KR20180135577A - Apparatus for judging weakness ground using cone tip and method of judging weakness ground using thereof - Google Patents

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KR20180135577A
KR20180135577A KR1020170073750A KR20170073750A KR20180135577A KR 20180135577 A KR20180135577 A KR 20180135577A KR 1020170073750 A KR1020170073750 A KR 1020170073750A KR 20170073750 A KR20170073750 A KR 20170073750A KR 20180135577 A KR20180135577 A KR 20180135577A
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한중근
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중앙대학교 산학협력단
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    • G01L1/20Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress
    • G01L1/22Measuring force or stress, in general by measuring variations in ohmic resistance of solid materials or of electrically-conductive fluids; by making use of electrokinetic cells, i.e. liquid-containing cells wherein an electrical potential is produced or varied upon the application of stress using resistance strain gauges

Abstract

The present invention relates to an apparatus for determining the soft ground using a cone tip, and also relates to a method for determining whether or not the ground is the soft ground using the apparatus for determining the soft ground using such the cone tip. According to the present invention, it is possible to determine a risk area by detecting a relaxed area in a co-occurrence in the ground, and more accurate restoration and reinforcement work can be performed through grasping a range of the relaxed area, thereby reducing economic loss.

Description

콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치 및 이를 이용한 연약 지반 판단 방법 {APPARATUS FOR JUDGING WEAKNESS GROUND USING CONE TIP AND METHOD OF JUDGING WEAKNESS GROUND USING THEREOF}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a soft ground determination device using a cone tip, and a soft ground determination method using the same.

본 발명은 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치에 관한 것이고, 또한 이러한 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용하여 대상 지반에 대해 연약 지반인지 여부를 판단하는 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a soft ground determination apparatus using a cone tip, and also relates to a method of determining whether or not the ground is a soft ground using a soft ground determination apparatus using such a cone tip.

최근 전세계적으로 지반 함몰이나 싱크홀과 같은 지반침하 문제가 대두되고 있다. 특히 이러한 지반침하가 과거와는 다르게 도심지에서 발생하고 있으며, 국내 역시 도심지에서 지반침하 발생 빈도가 증가하며 사회적으로 큰 문제가 되고 있는 현실이다. Recently, ground subsidence problems like sinkholes and sinkholes are emerging all over the world. Especially, the ground subsidence occurs in urban areas differently from the past, and the domestic is also becoming a serious social problem due to the increasing frequency of ground subsidence in urban areas.

콘 관입시험(CPT)은 원추 모양의 콘 프로브(cone probe)를 지반에 일정한 속도로 관입하면서 발생하는 저항력을 측정하여 지반의 공학적 성질을 추정하는 원위치 시험의 일종이다. 국내에서도 연약 지반 조사의 중요성이 인식되면서 사용빈도가 급속히 증가하고 있는 추세이다.Cone penetration test (CPT) is a kind of in-situ test that estimates the engineering properties of the ground by measuring the resistance generated by cone probe penetrating the ground at a constant speed. As the importance of soft ground survey has been recognized in Korea, the frequency of use is rapidly increasing.

콘관입시험기의 표준형 콘팁은 단면적 10cm2 및 표준 직경 35.7mm이며 소형 콘관입시험기의 경우에는 단면적 2cm2의 콘팁을 가지고 있다. 이러한 기존의 콘 관입시험기를 사용하여 연약지반의 지지력 측정 시 연약지반이 붕괴되는 등 문제가 발생한다. 따라서 연약지반의 붕괴 없이 지지력을 측정할 수 있는 장치의 개발이 요구된다.The standard cone tip of the cone penetration tester has a cross-sectional area of 10 cm 2 and a standard diameter of 35.7 mm. In the case of a small cone penetration tester, the cone tip has a cross-sectional area of 2 cm 2 . When using the conventional cone penetration tester, the soft ground is collapsed when the bearing capacity of the soft ground is measured. Therefore, it is required to develop a device capable of measuring the bearing capacity without collapse of the soft ground.

본 발명은 지반 내 이완영역을 탐지하여 공동발생시 위험도를 판단할 수 있으며 보다 정확한 복구 및 보강작업을 가능하게하여 경제적 손실을 경감시킬 수 있다.The present invention can detect the relaxed area in the ground to determine the risk in the joint occurrence, and more accurately repair and reinforce the work, thereby reducing the economic loss.

본 발명은 지반의 지지력 측정을 위한 장치 및 방법을 제공하고자 한다.The present invention provides an apparatus and method for measuring the bearing capacity of a ground.

본 발명에 따르면, 콘 팁(cone tip)을 이용하여 콘의 지지력과 지반의 최대 전단계수 값을 추정할 수 있는 장치를 제공하고, 이를 통해 대상 지반이 연약 지반인지 여부를 최종적으로 판단할 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a device capable of estimating the bearing capacity of a cone and a maximum shear value of a ground by using a cone tip, thereby finally determining whether the target ground is a soft ground .

본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치는, 선단에 콘 팁(cone tip)이 배치되며 지반에 압입 또는 인발되는 로드(rod); 상기 로드의 콘 팁이 배치된 선단의 반대편에 배치되며 저항력을 측정하는 로드셀(load cell); 상기 콘팁에 압입 또는 인발력을 인가할 수 있는 동력 장치; 및 상기 로드셀의 저항력을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.A soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention includes a rod having a cone tip disposed at a tip thereof and being press-fitted or drawn into a ground; A load cell disposed on the opposite side of a tip of the rod on which the cone tip is disposed and measuring resistance; A power unit capable of applying a pushing force or a pulling force to the cone tip; And a controller for determining whether or not the ground is soft by using the resistive force of the load cell.

또한, 상기 로드셀의 신호를 읽어들이는 측정부를 추가로 포함할 수 있다.In addition, the measurement unit may further include a measurement unit for reading the signal of the load cell.

상기 제어부는 상기 로드셀의 저항력을 이용해 상기 로드의 변위값을 확인하고, 최대전단계수 값을 추정한다. 상기 추정된 최대전단계수 값에 따라 상기 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 판단한다.The controller confirms the displacement value of the rod using the resistance force of the load cell, and estimates a maximum front-end value. And determines the soft ground by adjusting the penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value.

상기 콘 팁은 선단각이 60도이고 단면적이 0.071cm2인 것이 바람직하다.The cone tip preferably has a tip angle of 60 degrees and a cross sectional area of 0.071 cm < 2 & gt ;.

한편, 상기 로드의 이동을 위한 레일을 추가로 포함할 수 있다.On the other hand, a rail for moving the rod may be further included.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법은, 선단에 콘팁이 배치되며 상기 선단의 반대편에 저항력을 측정하는 로드셀이 배치된 로드를 탐지하고자 하는 대상 지반에 하중 재하하는 단계; 상기 대상 지반에 하중 재하가 이루어진 경우 상기 로드셀이 저항력을 측정하는 단계; 상기 측정된 저항력이 측정부에 입력되는 단계; 상기 측정부에 입력된 저항력을 이용해 제어부에서 최대전단계수 값을 추정하는 단계; 및 상기 최대전단계수 값을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 단계를 포함한다.A soft ground determination method using a soft ground determination device using a cone tip according to an embodiment of the present invention is a soft ground determination method using a cone tip comprising a cone tip disposed at a tip end and a load cell disposed on the opposite side of the tip, A step of loading the load on the load; Measuring a resistance force of the load cell when load is applied to the target ground; Inputting the measured resistance to a measurement unit; Estimating a maximum front-end number value in the control unit using the resistance input to the measuring unit; And determining the soft ground using the maximum shear value.

이 경우 대상 지반의 위치를 변경하면서 상기 단계들을 반복하여 대상 지역의 이완 영역의 범위를 추정할 수 있다.In this case, it is possible to estimate the range of the relaxation region of the target region by repeating the above steps while changing the position of the target ground.

상기 추정된 최대전단계수 값에 따라 상기 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 판단한다.And determines the soft ground by adjusting the penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value.

본 발명에 따르면, 지반 내 공동 발생 시 이완영역을 탐지하여 위험도를 판단할 수 있고, 이완영역의 범위 파악을 통해 보다 정확한 복구 및 보강작업을 가능하게 하여 경제적 손실을 경감시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to detect a risk area by detecting a relaxed area in a co-occurrence in a ground, and more accurate restoration and reinforcement work can be performed through grasping the range of the relaxed area, thereby reducing economic loss.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치의 개략 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치의 추가적인 구성도를 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법의 순서도를 도시한다.
다양한 실시예들이 이제 도면을 참조하여 설명되며, 전체 도면에서 걸쳐 유사한 도면번호는 유사한 엘리먼트를 나타내기 위해서 사용된다. 설명을 위해 본 명세서에서, 다양한 설명들이 본 발명의 이해를 제공하기 위해서 제시된다. 그러나 이러한 실시예들은 이러한 특정 설명 없이도 실행될 수 있음이 명백하다. 다른 예들에서, 공지된 구조 및 장치들은 실시예들의 설명을 용이하게 하기 위해서 블록 다이아그램 형태로 제시된다.
1 is a schematic block diagram of an apparatus for determining a soft ground using a cone tip according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 shows a further configuration diagram of a soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention.
3 is a flowchart illustrating a soft ground determination method using a soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention.
Various embodiments are now described with reference to the drawings, wherein like reference numerals are used throughout the drawings to refer to like elements. For purposes of explanation, various descriptions are set forth herein to provide an understanding of the present invention. It is evident, however, that such embodiments may be practiced without these specific details. In other instances, well-known structures and devices are shown in block diagram form in order to facilitate describing the embodiments.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The present invention is capable of various modifications and various forms, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail in the text. It is to be understood, however, that the invention is not intended to be limited to the particular forms disclosed, but on the contrary, is intended to cover all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention. Like reference numerals are used for like elements in describing each drawing.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로서 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to be limiting of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the term " comprises " or " having ", etc. is intended to specify that there is a feature, step, operation, element, part or combination thereof described in the specification, , &Quot; an ", " an ", " an "

본 발명은 지반의 지지력 측정에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 콘팁(cone tip)을 이용하여 콘의 지지력과 지반의 최대 전단계수 값을 추정할 수 있는 장치에 관한 것이다.More particularly, the present invention relates to a device for estimating the bearing capacity of a cone and the maximum shear value of a ground using a cone tip.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치의 개략 구성도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치의 추가적인 구성도를 도시한다.FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a diagram illustrating a further configuration of a soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention. do.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치는, 선단에 콘 팁(cone tip)이 배치되며 지반에 압입 또는 인발되는 로드(rod); 상기 로드의 콘 팁이 배치된 선단의 반대편에 배치되며 저항력을 측정하는 로드셀(load cell); 상기 콘팁에 압입 또는 인발력을 인가할 수 있는 동력 장치; 및 상기 로드셀의 저항력을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 제어부를 포함한다.A soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention includes a rod having a cone tip disposed at a tip thereof and being press-fitted or drawn into a ground; A load cell disposed on the opposite side of a tip of the rod on which the cone tip is disposed and measuring resistance; A power unit capable of applying a pushing force or a pulling force to the cone tip; And a controller for determining whether or not the ground is soft by using the resistive force of the load cell.

도 1에서 보는 것처럼, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치는 콘팁(10); 로드(20); 로드셀(30); 동력장치(40); 데이터로거(50); 및 제어부(60)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for determining a soft ground using a cone tip according to an embodiment of the present invention includes a cone tip 10; A rod 20; A load cell 30; A power unit (40); A data logger 50; And a control unit (60).

콘 팁(10)은 지반에 하중 재하를 이룰 때 지반과 직접 닿는 끝단 부분으로써 콘 형상의 모양을 갖고 있다. 기존 콘 관입 시험기의 콘 팁은 선단각 60도, 단면적 10cm2로 콘의 지지력(qc)과 주면마찰력(fs)을 측정한다. 본 발명은 선단각 60도, 단면적 0.071cm2의 더 작은 콘 팁으로 구성되어 있어 시중에 제작 판매되는 콘 관입시험기보다 더 연약한 지반의 지지력 측정이 가능하다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁은 선단각이 60도이고 단면적이 0.071cm2인 것이 바람직하다.The cone tip (10) has a cone shape as an end portion directly contacting the ground when a load is applied to the ground. The cone tip of conventional cone penetration tester measures the cone bearing capacity (q c ) and surface friction force (f s ) at a tip angle of 60 degrees and a cross-sectional area of 10 cm 2 . The present invention is made up of a smaller cone tip with a tip angle of 60 degrees and a cross-sectional area of 0.071 cm 2 , which makes it possible to measure the bearing capacity of a softer soil than a cone penetration tester manufactured and sold on the market. That is, the tip of the cone tip according to an embodiment of the present invention preferably has a tip angle of 60 degrees and a cross-sectional area of 0.071 cm 2 .

로드(20)는 긴 막대 형상으로써 그 선단에 콘 팁이 배치되고, 그 반대편에는 저항력을 측정하는 로드셀이 배치된다. 이러한 로드는 지반에 압입 또는 인발되는 부분이다. 로드는 직경 2.3mm, 전체 길이 700mm로 공동 발생부의 강도를 측정하여 이완영역을 추정할 수 있다.The rod 20 has a long rod shape, in which a cone tip is disposed at the tip end thereof and a load cell for measuring resistance force is disposed on the opposite side thereof. These rods are indentations or pullouts on the ground. The rod can estimate the relaxation region by measuring the strength of the cavity generation portion with a diameter of 2.3 mm and an overall length of 700 mm.

로드셀(30)은 로드를 지반에 압입 또는 인발시 저항력을 측정하는 부분으로써 도 1과 같이 ㄹ 형상을 이루고 있다. 이러한 로드셀에 지반에 콘팁을 압입시 위로부터의 압력이 인가되고, 또한 지반으로부터의 반발력이 반대로 인가되며 이를 통해 저항력을 측정하게 되는 것이다.The load cell 30 is a part for measuring a resistance force when the rod is press-fitted or pulled out into the ground, and is shaped like a d-shape as shown in Fig. When the cone tip is pressed into the ground in such a load cell, the pressure from above is applied, and the repulsive force from the ground is reversely applied, thereby measuring the resistive force.

한편, 콘팁을 가진 로드를 압입 또는 인발하기 위한 힘을 인가하는 동력 장치(40)를 포함한다. 동력 장치는 다양한 힘을 인가할 수 있는 장치면 무엇이든 가능하며 이에 대한 특별한 제한은 없다.On the other hand, it includes a power unit 40 that applies a force to press or pull the rod with the cone tip. The power unit may be any unit capable of applying various forces, and there is no particular limitation thereto.

제어부(60)는 로드셀의 저항력을 이용해 최종적으로 연약 지반 여부를 판단하는 부분이다. 이러한 연약 지반 여부를 판단하는 구체적인 내용에 대해서는 후술하는 연약 지반 판단 방법에서 추가적으로 자세히 설명하도록 하겠다.The control unit 60 determines whether the soft ground is finally determined using the resistance force of the load cell. The details of determining whether or not such soft ground is to be described will be described in detail in the soft ground determination method described later.

간단히 정리하면, 제어부(60)는 로드셀(30)에서 측정된 저항력 값을 이용해 로드(20)의 변위값을 계산하여 확인하고, 이를 통해 최대전단계수 값을 계산하여 추정하게 된다. 또한, 제어부(60)에서 추정된 최대전단계수 값에 따라 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 최종적으로 판단하게 된다.In summary, the controller 60 calculates and confirms the displacement value of the rod 20 using the resistance value measured by the load cell 30, and calculates and estimates a maximum front-end number value therefrom. In addition, the control unit 60 finally determines the soft ground by regulating the penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value.

또한, 로드셀(30)의 저항력에 관한 신호를 수신하여 읽어들이는 데이터로거를 포함한 측정부(50)를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 측정부는 데이터로거를 포함하며 로드셀의 저항력을 읽어들이는 역할을 수행한다. 이를 위해 도 1에서 보는 것처럼 측정부(50)는 로드셀(30)과 신호 계통으로 연결되어 있다.The measurement unit 50 may further include a data logger that receives and reads a signal related to the resistance of the load cell 30. [ These measuring units include a data logger and serve to read the resistance of the load cell. 1, the measuring unit 50 is connected to the load cell 30 through a signal line.

한편, 도 2에서 보는 것처럼, 로드의 이동을 위한 레일(70)을 추가로 포함할 수 있다. 이러한 레일(70)에 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치가 장착되어 상하로 이동 가능하게 된다.On the other hand, as shown in Fig. 2, it may further include a rail 70 for movement of the rod. A soft ground determination device using the cone tip according to an embodiment of the present invention is mounted on the rail 70 and is movable up and down.

본 발명의 실시예에 따르면, 기본관을 포함한 장치가 부드럽게 내려오며 하중을 재하할 수 있도록 모터의 회전력을 일정한 방향(중력방향)으로 변위 제어하는 엔코더, 하중을 전기적 신호로 변환하는 로드셀, 깊은 깊이까지 측정 가능한 로드를 포함한다. 또한 기본관은 전체를 버티고 있는 고정장치와 레일로 연결되어 있다.According to the embodiment of the present invention, an encoder for controlling displacement of a motor in a predetermined direction (gravity direction) so that an apparatus including a base tube smoothly descends and load can be loaded, a load cell for converting a load into an electrical signal, Lt; / RTI > In addition, the base tube is connected to the rail by means of a fixing device holding the whole.

본 발명의 장치의 실제 제작시, 일 실시예에 따른 장치의 크기는 전체 높이 1340mm, 폭 260mm이며 앞쪽의 콘팁과 압입 또는 인발하는 로드(rod), 저항력을 측정하는 로드셀, 로드셀의 신호를 읽어 들이는 데이터로거(측정부), 전체 시스템을 고정하는 고정장치, 소형 모형 토조 위에서 마찰력을 최소화하며 움직일 수 있는 레일, 콘팁에 압입 및 인발력을 줄 수 있는 동력장치, 관입 속도를 조절하고 변위값을 확인할 수 있는 전기판넬(제어부)을 포함한다.In actual manufacture of the device according to the present invention, the device according to an embodiment has a total height of 1340 mm and a width of 260 mm and reads signals from a front cone, a rod that presses or pulls out, A data logger (measuring part), a fixing device for fixing the entire system, a power train capable of pushing and pulling out the cone tip, a rail that can move with minimal friction on a compact model trowel, And an electric panel (a control unit).

지금까지 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치에 대해서 설명하였으며, 이하에서는 이러한 장치를 이용해 연약 지반을 판단하는 방법에 대해 설명하도록 하겠다.A soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention has been described, and a method of determining a soft ground using such a device will be described below.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법의 순서도를 도시한다.3 is a flowchart illustrating a soft ground determination method using a soft ground determination apparatus using a cone tip according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 일 실시예에 따른 콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법은, 선단에 콘팁이 배치되며 상기 선단의 반대편에 저항력을 측정하는 로드셀이 배치된 로드를 탐지하고자 하는 대상 지반에 하중 재하하는 단계(S 310); 상기 대상 지반에 하중 재하가 이루어진 경우 상기 로드셀이 저항력을 측정하는 단계(S 320); 상기 측정된 저항력은 측정부에 입력되는 단계(S 330); 상기 부측정부에 입력된 저항력을 이용해 제어부에서 최대전단계수 값을 추정하는 단계(S 340); 및 상기 최대전단계수 값을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 단계(S 350)를 포함한다.A soft ground determination method using a soft ground determination device using a cone tip according to an embodiment of the present invention is a soft ground determination method using a cone tip comprising a cone tip disposed at a tip end and a load cell disposed on the opposite side of the tip, (S 310); A step (S 320) of measuring the resistance force of the load cell when load is applied to the target ground; A step (S 330) of inputting the measured resistance to the measuring unit; Estimating a maximum front-end numerical value at the control unit using the resistance input to the sub-measuring unit (S 340); And determining the soft ground using the maximum shear value (S 350).

S 310 단계는 선단에 콘팁이 배치되며 상기 선단의 반대편에 저항력을 측정하는 로드셀이 배치된 로드를 탐지하고자 하는 대상 지반에 하중 재하하는 단계이다. 이와 같이 대상 지역에 로드를 하중 재하 함으로써 로드셀에 걸리는 저항력을 측정하게 된다.In step S 310, a cone tip is disposed at a tip end, and a load placed on a target ground on which a load cell for measuring a resistance force is disposed opposite to the tip is detected. In this way, load resistance is measured by loading the load on the target area.

S 320 단계에서는 대상 지반에 하중 재하가 이루어진 경우 로드셀이 저항력을 측정하게 된다. 로드가 대상 지반에 하중을 재하하면 로드셀에는 저항력이 걸리게 되고 이러한 저항력을 로드셀이 측정하게 된다. 로드셀은 위에서 설명한 것처럼, ㄹ 자 형상을 갖는 것이 바람직하다.In step S 320, the load cell measures resistance when the load is loaded on the target ground. When the load is loaded on the target ground, resistance force is applied to the load cell and the resistance force is measured by the load cell. As described above, the load cell preferably has a letter shape.

S 330 단계에서는 S 320 단계에서 로드셀이 측정한 저항력을 측정부에 입력하게 된다. 측정부는 데이터로거가 이용될 수 있다.In step S 330, the resistive force measured by the load cell is input to the measurement unit in step S 320. A data logger can be used for the measuring part.

S 340 단계에서는 측정부에 입력된 저항력을 이용해 제어부에서 저항력 값에 대한 최대전단계수 값을 계산하여 추정하게 된다.In step S 340, the control unit calculates the maximum shear value for the resistance value using the resistive force input to the measuring unit and estimates it.

S 350 단계에서는 최대전단계수 값을 이용해 대상 지반이 연약 지반인지 여부를 최종적으로 판단하게 된다.In step S 350, it is finally determined whether the target ground is a soft ground using the maximum shear value.

본 발명은 로드의 관입속도를 조절하여 일정한 방향으로 하중재하하여 대상 지역의 지지력 측정이 가능하다. 측정된 콘의 지지력(

Figure pat00001
) 값으로부터 최대전단계수(
Figure pat00002
) 값을 추정할 수 있다. 이를 통해 이완영역을 탐지하여 위험도를 판단할 수 있다. 또한, 추정된 최대전단계수 값에 따라 상기 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 판단한다.The present invention is capable of measuring the bearing capacity of a target area by controlling the penetration speed of the rod and placing the load in a predetermined direction. The bearing capacity of the measured cone
Figure pat00001
) Value to the maximum shear (
Figure pat00002
) Can be estimated. This can detect the area of relaxation and determine the risk. In addition, it is determined whether or not the soft ground exists by adjusting the penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value.

본 발명은 로드의 관입속도를 조절하여 일정한 방향으로 하중재하하여 대상 지역의 지지력 측정이 가능하다. 이는 대상 지반의 위치를 변경하면서 S 310 내지 S 350 단계를 반복함으로써 가능하다. 이와 같은 반복에 의해 대상 지역의 이완 영역의 범위를 추정하게 된다.The present invention is capable of measuring the bearing capacity of a target area by controlling the penetration speed of the rod and placing the load in a predetermined direction. This is possible by repeating steps S 310 to S 350 while changing the position of the target ground. The range of the relaxation region of the target region is estimated by this repetition.

본 발명에 따르면, 콘 팁(cone tip)을 이용하여 콘의 지지력과 지반의 최대 전단계수 값을 추정할 수 있는 장치를 제공하고, 이를 통해 대상 지반이 연약 지반인지 여부를 최종적으로 판단할 수 있다. 본 발명에 따르면, 지반 내 공동 발생 시 이완영역을 탐지하여 위험도를 판단할 수 있고, 이완영역의 범위 파악을 통해 보다 정확한 복구 및 보강작업을 가능하게 하여 경제적 손실을 경감시킬 수 있다.According to the present invention, it is possible to provide a device capable of estimating the bearing capacity of a cone and a maximum shear value of a ground by using a cone tip, thereby finally determining whether the target ground is a soft ground . According to the present invention, it is possible to detect a risk area by detecting a relaxed area in a co-occurrence in a ground, and more accurate restoration and reinforcement work can be performed through grasping the range of the relaxed area, thereby reducing economic loss.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다. The description of the disclosed embodiments is provided to enable any person skilled in the art to make or use the present invention. Various modifications to these embodiments will be readily apparent to those skilled in the art, and the generic principles defined herein may be applied to other embodiments without departing from the scope of the invention. Thus, the present invention is not intended to be limited to the embodiments shown herein but is to be accorded the widest scope consistent with the principles and novel features presented herein.

Claims (9)

선단에 콘 팁(cone tip)이 배치되며 지반에 압입 또는 인발되는 로드(rod);
상기 로드의 콘 팁이 배치된 선단의 반대편에 배치되며 저항력을 측정하는 로드셀(load cell);
상기 콘팁에 압입 또는 인발력을 인가할 수 있는 동력 장치; 및
상기 로드셀의 저항력을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 제어부를 포함하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
A rod having a cone tip disposed at the tip thereof and being press-fitted or drawn into the ground;
A load cell disposed on the opposite side of a tip of the rod on which the cone tip is disposed and measuring resistance;
A power unit capable of applying a pushing force or a pulling force to the cone tip; And
And a control unit for determining whether or not the ground is soft using the resistance force of the load cell.
A soft ground determination system using a cone tip.
제 1 항에 있어서,
상기 로드셀의 신호를 읽어들이는 측정부를 추가로 포함하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a measuring unit for reading a signal of the load cell,
A soft ground determination system using a cone tip.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 로드셀의 저항력을 이용해 상기 로드의 변위값을 확인하고, 최대전단계수 값을 추정하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the control unit checks the displacement value of the rod using the resistance force of the load cell, and estimates a maximum front-
A soft ground determination system using a cone tip.
제 3 항에 있어서,
상기 추정된 최대전단계수 값에 따라 상기 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 판단하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
The method of claim 3,
Determining a soft ground by adjusting a penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value,
A soft ground determination system using a cone tip.
제 1 항에 있어서,
상기 콘 팁은 선단각이 60도이고 단면적이 0.071cm2인,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
The method according to claim 1,
The cone tip is the tip angle is 60 ° and the cross-sectional area of 0.071cm 2,
A soft ground determination system using a cone tip.
제 1 항에 있어서,
상기 로드의 이동을 위한 레일을 추가로 포함하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치.
The method according to claim 1,
Further comprising a rail for movement of the rod,
A soft ground determination system using a cone tip.
선단에 콘팁이 배치되며 상기 선단의 반대편에 저항력을 측정하는 로드셀이 배치된 로드를 탐지하고자 하는 대상 지반에 하중 재하하는 단계;
상기 대상 지반에 하중 재하가 이루어진 경우 상기 로드셀이 저항력을 측정하는 단계;
상기 측정된 저항력이 측정부에 입력되는 단계;
상기 측정부에 입력된 저항력을 이용해 제어부에서 최대전단계수 값을 추정하는 단계; 및
상기 최대전단계수 값을 이용해 연약 지반 여부를 판단하는 단계를 포함하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법.
Placing a load on a target ground on which a cone tip is disposed at a tip end and a rod on which a load cell measuring a resistance force is disposed opposite to the tip is detected;
Measuring a resistance force of the load cell when load is applied to the target ground;
Inputting the measured resistance to a measurement unit;
Estimating a maximum front-end number value in the control unit using the resistance input to the measuring unit; And
Determining a soft ground using the maximum shear value;
A Method of Soft Ground Determination Using a Soft Ground Determination Device Using a Cone Tip.
제 7 항에 있어서,
대상 지반의 위치를 변경하면서 상기 단계들을 반복하여 대상 지역의 이완 영역의 범위를 추정하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Estimating a range of a relaxation region of a target region by repeating the steps while changing a position of a target ground,
A Method of Soft Ground Determination Using a Soft Ground Determination Device Using a Cone Tip.
제 7 항에 있어서,
상기 추정된 최대전단계수 값에 따라 상기 콘 팁의 관입 속도를 조절하면서 연약 지반 여부를 판단하는,
콘 팁을 이용한 연약 지반 판단 장치를 이용한 연약 지반 판단 방법.
8. The method of claim 7,
Determining a soft ground by adjusting a penetration speed of the cone tip according to the estimated maximum shear value,
A Method of Soft Ground Determination Using a Soft Ground Determination Device Using a Cone Tip.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111610094A (en) * 2020-05-29 2020-09-01 西南交通大学 Model test device and test method for high-speed railway roadbed passing karez
KR102504377B1 (en) * 2022-05-27 2023-03-02 대한민국 Measurement method for shear modulus of structural panel using the frame-type jig

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