KR20180077614A - Apparatus for evaluating ground condition and measuring method thereof - Google Patents

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KR20180077614A
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Abstract

To solve existing problems, the present invention relates to a ground properties measurement apparatus (10) which measures the water content and density of ground (1) by generating electromagnetic waves on the ground (1) and collecting the reflected electromagnetic waves. The present invention includes: a main body (100) which includes an electromagnetic wave generator (110), a data logger (120), and a battery (130); and a ground insertion device (200) of a conductor material which is inserted into the ground while being connected with the electromagnetic wave generator (110) of the main body (100) through a cable (300) to generate, in the ground (1), electromagnetic waves generated in the electromagnetic generator (110). In this case, the present invention can measure the water content and density of ground only by installing the ground insertion device (200) on the ground (1) and generating electromagnetic waves by using the electromagnetic wave generator (110). Therefore, the present invention is able to reduce a measurement time, minimize a measurement error, and get an accurate measurement value regardless of the proficiency of a worker.

Description

지반물성 측정장치 및 이를 이용한 지반물성조사방법{APPARATUS FOR EVALUATING GROUND CONDITION AND MEASURING METHOD THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an apparatus for measuring physical properties of a ground,

본 발명은 건설 분야에 관한 것으로서, 상세하게는 지반물성 측정장치 및 이를 이용한 지반물성조사방법에 관한 것이다.Field of the Invention [0002] The present invention relates to a construction field, and more particularly, to a ground physical property measuring apparatus and a ground physical property investigation method using the same.

도로, 댐, 제방 등은 시공시 기초 지반의 안정을 위하여 다짐을 하는데 이는 지반의 밀도를 증가시켜 지반의 전단강도와 강성을 증가시키기 위함이다.Roads, dams, dikes, etc. are compiled to stabilize the foundation ground during construction, in order to increase the density of the ground and increase the shear strength and stiffness of the ground.

다짐은 지반의 함수비 밀도에 따라 그 정도를 다르게 실시하기 때문에 지반의 함수비와 밀도를 먼저 확인하여 흙의 물성을 파악하는 것이 중요하다.It is important to check the water content and density of the soil to understand the physical properties of the soil because the compaction is carried out differently depending on the water content density of the ground.

기존에는 지반의 함수비와 밀도를 확인하기 위하여 모래치환법, 고무막법, 방사능 밀도시험 방법등이 사용되고 있지만 시험기간이 길고, 측정자에 따른 개인 오차가 발생하는 문제가 있어왔다.Previously, the sand replacement method, the rubber membrane method, and the radioactivity density test method have been used to confirm the water content and density of the ground, but there has been a problem that the test period is long and individual error is caused according to the measurer.

또한, 현장에서 발생한 오차를 정량화하기 어렵기 때문에 정확한 지반 물성의 측정이 어려웠다.In addition, it is difficult to quantify the errors generated in the field, so it is difficult to accurately measure the physical properties of the ground.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 도출된 것으로서, 전자파를 이용하여, 현장에서 발생하는 오차를 최소화하고, 작업자의 숙련도에 관계없이 지반의 함수비 및 밀도를 동시에 측정할 수 있는 지반물성 측정장치 및 이를 이용한 지반물성조사방법을 제시하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a ground physical property measuring device capable of minimizing an error occurring in the field by using electromagnetic waves and simultaneously measuring the water content and density of the ground irrespective of the skill of the operator And a method for investigating the physical properties of the ground using the same.

상기 과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지반(1)에 전자파를 발생시키고, 반사되는 상기 전자파를 회수하여 상기 지반(1)의 함수비와 밀도를 측정하는 지반물성 측정장치(10)로서, 전자파발생장치(110)와, 데이터로거(120)와, 배터리(130)를 포함하는 본체(100); 상기 전자파발생장치(110)에서 발생된 상기 전자파를 상기 지반(1)에 발생시키기 위해, 상기 본체(100)의 상기 전자파발생장치(110)와 케이블(300)로 연결됨과 아울러, 지반에 삽입되는 전도체 재질의 지반삽입장치(200);를 포함한다.In order to solve the above problems, the present invention is a ground physical property measuring apparatus (10) for generating electromagnetic waves in a ground (1) and recovering the electromagnetic waves reflected thereby to measure water content and density of the ground (1) A main body 100 including a device 110, a data logger 120, and a battery 130; The electromagnetic wave generator 110 is connected to the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100 through a cable 300 and generates electromagnetic waves generated in the electromagnetic wave generator 110, And a ground inserting device 200 of a conductive material.

상기 지반삽입장치(200)는 상기 지반(1)에 삽입되는 삽입부(211)와 상기 지반(1)에서 돌출된 돌출부(212)를 구비한 금속도체(210); 상기 복수의 금속도체(210)의 상기 돌출부(212)에 끼움결합되도록, 하면에 상기 돌출부(212)에 대응되는 홈부(221)가 형성되고, 상면에는 상기 케이블(300)과 연결되도록 상기 상면에서 상향으로 돌출된 케이블연결부(222)를 구비한 삽입장치본체(220);를 포함하는 것이 바람직하다.The ground inserting apparatus 200 includes a metal conductor 210 having an inserting portion 211 inserted into the ground 1 and a protruding portion 212 protruding from the ground 1; A groove 221 corresponding to the protrusion 212 is formed on the lower surface of the metal conductor 210 so as to be fitted into the protrusion 212 of the plurality of metal conductors 210, And an insertion device body 220 having a cable connection part 222 protruding upwardly.

상기 금속도체(210)는 상기 지반(1)의 조건에 따라 2 ~ 5 개가 상기 지반(1)에 설치되고, 상기 삽입장치본체(220)는 상기 금속도체(210)의 개수에 대응되는 상기 홈부(221)가 형성된 2홈-삽입장치본체(220a); 3홈-삽입장치본체(220b); 4홈-삽입장치본체(220c); 5홈-삽입장치본체(220d);를 포함하는 것이 바람직하다.2 to 5 of the metal conductors 210 are installed on the ground 1 according to the condition of the ground 1 and the inserting device body 220 is connected to the metal conductors 210 corresponding to the number of the metal conductors 210, A main body 220a of two grooves-insertion apparatus main body 220a in which a main body 221 is formed; 3 groove-insertion device body 220b; 4 groove-insertion device main body 220c; 5 groove-inserting main body 220d.

2홈-삽입장치본체(220a)와 상기 3홈-삽입장치본체(220b)에 형성된 복수의 상기 홈부(221)는 상기 삽입장치본체(220a,220b)의 하면에 열지어 형성되고, 4홈-삽입장치본체(220c)와 상기 5홈-삽입장치본체(220d)에 형성된 복수의 상기 홈부(221)는 상기 삽입장치본체(220c, 220d)의 하면 중앙부 영역에 상기 복수의 홈부(221) 중 하나의 상기 홈부(221)가 형성되고, 중앙부 영역에 형성된 상기 홈부(221)의 외측 영역에 나머지 복수의 상기 홈부(221)가 방사구조로 형성된 것이 바람직하다.A plurality of grooves 221 formed in the main body 220a and the three grooves-insertion device body 220b are formed on the lower surfaces of the insertion device bodies 220a and 220b, The plurality of grooves 221 formed in the inserter main body 220c and the five grooves-inserting main body 220d are formed in the central area of the bottom of the inserter main body 220c and 220d, And the remaining plurality of groove portions 221 are formed in a radiation structure in a region outside the groove portion 221 formed in the central region.

상기 지반(1)에 설치되는 복수의 상기 금속도체(210)는 상기 함수비와 상기 밀도를 측정하고 싶은 상기 지반(1)의 깊이(h)까지 동일한 삽입 깊이를 갖도록 설치되는 것이 바람직하다.The plurality of metal conductors 210 installed on the ground 1 are preferably installed so as to have the same water depth up to the depth h of the ground 1 for which the water ratio is desired to be measured.

상기 지반물성 측정장치(10)는 상기 지반(1)의 상기 함수비와 밀도를 현장에서 동시에 측정하기 위해 필요한 상기 지반(1)의 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)의 확보를 위하여, 상기 지반(1)에서 회수되거나 또는 동일한 지반특성을 갖는 시료(2)를 시료시험하기 위해 상기 본체(100)와 상기 케이블(300)로 연결되는 시료측정장치(400);를 더 포함하는 것이 바람직하다.The apparatus for measuring physical properties of a ground 10 comprises a dielectric constant K a and a bulk electrical conductivity EC of the ground 1 necessary for simultaneously measuring the water content and density of the ground 1 in the field, b) and to secure the correction coefficient (calibration constants), through to the main body 100 and the cable 300 to the sample test sample 2 recovered or with the same soil characteristics in the ground (1) And a sample measuring device 400 for measuring a sample.

상기 시료측정장치(400)는 비전도 재질로 형성된 받침판(410); 상기 받침판(410)의 상부에 설치됨과 아울러, 상기 시료(2)를 담을 수 있는 전도체 재질의 실린더(420); 상기 실린더(420)의 중앙부 영역에 삽입되되, 하단은 상기 받침판(410)의 상면에 접촉되고, 상면은 상기 시료(2)의 상부 영역에 형성되는 금속봉(430); 상기 실린더(420)의 상부에 결합되도록 전도체 재질로 형성되고, 하면에는 하향으로 돌출된 복수의 전자파 발신부(441)가 형성되되, 상기 복수의 발신부(441) 중 중앙부 영역에 형성된 중앙부 발신부(441a)는 상기 금속봉(430)의 상면과 접촉되도록 형성되고, 다른 복수의 상기 발신부(441)는 상기 실린더(420)의 상면과 접촉하도록 형성되며, 상면에는 상기 케이블(300)과 연결되도록 돌출 형성된 케이블커넥터(442)가 설치된 실린더헤드(440);를 포함하는 것이 바람직하다.The sample measurement apparatus 400 includes a support plate 410 formed of a nonconductive material; A cylinder 420 of a conductive material which is installed on the support plate 410 and is capable of holding the sample 2; A metal rod 430 inserted into a central region of the cylinder 420, the lower end of which is in contact with the upper surface of the support plate 410 and the upper surface of which is formed in an upper region of the sample 2; And a plurality of electromagnetic wave transmitting portions 441 protruding downward are formed on the lower surface of the cylinder 420. The center transmitting portion 441 formed in the center region of the plurality of transmitting portions 441 is formed in the center portion of the cylinder 420, And the other of the plurality of the transmitting portions 441 is formed to be in contact with the upper surface of the cylinder 420 and the upper surface of the connecting portion 441a is formed to be in contact with the upper surface of the metal rod 430, And a cylinder head 440 provided with a protruded cable connector 442.

본 발명의 일 실시 예에 따른 지반물성 측정장치를 이용한 지반물성조사방법은 상기 본체(100)와 상기 시료측정장치(400)를 이용하여 시료(2)의 상기 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 확인하는 시료시험단계; 상기 금속도체(210)를 상기 지반(1)에 삽입설치하는 금속도체설치단계; 상기 금속도체(210)의 상기 돌출부(212)에 상기 삽입장치본체(220)를 결합하는 삽입장치본체결합단계; 상기 케이블(300)을 상기 본체(100)와 상기 케이블연결부(222)에 연결하는 케이블연결단계; 상기 본체(100)의 전자파발생장치(110)를 이용하여 상기 금속도체(210)에 상기 전자파를 발생시키는 전자파발생단계; 반사되는 상기 전자파를 상기 데이터로거(120)에 저장하고, 상기 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 이용하여, 상기 데이터로거(120)에 저장된 상기 전자파를 분석하는 분석단계; 상기 분석단계를 통해 상기 지반(1)의 함수비와 밀도를 동시에 확인하여 상기 지반(1)의 다짐도를 평가하는 지반평가단계;를 포함한다.The method for investigating the physical properties of a substrate using the apparatus for measuring physical properties of a substrate according to an embodiment of the present invention is characterized in that the dielectric constant K a of the sample 2 is measured using the body 100 and the sample measuring apparatus 400, A sample test step for checking the bulk electrical conductivity EC b and calibration constants; A metal conductor installation step of inserting the metal conductor 210 into the ground 1; An inserter body coupling the inserter body 220 to the protrusion 212 of the metal conductor 210; Connecting the cable (300) to the main body (100) and the cable connection part (222); An electromagnetic wave generating step of generating the electromagnetic wave in the metal conductor 210 using the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100; The reflected electromagnetic waves are stored in the data logger 120 and the data logger 120 uses the dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b and the calibration constants. 120) for analyzing the electromagnetic waves; And a ground evaluation step of evaluating the degree of compaction of the ground 1 by simultaneously checking the water content and the density of the ground 1 through the analysis step.

상기 시료시험단계에서, 상기 시료(2)는 건조기에서 함수비가 0% 가 되도록 건조한 후, 상기 함수비가 1 ~ 20%가 되도록 수분을 분사하여 상기 시료(2)의 함수비를 조절하는 것이 바람직하다.In the sample test step, it is preferable that the sample (2) is dried in a drier to have a water content of 0%, and water content is sprayed so that the water content becomes 1 to 20%, thereby controlling the water content of the sample (2).

상기 시료(2)는 CC몰드에 3층 다짐으로 다짐 되되, 층당 다짐횟수를 5회, 10회, 15회, 20회, 25회로 다르게 하여 밀도를 조절하는 것이 바람직하다.It is preferable that the density of the sample (2) is adjusted by changing the number of compaction per layer 5 times, 10 times, 15 times, 20 times, 25 times.

본 발명은 전자파를 이용하여 지반의 함수비와 밀도를 동시에 측정하기 때문에 작업자의 숙련도에 상관없이 정확한 측정값을 얻을 수 있다.Since the water content and density of the ground are simultaneously measured using electromagnetic waves, accurate measurements can be obtained irrespective of the skill of the operator.

또한, 본 발명은 현장에서 발생하는 오차를 최소화함은 물론, 측정시간을 최소화 할 수 있다.In addition, the present invention minimizes the errors occurring in the field and minimizes the measurement time.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체와 지반삽입장치 결합 설치도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체 구성도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반삽입장치 설치도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 삽입장치본체 측면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 2홈-삽입장치 하부 평면도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 3홈-삽입장치 하부 평면도.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 4홈-삽입장치 하부 평면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 5홈-삽입장치 하부 평면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료측정장치 측면도.
도 10은 본 발명의 일 실시 예에 따른 실린더 측면도.
도 11은 본 발명의 일 실시 예에 따른 본체와 시료측정장치의 결합도.
도 12는 본 발명의 일 실시 예에 따른 시료측정장치 사시도.
도 13은 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반물성 장치의 반사파 형상.
도 14는 전기전도도 산정을 위한 반사파 측정값.
도 15는 함수비에 따른 주문진 표준사의 반사파 측정값.
도 16은 함수비에 따른 화강풍화토 반사파 측정값.
도 17은 함수비에 따른 현장 노상토 반사파 측정값.
도 18은 함수비에 따른 또 다른 현장 노상토 반사파 측정값.
도 19는 건조밀도에 따른 주문진 표준사 반사파 측정값.
도 20은 건조밀도에 따른 화강풍화토 반사파 측정값.
도 21은 건조밀도에 따른 현장 노상토 반사파 측정값.
도 22는 건조밀도에 따른 또 다른 현장 노상토 반사파 측정값.
도 23은 기존 함수비시험 결과와 본원발명의 지반물성 장치를 이용한 함수비 측정값.
도 24는 기존 들밀도시험 결과와 본원발명의 지반물성 장치를 이용한 밀도 측정값.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of a main body and a ground inserting device according to an embodiment of the present invention; FIG.
2 is a block diagram of a main body according to an embodiment of the present invention;
3 is a perspective view of a ground inserting apparatus according to an embodiment of the present invention;
4 is a side view of a main body of an insertion device according to an embodiment of the present invention.
5 is a bottom plan view of a two-groove-insertion device according to one embodiment of the present invention.
6 is a bottom plan view of a three groove-insertion device according to one embodiment of the present invention.
7 is a bottom plan view of a four-groove-insertion device according to one embodiment of the present invention.
8 is a bottom plan view of a 5-groove-insertion device according to one embodiment of the present invention.
9 is a side view of a sample measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
10 is a side view of a cylinder according to an embodiment of the present invention;
11 is a view showing a combination of a main body and a sample measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
12 is a perspective view of a sample measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.
13 is a view showing a reflection wave shape of a physical property apparatus according to an embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a graph showing the measured values of reflected waves for electric conductivity measurement.
15 is a graph showing the measured values of the reflections of the custom-made standard yarn according to the water content ratio.
16 is a graph showing the measured values of granular weathered-touched reflections according to the water content ratio.
Fig. 17 shows measured values of on-road sediment reflection according to water content.
Figure 18 shows another measured value of on-road sediment reflection according to the water content.
Fig. 19 is a graph of the standard deviation of the reflectance measured according to the dry density.
Figure 20 shows the measured values of granular weathered soil reflections with dry density.
Fig. 21 shows measured values of in-situ soil echo reflection according to the dry density.
Figure 22 shows another in situ soil wave reflectance measurement according to dry density.
23 shows the water content measurement result using the existing water content test result and the soil physical property apparatus of the present invention.
24 is a density measurement result using the results of the conventional density test and the present invention physical property apparatus.

본 발명에 따른 지반물성 측정장치 및 이를 이용한 지반물성조사방법의 일 실시 예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면 번호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략하기로 한다.The present invention will now be described more fully hereinafter with reference to the accompanying drawings, in which exemplary embodiments of the invention are shown. These and / or other aspects and advantages of the present invention will become more apparent by describing in detail exemplary embodiments thereof with reference to the attached drawings, And redundant explanations thereof will be omitted.

또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.It is also to be understood that the terms first, second, etc. used hereinafter are merely reference numerals for distinguishing between identical or corresponding components, and the same or corresponding components are defined by terms such as first, second, no.

또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.In addition, the term " coupled " is used not only in the case of direct physical contact between the respective constituent elements in the contact relation between the constituent elements, but also means that other constituent elements are interposed between the constituent elements, Use them as a concept to cover each contact.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 지반물성 측정장치 및 이를 이용한 지반물성조사방법에 관하여 상세히 설명한다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an apparatus for measuring physical properties of a ground according to an embodiment of the present invention and a method for investigating physical properties of a ground using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

과제의 해결을 위하여, 본 발명은 지반(1)에 전자파를 발생시키고, 반사되는 전자파를 회수하여 지반(1)의 함수비와 밀도를 측정하는 지반물성 측정장치(10)로서, 전자파발생장치(110)와, 데이터로거(120)와, 배터리(130)를 포함하는 본체(100); 전자파발생장치(110)에서 발생된 전자파를 지반(1)에 발생시키기 위해, 본체(100)의 전자파발생장치(110)와 케이블(300)로 연결됨과 아울러, 지반에 삽입되는 전도체 재질의 지반삽입장치(200);를 포함한다.A ground physical property measuring apparatus (10) for generating electromagnetic waves in a ground (1) and recovering electromagnetic waves reflected thereby to measure a water content and density of the ground (1), the electromagnetic wave generating apparatus A main body 100 including a data logger 120 and a battery 130; The electromagnetic wave generator 110 is connected to the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100 through a cable 300 so as to generate electromagnetic waves generated in the electromagnetic wave generator 110, (200). ≪ / RTI >

이 경우, 본 발명은 지반(1)에 지반삽입장치(200)를 설치하고, 전자파발생장치(110)를 이용하여 전자파를 발생시키는 것만으로 지반의 함수비와 밀도를 측정할 수 있다.In this case, the present invention can measure the water content and density of the ground simply by installing the ground inserting device 200 on the ground 1 and generating electromagnetic waves by using the electromagnetic wave generating device 110.

따라서, 측정시간이 짧고, 측정오차를 최소화시킬 수 있으며, 작업자의 숙련도에 관계없이 정확한 측정값을 얻을 수 있다.Therefore, the measurement time is short, the measurement error can be minimized, and accurate measurement values can be obtained irrespective of the skill of the operator.

지반삽입장치(200)는 지반(1)에 삽입되는 삽입부(211)와 지반(1)에서 돌출된 돌출부(212)를 구비한 금속도체(210); 복수의 금속도체(210)의 돌출부(212)에 끼움결합되도록, 하면에 돌출부(212)에 대응되는 홈부(221)가 형성되고, 상면에는 케이블(300)과 연결되도록 상면에서 상향으로 돌출된 케이블연결부(222)를 구비한 삽입장치본체(220);를 포함하는 것이 바람직하다.The ground inserting apparatus 200 includes a metal conductor 210 having an inserting portion 211 to be inserted into the ground 1 and a protruding portion 212 protruding from the ground 1; A groove 221 corresponding to the protruding portion 212 is formed on the bottom surface of the protruding portion 212 of the plurality of metal conductors 210 and a cable 221 protruding upward from the upper surface And an inserter main body 220 having a connecting portion 222.

이 경우, 본 발명의 지반물성 측정장치(10)는 전자파발생장치(110)에서 생성된 전자파가 케이블(300)과 연결된 지반삽입장치(200)를 통하여 지반에 전파되고, 반사되어 돌아오는 전자파의 반향 특성을 이용하여 지반의 유전상수와 전기전도도를 측정하여 지반의 함수비와 밀도를 평가한다.In this case, the apparatus for measuring physical properties of a ground 10 of the present invention is configured such that the electromagnetic wave generated by the electromagnetic wave generator 110 is propagated to the ground through the ground inserting device 200 connected to the cable 300, The dielectric constant and electrical conductivity of the ground are measured using the echo characteristics to evaluate the water content and density of the ground.

금속도체(210)는 지반(1)의 조건에 따라 2 ~ 5 개가 지반(1)에 설치되고, 삽입장치본체(220)는 금속도체(210)의 개수에 대응되는 홈부(221)가 형성된 2홈-삽입장치본체(220a); 3홈-삽입장치본체(220b); 4홈-삽입장치본체(220c); 5홈-삽입장치본체(220d);를 포함하는 것이 바람직하다.2 to 5 of the metal conductors 210 are installed on the ground 1 according to the conditions of the ground 1 and the inserting device main body 220 is provided with the grooves 221 corresponding to the number of the metal conductors 210 A groove-insertion device main body 220a; 3 groove-insertion device body 220b; 4 groove-insertion device main body 220c; 5 groove-inserting main body 220d.

이 경우, 지반의 상태에 따라 금속도체(210)를 2~5개로 사용할 수 있다.In this case, the number of the metal conductors 210 may be 2 to 5 depending on the state of the ground.

금속도체(210)를 2개 이상 사용하는 것은 금속도체(210) 사이 구간에 자기장을 형성시키고, 자기장이 형성된 지반(매질)에 전자파가 반향(Reflection) 되는 것을 분석하여 지반의 밀도와 함수비를 분석하기 위함이다.The use of two or more metal conductors 210 forms a magnetic field between the metal conductors 210 and analyzes the reflection of electromagnetic waves in the ground where the magnetic field is formed to analyze the density and water content of the ground .

2홈-삽입장치본체(220a)와 3홈-삽입장치본체(220b)에 형성된 복수의 홈부(221)는 삽입장치본체(220a,220b)의 하면에 열지어 형성되고, 4홈-삽입장치본체(220c)와 5홈-삽입장치본체(220d)에 형성된 복수의 홈부(221)는 삽입장치본체(220c, 220d)의 하면 중앙부 영역에 복수의 홈부(221) 중 하나의 홈부(221)가 형성되고, 중앙부 영역에 형성된 홈부(221)의 외측 영역에 나머지 복수의 홈부(221)가 방사구조로 형성된 것이 바람직하다.A plurality of grooves 221 formed in the main body 220a of the two grooved-insert devices and the main grooves 220b of the three grooved inserts are formed on the lower surface of the main bodies 220a and 220b of the main bodies 220a and 220b, A plurality of groove portions 221 formed in the main body 220c and the five groove-inserting main body 220d are formed in the bottom central region of the inserter main bodies 220c and 220d by forming one groove portion 221 of the plurality of groove portions 221 And the remaining plurality of groove portions 221 are formed in a radiation structure in an outer region of the groove portion 221 formed in the central region.

지반(1)에 설치되는 복수의 금속도체(210)는 함수비와 밀도를 측정하고 싶은 지반(1)의 깊이(h)까지 동일한 삽입 깊이를 갖도록 설치되는 것이 바람직하다.It is preferable that the plurality of metal conductors 210 installed on the ground 1 are installed so as to have the same depth of penetration up to the depth h of the ground 1 for which the water content and density are to be measured.

이 경우, 삽입장치본체는 도 5 ~ 도 8과 같이 홈부(221)가 형성된다.In this case, the insertion device body is provided with a groove 221 as shown in Figs. 5 to 8.

지반물성 측정장치(10)는 지반(1)의 함수비와 밀도를 현장에서 동시에 측정하기 위해 필요한 지반(1)의 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)의 확보를 위하여, 지반(1)에서 회수되거나 또는 동일한 지반 성을 갖는 시료(2)를 시료시험하기 위해 본체(100)와 케이블(300)로 연결되는 시료측정장치(400);를 더 포함하는 것이 바람직하다.The geotechnical property measuring apparatus 10 measures the dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b , and the correction factor of the ground 1 required to simultaneously measure the water content and density of the ground 1 in the field, A sample measuring device 400 connected to the main body 100 and the cable 300 for testing a sample 2 recovered in the ground 1 or having the same ground property is provided for securing the calibration constants, ; ≪ / RTI >

본 발명의 지반물성 측정장치(10)의 전형적인 결과는 도 13과 같다.Typical results of the apparatus for measuring physical properties 10 of the present invention are shown in Fig.

도 13에서와같이 측정된 신호를 보면 2개의 뚜렷한 반사신호가 나타난다.As shown in FIG. 13, two distinct reflected signals appear in the measured signal.

첫 번째 반사신호는 공기와 흙의 접촉면에서 발생한 것이고, 두 번째 반사신호는 금속도체(210)의 하단부에서 발생한 것이다.The first reflected signal is generated at the interface between air and soil, and the second reflected signal is generated at the lower end of the metal conductor 210.

유전상수(K a)는 아래 식1로 구할 수 있다. 이때, 도 13을 측정값을 참고한다.The dielectric constant ( K a ) can be obtained from the following equation (1). At this time, refer to the measured values in Fig.

식 1.

Figure pat00001
Equation 1.
Figure pat00001

여기서,

Figure pat00002
는 두 반사지점 사이의 축척 수평거리이며,
Figure pat00003
는 흙속에 관입된 금속도체(210)의 길이이다.here,
Figure pat00002
Is the scale horizontal distance between two reflection points,
Figure pat00003
Is the length of the metal conductor 210 penetrated into the soil.

전자파가 흙속을 흘러갈 때 전자파의 에너지가 분산된다.When the electromagnetic wave flows through the earth, the energy of the electromagnetic wave is dispersed.

전자파의 감쇠는 지반의 복잡한 유전특성으로 인한 파형의 위상변화와 지반의 전기전도도에 의해 발생하는데 지반(매체)의 전기전도도는 고체 표면에서의 전기 충전 입자와 간극수에 녹아 있는 전해질에 의한 이온 전도성으로부터 결정된다.The attenuation of electromagnetic waves is caused by the phase change of the waveform due to the complex dielectric properties of the ground and the electrical conductivity of the ground. The electrical conductivity of the ground (medium) is determined from the ion conductivity due to the electrolyte dissolved in the electrically charged particles and pore water on the solid surface .

도 14는 전기전도도 산정을 위한 신호 분석 자료로서, 도 14를 이용하여 장주기 응답해석으로 전기전도도(

Figure pat00004
)를 산정할 수 있다.Fig. 14 is a signal analysis data for estimating electric conductivity. Fig. 14 is a graph showing the electric conductivity
Figure pat00004
) Can be calculated.

식 2.

Figure pat00005
Equation 2.
Figure pat00005

본원발명의 지반물성 측정장치(10)를 이용한 흙의 함수비와 밀도는 아래 식 3으로부터 구할 수 있다.The water content and density of the soil using the soil physical property measuring apparatus 10 of the present invention can be obtained from the following Equation 3.

먼저, 흙의 보정계수인 a, b이고,

Figure pat00006
는 물의 단위중량,
Figure pat00007
는 흙의 건조단위중량,
Figure pat00008
는 중량함수비이다.First, a and b, which are correction coefficients of soil,
Figure pat00006
Is the unit weight of water,
Figure pat00007
The dry unit weight of the soil,
Figure pat00008
Is the weight water content ratio.

식 3.

Figure pat00009
Equation 3.
Figure pat00009

유전상수와 중량함수비에 의한 아래 식4부터 흙의 보정계수 c, d를 구한다.The correction coefficients c and d of the soil are obtained from the following equation 4 based on the dielectric constant and the weight water content ratio.

식 4.

Figure pat00010
Equation 4.
Figure pat00010

위 식 3 과 식 4에서 구한 흙의 보정계수와 유전상수, 총전기전도도를 이용하여 현장지반의 밀도와 함수비를 아래 식 5와 식6으로 산정할 수 있다.The density and the water content of the site can be calculated from the following equations (5) and (6) using the correction factor, dielectric constant, and total electrical conductivity of the soil obtained from the above formulas 3 and 4.

식 5.

Figure pat00011
Equation 5.
Figure pat00011

식 6.

Figure pat00012
Equation 6.
Figure pat00012

여기서,

Figure pat00013
는 지반의 밀도이고,
Figure pat00014
는 지반의 함수비 이다.here,
Figure pat00013
Is the density of the ground,
Figure pat00014
Is the water content of the ground.

시료측정장치(400)는 비전도 재질로 형성된 받침판(410); 받침판(410)의 상부에 설치됨과 아울러, 시료(2)를 담을 수 있는 전도체 재질의 실린더(420); 실린더(420)의 중앙부 영역에 삽입되되, 하단은 받침판(410)의 상면에 접촉되고, 상면은 시료(2)의 상부 영역에 형성되는 금속봉(430); 실린더(420)의 상부에 결합되도록 전도체 재질로 형성되고, 하면에는 하향으로 돌출된 복수의 전자파 발신부(441)가 형성되되, 복수의 발신부(441) 중 중앙부 영역에 형성된 중앙부 발신부(441a)는 금속봉(430)의 상면과 접촉되도록 형성되고, 다른 복수의 발신부(441)는 실린더(420)의 상면과 접촉하도록 형성되며, 상면에는 케이블(300)과 연결되도록 돌출 형성된 케이블커넥터(442)가 설치된 실린더헤드(440);를 포함하는 것이 바람직하다.The sample measuring apparatus 400 includes a support plate 410 formed of a non-conductive material; A cylinder 420 of a conductive material installed on the upper part of the support plate 410 and capable of holding the sample 2; A metal rod 430 inserted into the central region of the cylinder 420, the lower end of which is in contact with the upper surface of the support plate 410, and the upper surface of which is formed in the upper region of the sample 2; And a plurality of electromagnetic wave transmitting portions 441 protruding downward are formed on the lower surface of the cylinder 420. The central transmitting portion 441a formed in the central region of the plurality of transmitting portions 441 And the other of the plurality of transmitting portions 441 is formed to be in contact with the upper surface of the cylinder 420. The upper surface of the cable connector 442 is formed with a cable connector 442 And a cylinder head 440 mounted on the cylinder head 440.

시료측정장치는 본원발명의 지반물성 측정장치를 이용하여 지반의 함수비와 밀도를 확인하기 위하여 흙의 유전상수, 총 전기전도도, 보정계수값을 먼저, 확인하 위한 시험장치이다.The sample measuring apparatus is a testing apparatus for confirming the dielectric constant, the total electrical conductivity and the correction coefficient value of the soil in order to confirm the water content and density of the ground using the apparatus for measuring physical properties of the present invention.

본 발명의 일 실시 예에 따른 지반물성 측정장치를 이용한 지반물성조사방법은 본체(100)와 시료측정장치(400)를 이용하여 시료(2)의 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 확인하는 시료시험단계; 금속도체(210)를 지반(1)에 삽입설치하는 금속도체설치단계; 금속도체(210)의 돌출부(212)에 삽입장치본체(220)를 결합하는 삽입장치본체결합단계; 케이블(300)을 본체(100)와 케이블연결부(222)에 연결하는 케이블연결단계; 본체(100)의 전자파발생장치(110)를 이용하여 금속도체(210)에 전자파를 발생시키는 전자파발생단계; 반사되는 전자파를 데이터로거(120)에 저장하고, 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 이용하여, 데이터로거(120)에 저장된 전자파를 분석하는 분석단계; 분석단계를 통해 지반(1)의 함수비와 밀도를 동시에 확인하여 상기 지반(1)의 다짐도를 평가하는 지반평가단계;를 포함한다.The method for investigating the physical properties of a substrate using the apparatus for measuring physical properties of a ground according to an embodiment of the present invention is characterized in that the dielectric constant K a of the sample 2 and the total electrical conductivity of the sample 2 are measured by using the main body 100 and the sample measuring apparatus 400, (Bulk electrical conductivity EC b ) and calibration constants; A metal conductor mounting step of inserting the metal conductor 210 into the ground 1; A step of inserting the inserter main body 220 to engage the protrusion 212 of the metal conductor 210; A cable connecting step of connecting the cable 300 to the main body 100 and the cable connecting part 222; An electromagnetic wave generating step of generating electromagnetic waves in the metal conductor 210 by using the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100; The reflected electromagnetic waves are stored in the data logger 120 and stored in the data logger 120 using the dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b and the calibration constants. An analysis step of analyzing electromagnetic waves; And a ground evaluation step of evaluating the degree of compaction of the ground 1 by simultaneously checking the water content and the density of the ground 1 through the analysis step.

시료시험단계에서, 시료(2)는 건조기에서 함수비가 0% 가 되도록 건조한 후, 함수비가 1 ~ 20%가 되도록 수분을 분사하여 시료(2)의 함수비를 조절하는 것이 바람직하다.In the sample test step, it is preferable to dry the sample (2) so that the water content of the sample (2) becomes 0% in a drier and then spray water so that the water content becomes 1 to 20% to control the water content of the sample (2).

시료(2)는 CC몰드에 3층 다짐으로 다짐 되되, 층당 다짐횟수를 5회, 10회, 15회, 20회, 25회로 다르게 하여 밀도를 조절하는 것이 바람직하다.It is preferable that the density of the sample 2 is adjusted by changing the number of times of compaction per layer 5 times, 10 times, 15 times, 20 times, and 25 times.

도 15부터 도 18까지는 밀도는 일정하고, 함수비가 다른 주문진 표준사(도 15)와 화강풍화토(도 16), 그리고 일반 현장에서 채취한 지반(도 17, 현장 노상토), (도 18 또 다른 현장의 노상토)을 대상으로 밀도와 함수비에 따른 전자파 반사신호를 측정한 결과이다.15 to 18 show that the densities are constant and the water content of the ground (Fig. 17, site underground soil) (Fig. 18 The results of the measurement of the electromagnetic wave reflection signal according to the density and the water content are shown in the results.

먼저, 주문진 표준사의 결과인 도 15를 보면 1차 반사신호가 명확히 나타나고, 함수비의 변화에 따라 2차 반사신호가 차이가 발생하는 것을 확인할 수 있다.First, as shown in FIG. 15, which is a result of the Jungjin standard, the first reflection signal is clearly displayed, and the second reflection signal is different according to the change of the water content ratio.

1차 반사신호는 흙과 공기의 접촉면으로 함수비의 변화에 관계없이 일정한 값을 나타내고 있다.The primary reflection signal is a contact surface between soil and air, and shows a constant value irrespective of changes in water content.

2차 반사신호는 일정한 밀도에서 함수비가 증가하면 초기 반사신호보다 감쇠가 더 크게 발생하는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the damping of the second reflection signal occurs more than the initial reflection signal when the water content increases at a constant density.

감쇠하는 패턴은 도 15 내지 도 18과 같이 대각선 아래 방향을 따라 이동하는 것을 확인할 수 있다.It can be confirmed that the attenuating pattern moves along the diagonal downward direction as shown in FIGS. 15 to 18. FIG.

또한, 시료별로 살펴보면 주문지 표준사(도 15)의 2차 반사신호 감쇠가 가장 작은 것으로 확인되었으며, 그 다음으로는 화강풍화토(도 16), 도 18의 노상토, 도 17의 현장 노상토 순으로 감쇠가 커지는 것을 확인할 수 있다.15), the second-order reflection signal attenuation was found to be the smallest, followed by the granite weathered soil (FIG. 16), the runoff soil of FIG. 18, the on- It can be confirmed that the attenuation increases.

결과적으로 세립분의 함량이 많을수록 함수비에 의한 신호의 감쇠 폭이 커지는 것을 확인할 수 있다.As a result, it can be seen that the larger the content of the fine particles, the larger the attenuation width of the signal due to the water content.

건조밀도에 따른 측정신호의 변화를 확인하면, 도 19 내지 도 22는 함수비가 일정할 때, 흙의 건조밀도에 따른 측정신호의 변화추이를 확인할 수 있다.When the change of the measurement signal according to the dry density is confirmed, FIGS. 19 to 22 show the change of the measurement signal according to the dry density of the soil when the water content is constant.

도 19는 주문진 표준사의 시험결과이고, 도 20은 화강풍화토, 도 21은 일반 현장에서 채취한 노상토, 도 22는 또 다른 현장에서 채취한 노상토에 대한 결과이다.FIG. 19 shows the results of the test by Jumunjin Standard Co., FIG. 20 shows the weathered granite soil, FIG. 21 shows the results of the suburban soil sampled at the ordinary site, and FIG. 22 shows the results of the suburban soil sampled at another site.

측정신호의 변화를 살펴보면, 시료의 종류와 관계없이 1차 반사신호가 명확히 나타나는 것을 확인할 수 있고, 건조밀도의 변화에 따라 2차 반사신호가 변화하는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the first reflection signal appears clearly regardless of the kind of the sample, and the second reflection signal changes according to the change of the dry density.

1차 반사신호는 지반과 공기의 접촉면으로 지반의 건조밀도에 관계없이 일정한 값을 가짐을 확인할 수 있다. 그러나 2차 반사신호는 건조밀도가 증가하면서 초기 반사신호보다 감쇠가 커짐을 알 수 있으며, 도 19 내지 도 22와 같이 대각선 아래 방향을 따라 이동하는 것을 확인할 수 있다.It can be seen that the primary reflection signal has a constant value regardless of the dry density of the ground due to the contact surface between the ground and the air. However, it can be seen that the attenuation becomes larger than the initial reflection signal due to the increase of the dry density of the secondary reflection signal, and it is confirmed that the secondary reflection signal moves along the diagonal line as shown in Figs. 19 to 22.

h : 지반 깊이 1 : 지반
2 : 시료 10 : 지반물성 측정장치
100 : 본체 110 : 전자파발생장치
120 : 데이터로거 130 : 배터리
200 : 지반삽입장치 210 : 금속도체
211 : 삽입부 212 : 돌출부
220 : 삽입장치본체 220a : 2홈-삽입장치본체
220b : 3홈-삽입장치본체 220c : 4홈-삽입장치본체
220d : 5홈-삽입장치본체 221 : 홈부
222 : 케이블연결부 300 : 케이블
400 : 시료측정장치 410 : 받침판
420 : 실린더 430 : 금속봉
440 : 실린더헤드 441 : 발신부
442 : 케이블커넥터h: Soil depth 1: Soil
2: Sample 10: Ground physical property measuring device
100: main body 110: electromagnetic wave generator
120: Data logger 130: Battery
200: ground inserting device 210: metal conductor
211: insertion portion 212: protrusion
220: insertion device body 220a: 2 groove-insertion device body
220b: 3 groove-insertion device body 220c: 4 groove-insertion device body
220d: 5 groove-insertion device body 221: groove
222: Cable connection part 300: Cable
400: sample measuring device 410:
420: cylinder 430: metal rod
440: cylinder head 441:
442: Cable connector

Claims (10)

지반(1)에 전자파를 발생시키고, 반사되는 상기 전자파를 회수하여 상기 지반(1)의 함수비와 밀도를 측정하는 지반물성 측정장치(10)로서,
전자파발생장치(110)와. 데이터로거(120)와, 배터리(130)를 포함하는 본체(100);
상기 전자파발생장치(110)에서 발생된 상기 전자파를 상기 지반(1)에 발생시키기 위해, 상기 본체(100)의 상기 전자파발생장치(110)와 케이블(300)로 연결됨과 아울러, 지반에 삽입되는 전도체 재질의 지반삽입장치(200);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성 측정장치.
A ground physical property measuring device (10) for generating electromagnetic waves in a ground (1) and recovering the electromagnetic waves reflected thereby to measure a water content and a density of the ground (1)
An electromagnetic wave generator 110 and. A main body 100 including a data logger 120 and a battery 130;
The electromagnetic wave generator 110 is connected to the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100 through a cable 300 and generates electromagnetic waves generated in the electromagnetic wave generator 110, And a ground inserting device (200) of a conductive material.
제1항에 있어서,
상기 지반삽입장치(200)는
상기 지반(1)에 삽입되는 삽입부(211)와 상기 지반(1)에서 돌출된 돌출부(212)를 구비한 금속도체(210);
상기 복수의 금속도체(210)의 상기 돌출부(212)에 끼움결합되도록, 하면에 상기 돌출부(212)에 대응되는 홈부(221)가 형성되고, 상면에는 상기 케이블(300)과 연결되도록 상기 상면에서 상향으로 돌출된 케이블연결부(222)를 구비한 삽입장치본체(220);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성 측정장치.
The method according to claim 1,
The ground inserting device (200)
A metal conductor 210 having an inserting portion 211 inserted into the ground 1 and a protruding portion 212 protruding from the ground 1;
A groove 221 corresponding to the protrusion 212 is formed on the lower surface of the metal conductor 210 so as to be fitted into the protrusion 212 of the plurality of metal conductors 210, And an insertion device body (220) having a cable connection part (222) protruding upwardly.
제2항에 있어서,
상기 금속도체(210)는
상기 지반(1)의 조건에 따라 2 ~ 5 개가 상기 지반(1)에 설치되고,
상기 삽입장치본체(220)는
상기 금속도체(210)의 개수에 대응되는 상기 홈부(221)가 형성된 2홈-삽입장치본체(220a);
3홈-삽입장치본체(220b);
4홈-삽입장치본체(220c);
5홈-삽입장치본체(220d);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성 장치.
3. The method of claim 2,
The metal conductor 210
2 to 5 pieces are provided on the ground 1 according to the condition of the ground 1,
The insertion device body 220
A two groove-inserting main body 220a formed with the groove 221 corresponding to the number of the metal conductors 210;
3 groove-insertion device body 220b;
4 groove-insertion device main body 220c;
5 groove-inserting device main body (220d).
제3항에 있어서,
2홈-삽입장치본체(220a)와 상기 3홈-삽입장치본체(220b)에 형성된 복수의 상기 홈부(221)는 상기 삽입장치본체(220a,220b)의 하면에 열지어 형성되고,
4홈-삽입장치본체(220c)와 상기 5홈-삽입장치본체(220d)에 형성된 복수의 상기 홈부(221)는 상기 삽입장치본체(220c, 220d)의 하면 중앙부 영역에 상기 복수의 홈부(221) 중 하나의 상기 홈부(221)가 형성되고, 중앙부 영역에 형성된 상기 홈부(221)의 외측 영역에 나머지 복수의 상기 홈부(221)가 방사구조로 형성된 것을 특징으로 하는 지반물성 장치.
The method of claim 3,
A plurality of groove portions 221 formed in the main body 220a and the three grooves-insertion device body 220b are formed on the lower surfaces of the insertion device bodies 220a and 220b,
The plurality of grooves 221 formed in the main body 220c and the five groove-inserting device body 220d are formed in the bottom central region of the inserter main body 220c and 220d by the plurality of grooves 221 , And the remaining plurality of groove portions (221) are formed in a radiation structure in a region outside the groove portion (221) formed in the central region.
제4항에 있어서,
상기 지반(1)에 설치되는 복수의 상기 금속도체(210)는
상기 함수비와 상기 밀도를 측정하고 싶은 상기 지반(1)의 깊이(h)까지 동일한 삽입 깊이를 갖도록 설치되는 것을 특징으로 하는 지반물성 장치.
5. The method of claim 4,
The plurality of metal conductors (210) installed on the ground (1)
Is set to have the same water depth up to the depth (h) of the ground (1) to which the water content and the density are to be measured.
제5항에 있어서,
상기 지반물성 측정장치(10)는
상기 지반(1)의 상기 함수비와 밀도를 현장에서 동시에 측정하기 위해 필요한 상기 지반(1)의 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)의 확보를 위하여, 상기 지반(1)에서 회수되거나 또는 동일한 지반특성을 갖는 시료(2)를 시료시험하기 위해 상기 본체(100)와 상기 케이블(300)로 연결되는 시료측정장치(400);를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성 측정장치.
6. The method of claim 5,
The ground physical property measuring apparatus (10)
The dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b and the calibration constants of the ground 1 necessary for simultaneously measuring the water content and density of the ground 1 in the field, (400) connected to the main body (100) and the cable (300) for testing a sample (2) collected in the ground (1) or having the same ground characteristics, Further comprising: a soil property measuring device for measuring a physical property of the ground.
제6항에 있어서,
상기 시료측정장치(400)는
비전도 재질로 형성된 받침판(410);
상기 받침판(410)의 상부에 설치됨과 아울러, 상기 시료(2)를 담을 수 있는 전도체 재질의 실린더(420);
상기 실린더(420)의 중앙부 영역에 삽입되되, 하단은 상기 받침판(410)의 상면에 접촉되고, 상면은 상기 시료(2)의 상부 영역에 형성되는 금속봉(430);
상기 실린더(420)의 상부에 결합되도록 전도체 재질로 형성되고, 하면에는 하향으로 돌출된 복수의 전자파 발신부(441)가 형성되되, 상기 복수의 발신부(441) 중 중앙부 영역에 형성된 중앙부 발신부(441a)는 상기 금속봉(430)의 상면과 접촉되도록 형성되고, 다른 복수의 상기 발신부(441)는 상기 실린더(420)의 상면과 접촉하도록 형성되며, 상면에는 상기 케이블(300)과 연결되도록 돌출 형성된 케이블커넥터(442)가 설치된 실린더헤드(440);를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성 측정장치.
The method according to claim 6,
The sample measuring apparatus 400 includes:
A support plate 410 formed of a nonconductive material;
A cylinder 420 of a conductive material which is installed on the support plate 410 and is capable of holding the sample 2;
A metal rod 430 inserted into a central region of the cylinder 420, the lower end of which is in contact with the upper surface of the support plate 410 and the upper surface of which is formed in an upper region of the sample 2;
And a plurality of electromagnetic wave transmitting portions 441 protruding downward are formed on the lower surface of the cylinder 420. The center transmitting portion 441 formed in the center region of the plurality of transmitting portions 441 is formed in the center portion of the cylinder 420, And the other of the plurality of the transmitting portions 441 is formed to be in contact with the upper surface of the cylinder 420 and the upper surface of the connecting portion 441a is formed to be in contact with the upper surface of the metal rod 430, And a cylinder head (440) provided with a protruded cable connector (442).
제5항 또는 제6항의 지반물성 측정장치를 이용한 지반물성조사방법으로서,
상기 본체(100)와 상기 시료측정장치(400)를 이용하여 시료(2)의 상기 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 확인하는 시료시험단계;
상기 금속도체(210)를 상기 지반(1)에 삽입설치하는 금속도체설치단계;
상기 금속도체(210)의 상기 돌출부(212)에 상기 삽입장치본체(220)를 결합하는 삽입장치본체결합단계;
상기 케이블(300)을 상기 본체(100)와 상기 케이블연결부(222)에 연결하는 케이블연결단계;
상기 본체(100)의 전자파발생장치(110)를 이용하여 상기 금속도체(210)에 상기 전자파를 발생시키는 전자파발생단계;
반사되는 상기 전자파를 상기 데이터로거(120)에 저장하고, 상기 유전상수(Dielectric constant K a), 총 전기전도도(Bulk electrical conductivity EC b) 및 보정계수(Calibration constants)를 이용하여, 상기 데이터로거(120)에 저장된 상기 전자파를 분석하는 분석단계;
상기 분석단계를 통해 상기 지반(1)의 함수비와 밀도를 동시에 확인하여 상기 지반(1)의 다짐도를 평가하는 지반평가단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 지반물성조사방법.
A method for investigating physical properties of a substrate using the apparatus for measuring physical properties of a substrate according to claim 5 or 6,
The dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b and the calibration constants of the sample 2 are checked using the main body 100 and the sample measurement apparatus 400. A sample test step;
A metal conductor installation step of inserting the metal conductor 210 into the ground 1;
An inserter body coupling the inserter body 220 to the protrusion 212 of the metal conductor 210;
Connecting the cable (300) to the main body (100) and the cable connection part (222);
An electromagnetic wave generating step of generating the electromagnetic wave in the metal conductor 210 using the electromagnetic wave generator 110 of the main body 100;
The reflected electromagnetic waves are stored in the data logger 120 and the data logger 120 uses the dielectric constant K a , the bulk electrical conductivity EC b and the calibration constants. 120) for analyzing the electromagnetic waves;
And a soil evaluation step of evaluating the degree of compaction of the soil (1) by simultaneously checking the water content and the density of the soil (1) through the analysis step.
제8항에 있어서,
상기 시료시험단계에서,
상기 시료(2)는 건조기에서 함수비가 0% 가 되도록 건조한 후, 상기 함수비가 1 ~ 20%가 되도록 수분을 분사하여 상기 시료(2)의 함수비를 조절하는 것을 특징으로 하는 지반물성조사방법.
9. The method of claim 8,
In the sample test step,
Wherein the sample (2) is dried so as to have a water content of 0% in a drier, and water content is sprayed so that the water content becomes 1 to 20%, thereby controlling the water content of the sample (2).
제9항에 있어서,
상기 시료(2)는
CC몰드에 3층 다짐으로 다짐 되되, 층당 다짐횟수를 5회, 10회, 15회, 20회, 25회로 다르게 하여 밀도를 조절하는 것을 특징으로 하는 지반물성조사방법.10. The method of claim 9,
The sample (2)
Wherein the density is adjusted by varying the number of times of compaction per layer 5 times, 10 times, 15 times, 20 times, 25 times.
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101266271A (en) * 2008-04-25 2008-09-17 浙江大学 Electromagnetic wave test soil body dielectric coefficient test method and device
JP2010271130A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Central Res Inst Of Electric Power Ind Soil sample holder
KR20160096339A (en) * 2015-02-05 2016-08-16 고려대학교 산학협력단 A Penetration Type site exploration apparatus
KR101651536B1 (en) * 2014-05-29 2016-08-29 한국철도기술연구원 System for evaluating compaction degree of railway roadbed using tdr (time domain reflectometry),and method for the same

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101266271A (en) * 2008-04-25 2008-09-17 浙江大学 Electromagnetic wave test soil body dielectric coefficient test method and device
JP2010271130A (en) * 2009-05-20 2010-12-02 Central Res Inst Of Electric Power Ind Soil sample holder
KR101651536B1 (en) * 2014-05-29 2016-08-29 한국철도기술연구원 System for evaluating compaction degree of railway roadbed using tdr (time domain reflectometry),and method for the same
KR20160096339A (en) * 2015-02-05 2016-08-16 고려대학교 산학협력단 A Penetration Type site exploration apparatus

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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