KR101899069B1 - Underground displacement gauge - Google Patents
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Abstract
본 발명은 지중변위계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지반 구조물에 설치되어 지반 구조물의 압축력과 인장력에 의한 수직 및 수평 변위를 동시에 측정할 수 있으며, 지반 구조물의 지반강도를 증진시킬 수 있는 지중변위계에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to an underground displacement meter capable of simultaneously measuring vertical and horizontal displacements of a geotechnical structure due to compressive and tensile forces of the geotechnical structures, .
Description
본 발명은 지중변위계에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 지반 구조물에 설치되어 지반 구조물의 축방향 하중과 횡방향 하중에 의한 수직 및 수평 변위를 동시에 측정할 수 있으며, 지반 구조물의 지반강도를 증진시킬 수 있는 지중변위계에 관한 것이다.The present invention relates to an underground displacement meter, and more specifically, it is capable of simultaneously measuring vertical and horizontal displacements caused by an axial load and a lateral load of a geotechnical structure installed in a geotechnical structure, Which is related to the underground displacement meter.
최근, 도심지역의 급속한 개발과 함께 좁은 공간을 최대로 활용하기 위한 목적으로 개발이 이뤄지고 있으며, 이에 도심지 내 크고 작은 사면과 옹벽과 같은 구조물들이 빠르게 증가하고 있는 실정이다.In recent years, with the rapid development of the urban area, development is being carried out with the aim of utilizing the narrowest space to the maximum, and structures such as large and small slopes and retaining walls are rapidly increasing in the urban areas.
또한, 도심지 주변의 산업화를 위한 도로 확장과 신도로 건설은 도로사면과 도로옹벽 구조물들의 증가를 더욱 가속화시키고 있다.In addition, road expansion and shandong road construction for urbanization around the downtown area are accelerating the increase of road slope and road retaining wall structures.
자연적 또는 인공적 요인에 의해 발생하는 지반 구조물의 유실이나 붕괴와 같은 피해사례는 해마다 그 수와 규모가 증가하고 있는 추세이며, 그로 인한 결과는 경제적 손실은 물론 사회적 불안감을 초래하기도 한다.Damage such as loss or collapse of geotechnical structures caused by natural or artificial factors is increasing in number and size year by year, and the result is not only economic loss but also social uneasiness.
이러한 문제점을 해결하기 위해서는 무엇보다도 지반구조물에 대한 안정성이 확보되어야 한다.In order to solve these problems, stability of the geotechnical structures should be secured.
이를 위해서는 지반 구조물의 거동상태를 주기적으로 측정할 수 있는 계측시스템의 필요성이 증대되고 있다.For this purpose, there is a growing need for a metrological system capable of periodically measuring the behavior of geotechnical structures.
본 발명은 이러한 필요성에 의해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 지반 구조물에 설치되어 지반 구조물의 축방향 하중과 횡방향 하중에 의한 수직 및 수평 변위를 포함하는 지반 구조물의 거동상태를 주기적으로 측정할 수 있는 지중변위계를 제공하는 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described needs, and an object of the present invention is to provide a method and apparatus for periodically measuring the behavior of a geotechnical structure including a vertical displacement and a horizontal displacement caused by an axial load and a lateral load of a geotechnical structure To provide an underground displacement meter.
또한, 본 발명의 다른 목적은 지반 구조물에 별도의 천공작업을 수행하지 않고 용이하게 설치될 수 있으며, 지반 구조물의 지반강도를 증진시킬 수 있는 지중변위계를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an underground displacement meter which can be easily installed without performing a separate drilling operation on the ground structure and can improve the ground strength of the ground structure.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The objects of the present invention are not limited to the above-mentioned objects, and other objects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 지반 구조물의 내측에 설치되어 지반 구조물의 거동 상태를 측정하기 위한 지중변위계로서, 평판 형상의 판재부; 상기 판재부의 일측 단부에서 일체형으로 연장형성되며, 소정의 비틀림 각도를 이루도록 축회전되어 일정간격으로 연속되는 복수개의 단위요부와 돌출되는 나선이 형성된 나선형부; 상기 단위요부의 소정 위치에 설치되는 변형률 게이지;를 포함하고, 상기 변형률 게이지는 축방향 하중에 의한 변형률과 횡방향 하중에 의한 변형률을 동시에 측정하는 것을 특징으로 하는 지중변위계를 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided an underground displacement meter for measuring a behavior of a geotechnical structure installed inside a geotechnical structure, comprising: a plate-like plate member; A spiral portion extending integrally at one end of the plate member and having a plurality of unit recesses continuously rotated at a predetermined interval to form a predetermined twist angle and a protruding helix; And a strain gauge installed at a predetermined position of the unit recess, wherein the strain gauge simultaneously measures the strain due to the axial load and the strain due to the lateral load.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 변형률 게이지는 복수 개로 설치되되, 각각 서로 다른 단위 요부에 각각 설치된다.In a preferred embodiment, the plurality of strain gauges are provided in different unit recesses, respectively.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 변형률 게이지는 제1 단위 요부에 설치되는 제1 변형률 게이지; 및 상기 제1 단위 요부와 대향되는 제2 단위요부에 설치되는 제2 변형률 게이지;를 포함하여 한 쌍으로 설치된다.In a preferred embodiment, the strain gauge comprises: a first strain gauge installed in the first unit recess; And a second strain gauge installed at a second unit recess portion facing the first unit recess portion.
바람직한 실시예에 있어서,상기 변형률 게이지는 X10-6mm의 변형률을 측정한다.In a preferred embodiment, the strain gauge measures a strain of X 10 -6 mm.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 축방향 하중에 의한 변형률은 하기 수식 1로 산출된다.In a preferred embodiment, the strain due to the axial load is calculated by the following equation.
[수식 1][Equation 1]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.Here,? 1 is a compression component measured through the first strain gage, and? 2 is a compression component measured through the second strain gage.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 횡방향 하중에 의한 변형률은 하기 수식 2로 산출된다.In a preferred embodiment, the strain due to the lateral load is calculated by the following equation (2).
[수식 2][Equation 2]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 인장 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.Where? 1 is the tensile component measured through the first strain gage, and? 2 is the compressive component measured through the second strain gage.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 나선형부의 상기 비틀림 각도는 35°를 이루도록 형성된다.In a preferred embodiment, the twist angle of the helical portion is formed to be 35 degrees.
또한, 본 발명은 지반 구조물; 및 상기 지반 구조물의 내측에 설치된 본 발명에 따른 지중변위계;를 포함하고, 상기 지중변위계는 상기 지반 구조물의 강도를 보강하며, 압축력과 인장력에 의한 수직 및 수평 변위를 계측하는 것을 특징으로 하는 지반거동 계측형 지반구조물을 더 제공한다.The present invention also relates to a geotechnical structure; And a ground displacement gauge according to the present invention installed on the inner side of the geotechnical structure, wherein the ground displacement gauge reinforces the strength of the geotechnical structure and measures vertical and horizontal displacements due to compressive and tensile forces. Further provide a metrological geotechnical structure.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.The present invention has the following excellent effects.
먼저, 본 발명의 지중변위계에 의하면, 지반 구조물에 설치되어 지반 구조물의 축방향 하중과 횡방향 하중에 의한 수직 및 수평 변위를 포함하는 지반 구조물의 거동상태를 주기적으로 측정할 수 있는 효과가 있다.First, according to the present invention, it is possible to periodically measure the behavior of a geotechnical structure including a vertical displacement and a horizontal displacement due to an axial load and a lateral load of a geotechnical structure installed in the geotechnical structure.
또한, 본 발명의 지중변위계에 의하면, 지반 구조물에 별도의 천공작업을 수행하지 않고 회전만으로 지반 구조물에 용이하게 설치될 수 있으며, 지반 구조물의 지반강도를 증진시킬 수 있는 장점을 지닌다.In addition, according to the present invention, the ground displacement meter can be easily installed on the ground structure without rotating the ground structure, and the ground structure strength of the ground structure can be improved.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 변위계를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining an underground displacement meter according to an embodiment of the present invention.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.Although the terms used in the present invention have been selected as general terms that are widely used at present, there are some terms selected arbitrarily by the applicant in a specific case. In this case, the meaning described or used in the detailed description part of the invention The meaning must be grasped.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.Hereinafter, the technical structure of the present invention will be described in detail with reference to preferred embodiments shown in the accompanying drawings.
그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화 될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1은 본 발명에 따른 지중 변위계를 설명하기 위한 도면이다. 1 is a view for explaining an underground displacement meter according to the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 지중 변위계는(100)는 옹벽 등의 지반 구조물의 내측에 설치되어 지반 구조물의 거동 상태를 측정하기 위한 지중 변위계로서, 판재부(110), 나선형부(120) 및 변형률 게이지(130)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 1, an
상기 판재부(110)는 평판 형상으로 구비된다.The
또한, 상기 판재부(110)는 금속 재료인 연강 또는 고강도 강재로 마련될 수 있으며, 다만, 이에 제한되는 바는 아니다.In addition, the
상기 나선형부(120)는 상기 판재부(110)의 일측 단부(111)에서 일체형으로 연장형성되고, 상기 판재부(110)와 동일 재질로 마련되며, 소정의 비틀림 각도를 이루도록 축회전된 나선형으로 구비된다.The
다시 말하면, 상기 나선형부(120)는 일측이 고정되고 타측이 중심축(a)을 기준으로 회전되어 형성되는 나선 형상으로 구비되어, 일정간격으로 연속되는 단위요부(121)와 나선(122)을 포함하여 이루어진다.In other words, the
일 예로, 본 발명에 따른 지중 변위계(100)의 전체길이는 1100mm, 폭은 70mm, 상기 나선형부(120)의 상기 비틀림 각도는 35°, 두께 10mm를 가지며, 상기 단위요부(121)가 10개로 이루어지도록 구비될 수 있다.For example, the total length of the
상기 변형률 게이지(130)는 인장 또는 압축을 받을 때 원래의 길이에 대하여 늘어나거나 줄어든 길이를 비율로 표시하기 위한 변형률 측정 수단으로, 스트레인 게이지가 이용될 수 있다.The
또한, 상기 변형률 게이지(130)는 상기 단위요부(121)에 설치되며, 상기 단위요부(121)의 미소한 거리변화를 기계적으로 측정하여 변형률을 측정한다.The
여기서, 상기 변형률 게이지(130)는 5mm 내지 30mm의 범위의 변형률을 측정하는 스트레인 게이지가 이용될 수 있다.Here, the
또한, 상기 변형률 게이지(130)는 상기 단위요부(121)의 내부에 매몰시켜 설치되는 매몰형으로 구비될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 변형률 게이지(130)는 복수 개로 구비될 수 있으며, 이때, 상기 변형률 게이지(130)는 각각 서로 다른 단위 요부에 설치된다.In addition, the
이는 지반 구조물 상에 높이 방향으로 설치되는 본 발명에 따른 지중 변위계(100)에 의해, 지반 구조물의 높이별 침하를 측정하기 위함이다.This is to measure the subsidence of the geotechnical structures by the
또한, 상기 변형률 게이지(130)는 제1 변형률 게이지 및 제2 변형률 게이지를 포함하여 한 쌍으로 설치되는 것이 바람직하다.In addition, the
즉, 상기 제1 변형률 게이지는 제1 단위 요부(131)에 설치되고, 상기 제2 변형률 게이지는 상기 제1 단위 요부(131)의 배면에 구비되는 단위 요부, 다시 말해 상기 제1 단위 요부(131)와 대향되는 제2 단위 요부에 설치된다.That is, the first strain gauge is installed in the first unit recess 131, and the second strain gauge is a unit recess formed on the back surface of the first unit recess 131, that is, the first unit recess 131 The second unit recess portion facing the second unit recess portion.
이 경우, 한 쌍의 변형률 게이지(130)는 축방향 하중에 의한 휨과 횡방향 하중에 의한 휨을 동시에 측정할 수 있다.In this case, the pair of
상기 축방향 하중에 의한 변형률은 하기 수식 1로 산출된다.The strain due to the axial load is calculated by the following equation (1).
[수식 1][Equation 1]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.Here,? 1 is a compression component measured through the first strain gage, and? 2 is a compression component measured through the second strain gage.
또한, 상기 횡방향 하중에 의한 변형률은 하기 수식 2로 산출된다. Further, the strain due to the lateral load is calculated by the following equation (2).
[수식 2][Equation 2]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 인장 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.Where? 1 is the tensile component measured through the first strain gage, and? 2 is the compressive component measured through the second strain gage.
또한, 본 발명은 지반 구조물 및 상기 기반 구조물의 내측에 설치된 본 발명에 따른 지중변위계를 포함하여, 지반 구조물의 강도를 보강하고, 압축력과 인장력에 의한 수직 및 수평 변위를 계측할 수 있는 지반거동 계측형 지반 구조물로 제공될 수 있다.In addition, the present invention relates to a geotechnical structure measuring apparatus and method for measuring a geotechnical structure including a geotechnical structure and an underground displacement meter according to the present invention installed on the inner side of the above-described foundation to reinforce the strength of the geotechnical structure and measuring vertical and horizontal displacements Type geotechnical structures.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 지중변위계는 지반 구조물에 설치되어 지반 구조물의 축방향 하중과 횡방향 하중에 의한 수직 및 수평 변위를 측정할 수 있으며, 동시에 지반 구조물의 지반강도를 증진시킬 수 있는 장점을 지닌다.As described above, the underground displacement meter according to the present invention can measure the vertical and horizontal displacements due to the axial load and the lateral load of the geotechnical structures installed in the geotechnical structures, and at the same time, It has advantages.
더 나아가, 지반 구조물에 별도의 천공작업을 수행하지 않고 회전만으로 지반 구조물에 용이하게 설치될 수 있으므로, 지반 구조물의 설치용이성을 증대시킬 수 있는 효과가 있다.Furthermore, since the ground structure can be easily installed in the ground structure without performing a separate drilling operation, the ease of installation of the ground structure can be increased.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 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, Various changes and modifications will be possible.
110 : 판재부
120 : 나선형부
121 : 단위 요부
122 : 나선
130 : 변형률 게이지110:
120: spiral part
121: Unit rest
122: Helical
130: strain gauge
Claims (8)
평판 형상의 판재부;
상기 판재부의 일측 단부에서 일체형으로 연장형성되며, 소정의 비틀림 각도를 이루도록 축회전되어 일정간격으로 연속되는 복수개의 단위요부와 돌출되는 나선이 형성된 나선형부;
상기 단위요부의 소정 위치에 설치되는 변형률 게이지;를 포함하고,
상기 변형률 게이지는 복수 개로 설치되되, 각각 서로 다른 단위 요부에 각각 설치되고, 제1 단위 요부에 설치되는 제1 변형률 게이지; 및 상기 제1 단위 요부와 대향되는 제2 단위요부에 설치되는 제2 변형률 게이지;를 포함하여 한 쌍으로 마련되고, 축방향 하중에 의한 변형률과 횡방향 하중에 의한 변형률을 동시에 측정하며, X10-6mm의 변형률을 측정하고,
상기 축방향 하중에 의한 변형률은 하기 수식 1로 산출되는 것을 특징으로 하는 지중변위계.
[수식 1]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.
As an underground displacement meter for measuring the behavior of a geotechnical structure installed inside a geotechnical structure,
A plate member of a flat plate shape;
A spiral portion extending integrally from one end of the plate member and having a plurality of unit recesses continuously rotated at a predetermined interval to form a predetermined twist angle and a protruding helix;
And a strain gauge installed at a predetermined position of the unit recess,
A plurality of strain gauges, each strain gauge having a first strain gauge installed in each of the different unit recesses and installed in the first unit recess; And the first unit of the second strain gage is properly installed on the second unit recess which faces the recess; is provided as a pair, including, and the strain and strain due to lateral loads due to the axial load at the same time measurement, X10 - A strain of 6 mm was measured,
And the strain due to the axial load is calculated by the following equation (1).
[Equation 1]
Here,? 1 is a compression component measured through the first strain gage, and? 2 is a compression component measured through the second strain gage.
상기 횡방향 하중에 의한 변형률은
하기 수식 2로 산출되는 것을 특징으로 하는 지중변위계.
[수식 2]
여기서, 상기 ε1은 상기 제1 변형률 게이지를 통해 측정된 인장 성분이고, 상기 ε2는 상기 제2 변형률 게이지를 통해 측정된 압축 성분이다.
The method according to claim 1,
The strain due to the lateral load
(2). ≪ / RTI >
[Equation 2]
Where? 1 is the tensile component measured through the first strain gage, and? 2 is the compressive component measured through the second strain gage.
상기 나선형부의 상기 비틀림 각도는 35°를 이루는 것을 특징으로 하는 지중변위계.
The method according to claim 6,
Wherein the twist angle of the helical portion is 35 DEG.
상기 지반 구조물의 내측에 설치된 제 1항, 제 6항 또는 제 7항의 지중변위계;를 포함하고,
상기 지중변위계는 상기 지반 구조물의 강도를 보강하며, 압축력과 인장력에 의한 수직 및 수평 변위를 계측하는 것을 특징으로 하는 지반거동 계측형 지반구조물.Geotechnical structures; And
And an underground displacement meter of claim 1, 6, or 7 installed inside the geotechnical structure,
Wherein the ground displacement gauge reinforces the strength of the geotechnical structure and measures vertical and horizontal displacements due to compressive and tensile forces.
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