KR20180103020A

KR20180103020A - Monitoring sensor device for grouted regions around underground structures

Info

Publication number: KR20180103020A
Application number: KR1020180027409A
Authority: KR
Inventors: 조계춘; 김지원
Original assignee: 한국과학기술원
Priority date: 2017-03-08
Filing date: 2018-03-08
Publication date: 2018-09-18
Also published as: KR102020015B1

Abstract

A sensor device for monitoring grouting reinforcement ground around an underground structure, according to an embodiment of the present invention, includes: a plurality of bore holes vertically installed in an underground structure such that grouting parts are formed by injecting grout into the ground of the underground structure, and installed to be spaced apart from each other; a plurality of sensor modules installed inside the bore hole and disposed to be spaced apart from each other at predetermined distances in the longitudinal direction of the bore hole; and an extension casing for connecting the sensor modules inserted into the bore hole to each other, wherein the sensor module includes: a housing, which has a predetermined space formed therein and is extended in the vertical direction; electrical resistivity electrodes spaced apart from each other and respectively installed at both ends outside the housing; an elastic wave transmitter including a striking device and a striking part for transmitting elastic waves; an elastic wave receiver for receiving the elastic waves; and a sensor wire for transmitting the information received through the electrical resistivity electrodes and the elastic wave receiver, and the sensor module measures the elastic wave velocity and the electrical resistivity between the bore holes and in the bore holes.

Description

TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a monitoring apparatus for a grounding reinforcing soil around an underground structure,

본 발명은 지구물리탐사 기법을 이용한 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치에 관한 것으로, 지하구조물 내부로부터 그라우팅 보강지반부를 천공하여 매설된 센서를 통해 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반의 장기손상 및 열화를 비파괴적으로 조사할 수 있는 센서에 관한 것이다.The present invention relates to a geotechnical monitoring apparatus for monitoring grouting around a ground structure by using a geophysical surveying method, and it relates to a geotechnical surveying apparatus for detecting a geotechnical damage of geotechnical soil around an underground structure through a sensor embedded in a grouting- The present invention relates to a sensor that can be irradiated with infrared light.

지하구조물 시공 중 만나는 연약지반 또는 파쇄대 구간에서 차수, 안정성 증대 등의 목적으로 그라우팅 공법이 널리 사용된다. The grouting method is widely used for the purpose of increasing the order and stability in the soft ground or the fracture zone where underground structures are encountered during construction.

그러나 주입된 그라우트는 지반 내 지하수 이동 등으로 인한 부식, 침출 등의 열화가 일어날 수 있고, 이는 지하 구조물의 장기거동에 영향을 미친다. 현재 지하구조물 유지관리에 사용되는 성능평가기준이나 유지관리 매뉴얼은 인력 의존적인 계측방안만 다루고 있고, 대부분 변위, 변형률 등 구조물에 대한 계측위주로서 주변지반에 대한 평가가 미흡한 실정이다.However, the injected grout may cause deterioration such as corrosion and leaching due to groundwater movement in the ground, which affects the long term behavior of the underground structure. Currently, performance evaluation standards and maintenance manuals used for maintenance of underground structures only deal with manpower dependent measures, and most of them are inadequate to evaluate the surrounding grounds, mainly for measurement of structures such as displacement and strain.

따라서 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반의 장기거동 및 열화를 평가할 수 있는 모니터링 기술 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop monitoring technology to evaluate the long-term behavior and deterioration of grouting reinforcement around underground structures.

일본 공개특허공보 2005-076315 (2005.03.24.공개.)Japanese Unexamined Patent Application Publication No. 2005-076315 (Mar. 24, 2005).

본 발명의 일 실시예는 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반의 장기거동 및 열화를 평가할 수 있는 모니터링 센서 장치를 제공하고자 한다.An embodiment of the present invention is to provide a monitoring sensor device capable of evaluating the long-term behavior and deterioration of a grouting reinforcing ground around an underground structure.

다만, 본 실시예가 이루고자 하는 기술적 과제는 상기된 바와 같은 기술적 과제로 한정되지 않으며, 또 다른 기술적 과제들이 존재할 수 있다.It should be understood, however, that the technical scope of the present invention is not limited to the above-described technical problems, and other technical problems may exist.

상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치는 지하 구조물 지반에 그라우트(grout)를 주입하여 그라우팅부를 형성하기 위해 지하구조물에 수직되게 설치되고, 서로 소정의 거리 이격되어 설치된 복수의 보어홀; 상기 보어홀의 내부에 설치되며, 상기 보어홀의 길이방향으로 소정의 거리 이격 배치되는 복수의 센서모듈; 상기 보어홀에 삽입된 센서모듈을 서로 연결하는 연장 케이싱을 포함하되, 상기 센서모듈은 내부에 소정의 공간이 형성되고, 상하방향으로 연장형성된 하우징, 서로 이격되어 상기 하우징의 외부 양단에 각각 설치되는 전기비저항 전극; 탄성파 송신을 위한 타격 장치 및 타격부를 포함하는 탄성파 송신기; 상기 탄성파를 수신하는 탄성파 수신기; 및 상기 전기비저항 전극, 탄성파 수신기를 통해 수신된 정보를 전달하는 센서선을 포함하고, 상기 센서모듈은 상기 보어홀 간 및 보어홀 내의 탄성파 속도 및 전기비저항을 측정한다.As a technical means for accomplishing the above technical object, according to one embodiment of the present invention, a grouting reinforcing soil monitoring sensor device for an underground structure surrounds an underground structure in order to form a grouting portion by injecting a grout into an underground structure, A plurality of bore holes provided at predetermined distances from each other; A plurality of sensor modules installed inside the bore holes and spaced apart from each other by a predetermined distance in a longitudinal direction of the bore holes; And an extension casing connected to the sensor module inserted into the bore hole. The sensor module includes a housing having a predetermined space formed therein and extending in the vertical direction, and spaced apart from each other and installed at both ends of the housing Electrical resistivity electrodes; An acoustic wave transmitter including a striking device and a striking part for transmitting acoustic waves; An elastic wave receiver for receiving the elastic wave; And an electrical resistivity electrode, and a sensor line for transmitting information received through the acoustic wave receiver, wherein the sensor module measures an acoustic wave velocity and an electrical resistivity between the boreholes and the borehole.

전술한 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치의 길이 및 센서 배치가 자유롭게 조정 가능하고, 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 내부에 영구히 매립되어 지구물리탐사기법인 전기비저항과 탄성파 속도를 측정해 지하구조물 주변 그라우팅 보강부 내 발생할 수 있는 손상 및 열화를 정성적 및 정량적으로 파악할 수 있다.According to any one of the above-described objects of the present invention, it is possible to freely adjust the length and the sensor arrangement of the grouting reinforcing soil monitoring sensor device around the underground structure, to permanently land in the grouting reinforcing ground around the underground structure, By measuring the resistivity and elastic wave velocity, it is possible to qualitatively and quantitatively understand the damage and deterioration that may occur in the grouting reinforcement around the underground structure.

즉, 탄성파 속도는 지반의 강성과 직접적인 연관이 있어 이를 통해 그라우팅 보강지반의 강성변화를 측정할 수 있고, 전기비저항은 전기적 성질을 이용하는 특성 상 지반 내 물의 존재 여부와 거동에 민감한 결과를 얻을 수 있어 그라우팅 열화로 인한 물의 침투 등을 감지해 낼 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 과제 해결 수단 중 어느 하나에 의하면, 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치를 통해, 지구물리탐사 기법인 전기비저항과 탄성파 탐사를 통해 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반의 장기손상 및 열화를 비파괴적으로 조사할 수 있다.In other words, the seismic velocity is directly related to the stiffness of the ground, so that the change in stiffness of the grouting ground can be measured, and the electrical resistivity can be sensitive to the presence and behavior of water in the ground due to its electrical properties And penetration of water due to grouting deterioration can be detected. Thus, according to any one of the objects of the present invention, it is possible to provide a method for detecting a long-term damage and deterioration of ground-reinforced ground around an underground structure through an electrical resistivity and seismic exploration, Can be examined non-destructively.

또한, 비파괴탐사기법인 탄성파속도와 전기비저항을 이용해 지반의 강성변화 및 지하수 침투를 측정하여 그라우팅 보강지반 내 발생할 수 있는 손상 및 열화를 정성적 및 정량적으로 파악할 수 있으며, 센서 장치는 영구적으로 지반 내 매설된 상태이므로 장기적인 그라우팅 보강지반 모니터링이 가능하다.In addition, it is possible to qualitatively and quantitatively detect the damage and deterioration that may occur in the grouting reinforcement ground by measuring the ground stiffness change and groundwater penetration using the seismic velocity and the electrical resistivity of the non-destructive probe, and the sensor device is permanently buried in the ground Long-term grouting reinforcement ground monitoring is possible.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치의 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 센서 장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈 및 연장 케이싱의 구조도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강지반 모니터링 시스템을 이용한 탄성파 속도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강지반 모니터링 시스템을 이용한 전기비저항값 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a conceptual view of a sensor unit for monitoring the grouting reinforcement around an underground structure according to an embodiment of the present invention.
2 is a configuration diagram of a monitoring sensor device according to an embodiment of the present invention.
3 is a structural view of a sensor module and an extension casing according to an embodiment of the present invention.
4 is a view for explaining an elastic wave velocity measurement method using a grouting reinforced soil monitoring system according to an embodiment of the present invention.
5 is a view for explaining a method of measuring an electrical resistivity value using a grouting reinforced soil monitoring system according to an embodiment of the present invention.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 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. 본 발명을 명확하게 설명하기 위해 도면에서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다. 또한, 도면을 참고하여 설명하면서, 같은 명칭으로 나타낸 구성일지라도 도면에 따라 도면 번호가 달라질 수 있고, 도면 번호는 설명의 편의를 위해 기재된 것에 불과하고 해당 도면 번호에 의해 각 구성의 개념, 특징, 기능 또는 효과가 제한 해석되는 것은 아니다.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 in the drawings are omitted, and like parts are denoted by similar reference numerals throughout the specification. In the following description with reference to the drawings, the same reference numerals will be used to designate the same names, and the reference numerals are merely for convenience of description, and the concepts, features, and functions Or the effect is not limited to interpretation.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때, 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 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 의미하며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.Throughout the specification, when a part is referred to as being "connected" to another part, it includes not only "directly connected" but also "electrically connected" with another part in between . Also, when a component is referred to as "comprising ", it is understood that it may include other components as well as other components, But do not preclude the presence or addition of a feature, a number, a step, an operation, an element, a component, or a combination thereof.

본 명세서에 있어서 '부(部)' 또는 '모듈'이란, 하드웨어 또는 소프트웨어에 의해 실현되는 유닛(unit), 양방을 이용하여 실현되는 유닛을 포함하며, 하나의 유닛이 둘 이상의 하드웨어를 이용하여 실현되어도 되고, 둘 이상의 유닛이 하나의 하드웨어에 의해 실현되어도 된다.Herein, the term " part " or " module " means a unit realized by hardware or software, a unit realized by using both, and a unit realized by using two or more hardware Or two or more units may be realized by one hardware.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서에 대하여 설명하도록 한다. 그러나 본 발명에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 이하 도면에서 설명하는 구현예에 한정되지 않는다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, a grouting reinforcing soil monitoring sensor around an underground structure according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, the grouting reinforcement ground monitoring sensor apparatus according to the present invention can be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described below.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 센서 장치의 구성도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈 및 연장 케이싱의 구조도이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강지반 모니터링 시스템을 이용한 탄성파 속도 측정 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 그라우팅 보강지반 모니터링 시스템을 이용한 전기비저항값 측정 방법을 설명하기 위한 도면이다.FIG. 1 is a conceptual diagram of a monitoring apparatus for monitoring a grouting reinforcement around an underground structure according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a configuration diagram of a monitoring sensor apparatus according to an embodiment of the present invention. 4 is a view for explaining an elastic wave velocity measurement method using a grouting reinforced soil monitoring system according to an embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a view for explaining an elastic wave velocity measuring method according to an embodiment of the present invention. FIG. 4 is a view for explaining a method of measuring an electrical resistivity value using a grouting reinforced soil monitoring system according to an example.

이하, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치(10, 이하 ‘모니터링 센서 장치’라 함)에 대해서 간략하게 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 1, a grouting reinforcing soil monitoring sensor apparatus 10 (hereinafter referred to as a 'monitoring sensor apparatus') around an underground structure according to an embodiment of the present invention will be briefly described.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치(10)는, 센서모듈(200) 매설을 위해 지하구조물(20)에서 서로 평행으로 천공한 복수의 보어홀(borehole, 100), 보어홀(100)에 설치되는 복수의 센서 모듈(200), 및 복수의 센서 모듈(200)을 연결하는 연장 케이싱(300)으로 구성된다.As shown in FIG. 1, the grouting reinforcement ground monitoring sensor apparatus 10 for underground structures according to an embodiment of the present invention includes a plurality of A plurality of sensor modules 200 installed in the borehole 100 and an extended casing 300 connecting the plurality of sensor modules 200. The borehole 100 of the borehole 100,

상세하게는, 보어홀(100)은 지하 구조물(20) 지반에 그라우트를 주입하여, 그라우팅부(G)를 형성하기 위해 지하 구조물(20)에 수직되게 설치되고, 서로 소정의 거리 이격되어 설치될 수 있다. 하지만 이에 한하지 않고, 보어홀(100)은 지하 구조물(20)에 방사형으로 설치될 수도 있다.In detail, the borehole 100 is installed vertically to the underground structure 20 to inject grout into the ground of the underground structure 20 to form the grouting portion G, and is installed at a predetermined distance from each other . However, the present invention is not limited thereto, and the borehole 100 may be radially installed in the underground structure 20. [

센서 모듈(200)은 보어홀(100) 내부에 복수 개 설치되는데, 보다 구체적으로, 적어도 2개 이상 설치되는 것이 바람직하며, 보어홀(100)의 길이방향을 따라 이격배치된다. 상술한 길이 방향이란 도 1의 12시 및 6시 방향일 수 있다.A plurality of the sensor modules 200 are installed inside the bore hole 100. More specifically, at least two sensor modules 200 are provided and spaced apart from each other along the longitudinal direction of the bore hole 100. The longitudinal direction described above may be the 12 o'clock and 6 o'clock directions of Fig.

예시적으로, 센서 모듈(200)은, 도 1에 도시된 바와 같이, 지하 구조물(20) 내부로부터 천공된 두 개의 평행한 보어홀(100) 내 삽입되고, 보어홀(100)에 그라우트 주입으로 고정되고, 센서 모듈(200)을 통해 보어홀(100) 간 또는 보어홀(100) 내 탄성파 속도와 전기비저항을 측정할 수 있다. 다시 말해, 센서 설치용 보어홀(100)을 굴착한 후, 센서 모듈(200) 및 연장 케이싱(300)을 보어홀 (100)내 삽입하고, 뒷채움 그라우팅을 처리함으로써 모니터링 센서 장치(10)가 설치될 수 있다.Illustratively, the sensor module 200 is inserted into two parallel bore holes 100 perforated from the inside of the underground structure 20, as shown in Fig. 1, and the bore holes 100 are filled with grout And the acoustic wave velocity and electrical resistivity in the borehole 100 or in the borehole 100 can be measured through the sensor module 200. [ In other words, after the sensor mounting borehole 100 is excavated, the sensor module 200 and the extended casing 300 are inserted into the bore hole 100, and the backing fillet grouting is performed to install the monitoring sensor device 10 .

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 모니터링 센서 장치(10)의 구성도이다.2 is a configuration diagram of a monitoring sensor device 10 according to an embodiment of the present invention.

도 2에 도시한 바와 같이, 모니터링 센서 장치(10)는 복수의 센서 모듈(200)과 센서 모듈(200) 위치를 조정할 수 있는 연장 케이싱(300)으로 이루어진다. As shown in FIG. 2, the monitoring sensor device 10 includes a plurality of sensor modules 200 and an extension casing 300 capable of adjusting the position of the sensor module 200.

센서 모듈(200)의 양 끝단에 연장 케이싱(300)을 서로 이어 센서 모듈(200) 간을 서로 연결하고, 연장 케이싱(300) 길이 조정을 통해 보어홀(100) 내 센서 모듈(200)의 위치를 조정할 수 있다. 또한, 센서 모듈(200)에서 나온 센서선(260)은 연장 케이싱(300)의 연결선(320)을 통해 지하 구조물(20) 내부로 연결될 수 있으며, 지하 구조물(20) 내부로 연결된 연결선(320)에 외부장치를 연결하여, 센서 모듈(200)로부터 전송된 정보를 수신할 수 있다.The extended casing 300 is connected to both ends of the sensor module 200 to connect the sensor modules 200 to each other and the position of the sensor module 200 in the bore hole 100 Can be adjusted. The sensor line 260 from the sensor module 200 can be connected to the inside of the underground structure 20 through the connection line 320 of the extension casing 300 and the connection line 320 connected to the inside of the underground structure 20, So that the information transmitted from the sensor module 200 can be received.

이하, 도 3을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(200) 및 연장 케이싱(300)에 대해서 상세히 설명한다.Hereinafter, the sensor module 200 and the extension casing 300 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG.

센서 모듈(200)은 하우징(210), 전기비저항 전극(220), 탄성파 송신기(240), 탄성파 수신기(250), 및 센서선(260)을 포함한다.The sensor module 200 includes a housing 210, an electrical resistivity electrode 220, an elastic wave transmitter 240, an elastic wave receiver 250, and a sensor line 260.

하우징(210)은 내부에 소정의 공간이 형성되고, 상하방향으로 연장형성된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 하우징(210)은 양단부에 각각 위치하고, 연장 케이싱(300)이 결합되는 케이싱 결합부(270)가 형성될 수 있다. 예시적으로, 케이싱 결합부(270)는 하우징(210)의 양단부에서 돌출형성되고, 둘레부에 나사산이 형성되며, 케이싱 결합부(270)가 결합되는 모듈 결합부(310)는 연장 케이싱(300)의 양단부가 함몰형성되고, 내측 둘레부에 나사산이 형성되어, 케이싱 결합부(270)와 모듈 결합부(310)가 서로 결합될 수 있다. 또한, 케이싱 결합부(270)와 모듈 결합부(310)가 서로 연결될 경우, 센서 모듈(200)의 센서선(260)과 연장 케이싱(300)의 연결선(320)이 서로 접촉되어, 연장 케이싱(300)을 통해 복수의 센서 모듈(200)을 서로 연결할 수 있다.The housing 210 has a predetermined space formed therein and extends in the vertical direction. As shown in FIG. 3, the housing 210 may be formed with a casing coupling portion 270, which is located at both ends of the casing 210 and into which the extended casing 300 is coupled. The casing coupling portion 270 protrudes from both ends of the housing 210 and is threaded at the periphery of the casing 210. The module coupling portion 310 to which the casing coupling portion 270 is coupled is coupled to the extension casing 300 And the casing coupling portion 270 and the module coupling portion 310 can be coupled to each other. When the casing coupling portion 270 and the module coupling portion 310 are connected to each other, the sensor line 260 of the sensor module 200 and the connection line 320 of the extended casing 300 are in contact with each other, 300 to connect the plurality of sensor modules 200 to each other.

전기비저항 전극(220)은 서로 소정의 거리 이격되어 하우징(210)의 외부 양단에 각각 설치된다. 또한, 전기비저항 전극(220)은 상술한 센서선(260)에 연결되어, 전기비저항 전극(220)으로부터 수신된 전기비저항값을 전달할 수 있다.The electrical resistivity electrodes 220 are installed at both ends of the housing 210 at a predetermined distance from each other. Also, the electrical resistivity electrode 220 may be connected to the sensor line 260 described above to transmit the electrical resistivity value received from the electrical resistivity electrode 220.

또한, 탄성파 송신기(240), 탄성파 수신기(250) 및 센서선(260)은 하우징(210)의 내부에 위치할 수 있다.The elastic wave transmitter 240, the elastic wave receiver 250, and the sensor line 260 may be located inside the housing 210.

본 발명의 일 실시예에 따른 센서 모듈(200)에서는, 타격 장치(241, 242)에 신호를 주어 타격부(243)를 강타하여 하우징(210) 외부로 P파 또는 S파를 송신할 수 있다.The sensor module 200 according to the embodiment of the present invention can send a P wave or S wave to the outside of the housing 210 by striking the striking part 243 by giving signals to the striking devices 241 and 242 .

또한, 타격장치는 타격부(243)를 강타하여, P파를 생성하는P파 타격장치(241) 및 타격부(243)를 강타하여, S파를 생성하는 S파 타격장치(242)를 포함할 수 있다.The striking device includes a P wave striking device 241 for striking the striking part 243 to generate a P wave and an S wave striking device 242 for striking the striking part 243 to generate an S wave can do.

도 4를 참조하면, P파 타격장치(241)를 통해 타격부(243)를 강타하여, 보어홀(100)의 길이방향에 수직된 P파 뿐만아니라 보어홀(100)의 길이방향으로 S파 또한 전파되어, 한번의 타격으로 최대 세방향으로 탄성파가 생성되며, 이때 생성된 탄성파(P/S)를 탄성파 수신기(250)를 통해 측정할 수 있다.4, the striking portion 243 is struck through the P-wave striking device 241 so that not only the P wave perpendicular to the longitudinal direction of the borehole 100 but also the S wave in the longitudinal direction of the borehole 100 Also, the elastic waves are propagated in three directions by one stroke, and the generated elastic waves (P / S) can be measured through the elastic wave receiver 250.

또한, S파 타격장치(242)를 통해 타격부(243)를 강타하여, 보어홀(100)의 길이방향의 S파 뿐만아니라 보어홀(100)의 길이방향에 수직된 S파 또한 전파되어, 한번의 타격으로 최대 세방향으로 탄성파가 생성되며, 이때 생성된 탄성파(S/P)를 탄성파 수신기(250)를 통해 측정할 수 있다.The striking part 243 is struck through the S wave striking device 242 so that not only the S wave in the longitudinal direction of the borehole 100 but also the S wave perpendicular to the longitudinal direction of the bore hole 100 propagate, The elastic waves are generated in three directions by one stroke, and the generated elastic waves (S / P) can be measured through the elastic wave receiver 250.

아울러, 지반을 통해 전달된 탄성파는 다른 센서 모듈(200)의 탄성파 수신기(250)를 통해 측정될 수 있다.In addition, the elastic waves transmitted through the ground can be measured through the elastic wave receiver 250 of the other sensor module 200.

상세하게는, 상호 인접한 보어홀(100)을 기준하여, 일측 보어홀(100)에 설치된 센서 모듈(200)에서 생성된 탄성파를 타측 보어홀(100)에 설치된 센서 모듈(200)의 탄성파 수신기(250)를 통해 수신하여, 일측 보어홀(100)과 타측 보어홀(100) 사이의 탄성파를 측정할 수 있다.The elastic wave generated by the sensor module 200 installed on the bore hole 100 is transmitted to the elastic wave receiver 100 of the sensor module 200 provided on the other bore hole 100 250 to measure the elastic wave between the one bore hole 100 and the other bore hole 100.

또한, 도 5를 참조하면, 모니터링 센서 장치(10)는 센서 모듈(200) 주변의 국부적인 전기비저항값(ER)과 센서 모듈(200) 간 넓은 범위의 전기비저항값(ER)을 측정할 수 있다. 이때, 국부적 전기비저항값은 한 센서 모듈(200) 내 두개의 전기비저항 전극(220)간의 저항값을 통해 구하고, 넓은 범위 전기비저항값은 서로 다른 센서 모듈(200)의 전기비저항 전극(220) 간 저항값을 통해 측정한다. 측정된 전기비저항값을 분석하여 그라우팅부(G)의 손상여부, 손상위치 및 지하수침투를 도출할 수 있다.5, the monitoring sensor device 10 can measure a local electrical resistivity value ER around the sensor module 200 and a wide range of electrical resistivity values ER between the sensor modules 200 have. At this time, the local electrical resistivity value is obtained through a resistance value between two electrical resistivity electrodes 220 in one sensor module 200, and a wide range electrical resistivity value is measured between the electrical resistivity electrodes 220 of different sensor modules 200 Measure through the resistance value. By analyzing the measured electrical resistivity values, it is possible to derive damage, damage location and groundwater penetration of the grouting part (G).

상세하게는, 상호 인접한 보어홀(100) 중, 일측 보어홀(100)에 센서 모듈(200)이 보어홀(100)의 길이방향을 따라 순차적으로 이격 배치되며, 타측 보어홀(100)에 센서 모듈(200)이 순차적으로 보어홀(100)의 길이방향을 따라 이격배치될 수 있다.The sensor module 200 is sequentially spaced along the longitudinal direction of the bore hole 100 in one bore hole 100 of the bore holes 100 adjacent to each other, The modules 200 may be sequentially spaced apart along the longitudinal direction of the bore hole 100.

각각의 센서 모듈(200)은 2개의 전기비저항 전극(220) 간의 저항값을 통해, 센서 모듈(200)의 주변의 전기비저항값을 측정할 수 있다.Each of the sensor modules 200 can measure the electrical resistivity value of the periphery of the sensor module 200 through the resistance value between the two electrical resistivity electrodes 220.

또한, 일측 보어홀(100)에 위치한 센서 모듈(200)과 타측 보어홀(100)에 위치한 센서 모듈(200) 에 각각 구비된 전기비저항 전극(220) 간의 저항값을 통해 일측 보어홀(100)과 타측 보어홀(100) 사이의 전기비저항값을 측정할 수 있다. 예시적으로, 일측 보어홀(100)의 최상위에 위치한 센서 모듈(200)의 전기비저항 전극(220)과 타측 보어홀(100)의 최상위에 위치한 센서 모듈(200)의 전기비저항 전극(220) 사이에 전기비저항값을 측정하여, 일측 보어홀(100)의 최상부분과 타측 보어홀(100)의 최상 부분 사이의 전기비정항값을 측정할 수 있다. 이에 따라, 그라우팅부(G)에 발생된 균열에 의해 주입재 주입의 해당구간에 완료됨을 확인할 수 있다. 다시말해, 그라우팅부(G)가 지진, 풍화, 열화 등 불특정 외력에 의해 손상될 경우 균열이 생긴 그라우팅부(G)에서 산출된 전기비저항값이 균열 전 산출된 전기비저항값보다 감소될 경우, 경보시스템을 작동시키거나 사용자의 모니터 또는 단말기에서 위험신호를 도시할 수 있다. The borehole 100 is connected through the resistance value between the sensor module 200 located at the one bore hole 100 and the electrical resistivity electrode 220 provided at the sensor module 200 located at the other bore hole 100, And the other bore hole 100 can be measured. Illustratively, between the electrical resistivity electrode 220 of the sensor module 200 located at the top of the one bore hole 100 and the electrical resistivity electrode 220 of the sensor module 200 located at the top of the other bore hole 100 The electrical resistivity value between the uppermost portion of one borehole 100 and the uppermost portion of the other borehole 100 can be measured. Accordingly, it can be confirmed that the cracks generated in the grouting portion G are completed in the corresponding section of the injection material injection. In other words, when the grouting portion G is damaged by an unspecified external force such as earthquake, weathering or deterioration, and the electric resistivity value calculated by the grouting portion G is smaller than the pre-cracked electric resistivity value, Operate the system, or display a hazard signal on the user's monitor or terminal.

이상에서 설명한 본 발명의 실시예에 따른 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치(10)의 센싱 값을 처리하는 방법은, 컴퓨터에 의해 실행되는 프로그램 모듈과 같은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 포함하는 기록 매체의 형태로도 구현될 수 있다. 컴퓨터 판독 가능 매체는 컴퓨터에 의해 액세스될 수 있는 임의의 가용 매체일 수 있고, 휘발성 및 비휘발성 매체, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 또한, 컴퓨터 판독가능 매체는 컴퓨터 저장 매체 및 통신 매체를 모두 포함할 수 있다. 컴퓨터 저장 매체는 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈 또는 기타 데이터와 같은 정보의 저장을 위한 임의의 방법 또는 기술로 구현된 휘발성 및 비휘발성, 분리형 및 비분리형 매체를 모두 포함한다. 통신 매체는 전형적으로 컴퓨터 판독가능 명령어, 데이터 구조, 프로그램 모듈, 또는 반송파와 같은 변조된 데이터 신호의 기타 데이터, 또는 기타 전송 메커니즘을 포함하며, 임의의 정보 전달 매체를 포함한다.The method for processing the sensing value of the underground structure surrounding grouting-reinforced soil monitoring sensor device 10 according to the above-described embodiment of the present invention includes the steps of: But may also be implemented in the form of a medium. Computer readable media can be any available media that can be accessed by a computer and includes both volatile and nonvolatile media, removable and non-removable media. In addition, the computer-readable medium may include both computer storage media and communication media. Computer storage media includes both volatile and nonvolatile, removable and non-removable media implemented in any method or technology for storage of information such as computer readable instructions, data structures, program modules or other data. Communication media typically includes any information delivery media, including computer readable instructions, data structures, program modules, or other data in a modulated data signal such as a carrier wave, or other transport mechanism.

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.

또한, 본 발명의 방법 및 시스템은 특정 실시예와 관련하여 설명되었지만, 그것들의 구성 요소 또는 동작의 일부 또는 전부는 범용 하드웨어 아키텍쳐를 갖는 컴퓨터 시스템을 사용하여 구현될 수도 있다.Furthermore, while the methods and systems of the present invention have been described in terms of specific embodiments, some or all of those elements or operations may be implemented using a computer system having a general purpose hardware architecture.

본 발명의 범위는 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.It is intended that the present invention covers the modifications and variations of this invention provided they come within the scope of the appended claims and their equivalents. .

10 : 지하구조물 주변 그라우팅 보강지반 모니터링 센서 장치
100 : 보어홀
200 : 센서모듈
210 : 하우징 220 : 전기비저항 전극
240 : 탄성파 송신기
241 : P파 타격장치 242 : S파 타격장치
243 : 타격부
250 : 탄성파 수신기
260 : 센서선 270 : 케이싱 결합부
300 : 연장 케이싱
310 : 모듈 결합부 320 : 연결선
20 : 지하 구조물
G : 그라우팅부10: Surrounding grouting around reinforced concrete ground monitoring sensor device
100: bore hole
200: Sensor module
210: housing 220: electrical resistivity electrode
240: acoustic wave transmitter
241: P wave striking device 242: S wave striking device
243:
250: elastic wave receiver
260: sensor line 270: casing coupling portion
300: Extended casing
310: module coupling unit 320: connection cable
20: Underground structures
G: Grouting portion

Claims

1. A ground monitoring sensor device for grouting reinforcement around an underground structure,
A plurality of bore holes provided perpendicularly to an underground structure to form a grouting portion by injecting a grout into an underground structure and spaced apart from each other by a predetermined distance;
A plurality of sensor modules installed inside the bore holes and spaced apart from each other by a predetermined distance in a longitudinal direction of the bore holes;
And an extension casing for connecting the sensor modules inserted into the bore holes to each other,
The sensor module
A housing having a predetermined space formed therein and extending in the vertical direction,
An electrical resistivity electrode spaced apart from each other and provided at both ends of the housing;
An acoustic wave transmitter including a striking device and a striking part for transmitting acoustic waves;
An elastic wave receiver for receiving the elastic wave; And
The electrical resistivity electrode, and a sensor line for transmitting information received through the elastic wave receiver,
Wherein the sensor module measures the acoustic wave velocity and electrical resistivity in the boreholes and in the borehole.

The method according to claim 1,
The striking device
A P wave striking device for striking the striking portion to generate a P wave; And
And an S-wave striking device for striking the striking part to generate an S wave, wherein the grounding reinforcing ground surrounding the underground structure

The method according to claim 1,
Wherein the electrical resistivity electrode is formed in a ring shape.

The method according to claim 1,
The housing
Further comprising: a casing coupling portion located at both ends of the casing and coupled to the extended casing.

The method according to claim 1,
The extension casing
A module coupling unit positioned at both ends and connected to the sensor module,
And a connection line connecting the sensor modules to each other.