KR20110064914A

KR20110064914A - 현장투수측정장치

Info

Publication number: KR20110064914A
Application number: KR1020090121692A
Authority: KR
Inventors: 선용만; 윤종현; 이강욱
Original assignee: 주식회사 진토이엔씨
Priority date: 2009-12-09
Filing date: 2009-12-09
Publication date: 2011-06-15

Abstract

본 발명은 투수계수를 측정하는데 사용되는 현장투수측정장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 현장투수측정장치는 시험구간 지반 내부에 설치되는 제1 케이싱과, 제1 케이싱의 외측면에 결합되며 제1 케이싱의 외측면과 시험구간 지반 사이를 밀폐하는 누수방지부를 포함한다.

토양, 수위, 투수계수, 측정, 보호망, 케이싱

Description

현장투수측정장치{Apparatus for measuring permeability of soil}

본 발명은 지반의 투수계수를 측정하는데 사용되는 현장투수측정장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 현장투수시험 시 케이싱과 지반 사이의 누수로 인한 측정 오차를 최소화하고, 지반이 붕괴되어 붕괴된 토사가 케이싱 내부로 유입되는 것을 차단할 수 있는 현장투수측정장치에 관한 것이다.

고층건물의 신축 또는 대규모의 토목공사에 있어서 공사장소의 지반에 대한 조사는 필수적인 의무사항이다. 종래에는 공사장소의 지반에 대한 조사를 위해 표준관입시험기에 의한 지반강도(N)를 구하는 방법 또는 지하 깊은 곳에 존재하는 토양의 투수계수를 구하는 방법을 사용하였다.

현재까지 알려진 토양의 투수계수를 구하는 방법으로는 지하 깊은 곳의 토양을 직접 채취하여 실험실내에서 투수시험을 수행하는 실내투수시험과, 현장에서 투수시험을 수행하는 현장투수시험이 있다. 최근에는 시료채취의 번거로움을 해소하고자 현장투수시험이 널리 행해지고 있다.

투수시험은 케이싱 내부 공간내의 수위에 대한 시간적인 변화로부터 투수계수를 구하는 변수위법(Falling head method)과 케이싱 내부 공간내의 수위를 일정 하게 유지하기 위해 계속해서 물을 흘려주는 정수위법(Constant head method)으로 분류된다. 정수위법(Constant head method)은 비교적 조립토(Medium to Coarse-Textured Soil)로 구성된 매질체에, 변수위법(Falling head method)은 세립토(Fine-Textured Soil)로 구성된 매질체에 실시한다.

그런데, 현장투수시험을 위해 시험구간을 형성한 후 케이싱을 설치하고 케이싱 내부 공간에 시험수를 채워 토양의 투수계수를 측정 시, 케이싱과 지반 사이의 누수로 인해 측정 오차가 발생하는 문제점이 있었다. 또한 지반이 붕괴되어 케이싱 시험구간 내에 붕괴된 토사가 유입되는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 배경에서 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 현장투수시험 시 케이싱과 지반 사이의 누수로 인한 측정 오차를 최소화할 수 있는 현장투수측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 지반이 붕괴되어 시험구간 내 공간에 붕괴된 토사가 유입되는 것을 차단할 수 있는 현장투수측정장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 각 장비의 보관, 운반 및 조립성이 뛰어난 현장투수측정장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 양상에 따른 현장투수측정장치는, 시험구간 지반 내부에 설치되는 제1 케이싱과, 제1 케이싱의 외측면에 결합되며 제1 케이싱의 외측면과 시험구간 지반 사이를 밀폐하는 누수방지부를 포함한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 현장투수측정장치는, 제1 케이싱 내부의 수위변화를 감지하여 시험구간 내 토양의 투수계수를 측정하는 측정부를 더 포함한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 현장투수측정장치는, 누수방지부가 제1 케이싱의 외측면에 형성되는 나선홈과 맞물려 체결되는 체결부가 형성되는 것을 특징 으로 한다.

본 발명의 부가적인 양상에 따른 현장투수측정장치는, 제1 케이싱 내부에 채워지는 시험수를 시험구간 내 지반으로 배출하는 보호망을 더 포함한다.

상기한 구성에 따르면, 본 발명의 현장투수측정장치는 제1 케이싱의 외측면에 결합되며 제1 케이싱 내부로부터의 누수를 차단하는 누수방지부를 포함하여 구현됨으로써, 누수방지부를 통해 케이싱과 지반 사이의 누수로 인한 측정 오차를 최소화할 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 현장투수측정장치는 보호망을 통해 시험구간 내 토양의 붕괴로 인해 시험구간 내부로 붕괴된 토사가 유입되는 것을 막을 수 있는 유용한 효과가 있다.

또한, 본 발명의 현장투수측정장치는 누수방지부가 보호망 또는 제1 케이싱의 외측면에 형성되는 나선홈과 맞물려 체결되는 체결부가 형성됨으로써, 제1 케이싱과, 보호망과, 누수방지부를 따로 분리하여 보관, 운반 및 조립할 수 있는 유용한 효과가 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 전술한, 그리고 추가적인 양상을 기술되는 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 당업자가 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 상세히 설명하기로 한다.

도 1 은 본 발명에 따른 현장투수측정장치의 분해도이다.

도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 현장투수측정장치(10)는 현장에서 시험구간 내 토양의 투수계수를 측정하는데 사용되는 것으로, 일실시예에 있어서, 제1 케이싱(11)과, 보호망(12)과, 누수방지부(13)를 포함하여 구현될 수 있다.

제1 케이싱(11)은 시험구간 내에 설치되는 것으로, 일례로, 외경이 73.0mm인 BX 규격의 케이싱, 또는 외경이 88.9mm인 NX 규격의 케이싱으로 구현될 수 있다. 일례로, 제1 케이싱(11)은 외측면에 누수방지부(13)의 제1 나선홈(13a)과 결합되는 결합부(11a)가 형성될 수 있다.

보호망(12)은 제1 케이싱(11) 내부에 채워지는 시험수를 시험구간 내 토양으로 배출하며, 토양의 붕괴로 인해 제1 케이싱(11) 내부로 붕괴된 토양이 유입되는 것을 막아준다. 보호망(12)은 측면이 다수의 구멍(12a)을 갖는 그물망 구조로 구현될 수 있다. 일례로, 보호망(12) 외측면에는 누수방지부(13)의 제2 나선홈(도1에 도시되지 않음)에 결합되는 결합부(12a)가 형성될 수 있다.

누수방지부(13)는 보호망(12)과 제1 케이싱(11)의 외측면에 결합되며, 제1 케이싱(11) 내부로부터의 누수를 차단한다. 일례로, 누수방지부(13)는 고무튜브로 구현될 수 있다. 이 경우, 고무튜브에는 외부에 설치되는 펌프와 연결되는 호스(15)가 연결될 수 있다. 고무튜브는 호스(15)를 통해 펌프에서 공급되는 내용물, 예컨대 물이나 공기를 유입받아 팽창하게 된다. 이에 고무튜브는 시험구간내에 밀착되어 보호망(12) 또는 제1 케이싱(11)의 외측면으로부터의 누수를 차단할 수 있 다.

본 발명의 부가적인 양상에 따라, 누수방지부(13)는 제1 케이싱(11) 및 보호망(12)과 탈, 부착되도록 구현될 수 있다. 도시한 바와 같이 일례로 누수방지부(13)는 그 내측면에 제1 케이싱(11)의 결합부(11a)에 결합되는 제1 나선홈(13a)이 형성될 수 있다. 또한, 도1에는 도시되지 않았지만, 누수방지부(13)는 그 내측면에 보호망(12)의 결합부(12a)에 결합되는 제2 나선홈이 형성될 수 있다.

도시한 바와 같이, 일 실시예에 있어서, 본 발명에 따른 현장투수측정장치(10)는 호스(15)를 보호하는 제2 케이싱(14)을 더 포함할 수 있다. 제2 케이싱(14)은 또한 제1 케이싱(11)을 보호하는 역할도 한다. 이에 제2 케이싱(14)은 제1 케이싱(11)이 BX 규격의 케이싱으로 구현되는 경우, 외경이 88.9mm인 NX 규격의 케이싱으로 구현된다.

도 2 는 본 발명에 따른 현장투수측정장치를 설치한 상태를 설명하기 위한 예시도이고, 도 3 은 도2의 일부분을 확대하여 도시한 부분 확대도이다. 여기서, 도 1과 동일한 구성은 동일한 참조번호를 사용한다.

도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 현장투수측정장치(10)는 누수방지부(13)가 팽창되도록 호스(15)를 통해 누수방지부(13)로 내용물, 예컨대 물이나, 공기를 공급해주는 펌프(17)를 더 포함할 수 있다.

일 실시예에 있어서, 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 현장투수측정장치(10)는 제1 케이싱(11) 내부의 수위변화를 감지하여 시험구간 내 토양의 투수계 수를 측정하는 측정부(18)를 더 포함할 수 있다.

측정부(18)는 부표(18a)가 연결된 줄(18b)이 권취되는 보빈(18c)과, 보빈(18c)의 회전 정보를 검출하는 회전 검출부(18d)와, 수위 정보 및 투수계수를 산출하는 수위 정보 및 투수계수 산출장치(18f)를 포함한다.

회전 검출부(18d)는 보빈(18c)에 연결되는 회전축과 회전축에 수직으로 장착되는 회전 슬리트와 발광소자와 고정 슬리트 및 수광소자를 포함하는 로터리 엔코더와 로터리 엔코더로부터 입력되는 신호를 수위 정보 및 투수계수 산출장치(18f)로 전송하는 전송장치를 포함하여 구현될 수 있다.

수위 정보 및 투수계수 산출장치(18f)는 회전 검출부(18d)와 데이터 케이블(18e)로 연결되며, 표시부와 조작부 및 롬과 램과 주변장치가 집적된 마이크로프로세서를 포함하는 장치로 구현될 수 있다. 예컨대, 수위 정보 및 투수계수 산출장치(18f)는 PDA, 노트북 등 다양한 장치로 구현될 수 있다.

수위 정보 및 투수계수 산출장치(18f)는 회전 검출부(18d)로부터 입력되는 회전 정보를 기초로 시간에 따른 수위 정보를 산출하는 수위 산출 처리부와, 수위 산출 처리부에서 산출된 시간에 따른 수위 정보를 기초로 투수계수를 산출하는 투수계수 산출부를 포함한다.

수위 산출 처리부는 일정한 시간(△t)동안 회전 검출부(18d)로부터 입력된 회전정보를 통해, 예컨대 보빈의 회전에 따른 부표(18a)의 이동거리를 산출한다. 수위 산출 처리부는 이동거리를 통해 일정한 시간(△t) 경과 시점에서의 수위를 산출한다.

투수계수 산출부는 제1 케이싱(11)의 반경 R과, 시험구간의 깊이 L과, 측정시간 t₁ , t₂ 및 시간 t₁에서의 수위 H₁과 시간 t₂에서의 수위 H₂를 이용하여 하기 수학식 1을 통해 산출한다.

도 3에 도시한 바와 같이, 누수방지부(13)는 보호망(12) 및 제1 케이싱(11)의 외측면에 각각 형성되는 결합부(12a, 11a)와 맞물려 체결되는 체결부(13c)가 형성될 수 있다. 체결부(13c)는 스테인레스 재질로 구현될 수 있으며, 체결부(13c)의 내측면 상부 및 하부면에는 제1 나선홈(13a)과 제2 나선홈(13b)이 형성된다.

이에 따라 제1 케이싱(11)과, 보호망(12)과, 누수방지부(13)를 따로 분리하여 보관, 운반 및 조립할 수 있다.

지금까지, 본 명세서에는 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 지닌 자가 본 발명을 용이하게 이해하고 재현할 수 있도록 도면에 도시한 실시예들을 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술분야에 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 실시예들로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해서만 정해져야 할 것이다.

도 1 은 본 발명에 따른 현장투수측정장치의 분해도이다.

도 2 는 본 발명에 따른 현장투수측정장치를 설치한 상태를 설명하기 위한 예시도이다.

도 3 은 도2의 일부분을 확대하여 도시한 부분 확대도이다.

<주요 도면 부호의 간단한 설명>

10: 현장투수측정장치

11: 제1 케이싱 11a: 결합부

12: 보호망 12a: 결합부

13: 누수방지부 13a: 제1 나선홈

13b: 제2 나선홈 13c: 체결부

15: 호스

16: 제2 케이싱

17: 펌프

18: 측정부

Claims

현장에서 지반 내부의 토양 투수계수를 측정하는데 사용되는 현장투수측정장치에 있어서,

시험구간 지반 내부에 설치되는 제1 케이싱;

상기 제1 케이싱의 외측면에 결합되며, 상기 제1 케이싱의 외측면과 시험구간 지반 사이를 밀폐하는 누수방지부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 1 항에 있어서,

상기 누수방지부가 고무튜브이고,

상기 현장투수측정장치가:

상기 고무튜브가 팽창되도록 하는 내용물을 공급해주는 펌프와;

상기 펌프와 고무튜브를 연결하며, 상기 펌프로부터 공급되는 내용물을 상기 고무튜브로 전달해주는 호스;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 2 항에 있어서, 상기 현장투수측정장치가:

상기 호스를 보호하는 제2 케이싱;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 2 항에 있어서,

상기 펌프는,

내용물로 공기 또는 물을 공급하는 펌프인 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 적어도 어느 한 항에 있어서,

상기 누수방지부가,

상기 제1 케이싱의 외측면에 형성되는 나선홈과 맞물려 체결되는 체결부가 형성되는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 현장투수측정장치가 :

상기 제1 케이싱 내부의 수위변화를 감지하여 시험구간 내 토양의 투수계수를 측정하는 측정부;

를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 6 항에 있어서, 상기 측정부가:

부표가 연결된 줄이 권취되는 보빈;

상기 보빈의 회전 정보를 검출하는 회전 검출부;

상기 회전 검출부로부터 입력되는 회전 정보를 기초로 시간에 따른 수위 정 보를 산출하는 수위 산출 처리부; 및

상기 수위 산출 처리부에서 산출된 시간에 따른 수위 정보를 기초로 투수계수를 산출하는 투수계수 산출부;

를 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 1 항에 있어서, 상기 현장투수측정장치가 :

상기 제1 케이싱 내부에 채워지는 시험수를 시험구간 내 토양으로 배출하는 보호망;

을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.
제 8 항에 있어서,

상기 보호망 외측면에는 누수방지부에 결합되는 결합부가 형성되는 것을 특징으로 하는 현장투수측정장치.