이루어진 다수의 구멍이 형성되어 있다. 본 실시예에서 필터(12)도 스틸 소재의 스크린으로 이루어지며, 본체(10)의 4개의 측면부에 각각 복수 개 설치된다. 토양으로 유입된 강우는 필터(12)를 통해 본체(10) 내부의 토양으로 유입된다. At least one side of the main body 10 is provided with a filter 12 through which water can flow. The filter 12 is formed with a plurality of holes having a size allowing water to pass therethrough but not allowing the soil particles to pass therethrough. In this embodiment, the filter 12 is also made of a steel screen, and a plurality of filters 12 are provided on each of the four side portions of the main body 10. The rainfall introduced into the soil flows into the soil inside the main body 10 through the filter 12.

압력센서(20)는 토양의 팽창압력을 측정하기 위한 것으로서, 본체(10)에 설치된다. 본 실시예에서는 본체(10)의 4개의 측면부에 설치되는데, 압력센서(20)의 일측면은 본체(10) 내 토양과 접촉되어야 한다. 토양에 물이 유입되어 토양의 압력이 상승되면 압력센서(20)는 이를 측정한다. 본체(10)의 4측면에 모두 설치하는 것은 평면방향에서 X축과 Y축으로의 압력을 각각 측정하기 위함이다. 원론적으로, 점토광물이 팽창되면 전방위로 함께 팽창되므로 X축과 Y축에서 팽창압력이 모두 동일하게 증가해야 하지만, 실제 자연현상은 이론과는 다르게 나타난다. 이에 본 발명에서는 압력센서를 X축의 양측에 두 개, Y축의 양측에 두 개씩 설치하여 각 방향에서의 팽창압력을 측정한다. The pressure sensor 20 is for measuring the inflation pressure of the soil and is installed in the main body 10. In this embodiment, four sides of the main body 10 are provided, and one side of the pressure sensor 20 should be in contact with the soil in the main body 10. When water is introduced into the soil and the pressure of the soil rises, the pressure sensor 20 measures the pressure. All the four side surfaces of the main body 10 are provided for measuring the pressure in the X-axis and the Y-axis in the planar direction. In principle, when the clay mineral expands, the expansion pressure is increased equally in both the X and Y axes because it expands together in all directions. However, the natural phenomenon is different from the theory. Accordingly, in the present invention, two pressure sensors are provided on both sides of the X-axis and two pressure sensors are provided on both sides of the Y-axis to measure the expansion pressure in each direction.

한편, 간극수압계(30)는 본체(10)에 수용된 토양의 간극수압을 측정한다. 간극수압이란 토양이나 암석 내 공극을 채운 물에 작용하는 압력을 말하며, 공극압(pore pressure)이라고도 한다. 강우에 의해 토양으로 물이 유입되면 간극수압이 증대된다. 간극수압계(30)는 토양 내부에 삽입되어 토양 내 물의 수압을 측정한다. On the other hand, the pore pressure gauge 30 measures the pore water pressure of the soil contained in the main body 10. Pore water pressure refers to the pressure acting on water filled with soil or rock voids, also called pore pressure. When water enters the soil by rainfall, the pore water pressure increases. The pore pressure meter (30) is inserted into the soil to measure the water pressure of the water in the soil.

그리고 압력센서(20) 및 간극수압계(30)는 데이터로거(40)와 전기적으로 연결되어, 실시간으로 측정된 토양의 압력과 수압을 데이터로거(40)에 전송하며, 데이터로거(40)는 이 데이터들을 저장한다. 또한 데이터로거(40)는 컨트롤러(50)와 연결되어 데이터를 교환한다. 데이터로거(40)와 컨트롤러(50)는 지표면에 설치되며, 블루투스 등 유무선 통신망을 통해 산사태 모니터링 시스템과 교신할 수 있다. The pressure sensor 20 and the pore pressure meter 30 are electrically connected to the data logger 40 to transmit the pressure and the pressure of the soil measured in real time to the data logger 40. The data logger 40 And stores these data. The data logger 40 is also connected to the controller 50 to exchange data. The data logger 40 and the controller 50 are installed on the ground surface and can communicate with the landslide monitoring system via a wired / wireless communication network such as Bluetooth.

컨트롤러(50)에서는 압력센서(20) 및 간극수압계(30)로부터 얻어진 데이터를 이용하여 토양 내 점토광물의 팽창압을 연산한다. 점토광물의 팽창압 측정 프로세스에 대해서 자세하게 설명한다. The controller 50 calculates the expansion pressure of the clay mineral in the soil by using the data obtained from the pressure sensor 20 and the pore pressure meter 30. The process of measuring the expansion pressure of clay minerals is described in detail.

압력센서(20)는 토양과 접촉한 상태로 우수의 유입에 따라 토양이 전체적으로 팽창하는데 따른 압력의 총합을 측정한다. 그리고 간극수압계(30)는 토양 내 공극에 채워진 물의 압력을 측정한다. 즉, 압력센서(20)와 간극수압계(30)는 자체적으로 본체(10)의 토양 내 점토광물의 팽창압만을 측정할 수 없다. 본 발명에서 압력센서(20)와 간극수압계(30)를 함께 사용하는 것은 점토광물이 팽창압만을 측정하기 위한 것이다. The pressure sensor 20 measures the sum of the pressures resulting from the expansion of the soil as a whole with the influx of stormwater in contact with the soil. The pore pressure meter 30 measures the pressure of the water filled in the pores in the soil. That is, the pressure sensor 20 and the pore pressure gauge 30 can not measure only the expansion pressure of the clay mineral in the soil of the main body 10 itself. In the present invention, the pressure sensor 20 and the pore pressure gauge 30 are used together to measure only the expansion pressure of the clay mineral.

즉, 본체 내 토양의 전체 압력은 우수의 유입에 의해 점토광물이 팽창하면서 발새하는 팽창압과, 우수의 유입에 의해 증가하는 간극수압의 합으로 정의할 수 있다. 따라서 압력센서(20)로부터 얻어진 압력값으로부터 간극수압계(30)로부터 얻어진 간극수압을 제한 값이 점토광물의 팽창압으로 정의할 수 있는 것이다. 컨트롤러(50)에서는 상기한 과정을 거쳐 토양 내 점토광물의 팽창압을 연산하여, 모니터링 시스템(미도시)으로 전송하며, 모니터링 시스템에서는 본 발명에 따른 팽창압 측정장치가 설치된 영역에서의 점토광물의 팽창압 변화를 관찰하여 산사태에 대한 예측 및 경보를 수행할 수 있다. That is, the total pressure of the soil in the body can be defined as the sum of the inflation pressure that the clay mineral expands due to the inflow of stormwater and the pore water pressure that increases due to the inflow of stormwater. Therefore, the pore water pressure obtained from the pore pressure gauge 30 from the pressure value obtained from the pressure sensor 20 can be defined as the expansion pressure of the clay mineral. The controller 50 computes the expansion pressure of the clay mineral in the soil through the above process and transmits it to a monitoring system (not shown). In the monitoring system, the clay mineral in the region where the expansion- It is possible to predict landslide and alarm by observing changes in inflation pressure.

지금까지, 점토광물 팽창압 측정장치의 본체는 하면이 개구된 것으로 설명 및 도시하였으나, 반드시 이러한 형태에 한정되는 것은 아니며, 산사태 발생 지역의 토양을 수용할 수 있으며 물이 유입될 수 있는 구조이면 다른 형태의 본체도 사용할 수 있다. Although the main body of the apparatus for measuring the expansion pressure of clay mineral has been described and shown as having a bottom opening, it is not necessarily limited to this type, but it may be a structure capable of accommodating soil in a landslide- The body of the form can also be used.

또한, 지금까지 필터가 본체에 설치되는 것으로 설명하였으나, 본체 자체를 스틸 소재의 스크린으로 형성하여 물의 유출입이 보다 활발하게 이루어질 수 있도록 할 수도 있다. 다만, 스크린을 통해 토양의 유출입만 억제시키면 된다. Further, although the filter has been described as being installed in the main body, the body itself may be formed of a steel screen so that water can be flowed more actively. However, only the flow of the soil through the screen can be suppressed.

본 발명에 따른 팽창압 측정장치는 산사태 발생위험이 있는 영역에 복수 개 설치되고, 이들이 중앙 시스템과 연결되어 전체적으로 하나의 산사태 모니터링 시스템을 형성할 수 있다. The inflation pressure measuring apparatus according to the present invention may be installed in a plurality of areas where there is a risk of landslides, and they may be connected to the central system to form a single landslide monitoring system as a whole.

또한 본 발명은 주로 산사태 발생 위험지역, 즉 현장에 직접 설치하는 것을 주목적으로 하지만, 실내의 시험장치로도 활용될 수 있음을 첨언한다. Further, it is suggested that the present invention can mainly be used as a test apparatus for indoor use, although it is mainly intended to directly install the apparatus in a dangerous area where landslides occur.

또한 본 발명은 자연사면 이외에도 도로 건설 등을 통해 형성된 인공사면의 안정성을 모니터링하는데도 사용될 수 있을 것이다. In addition, the present invention can be used to monitor the stability of an artificial slope formed through road construction as well as a natural slope.

상기한 바와 같이, 본 발명에 따른 점토광물 팽창압 측정장치는 산사태 발생 위험지역에 설치되어 강수에 따른 토양 내 점토광물의 팽창압을 측정함으로써 사면의 전단강도 저하를 관측할 수 있으므로, 산사태의 위험을 미연에 예방하는데 중요한 역할을 수행할 것으로 기대된다. As described above, the apparatus for measuring the expansion pressure of clay mineral according to the present invention can observe a decrease in the shear strength of a slope by measuring the expansion pressure of clay minerals in the soil due to precipitation, It is expected to play an important role in preventing the

본 발명은 첨부된 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 보호 범위는 첨부된 청구 범위에 의해서만 정해져야 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of limitation and that those skilled in the art will recognize that various modifications and equivalent arrangements may be made therein. It will be possible. Accordingly, the true scope of protection of the present invention should be determined only by the appended claims.

100 ... 점토광물 팽창압 측정장치 10 ... 본체
11 ... 타격보호대 12 ... 필터
20 ... 압력센서 30 ... 간극수압계
40 ... 데이터로거 50 ... 컨트롤러
M ... 토체 c ... 케이블 100 ... clay mineral swelling pressure measuring device 10 ... body
11 ... blow protector 12 ... filter
20 ... pressure sensor 30 ... pore pressure meter
40 ... data logger 50 ... controller
M ... Toche c ... Cables

Claims (9)

점토광물이 포함되어 있는 토체(soil mass)에 삽입되어 내부에 토양이 수용되는 본체;
상기 본체 내부로 물이 유입되도록 상기 본체의 적어도 일측면에 설치되는 필터;
상기 본체 내부에 수용된 토양의 팽창압력을 측정하도록 상기 본체에 설치되는 적어도 하나의 압력센서; 및
상기 본체 내부에 삽입되어 토양 내 간극수압을 측정하는 간극수압계;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. A body inserted into a soil mass containing clay minerals and containing soil therein;
A filter installed on at least one side of the main body to allow water to flow into the main body;
At least one pressure sensor installed in the main body to measure an inflation pressure of the soil contained in the main body; And
And a pore water pressure meter inserted into the main body to measure pore water pressure in the soil. 제1항에 있어서,
상기 압력센서는 상기 본체의 측면에 설치되어 상기 본체 내부에 수용된 토양과 접촉되는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
Wherein the pressure sensor is disposed on a side surface of the main body and is in contact with the soil contained in the main body. 제2항에 있어서,
상기 본체는 육면체 형상으로 형성되며,
상기 압력센서는 상기 본체의 4개의 측면에 설치되는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. 3. The method of claim 2,
The body is formed in a hexahedral shape,
Wherein the pressure sensor is installed on four sides of the main body. 제1항에 있어서,
상기 압력센서와 간극수압센서에서 측정된 값을 전송받아 저장하는 데이터 로거를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
And a data logger for receiving and storing the measured values from the pressure sensor and the pore pressure sensor. 제1항에 있어서,
상기 압력센서와 간극수압센서에서 측정된 값을 이용하여, 상기 토체 내 점토광물의 팽창압을 측정하는 콘트롤러를 더 구비하며,
상기 콘트롤러는 상기 압력센서에서 측정된 압력값으로부터 상기 간극수압센서에서 측정된 수압을 제하여 상기 점토광물의 팽창압을 연산하는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
Further comprising a controller for measuring an expansion pressure of the clay mineral within the body by using the values measured by the pressure sensor and the pore pressure sensor,
Wherein the controller calculates the expansion pressure of the clay mineral by removing the water pressure measured by the pore pressure sensor from the pressure value measured by the pressure sensor. 제1항에 있어서,
상기 본체를 타격해서 상기 토체에 삽입할 때,
상기 본체의 손상을 방지하기 위하여 상기 본체의 상부에 돌출되게 결합되는 타격보호대를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
When the body is struck and inserted into the body,
Further comprising a striking protrusion protrudingly coupled to an upper portion of the main body to prevent damage to the main body of the clay mineral. 제1항에 있어서,
상기 필터에는 토양 입자는 통과하지 못하고, 물만 통과할 수 있는 크기로 이루어진 다수의 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
Wherein the filter is formed with a plurality of holes having a size such that the soil particles can not pass through and only the water can pass through the clay mineral swelling pressure measuring device. 제1항에 있어서,
상기 본체의 하면은 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 점토광물 팽창압 측정장치. The method according to claim 1,
Wherein the lower surface of the main body is open. 산사태 발생 위험지역의 경사면에 설치되어 토양 내 점토광물의 팽창압을 측정하는 복수의 점토광물 팽창압 측정장치; 및
상기 점토광물 팽창압 측정장치와 전기적으로 연결되어 산사태를 모니터링하기 위한 시스템;을 포함하며,
상기 점토광물 팽창압 측정장치는 청구항 1 내지 청구항 8 중 어느 한 항에 기재된 점토광물 팽창압 측정장치인 것을 특징으로 하는 산사태 모니터링 시스템. A plurality of clay minerals expansion measuring devices installed on the slopes of the landslide hazard zone to measure the expansion pressure of the clay minerals in the soil; And
And a system for monitoring a landslide, which is electrically connected to the clay mineral expansion pressure measuring device,
The clay mineral swelling pressure measuring apparatus is the clay mineral swelling pressure measuring apparatus according to any one of claims 1 to 8.
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