KR101743580B1 - Dynamic cone penetrometer for detecting intensity and resistivity of ground, and ground penetrating radar (gpr) prove system and method for correcting permittivity of ground using the same - Google Patents

Dynamic cone penetrometer for detecting intensity and resistivity of ground, and ground penetrating radar (gpr) prove system and method for correcting permittivity of ground using the same Download PDF

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홍원택
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Abstract

동적 콘 관입기를 통해 측정된 동적 관입량을 이용하여 심도에 따른 강도 특성을 획득하고, 전극과 온도센서를 이용하여 측정된 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있고, 또한, 전기비저항 획득이 가능한 동적 콘 관입기를 적용하여 대상 지반의 실제 강도특성 및 전기적 특성이 적용된 유전율을 산정하고, 그 값을 취해줌으로써 지표투과레이더 탐사장비가 보다 높은 정확도의 지반 단면 이미지를 획득할 수 있는, 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법이 제공된다.The dynamic characteristics according to the depth were obtained by using the dynamic penetration measured by the dynamic cone penetrator and the strength and electrical resistivity characteristics measured by the electrode and temperature sensor were inversely analyzed to determine the degree of relaxation and wetness In addition, by applying a dynamic cone penetrator capable of obtaining electrical resistivity, it is possible to estimate the permittivity using the actual strength and electrical characteristics of the target soil, and by taking the value, There is provided a system and method for surface penetrating radar that corrects the dielectric constant characteristics of the ground using dynamic cone piping for measuring the strength and electrical resistivity of the ground,

Description

지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법 {DYNAMIC CONE PENETROMETER FOR DETECTING INTENSITY AND RESISTIVITY OF GROUND, AND GROUND PENETRATING RADAR (GPR) PROVE SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING PERMITTIVITY OF GROUND USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a ground penetrating radar surveying system and a ground penetrating radar surveying system that corrects a dielectric constant characteristic of a ground using the dynamic cone piping for measuring the strength and electrical resistivity of the ground, SYSTEM AND METHOD FOR CORRECTING PERMITTIVITY OF GROUND USING THE SAME < RTI ID = 0.0 >

본 발명은 동적 콘 관입기에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 지표투과레이더(Ground Penetrating Radar: GPR)와 동적 콘 관입기(Dynamic Cone Penetrometer: DCP)를 통하여 획득된 강도 및 전기저항 특성을 이용하여 지표투과레이더의 유전율에 대한 보정을 통하여 왜곡된 지표투과레이더의 유전율 데이터를 보정할 수 있는, 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a dynamic cone penetrator, and more particularly, to a dynamic cone penetrator, which utilizes strength and electric resistance characteristics obtained through a ground penetrating radar (GPR) and a dynamic cone penetrometer (DCP) A dynamic cone piping for measuring the strength and electrical resistivity of the ground, which can correct the permittivity data of distorted surface transmission radar through the correction of the permittivity of the radar, and the surface transmission radar exploration system And methods.

최근 적은 비용과 짧은 시간으로 넓은 지역에 대한 탐사가 가능한 비파괴 탐사방법의 적용 및 연구가 활발히 이루어지고 있다.Recently, application and study of non - destructive exploration method which is able to exploit a large area in a short time and with low cost have been actively carried out.

대표적인 비파괴 탐사 방법으로 지표투과레이더(Ground Penetrating Radar: GPR) 탐사 방법이 주로 활용되고 있으며, 대상 지반에 대해 전자기파를 방사하고, 반사된 전자기파를 해석하는 과정을 통하여 지반에 대한 탐사를 진행하고 있으나, 지반의 습윤 상태, 매설물 및 이완정도 등 여러 가지 요인에 영향을 받을 수 있는 전자기파의 특성상 지반 상태에 대한 정확도를 높이기 위한 보정이 필요한 상황이다.Ground Penetrating Radar (GPR) survey method is mainly used as a representative non-destructive survey method, and the ground is being explored by radiating electromagnetic waves to the target ground and analyzing the reflected electromagnetic waves. However, In order to improve the accuracy of the ground condition, it is necessary to correct the characteristics of the electromagnetic waves which may be influenced by various factors such as the wet state of the ground, the degree of burial, and the degree of relaxation.

또한, 원위치 시험은 대상 지반에 대해 직접적인 관입을 통한 시험으로서 객관적이며 정확도가 높다는 특징을 가지고 있지만, 시험시간이 길기 때문에 많은 시험을 진행할 수 없는 특성이 있고, 이로 인해 지하 공동과 같이 넓은 위험범위에 대한 조사가 필요한 경우에는 적당하지 않다는 문제점이 있다.The in situ test is a direct penetration test for the target ground, which is characterized by its objective and high accuracy. However, because of the long test time, many tests can not be conducted. As a result, There is a problem in that it is not appropriate when a survey is required.

구체적으로, 종래의 기술에 따른 대상 지반의 건전도를 평가하기 위한 비파괴 탐사 방법으로 지표투과레이더(GPR)를 이용한 탐사방법이 이용되고 있다.Specifically, a survey method using an indicator transmission radar (GPR) is used as a non-destructive survey method for evaluating the soundness of a target ground according to the prior art.

도 1은 일반적인 지표투과레이더(GPR) 탐사 방법을 나타내는 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a general surface transmission radar (GPR) surveying method.

일반적인 GPR 탐사 시스템은, 도 1에 도시된 바와 같이, 송신부의 송신안테나로부터 전자파를 짧은 폭의 펄스 형태로 지하로 전파시킨 후에 전파경로 중에 물리적 성질이 다른 매질의 경계에서 반사해 오는 전자파를 수신부의 수신안테나로 수신 및 분석하여 지하의 정보를 얻을 수 있는 물리적인 탐사장치이다.1, a general GPR probe system is a system in which an electromagnetic wave is propagated from a transmitting antenna of a transmitter to a ground in a short pulse shape and then reflected by a boundary of a medium having a different physical property in a propagation path, It is a physical exploration device that can receive and analyze underground information by receiving antenna.

종래의 기술에 따른 GPR 탐사장치는 탐사에 이용되는 안테나가 워낙 고가일 뿐만 아니라 탐사 깊이별 안테나의 주파수가 다르게 적용되어 적용범위에 따라 안테나를 별도로 구매해야 하는 단점이 있을 뿐만 아니라 매질에 따라 전자파의 속도가 다르기 때문에 GPR 탐사장치에서 수집한 데이터 분석에 정밀도가 떨어지는 단점이 있다.The GPR probe according to the prior art is disadvantageous in that not only the antenna used for the probe is so expensive but also the frequency of the antenna is different according to the depth of the probe so that the antenna must be purchased separately according to the application range, Because of the difference in speed, there is a disadvantage that the accuracy of data analysis is low.

또한, 종래의 기술에 따른 GPR 탐사장치는 대상 지반의 전기적 특성에 따라 탐사 결과의 불확실성이 야기될 수 있으며, 특히, 강우 후에 전기비저항 감소로 인해서 전자기파의 심한 감쇠현상 때문에 반사파 신호가 매우 미약하여 충분한 수준의 자료획득이 어려운 경우가 발생한다.In addition, GPR probes according to the prior art can cause uncertainties in the results of the survey depending on the electrical characteristics of the target ground. In particular, since the electrical resistivity decreases after rainfall, the reflected wave signal is very weak It is difficult to acquire data at a certain level.

또한, 이러한 GPR 탐사 방법은 각각 해당 지반의 유전율 특성을 이용하여 지층을 분류하지만, 직접적인 강도 특성 평가에는 한계가 있으며, 대상 지반의 유전율 특성값에 대한 사전조사가 없을 경우, 부적절한 유전상수를 입력하게 되어 지층 경계부의 심도 산정에 큰 오류를 야기할 수 있다는 문제점이 있다. 또한, 다양한 주파수대역의 안테나를 동시에 작동하여 대상 지반에 대해 여러 번 탐사하는 효과를 내는 기기들도 이용되고 있지만, 이러한 장비들은 고가일 뿐만 아니라 전문적인 해석프로그램이 필요하므로 전문가의 해석과 판정이 요구되는 제한성이 있다.In addition, these GPR probing methods classify the strata using the permittivity characteristics of the respective grounds. However, there is a limitation in the evaluation of the direct strength characteristics. If there is no prior investigation of the permittivity characteristics of the target ground, So that a large error can be caused in the calculation of the depth of the boundary of the ground layer. In addition, there are devices that simultaneously operate the antennas of various frequency bands and effect the exploration of the target ground several times. However, since these equipments are expensive and require specialized analysis program, There are limitations.

한편, 동적 콘 관입시험(Dynamic Cone Penetration Test)은 소형화된 원위치 관입시험 방법으로서 대상 지반에 대해 직접적인 관입을 수행한다.On the other hand, the dynamic cone penetration test is a miniaturized in-situ penetration test method that performs direct intrusion into the target ground.

도 2는 종래의 기술에 따른 동적 콘 관입기를 나타내는 도면이다.2 is a view showing a dynamic cone penetrator according to the prior art.

도 2에 도시된 바와 같이, 종래의 기술에 따른 동적 콘 관입기(10)는, 핸들(11). 해머(12), 앤빌(13), 강관로드(14) 및 콘(15)을 포함한다.As shown in FIG. 2, the dynamic cone pipe 10 according to the prior art has a handle 11. A hammer 12, an anvil 13, a steel pipe rod 14, and a cone 15.

이러한 동적 콘 관입기(10)를 이용한 동적 콘 관입시험은 장비의 유지 및 보관이 용이하며, 시험절차가 간편하여, 예를 들면, 미연방도로국 등에서 대상 지반의 강도 획득을 위하여 널리 이용되는 방법이다. 하지만, 이러한 동적 콘 관입시험은 대상 지반의 강도 특성만을 획득할 수 있을 뿐이며 전기적 특성 등 대상 지반의 다른 특성을 획득하기 어렵다는 한계가 있다.The dynamic cone penetration test using the dynamic cone pipe 10 is easy to maintain and store the equipment, and the test procedure is simple and widely used for obtaining the strength of the target ground in, for example, the United States roadway. However, such a dynamic cone penetration test is only capable of acquiring the strength characteristics of the target ground, and it is difficult to acquire other characteristics of the target ground such as electrical characteristics.

이에 따라, 전술한 지표투과레이더(GPR)의 결과와 동적 콘 관입시험 결과를 연계하여 대상 지반에 대한 다양한 특성을 파악할 수 있고, 지표투과레이더(GPR)의 신뢰도를 검증할 수 있는 방안이 필요한 실정이다.Accordingly, it is necessary to provide a method of verifying various characteristics of the target ground by connecting the results of the above-mentioned surface transmission radar (GPR) with the dynamic cone penetration test results and verifying the reliability of the surface transmission radar (GPR) to be.

대한민국 등록특허번호 제10-1094369호(출원일: 2009년 9월 15일), 발명의 명칭: "지반 임피던스 측정용 콘 관입시험기"Korean Patent No. 10-1094369 filed on Sep. 15, 2009, entitled "Cone Penetration Tester for Ground Impedance Measurement" 미국 등록특허번호 제5,313,825호(공개일: 1992년 5월 8일), 발명의 명칭: "Dual mass dynamic cone penetrometer"U.S. Patent No. 5,313,825, issued May 8, 1992, entitled "Dual mass dynamic cone penetrometer" 대한민국 등록특허번호 제10-1551824호(출원일: 2014년 3월 18일), 발명의 명칭: "매설물 탐지 레이더 및 탐지 방법"Korean Patent No. 10-1551824 filed on Mar. 18, 2014, entitled "Submerged Detection Radar and Detection Method" 미국 공개특허번호 제2012-4848호(공개일: 2012년 1월 5일), 발명의 명칭: "Device And Methods For Use Of a Dynamic Cone Penetrometer For Evaluating Soil Compaction"US Patent Publication No. 2012-4848 (published on Jan. 5, 2012), entitled " Device And Methods Of Use Of A Dynamic Cone Penetrometer For Evaluating Soil Compaction " 대한민국 공개특허번호 제2014-128720호(공개일: 2014년 11월 6일), 발명의 명칭: "동적 콘 관입기를 이용한 계측 시스템 이를 이용한 전달 에너지 보정 방법"Korean Patent Publication No. 2014-128720 (Publication date: November 6, 2014), entitled " Measurement system using dynamic cone penetrator " 대한민국 공개특허번호 제2011-54573호(공개일: 2011년 5월 25일), 발명의 명칭: "콘 관입시험과 베인 전단 시험 겸용 지반시험장치"Korean Patent Laid-Open No. 2011-54573 (Publication date: May 25, 2011), title of invention: "Ground test device for both cone penetration test and vane shear test" 미국 등록특허번호 제4,691,204호(출원일: 1984년 12월 31일), 발명의 명칭: "Radar Apparatus"U.S. Patent No. 4,691,204 (filed December 31, 1984), entitled "Radar Apparatus" 대한민국 공개특허번호 제2011-0114882호(공개일: 2011년 10월 20일), 발명의 명칭: "전자파를 이용한 매설물 탐지 방법 및 장치"Korean Patent Laid-Open No. 2011-0114882 (published on October 20, 2011), entitled "

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 측정된 동적 관입량을 이용하여 심도에 따른 강도 특성을 획득하고, 전극센서와 온도센서를 이용하여 측정된 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있는, 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to acquire strength characteristics according to depth by using measured dynamic intrusions, to measure strength and electrical resistivity characteristics measured using an electrode sensor and a temperature sensor The present invention relates to a method and system for surveying and measuring radar data of a ground using a dynamic cone excavator for measuring the strength and electrical resistivity of a ground, will be.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 전기비저항 획득이 가능한 동적 콘 관입기를 적용하여 대상 지반의 실제 강도특성 및 전기적 특성이 적용된 유전율을 산정하고, 그 값을 취해줌으로써 지표투과레이더 탐사장비가 보다 높은 정확도의 지반 단면 이미지를 획득할 수 있는, 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기, 이를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템 및 방법을 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to apply a dynamic cone penetrator capable of obtaining electrical resistivity to calculate the permittivity to which the actual strength and electrical characteristics of the target ground are applied, The present invention is to provide a dynamic cone excavator for measuring the strength and electrical resistivity of the ground, which can acquire an accurate ground surface image, and a system and method for the surface transparency radar which corrects the permittivity characteristics of the ground using the excavator.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기는, 지표투과레이더(GPR) 탐사장비의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 대상 지반에 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에 설치되는 동적 콘 관입기에 있어서, 기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머; 상기 드롭해머의 이동을 안내하는 해머 가이드; 상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌; 상기 앤빌로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블을 수용하는 관입로드; 및 상기 관입로드의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서 및 온도센서가 설치되는 선단부 콘을 포함하되, 상기 선단부 콘은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁; 상기 원추형 콘 팁과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서 및 온도센서와 연결되는 연결 케이블을 수용하는 주면센서 설치부; 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀의 반대 측에 온도센서 홀이 형성되어, 상기 주면센서 설치부와 체결되는 콘 바디를 포함하며, 상기 전극센서 및 온도센서에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다.As a means for achieving the above technical object, according to the present invention, a dynamic cone penetrator for measuring the strength and electrical resistivity of a ground according to the result of exploration of a ground penetrating radar (GPR) surveying apparatus, A dynamic cone penetrator installed at a predetermined interval or at an abnormal signal acquisition position on a target ground to correct distortion, comprising: a drop hammer for dropping at a predetermined height to load impact energy; A hammer guide for guiding the movement of the drop hammer; An anvil for transmitting the impact energy transmitted from the drop hammer; A penetration rod extending longitudinally from the anvil and receiving a connecting cable; And a front end cone connected to an end of the penetration rod and provided with an electrode sensor and a temperature sensor for measuring the strength and the electrical resistivity of the target ground, respectively, wherein the front end cone is formed into a conical shape at the lower end, Penetrating cone tip; A main surface sensor mounting portion which is threadably engaged with the conical cone tip and accommodates a connection cable connected to the electrode sensor and the temperature sensor; And a cone body having a pair of electrode sensor holes formed on one side thereof and a temperature sensor hole formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes and engaged with the main surface sensor mounting portion, The strength and electrical resistivity of the target soil are inversely analyzed according to the electrical resistivity and the temperature, respectively, so that the degree of relaxation and wetness of the target ground can be determined.

여기서, 상기 전극센서 및 온도센서는 각각 상기 관입로드의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서는 지중의 온도를 측정할 수 있다.Here, the electrode sensor and the temperature sensor are respectively disposed at the lower end of the impregnated rod, and the electrode sensor measures the electrical resistivity of the ground, and the temperature sensor can measure the temperature of the ground.

여기서, 상기 전극센서 및 온도센서의 측정값을 통해 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하고, 이로부터 대상 지반의 유전율을 획득할 수 있다.Here, the strength and electrical resistivity characteristics of the ground can be inversely analyzed through the measured values of the electrode sensor and the temperature sensor, so that the degree of relaxation and wetness of the target ground can be determined, and the permittivity of the target ground can be obtained therefrom.

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여기서, 상기 콘 바디의 상단부에 한 쌍의 오목홈이 형성되어 상기 주면센서 설치부에 형성된 돌기와 결합할 수 있다.Here, a pair of recessed grooves may be formed at an upper end of the cone body to engage with protrusions formed in the main surface sensor mounting portion.

여기서, 상기 콘 바디는 각각의 센서 홀이 형성된 방향으로 상기 콘 바디의 양측이 단부로부터 소정 거리만큼 절개되어 있으며, 각각 전극 연결용 케이블 및 온도센서 연결용 케이블에 의해 각각의 전극센서 및 온도센서가 서로 연결될 수 있다.Here, the cone body is cut at a predetermined distance from both ends of the cone body in the direction in which the respective sensor holes are formed, and each of the electrode sensor and the temperature sensor is connected by an electrode connecting cable and a temperature sensor connecting cable, Can be connected to each other.

한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템은, 대상 지반의 표면에 위치하여 상기 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득하는 지표투과레이더(GPR) 탐사장비; 및 상기 GPR 탐사장비의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 상기 대상 지반에 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에 설치되고, 상기 대상 지반에 동적 관입되는 선단부 콘을 구비하며, 상기 선단부 콘에 설치되는 전극센서 및 온도센서가 상기 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하고, 상기 대상 지반의 유전율을 산출하는 동적 콘 관입기를 포함하며, 상기 동적 콘 관입기는, 기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머; 상기 드롭해머의 이동을 안내하는 해머 가이드; 상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌; 상기 앤빌로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블을 수용하는 관입로드; 및 상기 관입로드의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서 및 온도센서가 설치되는 선단부 콘을 포함하되, 상기 선단부 콘은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁; 상기 원추형 콘 팁과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서 및 온도센서와 연결되는 연결 케이블을 수용하는 주면센서 설치부; 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀의 반대 측에 온도센서 홀이 형성되어, 상기 주면센서 설치부와 체결되는 콘 바디를 포함하며, 상기 전극센서 및 온도센서에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하여 유전율을 산출하는 것을 특징으로 한다.As another means for achieving the above-mentioned technical object, the surface transmission radar survey system for correcting the dielectric constant characteristic of the ground using the dynamic cone penetrator according to the present invention is characterized in that the surface- Surface survey radar (GPR) surveying equipment to acquire cross-sectional images of the target ground; And a distal end cone that is installed at a predetermined interval or at an abnormal signal acquisition position on the target ground to compensate for errors and distortions that may occur when a false dielectric constant is substituted according to the result of the GPR probe, And a dynamic cone penetrator for measuring a strength and an electrical resistivity of the target ground and calculating a permittivity of the target ground, wherein the dynamic cone penetrator comprises: A drop hammer dropping at a set height to load impact energy; A hammer guide for guiding the movement of the drop hammer; An anvil for transmitting the impact energy transmitted from the drop hammer; A penetration rod extending longitudinally from the anvil and receiving a connecting cable; And a front end cone connected to an end of the penetration rod and provided with an electrode sensor and a temperature sensor for measuring the strength and the electrical resistivity of the target ground, respectively, wherein the front end cone is formed into a conical shape at the lower end, Penetrating cone tip; A main surface sensor mounting portion which is threadably engaged with the conical cone tip and accommodates a connection cable connected to the electrode sensor and the temperature sensor; And a cone body having a pair of electrode sensor holes formed on one side thereof and a temperature sensor hole formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes and engaged with the main surface sensor mounting portion, The dielectric constant is calculated by determining the degree of relaxation and the wet state of the target soil by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground according to the electrical resistivity and temperature measured at the respective locations.

여기서, 상기 전극센서 및 온도센서는 각각 상기 관입로드의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서는 지중의 온도를 측정할 수 있다.Here, the electrode sensor and the temperature sensor are respectively disposed at the lower end of the impregnated rod, and the electrode sensor measures the electrical resistivity of the ground, and the temperature sensor can measure the temperature of the ground.

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한편, 전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 다른 수단으로서, 본 발명에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법은, a) GPR 탐사장비를 통해 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득하는 단계; b) 상기 GPR 탐사장비의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에서 전기비저항 동적 콘 관입시험을 수행하는 단계; c) 동적 콘 관입기를 이용하여 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하고, 유전율을 산출하는 단계; 및 d) 상기 동적 콘 관입기를 통해 산출된 결과에 따라 상기 GPR 탐사장비의 탐사결과를 보정하는 단계를 포함하되, 상기 동적 콘 관입기는 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서 및 온도센서가 설치되는 선단부 콘(160)을 구비하며, 상기 전극센서 및 온도센서에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있는 것을 특징으로 한다.As a further means for accomplishing the above technical object, there is provided a surface transmission radar surveying method for correcting a dielectric constant characteristic of a ground using a dynamic cone penetrator according to the present invention, comprising the steps of: a) Obtaining a cross-sectional image of the target ground; b) performing an electrical resistivity dynamic cone penetration test at a predetermined interval or an abnormal signal acquisition position in order to correct errors and distortions that may occur in erroneous dielectric constant substitution according to the result of the GPR probe; c) measuring the strength and electrical resistivity of the target ground using a dynamic cone penetrator and calculating a dielectric constant; And d) correcting the probe result of the GPR probe according to the result calculated through the dynamic cone penetrator, wherein the dynamic cone penetrator comprises an electrode sensor for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground, And the strength and electrical resistivity characteristics of the target soil are inversely analyzed according to the electrical resistivity and the temperature measured by the electrode sensor and the temperature sensor, respectively, so that the degree of relaxation and wetness And the like.

여기서, 상기 a) 단계에서 상기 GPR 탐사장비는 유전율을 대입하지 않은 시계열로 전자기파를 획득하거나 또는 유전율을 가정하여 탐사를 수행하는 것을 특징으로 한다.Here, in the step a), the GPR probe may acquire an electromagnetic wave in a time series in which the dielectric constant is not substituted, or perform a search assuming a dielectric constant.

여기서, 상기 d) 단계는 상기 c) 단계에서 획득된 대상 지반의 전기적 특성을 상기 a) 단계의 시계열로 획득된 전자기파 신호에 대입하여 보정하거나 또는 상기 가정된 유전율을 보정할 수 있다.In the step d), the electrical characteristics of the target ground obtained in the step c) may be corrected by substituting the electromagnetic wave signals obtained in the time series of the step a), or the assumed permittivity may be corrected.

본 발명에 따르면, 전극센서 및 온도센서를 통하여, 지반의 강도뿐만 아니라, 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있다.According to the present invention, the degree of relaxation and wetness of the target ground can be determined by inverse analysis of not only the strength of the ground but also the electrical resistivity characteristic through the electrode sensor and the temperature sensor.

본 발명에 따르면, 전극을 통한 지반의 전기 저항값을 측정하여, 전기비저항 값을 결정하고, 온도센서를 통하여 전기비저항 값을 보정하여, 보다 정확하게 대상 지반의 유전율을 측정할 수 있다.According to the present invention, it is possible to measure the electric resistance value of the ground through the electrode, determine the electrical resistivity value, correct the electrical resistivity value through the temperature sensor, and more accurately measure the dielectric constant of the target ground.

본 발명에 따르면, 전극센서 및 온도센서를 동적 콘 관입기에 견고하게 장착하여, 콘 관입시 전극센서 및 온도센서의 파손을 방지하면서 대상 지반 내의 필요정수를 안정적이면서도 효과적으로 측정할 수 있다.According to the present invention, the electrode sensor and the temperature sensor are rigidly mounted on the dynamic cone penetrator, and the necessary constants in the target ground can be stably and effectively measured while preventing breakage of the electrode sensor and the temperature sensor when the cone penetrates.

본 발명에 따르면, 전기 저항값과 온도를 정확하게 측정할 수 있기 때문에 전기비저항 값을 효율적으로 보정할 수 있다.According to the present invention, since the electrical resistance value and the temperature can be accurately measured, the electrical resistivity value can be effectively corrected.

본 발명에 따르면, 동적 콘 관입기를 통해 얻어진 유전율을 통해 지표투과레이더 탐사 결과를 보정함으로써 지표투과레이더에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the reliability of the surface transmission radar can be improved by correcting the surface transmission radar survey result through the dielectric constant obtained through the dynamic cone penetrator.

본 발명에 따르면, 대상 지반에 대한 정확한 유전율의 적용이 가능하므로, 지층 경계부의 심도산정 시 높은 신뢰도를 가질 수 있다.According to the present invention, since the accurate permittivity can be applied to the target ground, high reliability can be obtained when calculating the depth of the boundary of the ground layer.

본 발명에 따르면, 지반의 심도에 따라 전기비저항 및 유전율 특성을 프로파일링(Profiling)함으로써 지반의 심도에 따른 높은 해상도의 보정이 가능하다.According to the present invention, high-resolution correction according to the depth of the ground is possible by profiling the electrical resistivity and permittivity characteristics according to the depth of the ground.

도 1은 일반적인 지표투과레이더(GPR) 탐사 방법을 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 기술에 따른 동적 콘 관입기를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기의 관입 동작 및 지반의 강도와 전기비저항 측정 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기를 통해 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하는 것을 예시하는 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기에서 전극센서 및 온도센서가 설치되는 선단부 콘을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6에 도시된 선단부 콘에서 주면센서 설치부를 구체적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 도 7에 도시된 주면센서 설치부와 체결되는 콘 바디를 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8에 도시된 콘 바디 내에 전극센서 및 온도센서가 설치되는 것을 구체적으로 나타내는 단면도이다.
도 10은 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기에서 측정된 강도특성 및 전기비저항 특성을 예시하는 도면이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템에서 측정된 탐사 결과를 예시하는 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법의 동작흐름도이다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing a general surface transmission radar (GPR) surveying method.
2 is a view showing a dynamic cone penetrator according to the prior art.
3 is a view showing a dynamic cone penetrator for measuring the strength and electrical resistivity of a ground according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining the penetration operation of the dynamic cone pipe for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention, the strength of the ground and the electrical resistivity measuring operation.
5 is a diagram illustrating the measurement of the strength and electrical resistivity of the ground through a dynamic cone penetrator for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to an embodiment of the present invention.
6 is a view showing a front end cone in which an electrode sensor and a temperature sensor are installed in a dynamic cone piping for measuring strength and electrical resistivity of a ground according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a diagram specifically showing a main surface sensor mounting portion in the distal cone shown in FIG. 6. FIG.
8 is a view showing a cone body to be fastened to the main surface sensor mounting portion shown in FIG.
FIG. 9 is a cross-sectional view specifically illustrating installation of an electrode sensor and a temperature sensor in the cone body shown in FIG. 8. FIG.
10 is a view schematically showing a surface transmission radar surveying system for correcting the dielectric constant characteristics of a ground using a dynamic cone penetrator according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram illustrating strength characteristics and electrical resistivity characteristics measured in a dynamic cone pipe for strength and electrical resistivity measurement according to an embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a diagram illustrating a result of a survey in a surface transmission radar survey system for correcting the dielectric constant characteristics of a ground using a dynamic cone penetrator according to an embodiment of the present invention.
13 is a flowchart illustrating an operation of a surface transmission radar surveying method for correcting a dielectric constant characteristic of a ground using a dynamic cone penetrator according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which will be readily apparent to those skilled in the art. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. In order to clearly illustrate the present invention, parts not related to the description are omitted, and similar parts are denoted by like reference characters throughout the specification.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.Throughout the specification, when an element is referred to as "comprising ", it means that it can include other elements as well, without excluding other elements unless specifically stated otherwise.

[지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)][Dynamic Cone Irrigation for Strength and Electrical Resistivity Measurement of Soil (100)]

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기를 나타내는 도면으로서, 도 3의 a)는 동적 콘 관입기(100)의 수직 단면도이고, 도 3의 b)는 선단부 콘에 설치되는 전극센서(170)를 구체적으로 나타내는 도면이고, 도 3의 c)는 선단부 콘에 설치되는 온도센서(180)를 구체적으로 나타내는 도면이다.3 shows a dynamic cone penetrator for measuring the strength and electrical resistivity of a ground according to an embodiment of the present invention. Fig. 3 (a) is a vertical sectional view of the dynamic cone pipe 100, and Fig. 3 (b) 3 (c) is a diagram specifically showing a temperature sensor 180 installed in the distal end cone. As shown in Fig.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는, 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성 측정이 가능한 장치로서, 드롭해머(Drop hammer)(110), 해머 가이드(Hammer Guide)(120), 쿠션(Cushion)(130), 앤빌(Anvil)(140), 관입로드(150), 선단부 콘(160), 전극센서(170) 및 온도센서(180)를 포함하여 구성된다.Referring to FIG. 3, the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of a ground according to an embodiment of the present invention is a device capable of measuring strength and electrical resistivity of a target ground, A cushion 130, an anvil 140, a penetration rod 150, a tip cone 160, an electrode sensor 170, and a temperature sensor 170. [ (180).

일반적으로, 전자 또는 이온 등의 이동범위가 두 전극센서(170)의 단면적으로 제한되며, 전기저항과 전기비저항은 선형 관계를 갖는다. 이에 따라 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는 두 전극센서(170)을 통해 측정한 전기저항값을 산출한 후에 전기비저항 값으로 환산이 가능하다.Generally, the range of movement of electrons or ions is limited to the cross-sectional area of the two electrode sensors 170, and the electrical resistivity and electrical resistivity have a linear relationship. Accordingly, the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention can convert an electrical resistance value measured through the two electrode sensors 170 into an electrical resistivity value .

또한, 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는 전기비저항 특성이 온도에 따라 변할 수 있는 점을 감안한 것으로, 전기비저항 측정과 동시에 온도센서(180)를 통해 온도의 분포를 파악하고, 측정된 전기비저항 특성값에 대한 보정을 통해 결과값의 신뢰도를 향상시킬 수 있다.In addition, the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention takes into consideration that the electrical resistivity characteristic may vary with temperature, And the reliability of the resultant value can be improved by correcting the measured electrical resistivity characteristic value.

드롭해머(110)는, 도 3의 a)에 도시된 바와 같이, 일정 높이에서 낙하되어 일정한 에너지를 관입기인 선단부 콘에 전달시킴으로써 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)를 대상 지반으로 동적 관입시키는 역할을 한다.As shown in FIG. 3A, the drop hammer 110 is dropped at a predetermined height to transmit a constant energy to the tip cone, which is a penetration point. Thus, the dynamic hammer 110 for strength and electrical resistivity measurement according to the embodiment of the present invention (100) to the target ground.

해머가이드(120)는 상기 드롭해머(110)의 이동을 안내하는 역할을 한다.The hammer guide 120 serves to guide the movement of the drop hammer 110.

앤빌(140) 및 쿠션(130)은 상기 드롭해머(110)로부터 재하된 충격에너지를 관입기로 전달시켜주는 역할을 한다. 즉, 상기 앤빌(140)은 상기 드롭해머(110)로부터 재하된 충격에너지를 전달하고, 상기 쿠션(130)은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)를 보호하기 위해서 충격에너지를 흡수하는 역할을 한다.The anvil 140 and the cushion 130 transfer impact energy from the drop hammer 110 to the intruder. That is, the anvil 140 transmits the impact energy loaded from the drop hammer 110, and the cushion 130 is connected to the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention ) To absorb the impact energy.

관입로드(150)는 상기 앤빌(140)로부터 종방향으로 연장되며, 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결된 연결 케이블(190)을 보호해주는 역할을 한다. 여기서, 상기 연결 케이블(190)은, 도 3의 b) 및 c)에 각각 도시된 바와 같이, 전극 연결용 케이블(190a) 및 온도센서 연결용 케이블(190b)을 포함한다.The penetration rod 150 extends longitudinally from the anvil 140 and serves to protect the connection cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180. Here, the connection cable 190 includes an electrode connection cable 190a and a temperature sensor connection cable 190b, as shown in b) and c) of FIG. 3, respectively.

선단부 콘(160)은 상기 관입로드(150)의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치된다.The tip cone 160 is connected to the end of the penetration rod 150 and is provided with an electrode sensor 170 and a temperature sensor 180 for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground.

전극센서(170) 및 온도센서(180)는, 도 3의 b) 및 도 3의 c)에 각각 도시된 바와 같이, 지중의 전기비저항 및 온도를 각각 측정하며, 상기 전극 연결용 케이블(190a) 및 온도센서 연결용 케이블(190b)을 통해 각각 LCR 미터 및 온도계와 연결된다.The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 respectively measure electrical resistivity and temperature of the ground as shown in FIG. 3 b) and FIG. 3 c, respectively, And the temperature sensor connecting cable 190b, respectively, to the LCR meter and the thermometer.

본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하고, 이에 따라 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있다.The dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention is characterized in that the strength of the ground and the strength of the soil are measured according to the electrical resistivity and temperature measured by the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180, And the resistivity characteristics can be inversely analyzed to determine the degree of relaxation and wetting of the soil.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기의 관입 동작 및 지반의 강도와 전기비저항 측정 동작을 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기를 통해 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하는 것을 예시하는 도면이다.4 is a view for explaining the penetration of the dynamic cone pipe for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention, the strength of the ground and the electrical resistivity measuring operation, FIG. 5 is a view In which the strength and electrical resistivity of the ground are measured through the dynamic cone penetrator for measuring the strength and electrical resistivity of the soil according to the embodiment of the present invention.

본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 소정의 지지대에 지지된 상태에서 관입 및 측정이 이루어지며, 구체적으로, 도 4의 a)에 도시된 바와 같이, 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)의 관입을 준비하고, 다음으로, 도 4의 b)에 도시된 바와 같이, 드롭해머(110)를 승하강시킴으로써 동적 관입을 수행하고, 다음으로, 이때, 드롭해머(110)의 타격 횟수 및 관입량을 측정한다. 다음으로, 도 4의 c)에 도시된 바와 같이, 대상 지반의 일정 심도에서 전기비저항 및 온도를 측정하고, 다음으로 도 4의 d)에 도시된 바와 같이, 다시 상기 드롭해머(110)를 승하강시키고 전기비저항 및 온도를 측정함으로써 전술한 도 4의 b) 및 c) 단계를 반복하여 수행한다.As shown in FIG. 4, the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention is intruded and measured while being supported by a predetermined support, As shown in Fig. 4 (a), the dynamic hull girder 100 for measuring the strength and electric resistivity of the ground is prepared for penetration, and then, as shown in Fig. 4 (b) ), And then, the number of strokes and the amount of penetration of the drop hammer 110 are measured. Next, as shown in FIG. 4C, the electrical resistivity and the temperature are measured at a predetermined depth of the target ground, and then the drop hammer 110 is again waved as shown in FIG. 4D) And then repeating steps b) and c) of FIG. 4 by measuring the electrical resistivity and temperature.

본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는 상기 드롭해머(110)로부터 일정한 에너지 전달로 인한 관입기 전체의 동적 관입을 일으키며, 이때, 대상 지반에 대해 동적 관입한 양은 DCPI(mm/blow)값으로 계산되어 지반의 강도 특성을 파악 할 수 있다.The dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention causes dynamic penetration of the entire pipe wall due to a constant energy transfer from the drop hammers 110. At this time, The amount of dynamic penetration is calculated as DCPI (mm / blow) value, so that the strength characteristics of the ground can be grasped.

본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 선단부 콘(160)에 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되어 지중의 전기비저항 및 온도를 각각 측정하면, 상기 전극 연결용 케이블(190a)을 통해 상기 전극센서(170)에 연결된 LCR 미터(310)에 의해 전기비저항을 확인할 수 있고, 또한, 상기 온도센서 연결용 케이블(190b)을 통해 상기 온도센서(180)에 연결된 온도계(Thermometer: 320)에 의해 온도를 확인할 수 있다. 이때, 상기 전극 연결용 케이블(190a) 및 상기 온도센서 연결용 케이블(190b)은 상기 앤빌(140)의 하부에 형성된 케이블 통과구(151)를 통해 외부로 노출되어 각각 상기 LCR 미터(310) 및 상기 온도계(320)에 연결된다.The dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention is characterized in that the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are provided on the distal end cone 160 The electrical resistivity can be confirmed by the LCR meter 310 connected to the electrode sensor 170 through the electrode connection cable 190a, The temperature can be confirmed by a thermometer 320 connected to the temperature sensor 180 through the connection cable 190b. The electrode connection cable 190a and the temperature sensor connection cable 190b are exposed to the outside through a cable passage hole 151 formed in the lower portion of the anvil 140 and are connected to the LCR meter 310 and / And is connected to the thermometer 320.

이후, 상기 LCR 미터(310) 및 상기 온도계(320)에서 확인된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석할 수 있고, 이에 따라 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있게 된다.Thereafter, the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground can be inversely analyzed according to the electrical resistivity and the temperature detected by the LCR meter 310 and the thermometer 320, thereby determining the degree of relaxation and wetness of the target ground .

즉, 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)는, 지반조사가 요구되는 대상 지반에 대해 드롭해머(110)의 일정한 위치 에너지로 충격재하를 가함으로써 관입량을 이용하여 지반의 심도에 따른 강도 특성을 획득하며, 상기 동적 콘 관입기(100)의 관입 이후에 선단부 콘(160)에 설치된 전극센서(170)와 온도센서(180)를 이용하여 전기비저항을 산정하여, 대상 지반의 강도특성과 전기비저항 특성을 산출하고, 이와 같이 측정된 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있다.That is, the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention has a structure in which the impact load is applied to the target ground requiring the ground survey with a constant potential energy of the drop hammer 110 After the penetration of the dynamic cone pipe 100, the electric sensor 170 and the temperature sensor 180 installed on the distal cone 160 are used to measure the electric characteristics The strength and electrical resistivity characteristics of the target ground are calculated by estimating the resistivity, and the degree of relaxation and wetness of the target ground can be determined by inversely analyzing the measured strength and electrical resistivity characteristics.

한편, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기에서 전극센서 및 온도센서가 설치되는 선단부 콘을 나타내는 도면이고, 도 7은 도 6에 도시된 선단부 콘에서 주면센서 설치부를 구체적으로 나타내는 도면이며, 도 8은 도 7에 도시된 주면센서 설치부와 체결되는 콘 바디를 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8에 도시된 콘 바디 내에 전극센서 및 온도센서가 설치되는 것을 구체적으로 나타내는 단면도이다.6 is a view showing a front end cone in which an electrode sensor and a temperature sensor are installed in a dynamic cone pipe for measuring the strength and electrical resistivity of a ground according to an embodiment of the present invention, FIG. 8 is a view showing a cone body to be fastened to the main surface sensor mounting portion shown in FIG. 7, and FIG. 9 is a sectional view showing the electrode sensor and the temperature sensor in the cone body shown in FIG. And Fig.

도 6 내지 9를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기(100)에서, 선단부 콘(160)은 금속재질로 제작되고, 도 6에 도시된 바와 같이, 콘 팁(Cone Tip)(161), 콘 바디(Cone Body)(162) 및 주면센서 설치부(163)를 포함한다.6 to 9, in the dynamic cone pipe 100 for measuring the strength and electrical resistivity of the ground according to the embodiment of the present invention, the front end cone 160 is made of a metal material, And includes a cone tip 161, a cone body 162, and a main surface sensor mounting portion 163.

콘 팁(161)은, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 선단부 콘(160)의 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입된다.6, the cone tip 161 is conically formed at the lower end of the distal end cone 160 and penetrates into the target ground.

주면센서 설치부(163)는, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 원추형 콘 팁(161)과 나사식으로 결합하며, 상기 주면센서 설치부(163)에 형성된 돌기가 형성되어 상기 콘 바디(162)와 체결될 수 있고, 또한, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결되는 연결 케이블(190)을 수용한다,7, the main surface sensor mounting portion 163 is coupled with the conical type cone tip 161 in a threaded manner, and protrusions formed on the main surface sensor mounting portion 163 are formed, and the cone body 162 And also receives a connection cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180,

콘 바디(162)는 상기 주면센서 설치부(163)와 체결되며, 즉, 상기 콘 바디(162)의 상단부에 한 쌍의 오목홈이 형성되어 상기 주면센서 설치부(163)에 형성된 돌기와 결합한다. 이때, 상기 콘 바디(162)는, 도 8의 a)에 도시된 바와 같이, 상기 콘 바디(162)의 일측에 형성되는 한 쌍의 전극센서 홀(170h), 및 도 8의 b)에 도시된 바와 같이, 한 쌍의 전극센서 홀(170h)의 반대 측에 형성되는 온도센서 홀(180h)이 형성된다. 이때, 상기 콘 바디(162)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 각 센서 홀(170h, 180h)이 형성된 방향으로 상기 콘 바디(162)의 양측이 단부로부터 소정 거리만큼 절개되어 있으며, 각각 전극 연결용 케이블(190a) 및 온도센서 연결용 케이블(190b)에 의해 각각의 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 서로 연결된다.The cone body 162 is engaged with the main surface sensor mounting portion 163, that is, a pair of concave grooves is formed at the upper end of the cone body 162 to engage with the protrusion formed on the main surface sensor mounting portion 163 . The cone body 162 includes a pair of electrode sensor holes 170h formed on one side of the cone body 162 as shown in FIG. A temperature sensor hole 180h formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes 170h is formed. 9, both sides of the cone body 162 are cut at a predetermined distance from the end in the direction in which the sensor holes 170h and 180h are formed, The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are connected to each other by the connecting cable 190a and the temperature sensor connecting cable 190b.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 전극센서(170) 및 온도센서(180)를 통하여, 지반의 강도뿐만 아니라, 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있다.As a result, according to the embodiment of the present invention, the degree of relaxation and the state of wetness of the target ground can be judged through inverse analysis of not only the strength of the ground but also the electrical resistivity characteristic through the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 .

본 발명의 실시예에 따르면, 전극센서(170)를 통한 지반의 전기 저항값을 측정하여, 전기비저항 값을 결정하고, 온도센서(180)를 통하여 전기비저항 값을 보정하여, 보다 정확하게 대상 지반의 유전율을 측정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, the electrical resistance value of the ground through the electrode sensor 170 is measured to determine the electrical resistivity value, and the electrical resistivity value is corrected through the temperature sensor 180, The dielectric constant can be measured.

본 발명의 실시예에 따르면, 전극센서(170) 및 온도센서(180)를 동적 콘 관입기(100)에 견고하게 장착하여, 콘 관입시 전극센서(170) 및 온도센서(180)의 파손을 방지하면서 대상 지반 내의 필요정수를 안정적이면서도 효과적으로 측정할 수 있다.The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are firmly mounted on the dynamic cone pipe 100 so that damage to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 can be prevented It is possible to stably and effectively measure the necessary constants in the target ground.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기 저항값과 온도를 정확하게 측정할 수 있기 때문에 전기비저항 값을 효율적으로 보정할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, since the electrical resistance value and the temperature can be accurately measured, the electrical resistivity value can be efficiently corrected.

[동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템][Surface Transmission Radar Exploration System Correcting Permittivity Characteristics of Soil Using Dynamic Cone Penetration]

도 10은 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이고, 도 11은 본 발명의 실시예에 따른 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기에서 측정된 강도특성 및 전기비저항 특성을 예시하는 도면이고, 도 12는 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템에서 측정된 탐사 결과를 예시하는 도면이다.FIG. 10 is a schematic view of a surface transmission radar survey system for correcting the dielectric constant characteristics of a ground using a dynamic cone penetrator according to an embodiment of the present invention. FIG. 12 is a graph illustrating strength characteristics and electrical resistivity characteristics measured in a dynamic cone pipe fitting for resistivity measurement, FIG. 12 is a graph illustrating the characteristics of the resistivity measuring device in the dynamic penetration radar survey system for correcting the dielectric constant characteristics of the ground using the dynamic cone penetrator, FIG. 4 is a diagram illustrating the result of the measurement performed in FIG.

도 10을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템은, 동적 콘 관입기(100) 및 GPR 탐사장비(200)를 포함하며, 여기서, GPR 탐사장비(200)는 대상 지반의 단면이미지를 획득하기 위한 것으로, 당업자에게 자명하므로 구체적인 설명은 생략한다.10, the surface transmission radar survey system for correcting the dielectric constant characteristic of the ground using the dynamic cone penetrator according to the embodiment of the present invention includes a dynamic cone piercing apparatus 100 and a GPR surveying apparatus 200 Here, the GPR exploration apparatus 200 is for acquiring a cross-sectional image of the target ground, and will be obvious to those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

지표투과레이더(GPR) 탐사장비(200)는 대상 지반의 표면에 위치하여 상기 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득한다. 여기서, 상기 GPR 탐사장비(200)는 유전율을 대입하지 않은 시계열로 전자기파를 획득하거나 또는 유전율을 가정하여 탐사를 수행하고, 후술하는 동적 콘 관입기(100)에 의해 획득된 대상 지반의 전기적 특성을 상기 GPR 탐사장비(200)의 시계열로 획득된 전자기파 신호에 대입하여 보정하거나 또는 상기 가정된 유전율을 보정할 수 있다.The ground penetrating radar (GPR) surveying apparatus 200 is located on the surface of the target ground and acquires a cross-sectional image of the target ground by exploring the target ground. Here, the GPR probe 200 acquires an electromagnetic wave in a time series with no dielectric constant assigned thereto or performs a survey on the assumption of a permittivity, and determines the electrical characteristics of the target ground obtained by the dynamic cone pipe 100, It can be corrected by substituting the electromagnetic wave signal acquired in the time series of the GPR probe 200 or to correct the assumed permittivity.

구체적으로, 상기 지표투과레이더(GPR) 탐사장비(200)는 지표투과레이더를 이용하여 지중에서 반사된 전자기파를 획득한다. 이때, 반사된 전자기파의 도달시간에 유전율을 취하여 심도로 변환함으로써 지반 매설물 및 지층 심도를 산정할 수 있다. 다시 말하면, 종래의 기술에서는 대상지반의 종류에 따른 유전율 추천값을 이용하였으나, 해당 지반의 함수상태 및 밀도 등 전기적 성질에 따라 그 값은 크게 변할 수 있으므로, 본 발명의 실시예에서는 전기비저항 획득이 가능한 동적 콘 관입기(100)를 적용하여 대상 지반의 실제 강도특성 및 전기적 특성이 적용된 유전율을 산정하고, 그 값을 취해줌으로써 보다 높은 정확도의 지반 단면 이미지를 획득할 수 있다.Specifically, the surface permeation radar (GPR) exploration apparatus 200 acquires electromagnetic waves reflected in the ground using the surface transmission radar. At this time, it is possible to calculate the depth of the ground and the depth of the ground by converting the dielectric constant into the depth by taking the dielectric constant at the arrival time of the reflected electromagnetic wave. In other words, in the prior art, although the dielectric constant recommendation value is used according to the type of the target ground, the value may vary greatly depending on the electrical properties such as the water condition and the density of the ground. By applying a possible dynamic cone piping (100), it is possible to obtain a higher accuracy ground section image by calculating the permittivity applied to the actual strength and electrical characteristics of the target ground and taking the value.

동적 콘 관입기(100)는 상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 상기 대상 지반에 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에 설치되고, 상기 대상 지반에 동적 관입되는 선단부 콘(160)을 구비하며, 상기 선단부 콘(160)에 설치되는 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 상기 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하고, 상기 대상 지반의 유전율을 산출한다.The dynamic cone pumping device 100 is installed at a predetermined interval or at an abnormal signal acquisition position on the target ground to correct errors and distortions that may occur when a wrong dielectric constant is substituted according to the result of the probe of the GPR exploration equipment 200, And an electrode sensor 170 and a temperature sensor 180 provided on the distal end cone 160 measure strength and electrical resistivity of the target ground, The dielectric constant of the target ground is calculated.

구체적으로, 전술한 바와 같이, 상기 동적 콘 관입기(100)는, 기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머(110); 상기 드롭해머(110)의 이동을 안내하는 해머 가이드(120); 상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌(140); 상기 앤빌(140)로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블(190)을 수용하는 관입로드(150); 및 상기 관입로드(150)의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)을 포함하되, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하여 유전율을 산출할 수 있다.Specifically, as described above, the dynamic cone pipe 100 includes a drop hammer 110 dropping at a predetermined height to load impact energy; A hammer guide (120) for guiding movement of the drop hammer (110); An anvil 140 for transferring impact energy delivered from the drop hammer; A penetration rod 150 extending longitudinally from the anvil 140 and receiving the connection cable 190; And a distal end cone (160) connected to an end of the penetration rod (150) and provided with an electrode sensor (170) and a temperature sensor (180) for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground, The dielectric constant can be calculated by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target soil according to the electrical resistivity and temperature measured by the sensor 170 and the temperature sensor 180, respectively, by determining the degree of relaxation and wetting of the target soil.

다시 말하면, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)는 각각 상기 관입로드(150)의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서(170)는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서(180)는 지중의 온도를 측정할 수 있고, 또한, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)의 측정값을 통해 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단 및 판단할 수 있고, 이에 따라 대상 지반의 유전율을 획득할 수 있다.In other words, the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are respectively disposed at the lower end of the penetration rod 150. The electrode sensor 170 measures the electrical resistivity of the ground, And the strength and electrical resistivity characteristics of the ground are inversely analyzed through the measured values of the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 to determine the degree of relaxation and wetness of the target ground And thus, the permittivity of the target ground can be obtained.

이때, 전술한 바와 같이, 상기 선단부 콘(160)은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁(161); 상기 원추형 콘 팁(161)과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결되는 연결 케이블(190)을 수용하는 주면센서 설치부(163); 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀(170h)이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀(170h)의 반대 측에 온도센서 홀(180h)이 형성되어, 상기 주면센서 설치부(163)와 체결되는 콘 바디(162)를 포함할 수 있다.At this time, as described above, the distal end cone 160 includes a cone tip 161 formed in a conical shape at the lower end and penetrated into the target ground; A main surface sensor mounting portion 163 screwed to the cone type cone tip 161 and receiving a connecting cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180; And a pair of electrode sensor holes 170h are formed on one side and a temperature sensor hole 180h is formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes 170h to be fastened to the main surface sensor mounting portion 163 (Not shown).

전술한 바와 같이, 전기비저항 특성은 온도에 따라 변할 수 있기 때문에 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템은, 도 11에 도시된 바와 같이, 전극센서(170)를 통해 전기비저항을 측정하고, 동시에 온도센서(180)를 통해 온도의 분포를 파악하며, 도 12에 도시된 바와 같이, 상기 측정된 전기비저항 특성값에 대한 보정을 통해 결과값의 신뢰도를 향상시킬 수 있으며, 이로부터 정확한 유전율을 결정할 수 있다.As described above, since the electrical resistivity characteristics can vary with temperature, the surface transmission radar survey system for correcting the dielectric constant characteristics of the ground using the dynamic cone penetrator according to the embodiment of the present invention, , The electrical resistivity is measured through the electrode sensor 170 and the distribution of the temperature is measured through the temperature sensor 180. The result of the correction is used to correct the measured electrical resistivity characteristic value as shown in FIG. The reliability of the value can be improved, and the correct permittivity can be determined therefrom.

본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템은, 동적 콘 관입기(100)에서 결정된 유전율을 상기 지표투과레이더 탐사장비(200)에서 측정한 탐사결과에 적용하여 상기 지표투과레이더 탐사장비(200)에 대한 탐사결과를 보정함으로써 상기 지표투과레이더 탐사장비(200)에서 측정한 결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.The surface permeation radar surveying system for correcting the dielectric constant characteristics of the ground using the dynamic cone penetrator according to the embodiment of the present invention is characterized in that the permittivity determined in the dynamic cone pipe irradiating device 100 is measured by the surface- It is possible to improve the reliability of the measurement result of the surface transmission radar surveying apparatus 200 by correcting the result of the survey on the surface transmission radar surveying apparatus 200 by applying it to the surveying result.

본 발명의 실시예에 따르면, 전기비저항 획득이 가능한 동적 콘 관입기를 적용하여 대상 지반의 실제 강도특성 및 전기적 특성이 적용된 유전율을 산정하고, 그 값을 취해줌으로써 지표투과레이더 탐사장비가 보다 높은 정확도의 지반 단면 이미지를 획득할 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by applying the dynamic cone penetrator capable of obtaining electrical resistivity, the permittivity applying the actual strength characteristic and electrical characteristic of the target ground is calculated, and the value is taken, A ground section image can be obtained.

본 발명의 실시예에 따르면, 동적 콘 관입기를 통해 얻어진 유전율을 통해 지표투과레이더 탐사 결과를 보정함으로써 지표투과레이더에 대한 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 대상 지반에 대한 정확한 유전율의 적용이 가능하므로, 지층 경계부의 심도산정 시 높은 신뢰도를 가질 수 있고, 또한, 지반의 심도에 따라 전기비저항 및 유전율 특성을 프로파일링(Profiling)함으로써 지반의 심도에 따른 높은 해상도의 보정이 가능하다.According to the embodiment of the present invention, the reliability of the surface transmission radar can be improved by correcting the surface transmission radar survey result through the dielectric constant obtained through the dynamic cone penetrator. In addition, since it is possible to apply the correct permittivity to the target ground, it is possible to have high reliability in calculating the depth of the boundary of the ground layer. Further, by profiling the electrical resistivity and permittivity characteristics according to the depth of the ground, It is possible to perform a high resolution correction.

[동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법][Surface Transmission Radar Surveying Method to Correct the Permittivity Characteristics of Soil Using Dynamic Cone Penetration]

도 13은 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법의 동작흐름도이다.13 is a flowchart illustrating an operation of a surface transmission radar surveying method for correcting a dielectric constant characteristic of a ground using a dynamic cone penetrator according to an embodiment of the present invention.

도 13을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법은, 먼저, GPR 탐사장비(200)를 통해 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득한다(S110). 여기서, 상기 GPR 탐사장비(200)는 유전율을 대입하지 않은 시계열로 전자기파를 획득하거나 또는 유전율을 가정하여 탐사를 수행한다.Referring to FIG. 13, the surface transmission radar surveying method for correcting the dielectric constant characteristic of the ground using the dynamic cone penetrator according to the embodiment of the present invention firstly exploits the target ground through the GPR exploration equipment 200, (S110). ≪ / RTI > Here, the GPR probe 200 acquires an electromagnetic wave in a time series in which the dielectric constant is not substituted, or performs a search assuming a dielectric constant.

다음으로, 상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에서 전기비저항 동적 콘 관입시험을 수행한다(S120).Next, an electrical resistivity dynamic cone penetration test is performed at a predetermined interval or at an abnormal signal acquisition position in order to correct errors and distortions that may occur when a wrong dielectric constant is substituted according to the result of the probe of the GPR probe 200 (S120) .

다음으로, 동적 콘 관입기(100)를 이용하여 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하고, 유전율을 산출한다(S130). 이때, 상기 동적 콘 관입기(100)는 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)을 구비하며, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있다.Next, the dynamic cone pipe 100 is used to measure the strength and electrical resistivity of the target ground, and the dielectric constant is calculated (S130). The dynamic cone pipe 100 includes an electrode sensor 170 for measuring a strength and an electrical resistivity of a target ground and a distal end cone 160 having a temperature sensor 180. The electrode sensor 170 170 and the temperature sensor 180, it is possible to determine the degree of relaxation and the wet state of the target ground by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground according to the electrical resistivity and the temperature, respectively.

구체적으로, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)는 상기 관입로드(150)의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서(170)는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서(180)는 지중의 온도를 측정하며, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)의 측정값을 통해 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하고, 이로부터 대상 지반의 유전율을 획득하게 된다. Specifically, the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are disposed at the lower end of the penetration rod 150. The electrode sensor 170 measures an electrical resistivity of the ground, and the temperature sensor 180 measures The temperature of the ground is measured and the strength and electrical resistivity characteristics of the ground are inversely analyzed through the measured values of the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 to determine the degree of relaxation and wetness of the target ground, The dielectric constant of the ground is obtained.

다음으로, 상기 동적 콘 관입기(100)를 통해 산출된 결과에 따라 상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과를 보정한다(S140). 여기서, 상기 GPR 탐사장비(200)는 상기 동적 콘 관입기(100)에서 획득된 대상 지반의 전기적 특성을 상기 시계열로 획득된 전자기파 신호에 대입하여 보정하거나 또는 상기 가정된 유전율을 보정할 수 있다.Next, the result of the search of the GPR exploration equipment 200 is corrected according to the result calculated through the dynamic cone pavour machine 100 (S140). Here, the GPR probe 200 can correct the assumed electric permittivity by substituting the electrical characteristics of the target ground obtained in the dynamic cone pipe 100 into the electromagnetic wave signals obtained in the time series.

결국, 본 발명의 실시예에 따르면, 동적 콘 관입기를 통해 얻어진 지반의 강도특성과 전기비저항 특성을 통해 지반의 유전율을 획득하고, 획득된 유전율을 지표투과레이더 탐사결과에 적용하여 지표투과레이더의 탐사결과에 대한 신뢰도를 향상시킬 수 있다.As a result, according to the embodiment of the present invention, the dielectric constant of the ground is obtained through the strength characteristics and the electrical resistivity characteristics of the ground obtained through the dynamic cone penetrator, and the obtained permittivity is applied to the surface transmission radar survey result, The reliability of the result can be improved.

본 발명의 실시예에 따르면, 동적 콘 관입기와 지표투과레이더 탐사장비를 연계함으로써, 유전율 결정의 효율성을 향상시키면서도 지표투과레이더 탐사장비의 신뢰도를 증대시킬 수 있다.According to the embodiment of the present invention, by connecting the dynamic cone penetrator with the surface transmission radar surveying apparatus, the reliability of the surface transmission radar surveying apparatus can be increased while improving the efficiency of the permittivity determination.

전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.It will be understood by those skilled in the art that the foregoing description of the present invention is for illustrative purposes only and that those of ordinary skill in the art can readily understand that various changes and modifications may be made without departing from the spirit or essential characteristics of the present invention. will be. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive. For example, each component described as a single entity may be distributed and implemented, and components described as being distributed may also be implemented in a combined form.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is defined by the appended claims rather than the detailed description and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents are to be construed as being included within the scope of the present invention do.

100: (전기비저항) 동적 콘 관입기
200: 지표투과레이더(GPR) 탐사장비
310: LCR 미터
320: 온도계(Thermometer)
110: 드롭해머(Drop Hammer)
120: 해머 가이드
130: 쿠션(Cushion)
140: 앤빌(Anvil)
150: 관입로드(Penetration Rod)
160: 선단부 콘(Cone)
161: 콘 팁(Cone Tip)
162: 콘 바디(Cone Body)
163: 주면센서 설치부
170: 전극센서
180: 온도센서
190: 연결 케이블
190a: 전극 연결용 케이블
190b: 온도센서 연결용 케이블
100: (electrical resistivity) Dynamic Conduction
200: Surface penetrating radar (GPR) exploration equipment
310: LCR meter
320: Thermometer
110: Drop Hammer
120: Hammer Guide
130: Cushion
140: Anvil
150: Penetration rod
160: The tip cone (Cone)
161: Cone Tip
162: Cone Body
163: Main surface sensor mounting portion
170: Electrode sensor
180: Temperature sensor
190: Connecting cable
190a: Cable for electrode connection
190b: Cable for connecting temperature sensor

Claims (17)

지표투과레이더(Ground Penetrating Radar: GPR) 탐사장비(200)의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 대상 지반에 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에 설치되는 동적 콘 관입기(Dynamic Cone Penetrometer)에 있어서,
기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머(110);
상기 드롭해머(110)의 이동을 안내하는 해머 가이드(120);
상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌(140);
상기 앤빌(140)로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블(190)을 수용하는 관입로드(150); 및
상기 관입로드(150)의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)
을 포함하되,
상기 선단부 콘(160)은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁(161); 상기 원추형 콘 팁(161)과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결되는 연결 케이블(190)을 수용하는 주면센서 설치부(163); 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀(170h)이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀(170h)의 반대 측에 온도센서 홀(180h)이 형성되어, 상기 주면센서 설치부(163)와 체결되는 콘 바디(162)를 포함하며,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기.
In order to compensate for errors and distortions that may occur in erroneous dielectric constant substitution according to the result of exploration of the ground penetrating radar (GPR) exploration equipment 200, a dynamic cone In the Dynamic Cone Penetrometer,
A drop hammer 110 falling at a preset height to load impact energy;
A hammer guide (120) for guiding movement of the drop hammer (110);
An anvil 140 for transferring impact energy delivered from the drop hammer;
A penetration rod 150 extending longitudinally from the anvil 140 and receiving the connection cable 190; And
A distal end cone 160 connected to an end of the penetration rod 150 and provided with an electrode sensor 170 and a temperature sensor 180 for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground,
≪ / RTI >
The distal end cone (160) includes a cone tip (161) formed in a conical shape at the lower end and penetrated into the target ground; A main surface sensor mounting portion 163 screwed to the cone type cone tip 161 and receiving a connecting cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180; And a pair of electrode sensor holes 170h are formed on one side and a temperature sensor hole 180h is formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes 170h to be fastened to the main surface sensor mounting portion 163 And a cone body (162)
The degree of relaxation and the state of wetness of the target ground can be determined by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground according to the electrical resistivity and temperature measured by the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180, respectively Dynamic Cone Irrigation for Resistance and Electrical Resistivity of Soil.
제1항에 있어서,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)는 각각 상기 관입로드(150)의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서(170)는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서(180)는 지중의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기.
The method according to claim 1,
The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are disposed at the lower end of the penetration rod 150. The electrode sensor 170 measures an electrical resistivity of the ground and the temperature sensor 180 measures the electrical resistivity of the ground Characterized in that the temperature is measured.
제2항에 있어서,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)의 측정값을 통해 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석하여 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하고, 이로부터 대상 지반의 유전율을 획득하는 것을 특징으로 하는 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기.
3. The method of claim 2,
The strength and the electrical resistivity characteristic of the ground are inversely analyzed through the measured values of the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 to determine the degree of relaxation and wetness of the target ground and to obtain the permittivity of the target ground therefrom A dynamic cone dressing for ground strength and electrical resistivity characterization.
삭제delete 제1항에 있어서,
상기 콘 바디(162)의 상단부에 한 쌍의 오목홈이 형성되어 상기 주면센서 설치부(163)에 형성된 돌기와 결합하는 것을 특징으로 하는 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기.
The method according to claim 1,
And a pair of concave grooves formed at an upper end of the cone body (162) to engage with protrusions formed on the main surface sensor mounting part (163).
제1항에 있어서,
상기 콘 바디(162)는 각각의 센서 홀(170h, 180h)이 형성된 방향으로 상기 콘 바디(162)의 양측이 단부로부터 소정 거리만큼 절개되어 있으며, 각각 전극 연결용 케이블(190a) 및 온도센서 연결용 케이블(190b)에 의해 각각의 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 서로 연결되는 것을 특징으로 하는 지반의 강도 및 전기비저항 측정용 동적 콘 관입기.
The method according to claim 1,
The cone body 162 is cut at a predetermined distance from both ends of the cone body 162 in the direction in which the sensor holes 170h and 180h are formed and connected to the electrode connection cable 190a and the temperature sensor connection Characterized in that each of the electrode sensors (170) and the temperature sensor (180) are connected to each other by a cable (190b) for the electrical resistance.
지표투과레이더(GPR) 탐사 시스템에 있어서,
대상 지반의 표면에 위치하여 상기 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득하는 지표투과레이더(GPR) 탐사장비(200); 및
상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 상기 대상 지반에 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에 설치되고, 상기 대상 지반에 동적 관입되는 선단부 콘(160)을 구비하며, 상기 선단부 콘(160)에 설치되는 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 상기 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하고, 상기 대상 지반의 유전율을 산출하는 동적 콘 관입기(100)
를 포함하며, 상기 동적 콘 관입기(100)는,
기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머(110);
상기 드롭해머(110)의 이동을 안내하는 해머 가이드(120);
상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌(140);
상기 앤빌(140)로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블(190)을 수용하는 관입로드(150); 및
상기 관입로드(150)의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)
을 포함하되,
상기 선단부 콘(160)은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁(161); 상기 원추형 콘 팁(161)과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결되는 연결 케이블(190)을 수용하는 주면센서 설치부(163); 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀(170h)이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀(170h)의 반대 측에 온도센서 홀(180h)이 형성되어, 상기 주면센서 설치부(163)와 체결되는 콘 바디(162)를 포함하며,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하여 유전율을 산출하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템.
1. An indicator penetrating radar (GPR) survey system,
An apparatus for surveying GPR 200 located on a surface of a target ground to acquire a cross-sectional image of the target ground by exploring the target ground; And
The GPR probe 200 is installed at a predetermined interval or at an abnormal signal acquiring position on the target ground to correct errors and distortions that may occur when a wrong dielectric constant is substituted according to the result of the probe, The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 provided on the distal end cone 160 measure the strength and electrical resistivity of the target ground and calculate the dielectric constant of the target ground The dynamic cone placement (100)
, Wherein the dynamic cone pipe (100)
A drop hammer 110 falling at a preset height to load impact energy;
A hammer guide (120) for guiding movement of the drop hammer (110);
An anvil 140 for transferring impact energy delivered from the drop hammer;
A penetration rod 150 extending longitudinally from the anvil 140 and receiving the connection cable 190; And
A distal end cone 160 connected to an end of the penetration rod 150 and provided with an electrode sensor 170 and a temperature sensor 180 for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground,
≪ / RTI >
The distal end cone (160) includes a cone tip (161) formed in a conical shape at the lower end and penetrated into the target ground; A main surface sensor mounting portion 163 screwed to the cone type cone tip 161 and receiving a connecting cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180; And a pair of electrode sensor holes 170h are formed on one side and a temperature sensor hole 180h is formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes 170h to be fastened to the main surface sensor mounting portion 163 And a cone body (162)
It is possible to determine the degree of relaxation and wetness of the target ground by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground according to the electrical resistivity and temperature measured by the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180, A ground penetrating radar survey system that corrects the dielectric constant characteristics of the ground using a dynamic cone penetrator.
제7항에 있어서,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)는 각각 상기 관입로드(150)의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서(170)는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서(180)는 지중의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 시스템.
8. The method of claim 7,
The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are disposed at the lower end of the penetration rod 150. The electrode sensor 170 measures an electrical resistivity of the ground and the temperature sensor 180 measures the electrical resistivity of the ground Wherein the temperature is measured by using a dynamic cone penetrometer.
삭제delete 삭제delete 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법에 있어서,
a) 지표투과레이더(Ground Penetrating Radar: GPR) 탐사장비(200)를 통해 대상 지반을 탐사하여 대상 지반의 단면이미지를 획득하는 단계;
b) 상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과에 따라 잘못된 유전상수 대입 시 발생할 수 있는 오류 및 왜곡을 보정하기 위해서 일정 간격 또는 이상신호 획득 위치에서 전기비저항 동적 콘 관입시험을 수행하는 단계;
c) 동적 콘 관입기(100)를 이용하여 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 측정하고, 유전율을 산출하는 단계; 및
d) 상기 동적 콘 관입기(100)를 통해 산출된 결과에 따라 상기 GPR 탐사장비(200)의 탐사결과를 보정하는 단계
를 포함하되,
상기 동적 콘 관입기(100)는 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)을 구비하며, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단할 수 있는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법.
A surface transmission radar survey method for correcting a dielectric constant characteristic of a ground using a dynamic cone penetrator,
a) acquiring a cross-sectional image of a target ground by exploring a target ground through a ground penetrating radar (GPR) exploration apparatus 200;
b) performing an electrical resistivity dynamic cone penetration test at a predetermined interval or abnormal signal acquisition position in order to correct errors and distortions that may occur in erroneous dielectric constant substitution according to the result of the probe of the GPR probe 200;
c) measuring the strength and electrical resistivity of the target ground by using the dynamic cone pipe 100 and calculating the dielectric constant; And
d) correcting the probe result of the GPR probe 200 according to the result calculated through the dynamic cone pacemaker 100
, ≪ / RTI &
The dynamic cone pipe installation unit 100 includes an electrode sensor 170 for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground and a front end cone 160 on which the temperature sensor 180 is installed. And a temperature sensor 180, the strength and electrical resistivity characteristics of the target soil are inversely analyzed according to the electrical resistivity and the temperature, respectively, so that the degree of relaxation and wetness of the target ground can be determined A method of surface - penetrating radar survey that corrects the permittivity of ground.
제11항에 있어서,
상기 a) 단계에서 상기 GPR 탐사장비(200)는 유전율을 대입하지 않은 시계열로 전자기파를 획득하거나 또는 유전율을 가정하여 탐사를 수행하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법.
12. The method of claim 11,
In the step a), the GPR probe 200 acquires an electromagnetic wave in a time series with no dielectric constant assigned thereto or conducts a survey on the assumption of a permittivity. In the dynamic cone penetrator, the dielectric constant characteristic of the ground is corrected Survey method of surface transmission radar.
제12항에 있어서,
상기 d) 단계는 상기 c) 단계에서 획득된 대상 지반의 전기적 특성을 상기 a) 단계의 시계열로 획득된 전자기파 신호에 대입하여 보정하거나 또는 상기 가정된 유전율을 보정하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법.
13. The method of claim 12,
Wherein the step (d) comprises the step of correcting the electric characteristic of the target ground obtained in the step (c) by substituting the electric characteristic obtained in the time series of the step (a) into the electromagnetic wave signal or correcting the assumed permittivity, A method of surface - penetrating radar survey to calibrate the permittivity characteristics of ground using.
제11항에 있어서, 상기 동적 콘 관입기(100)는,
기설정된 높이에서 낙하하여 충격에너지를 재하하는 드롭해머(110);
상기 드롭해머(110)의 이동을 안내하는 해머 가이드(120);
상기 드롭해머로부터 전달된 충격에너지를 전달하는 앤빌(140);
상기 앤빌(140)로부터 종방향으로 연장되며, 연결 케이블(190)을 수용하는 관입로드(150); 및
상기 관입로드(150)의 단부에 연결되며, 대상 지반의 강도 및 전기비저항을 각각 측정하기 위한 전극센서(170) 및 온도센서(180)가 설치되는 선단부 콘(160)
을 포함하되,
상기 선단부 콘(160)은, 하단부에 원추형으로 형성되어 대상 지반으로 관입되는 콘 팁(161); 상기 원추형 콘 팁(161)과 나사식으로 결합하고, 상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)와 연결되는 연결 케이블(190)을 수용하는 주면센서 설치부(163); 및 일측에 한 쌍의 전극센서 홀(170h)이 형성되고, 상기 한 쌍의 전극센서 홀(170h)의 반대 측에 온도센서 홀(180h)이 형성되어, 상기 주면센서 설치부(163)와 체결되는 콘 바디(162)를 포함하며,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)에서 각각 측정된 전기비저항 및 온도에 따라 대상 지반의 강도 및 전기비저항 특성을 역해석함으로써 대상 지반의 이완 정도와 습윤 상태를 판단하여 유전율을 산출하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법.
12. The apparatus of claim 11, wherein the dynamic cone-
A drop hammer 110 falling at a preset height to load impact energy;
A hammer guide (120) for guiding movement of the drop hammer (110);
An anvil 140 for transferring impact energy delivered from the drop hammer;
A penetration rod 150 extending longitudinally from the anvil 140 and receiving the connection cable 190; And
A distal end cone 160 connected to an end of the penetration rod 150 and provided with an electrode sensor 170 and a temperature sensor 180 for measuring the strength and electrical resistivity of the target ground,
≪ / RTI >
The distal end cone (160) includes a cone tip (161) formed in a conical shape at the lower end and penetrated into the target ground; A main surface sensor mounting portion 163 screwed to the cone type cone tip 161 and receiving a connecting cable 190 connected to the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180; And a pair of electrode sensor holes 170h are formed on one side and a temperature sensor hole 180h is formed on the opposite side of the pair of electrode sensor holes 170h to be fastened to the main surface sensor mounting portion 163 And a cone body (162)
It is possible to determine the degree of relaxation and wetness of the target ground by inversely analyzing the strength and electrical resistivity characteristics of the target ground according to the electrical resistivity and temperature measured by the electrode sensor 170 and the temperature sensor 180, A method of surface - penetrating radar surveying that corrects the dielectric constant characteristics of ground using dynamic cone penetrator.
제14항에 있어서,
상기 전극센서(170) 및 온도센서(180)는 각각 상기 관입로드(150)의 하단부에 배치되며, 상기 전극센서(170)는 지중의 전기비저항을 측정하고, 상기 온도센서(180)는 지중의 온도를 측정하는 것을 특징으로 하는 동적 콘 관입기를 이용하여 지반의 유전율 특성을 보정하는 지표투과레이더 탐사 방법.
15. The method of claim 14,
The electrode sensor 170 and the temperature sensor 180 are disposed at the lower end of the penetration rod 150. The electrode sensor 170 measures an electrical resistivity of the ground and the temperature sensor 180 measures the electrical resistivity of the ground And measuring a temperature of the ground penetrating radar, wherein the dielectric con- tinuity characteristic of the ground is corrected by using a dynamic cone penetrator.
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