KR20210044614A - Depth detection device and dipth detection method thereof - Google Patents

Depth detection device and dipth detection method thereof Download PDF

Info

Publication number
KR20210044614A
KR20210044614A KR1020190128011A KR20190128011A KR20210044614A KR 20210044614 A KR20210044614 A KR 20210044614A KR 1020190128011 A KR1020190128011 A KR 1020190128011A KR 20190128011 A KR20190128011 A KR 20190128011A KR 20210044614 A KR20210044614 A KR 20210044614A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
depth
infrastructure
calculating
signal
processor
Prior art date
Application number
KR1020190128011A
Other languages
Korean (ko)
Other versions
KR102400073B1 (en
Inventor
류희환
김경열
김태균
배두산
Original Assignee
한국전력공사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국전력공사 filed Critical 한국전력공사
Priority to KR1020190128011A priority Critical patent/KR102400073B1/en
Publication of KR20210044614A publication Critical patent/KR20210044614A/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102400073B1 publication Critical patent/KR102400073B1/en

Links

Images

Classifications

    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D13/00Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers
    • E02D13/06Accessories for placing or removing piles or bulkheads, e.g. noise attenuating chambers for observation while placing
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00Testing foundations or foundation structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B17/00Measuring arrangements characterised by the use of infrasonic, sonic or ultrasonic vibrations
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01HMEASUREMENT OF MECHANICAL VIBRATIONS OR ULTRASONIC, SONIC OR INFRASONIC WAVES
    • G01H13/00Measuring resonant frequency
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D2600/00Miscellaneous
    • E02D2600/10Miscellaneous comprising sensor means
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02ATECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A90/00Technologies having an indirect contribution to adaptation to climate change
    • Y02A90/30Assessment of water resources

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

The present invention relates to a base material depth detection device which detects depth of a base material buried in the ground, and a depth detection method of the same. The depth detection device comprises: a sensor installed on one surface of a base facility buried in the ground and sensing a signal that a stress wave generated by striking of a striking means on one surface is reflected and returned from the other surface of the base facility; and a processor calculating speed of a compression wave of the stress wave by using the signal and calculating depth between one surface and the other surface by using the speed of the compression wave and a resonant frequency corresponding to the base facility.

Description

심도 탐지 장치 및 그것의 심도 탐지 방법{DEPTH DETECTION DEVICE AND DIPTH DETECTION METHOD THEREOF}Depth detection device and its depth detection method {DEPTH DETECTION DEVICE AND DIPTH DETECTION METHOD THEREOF}

본 발명은 지중에 매설된 기초시설의 심도를 탐지하는 기초재 심도 탐지 장치 및 그것의 심도 탐지 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a depth detection apparatus for detecting the depth of an infrastructure buried in the ground, and a depth detection method thereof.

일반적으로, 토공사 또는 철도역사, 철탑 기초, 항만, 대교, 댐, 신축, 증축, 도 공사 현장, 절개지 등 침하 지역과 산사태 등을 방지하기 위해 일차적인 천공작업 후 보강용 파일을 삽입하여 그라우팅 작업을 실시하고 있다.In general, to prevent settlement areas such as earthworks or railway stations, steel tower foundations, ports, bridges, dams, new constructions, extensions, road construction sites, incisions, etc., grouting work is performed by inserting a reinforcing pile after the primary drilling work. I am doing it.

그리고, 이와 같이, 지반을 보강하기 위해 지반보강공법인 락볼드(rock bolt), 앙커(anchor), 소일네일링(soilnailing), 마이크로 파일(micro pile)등을 천공 후 지면 속에 삽입 후 묻으면, 그 깊이와 길이는 유관으로 측정이 불가함에 따라 시공자의 신뢰성이 저하된다.And, in order to reinforce the ground like this, rock bolts, anchors, soilnailing, micro piles, etc., which are ground reinforcement engineering methods, are inserted into the ground after drilling and buried. As the depth and length cannot be measured due to related pipes, the reliability of the constructor is deteriorated.

파일을 삽입하는 시공 후, 파일이 얼마만큼 삽입되었는지를 감독관이 정확히 알 수 없다는 문제점을 지니고 있다.There is a problem that the supervisor cannot know exactly how much of the file is inserted after the construction of inserting the file.

특히, 고압 송전용 철탑의 기초재 작업은 비교적 작은 측량 오차의 발생에 의해서도 철탑 조립이 곤란케 되거나 또는 철탑 상부에 추가의 응력을 발생시켜 철탑 강도를 저하시키는 등의 문제점을 야기할 수 있다. 철탑 시공에 있어서도 기초재(흔히, '주각재'로도 칭해짐)가 철탑 구조물의 구조적 안정성을 담당하고 있음에도 불구하고 이를 담보하기에는 취약하다.In particular, the work of the foundation material of the high-pressure power transmission tower may cause problems such as difficulty in assembling the tower even due to the occurrence of relatively small measurement errors, or reducing the strength of the tower by generating additional stress on the upper part of the tower. In the construction of a steel tower, even though the foundation material (commonly referred to as'plinth material') is responsible for the structural stability of the steel tower structure, it is weak to secure it.

한편, 가공송전용 철탑 중 기초재 규격이 확보되지 않은 철탑을 보강해야 할 필요가 있다. 향후 효율적인 보강사업 추진을 위해 기초규격이 확보되지 않은 철탑의 제원을 예측할 수 있는 신기술 개발이 필요하다.On the other hand, it is necessary to reinforce the steel tower for which the standard of the foundation material is not secured among the towers for overhead transmission. In order to promote efficient reinforcement projects in the future, it is necessary to develop new technology that can predict the specifications of steel towers for which basic standards are not secured.

철탑 기초규격을 비롯한 땅 하부를 탐사할 수 있는 방법으로는 전기비저항 탐사, 탄성파 탐사(굴절법, 반사법), 전자 탐사 등이 존재한다. 전기비저항 탐사를 수행할 경우, 철탑 기초 모양 및 크기를 정확히 판단할 수 없으며 탐사하는데 넒은 부지가 필요하다. 전자탐사일 경우, 철탑기초는 전도성을 가지지 않기 때문에 탐사가 불가능하다. 탄성파 탐사 중 굴절법의 경우 전기비저항 탐사와 마찬가지로 넓은 부지가 필요하다.There are electric resistivity survey, seismic survey (refraction method, reflection method), and electron survey as methods for exploring the lower part of the ground, including the basic standards for steel towers. In the case of electric resistivity survey, the shape and size of the foundation of the pylon cannot be accurately determined, and a large site is required for the exploration. In the case of electronic exploration, the pylon foundation is not conductive, so exploration is impossible. In the case of the refraction method during seismic exploration, a large site is required as in the electric resistivity exploration.

(특허문헌 0001) 한국 등록특허 제10-1015878호(2011.02.23.)(Patent Document 0001) Korean Patent Registration No. 10-1015878 (2011.02.23.)

본 발명은 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.It is an object of the present invention to solve the above and other problems.

본 발명의 일 목적은One object of the present invention

본 발명은 지중에 매설된 기초시설의 심도를 탐지하는 심도 탐지 장치 및 그것의 심도 탐지 방법에 관한 것이다. The present invention relates to a depth detection apparatus for detecting the depth of an infrastructure buried in the ground and a depth detection method thereof.

상기 심도 탐지 장치는, 지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치되며, 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱하는 센서; 및 상기 신호를 이용하여 상기 응력파의 압축파 속도를 산출하며, 상기 기초시설에 대응하는 공진 주파수 및 상기 압축파 속도를 이용하여 상기 일 면과 상기 타 면사이의 심도를 산출하는 프로세서를 포함한다.The depth detection device is installed on one surface of an infrastructure buried in the ground, and a sensor for sensing a signal returning by reflecting a stress wave generated as the striking means strikes the one surface is reflected from the other surface of the infrastructure ; And a processor that calculates the compression wave velocity of the stress wave using the signal, and calculates a depth between the one surface and the other surface using a resonance frequency corresponding to the infrastructure and the compression wave velocity. .

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 상기 신호를 고속퓨리에변환으로 주파수영역 신호로 변환하고, 상기 주파수영역 신호로부터 상기 공진 주파수를 산출할 수 있다.According to an embodiment, the processor may convert the signal into a frequency domain signal using a fast Fourier transform, and calculate the resonance frequency from the frequency domain signal.

일 실시 예에 따르면, 복수의 이론식들을 저장하는 메모리를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 이론식들 중 상기 주파수영역 신호에 가장 매칭되는 어느 하나의 이론식을 결정하고, 상기 어느 하나의 이론식을 이용하여 상기 공진 주파수를 산출할 수 있다.According to an embodiment, it further includes a memory for storing a plurality of theoretical equations, wherein the processor determines any one of the theoretical equations that best matches the frequency domain signal, and uses the one of the theoretical equations. The resonance frequency can be calculated.

일 실시 예에 따르면, 상기 프로세서는, 기 설정된 1차원 방정식에 상기 심도를 입력하여 상기 기초시설의 폭을 산출하며, 상기 1차원 방정식은 상기 기초시설에 따라 가변될 수 있다.According to an embodiment, the processor calculates the width of the infrastructure by inputting the depth into a preset one-dimensional equation, and the one-dimensional equation may vary depending on the infrastructure.

일 실시 예에 따르면, 상기 심도 및 상기 폭 중 적어도 하나를 시각적, 청각적 및 촉각적 방식 중 적어도 하나의 방식으로 출력하는 출력부를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, an output unit for outputting at least one of the depth and the width in at least one of visual, auditory and tactile methods may be further included.

일 실시 예에 따르면, 상기 기초시설의 하면에 시공된 버림 콘크리트의 두께를 입력받는 사용자 입력부를 더 포함하고, 상기 프로세서는, 상기 심도를 산출함에 있어서 상기 밑창 콘트리트의 두께를 제외시킬 수 있다.According to an embodiment, a user input unit for receiving a thickness of the discarded concrete constructed on a lower surface of the infrastructure may be further included, and the processor may exclude the thickness of the outsole concrete in calculating the depth.

또한, 컴퓨팅 디바이스에 의하여 수행되는 심도 탐지 방법은, 지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치된 센서를 이용하여 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱하는 단계; 상기 신호를 이용하여 상기 응력파의 압축파 속도를 산출하는 단계; 및 상기 기초시설에 대응하는 공진 주파수 및 상기 압축파 속도를 이용하여 상기 일 면과 상기 타 면사이의 심도를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.In addition, the depth detection method performed by the computing device uses a sensor installed on one side of the infrastructure buried in the ground, and the stress wave generated as the striking means strikes the one side is transmitted from the other side of the infrastructure. Sensing the reflected and returned signal; Calculating a compression wave velocity of the stress wave using the signal; And calculating a depth between the one surface and the other surface by using the resonance frequency corresponding to the infrastructure and the compression wave speed.

일 실시 예에 따르면, 상기 심도를 산출하는 단계는, 상기 신호를 고속퓨리에변환으로 주파수영역 신호로 변환하는 단계; 및 상기 주파수영역 신호로부터 상기 공진 주파수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the calculating of the depth may include converting the signal into a frequency domain signal using a fast Fourier transform; And calculating the resonant frequency from the frequency domain signal.

일 실시 예에 따르면, 상기 공진 주파수를 산출하는 단계는, 메모리에 저장된 복수의 이론식들 중 상기 주파수영역 신호에 가장 매칭되는 어느 하나의 이론식을 결정하는 단계; 및 상기 어느 하나의 이론식을 이용하여 상기 공진 주파수를 산출하는 단계를 포함할 수 있다.According to an embodiment, the calculating of the resonant frequency may include determining one of a plurality of theoretical equations stored in a memory that best matches the frequency domain signal; And calculating the resonant frequency by using any one of the theoretical equations.

일 실시 예에 따르면, 기 설정된 1차원 방정식에 상기 심도를 입력하여 상기 기초시설의 폭을 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 1차원 방정식은 상기 기초시설에 따라 가변될 수 있다.According to an embodiment, the step of calculating the width of the infrastructure by inputting the depth to a preset one-dimensional equation, the one-dimensional equation may be varied depending on the infrastructure.

일 실시 예에 따르면, 상기 심도 및 상기 폭 중 적어도 하나를 시각적, 청각적 및 촉각적 방식 중 적어도 하나의 방식으로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment, the step of outputting at least one of the depth and the width in at least one of visual, auditory and tactile methods may be further included.

일 실시 예에 따르면, 상기 기초시설의 하면에 시공된 버림 콘크리트의 두께를 입력받는 단계를 더 포함하며, 상기 심도를 산출하는 단계에서 상기 밑창 콘트리트의 두께가 상기 심도에서 제외될 수 있다.According to an embodiment, the step of receiving a thickness of the discarded concrete constructed on a lower surface of the infrastructure may be further included, and in the step of calculating the depth, the thickness of the outsole concrete may be excluded from the depth.

상술한 심토 탐지 장치를 이용하여 기초시설의 심도를 탐지하는 심도 탐지 방법은 상기 센서를 상기 기초시설의 일 면에 설치하는 단계; 상기 타격수단을 이용하여 상기 일 면을 타격해 상기 응력파를 생성하는 단계; 및 상기 응력파를 이용하여 상기 센서가 설치된 상기 기초시설의 일 면과 타 면 사이의 거리를 상기 심도로 탐지하는 단계를 포함할 수 있다.A depth detection method for detecting a depth of an infrastructure using the above-described subsoil detection device includes: installing the sensor on one surface of the infrastructure; Generating the stress wave by hitting the one surface using the striking means; And detecting a distance between one surface and the other surface of the infrastructure on which the sensor is installed at the depth using the stress wave.

본 발명에 따르면 지중에 매설된 기초시설의 심도를 비파괴 방식으로 탐지할 수 있다. 이에 따라 기초시설 위에 설치된 철탑 등을 해체하지 않아도 기초시설에 대한 정확한 정보를 획득할 수 있다.According to the present invention, the depth of an infrastructure buried in the ground can be detected in a non-destructive manner. Accordingly, accurate information on the infrastructure can be obtained without dismantling the steel tower installed on the infrastructure.

도 1은 종래 방법에 따라 철탑의 기초시설을 역T형으로 시공한 상태를 설명하기 위한 도면
도 2a는 센서가 센싱한 시간영역 신호를 나타내는 예시도
도 2b는 도 2a의 시간영역 신호가 고속 퓨리에 변환을 통해 변환된 주파수영역 신호를 나타내는 예시도
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심도 탐지 장치를 설명하기 위한 블록도
도 4는 도 3의 심도 탐지 장치에 의한 심도 탐지 방법을 설명하기 위한 흐름도
도 5는 주파수 영역에서 가장 근사한 이론식을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면
도 6은 지면에 매설된 기초시설의 심도와 폭 사이의 관계를 설명하기 위한 도면
도 7은 서로 다른 위치에 설치된 센서들에 의한 센싱된 신호들의 특성을 설명하기 위한 도면
도 8은 실제 실험 데이터를 나타내는 예시도
1 is a view for explaining a state in which the infrastructure of a steel tower is constructed in an inverted T type according to a conventional method
2A is an exemplary diagram showing a time domain signal sensed by a sensor
FIG. 2B is an exemplary diagram illustrating a frequency domain signal converted through a fast Fourier transform of the time domain signal of FIG. 2A
3 is a block diagram illustrating a depth detection apparatus according to an embodiment of the present invention
4 is a flowchart illustrating a depth detection method by the depth detection apparatus of FIG. 3
5 is a diagram for explaining a method of searching for the most approximate theoretical equation in the frequency domain
6 is a diagram for explaining the relationship between the depth and the width of an infrastructure buried in the ground
7 is a diagram for explaining characteristics of signals sensed by sensors installed at different locations
8 is an exemplary diagram showing actual experimental data

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, exemplary embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same reference numerals are assigned to the same or similar elements regardless of the reference numerals, and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes "module" and "unit" for constituent elements used in the following description are given or used interchangeably in consideration of only the ease of preparation of the specification, and do not have meanings or roles that are distinguished from each other by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, when it is determined that a detailed description of related known technologies may obscure the subject matter of the embodiments disclosed in the present specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed in the present specification is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention It should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 해 의한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including ordinal numbers such as first and second may be used to describe various elements, but the elements are not defined by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another component.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected or connected to the other component, but other components may exist in the middle. It should be. On the other hand, when a component is referred to as being "directly connected" or "directly connected" to another component, it should be understood that there is no other component in the middle.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In this application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof described in the specification, but one or more other features. It is to be understood that the presence or addition of elements or numbers, steps, actions, components, parts, or combinations thereof does not preclude in advance.

본 발명에서 설명되는 단말기는 이동 단말기 및 고정 단말기 중 적어도 하나에 해당할 수 있다. 이동 단말기에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 태블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook) 등이 포함될 수 있다. 고정 단말기에는 데스크탑 컴퓨터, 서버 등이 포함될 수 있다. The terminal described in the present invention may correspond to at least one of a mobile terminal and a fixed terminal. Mobile terminals include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, personal digital assistants (PDAs), portable multimedia players (PMPs), navigation, slate PCs, and tablet PCs. PC), ultrabook, etc. may be included. The fixed terminal may include a desktop computer, a server, and the like.

도 1은 종래 방법에 따라 철탑의 기초시설을 역T형으로 시공한 상태를 설명하기 위한 도면이다.1 is a view for explaining a state in which the infrastructure of a steel tower is constructed in an inverted T type according to a conventional method.

송전선로를 지탱하는 송전 철탑의 건설공사에서는 철탑의 기초시설인 송전철탑용 록 앙카(Rock Ancher) 구조물이 설치된다. 종래에는 기초시설부위를 넓게 굴착한 다음 바닥에 기반 철근콘크리트구조물을 시설한 뒤 각입재가 내설된 기둥을 연속타설하여 양생하고 굴착부를 6되 메우기하여 다짐공사를 하여야 하는 역T형 방식이 철탑의 기초형식으로 규정되어 시공되어 왔다.In the construction of a transmission pylon that supports the transmission line, a rock anchor structure for the transmission pylon, which is the foundation facility of the pylon, is installed. Conventionally, the inverted T-type method, in which a base reinforced concrete structure was installed on the floor after extensive excavation of the infrastructure, and then cured by successively pouring the pillars with the angled material, and filling 6 feet of the excavation part for compaction work. It has been specified and constructed as a basic type.

기초시설부위를 넓게 굴착한 다음 바닥에 기반 철근콘크리트구조물(1)을 시설한 뒤 각입재(2)가 내설된 기둥(3)을 연속타설하여 양생한 다음 굴착부(4)를 되메우기 하여 다짐공사를 하여야 한다.After extensive excavation of the infrastructure area, the base reinforced concrete structure (1) is installed on the floor, and then the pillars (3) with the square inserts (2) are continuously poured and cured, and then the excavation part (4) is refilled for compaction work. Should be done.

이와같은 종래방식의 특징은 철탑(상부재)의 설계하중에 의해 철탑기초 규모가 결정된다. 통상적으로 765kV급 평균철탑의 경우 굴착부분(4)은 저면부의 크기에 따라 굴착량이 대개 정해지는데 그 깊이는 7∼10m 정도이며, 저면부의 넓이는 정방향형 5∼10m × 5∼10m 정도이다.The characteristic of such a conventional method is that the size of the foundation of the pylon is determined by the design load of the pylon (upper member). In general, in the case of a 765kV class average pylon, the amount of excavation in the excavation section 4 is usually determined depending on the size of the bottom, the depth is about 7-10m, and the width of the bottom is about 5-10m × 5-10m in the forward direction.

각입재(2)의 깊이가 깊어짐에 따라 길어지기 때문에 기초 각입재 설치에도 어려움이 있으며, 굴착부분 및 되메우기부분이 있어서 되메우기 작업시 철저한 다짐등 시공품질에도 철저한 작업을 수반하게 된다.As the depth of the square grain 2 becomes longer, it is difficult to install the basic square grain, and there is an excavation part and a backfill part, which entails thorough work on the construction quality such as thorough compaction during the backfill work.

본 발명은 종래 기술로 해결할 수 없었던 역T형 기초시설의 근입깊이(또는, 심도) 산정을 위해 충격반향기법을 제안한다. 보다 구체적으로, 역T형 기초시설 하단의 경계면에서 반사되어 되돌아오는 파형을 측정하고, 주파수 응답 특성을 분석하여 철탑 역T형 기초시설의 제원을 정확히 탐지할 수 있는 장치 및 방법을 제안한다. The present invention proposes an impact echo technique for calculating the depth (or depth) of an inverted T-type infrastructure that could not be solved by the prior art. More specifically, we propose an apparatus and method capable of accurately detecting the specifications of the inverted T-type infrastructure by measuring the waveform reflected and returned from the interface at the bottom of the inverted T-type infrastructure and analyzing the frequency response characteristics.

본 발명은 충격반향기법을 이용하여 철탑 기초 중 역T형 기초(2~7m)에 대해 제원을 예측하는 방법을 제안한다.The present invention proposes a method of predicting specifications for an inverted T-type foundation (2 to 7 m) among the foundations of a pylon using an impact echo technique.

매질을 따라 전파하는 응력파는 구형의 파면을 가지고 실험체 내부로 전파되는 체적파(P파, S파)와 실린더 형태의 파면을 가지고 매질 표면을 따라 전파되는 표면파(R파)rk 발생한다. 체적파와 표면파의 구별은 파가 전파되는 매질입자의 거동특성과 전파속도에 의해 구별된다. The stress wave propagating along the medium generates a volume wave (P wave, S wave) propagating inside the specimen with a spherical wavefront and a surface wave (R wave) propagating along the surface of the medium with a cylindrical wavefront. The distinction between a volume wave and a surface wave is distinguished by the behavioral characteristics and propagation speed of the medium particles in which the wave propagates.

압축파는 발진 후 가장 먼저 도달하므로 'Pimary' 혹은 P파라고 부란다. P파는 입자운동이 파의 진행방향과 평행하게 전후 운동을 하며 wjseksqus형 업이 체적변형만을 일으킨다. Since the compressed wave arrives first after oscillation, it is called'Pimary' or P wave. In the P wave, the particle motion moves back and forth parallel to the wave's traveling direction, and the wjseksqus-type up causes only volume deformation.

측방향 변위가 구속된 경우 압축파 속도(Vp)는 매질의 탄성계수와 밀도에 의해 [수학식 1]에 의하여 결정된다. 압축파 속도는 P파 속도로 호칭될 수 있다.When the lateral displacement is constrained, the compression wave velocity (Vp) is determined by [Equation 1] by the elastic modulus and density of the medium. The compressed wave velocity may be referred to as the P wave velocity.

[수학식 1][Equation 1]

Figure pat00001
Figure pat00001

Figure pat00002
Figure pat00002

한편, 충격반향기법(Impact Echo Method)은 부재의 한쪽 면에 기계적인 충격을 가하여 표면과 균열, 공동과 같은 불연속면 사이의 다중 반사에 의해 유발된 공진(Resonant) 상태에서의 표면변위를 측정하는 것을 기초로 한다. 주요 적용분야로는 구조물의 유지 보수를 위한 비파괴 평가 방법이다. On the other hand, the Impact Echo Method measures the surface displacement in a resonant state caused by multiple reflections between the surface and discontinuous surfaces such as cracks and cavities by applying a mechanical impact to one side of a member. It is based. The main application field is the non-destructive evaluation method for the maintenance of structures.

도 2a는 센서가 센싱한 시간영역 신호를 나타내는 예시도이고, 도 2b는 도 2a의 시간영역 신호가 고속 퓨리에 변환을 통해 변환된 주파수영역 신호를 나타내는 예시도이다.FIG. 2A is an exemplary diagram illustrating a time domain signal sensed by a sensor, and FIG. 2B is an exemplary diagram illustrating a frequency domain signal in which the time domain signal of FIG. 2A is converted through fast Fourier transform.

센서는 기초재의 표면과 외부 경계면 사이의 다중반사에 의해 유발된 공진상태에서의 표면 변위를 센싱하고 도 2a에 도시된 시간영역 신호를 생성한다. The sensor senses the surface displacement in the resonance state caused by multiple reflections between the surface of the base material and the outer interface, and generates a time domain signal shown in FIG. 2A.

프로세서는 시간 영역 신호(Time Domain Data)를 고속퓨리에변환(Fast Fourier Transform, FFT)으로 도 2b에 도시된 주파수영역 신호(Frequency Domain Data)로 변환한다. 프로세서는 주파수영역 신호를 이용하여 공진 주파수(Peak Frequency)를 계산할 수 있다. The processor converts a time domain signal (Time Domain Data) into a frequency domain signal (Frequency Domain Data) shown in FIG. 2B by a Fast Fourier Transform (FFT). The processor may calculate a peak frequency using the frequency domain signal.

본 발명은 충격반향기법을 이용하여 철탑 기초 중 비교적 얕은 두께인 역T형 기초시설의 심도(또는 두께)를 파악하는 방법이다.The present invention is a method of grasping the depth (or thickness) of an inverted T-type infrastructure, which is a relatively shallow thickness among the foundations of a steel tower, using an impact echo technique.

역T형 기초시설의 표면에 신호 측정용 센서를 설치하고, 타격 망치로 표면을 타격하여 응력파를 생성하고, 기초 내부로 들어간 응력파가 기초의 하단부 경계면에서 반사되어 되돌아오는 파형을 분석하여 기초시설의 심도를 탐지한다.A sensor for signal measurement is installed on the surface of an inverted T-type infrastructure, and a stress wave is generated by hitting the surface with a hammer, and the stress wave that has entered the foundation is reflected from the lower boundary of the foundation and returns to the foundation. Detect the depth of the facility.

도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 심도 탐지 장치를 설명하기 위한 블록도이다.3 is a block diagram illustrating a depth detection apparatus according to an embodiment of the present invention.

심도 탐지 장치(100)는 센서(110), 사용자 입력부(130), 메모리(150), 출력부(170) 및 프로세서(190) 중 적어도 하나를 포함한다.The depth detection apparatus 100 includes at least one of a sensor 110, a user input unit 130, a memory 150, an output unit 170, and a processor 190.

센서(110)는 지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치되며, 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱한다. 센싱되는 신호는 아날로그 신호로 시간영역 신호를 의미한다. The sensor 110 is installed on one side of an infrastructure buried in the ground, and senses a signal returned by a stress wave generated as the striking means strikes the one side by being reflected from the other side of the infrastructure. The sensed signal is an analog signal and means a time domain signal.

사용자 입력부(130)는 사용자로부터 인가되는 심도 탐지 장치(100)의 동작을 제어하기 위한 제어명령에 따른 입력 데이터를 발생시킨다. 사용자 입력부(130)는 키 패드(key pad), 돔 스위치 (dome switch), 터치 패드(정압/정전), 조그 휠, 조그 스위치, 마이크 등으로 구성될 수 있다.The user input unit 130 generates input data according to a control command for controlling the operation of the depth detection apparatus 100 applied from a user. The user input unit 130 may include a key pad, a dome switch, a touch pad (positive pressure/electrostatic), a jog wheel, a jog switch, a microphone, and the like.

메모리(150)는 플래시 메모리 타입(flash memory type), 하드디스크 타입(hard disk type), 멀티미디어 카드 마이크로 타입(multimedia card micro type), 카드 타입의 메모리(예를 들어 SD 또는 XD 메모리 등), 램(random access memory; RAM), SRAM(static random access memory), 롬(read-only memory; ROM), EEPROM(electrically erasable programmable read-only memory), PROM(programmable read-only memory), 자기 메모리, 자기 디스크 및 광디스크 중 적어도 하나의 타입의 저장매체를 포함할 수 있다. 심도 탐지 장치(100)는 인터넷(internet)상에서 상기 메모리(150)의 저장 기능을 수행하는 웹 스토리지(web storage)와 관련되어 동작될 수도 있다. The memory 150 is a flash memory type, a hard disk type, a multimedia card micro type, a card type memory (eg, SD or XD memory, etc.), and RAM. (random access memory; RAM), static random access memory (SRAM), read-only memory (ROM), electrically erasable programmable read-only memory (EEPROM), programmable read-only memory (PROM), magnetic memory, magnetic It may include at least one type of storage medium among a disk and an optical disk. The depth detection apparatus 100 may be operated in connection with a web storage that performs a storage function of the memory 150 over the Internet.

출력부(170)는 시각, 청각 또는 촉각 등과 관련된 출력을 발생시키기 위한 것으로, 이에는 디스플레이부, 음향 출력 모듈, 알람부 및 햅틱 모듈 등이 포함될 수 있다.The output unit 170 is for generating output related to visual, auditory or tactile sense, and may include a display unit, an audio output module, an alarm unit, and a haptic module.

프로세서(190)는 통상적으로 심도 탐지 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다.The processor 190 typically controls the overall operation of the depth detection apparatus 100.

도면에 도시되지 않았으나, 전원 공급부가 더 구비될 수 있으며, 전원 공급부는 프로세서(190)의 제어에 의해 외부의 전원, 내부의 전원을 인가 받아 각 구성요소들의 동작에 필요한 전원을 공급한다.Although not shown in the drawing, a power supply may be further provided, and the power supply receives external power and internal power under the control of the processor 190 to supply power required for operation of each component.

여기에 설명되는 다양한 실시 예는 예를 들어, 소프트웨어, 하드웨어 또는 이들의 조합된 것을 이용하여 컴퓨터 또는 이와 유사한 장치로 읽을 수 있는 기록매체 내에서 구현될 수 있다.Various embodiments described herein may be implemented in a recording medium that can be read by a computer or a similar device using, for example, software, hardware, or a combination thereof.

하드웨어적인 구현에 의하면, 여기에 설명되는 실시 예는 ASICs(application specific integrated circuits), DSPs(digital signal processors), DSPDs(digital signal processing devices), PLDs(programmable logic devices), FPGAs(field programmable gate arrays), 프로세서(processors), 제어기(controllers), 마이크로 컨트롤러(micro-controllers), 마이크로 프로세서(microprocessors), 기타 기능 수행을 위한 전기적인 유닛 중 적어도 하나를 이용하여 구현될 수 있다. 일부의 경우에 본 명세서에서 설명되는 실시 예들은 프로세서(190) 자체로 구현될 수 있다.According to hardware implementation, the embodiments described herein include application specific integrated circuits (ASICs), digital signal processors (DSPs), digital signal processing devices (DSPDs), programmable logic devices (PLDs), field programmable gate arrays (FPGAs). , Processors, controllers, micro-controllers, microprocessors, and electric units for performing other functions may be used. In some cases, the embodiments described herein may be implemented by the processor 190 itself.

소프트웨어적인 구현에 의하면, 본 명세서에서 설명되는 절차 및 기능과 같은 실시 예들은 별도의 소프트웨어 모듈들로 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 모듈들 각각은 본 명세서에서 설명되는 하나 이상의 기능 및 작동을 수행할 수 있다. According to software implementation, embodiments such as procedures and functions described in the present specification may be implemented as separate software modules. Each of the software modules may perform one or more functions and operations described herein.

소프트웨어 코드는 적절한 프로그램 언어로 쓰여진 소프트웨어 애플리케이션으로 소프트웨어 코드가 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어 코드는 메모리(150)에 저장되고, 프로세서(190)에 의해 실행될 수 있다.The software code is a software application written in an appropriate programming language, and the software code can be implemented. The software code may be stored in the memory 150 and executed by the processor 190.

도 4는 도 3의 심도 탐지 장치에 의한 심도 탐지 방법을 설명하기 위한 흐름도이다. 4 is a flowchart illustrating a depth detection method by the depth detection apparatus of FIG. 3.

상기 센서(110)는 지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치되며, 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱한다(S310).The sensor 110 is installed on one surface of an infrastructure buried in the ground, and a stress wave generated as the striking means strikes the one surface is reflected from the other surface of the infrastructure and senses a signal returning ( S310).

응력파는 메아리처럼 상기 기초시선의 타 면과 일 면에서 반복적으로 반사된다. 이때 응력파의 크기는 반사를 거듭할 수록 줄어든다. 상기 일 면에 부착된 센서(110)는 상기 타 면에서 반사되어 되돌아오는 및/또는 상기 일 면에서 반사되어 상기 타 면을 향하는 신호를 실시간으로 센싱하고 그 파형을 출력할 수 있다. 상기 프로세서(190)는 상기 센서(110)가 센싱한 신호를 수신한다. The stress wave is repeatedly reflected from the other side and one side of the basic line of sight like an echo. At this time, the magnitude of the stress wave decreases as the reflection is repeated. The sensor 110 attached to the one surface may sense a signal reflected from the other surface and return and/or a signal reflected from the one surface and directed toward the other surface in real time, and output a waveform thereof. The processor 190 receives a signal sensed by the sensor 110.

상기 프로세서(190)는 상기 신호를 이용하여 상기 응력파의 압축파 속도를 산출한다(S330).The processor 190 calculates the compression wave velocity of the stress wave by using the signal (S330).

상기 프로세서(190)는 상술한 [수학식 1]을 이용하여 압축파 속도(Vp)를 산출하거나, 상기 신호로부터 처음으로 반사되어 되돌아온 첫 번째 주파수(f1) 및 주기(T)를 특정하고, [수학식 2]를 이용하여 압축파 속도(Vp)를 산출할 수 있다. 다시말해, 첫 번째 주파수에 2주기를 곱한값이 압축파 속도(Vp)로 산출된다.The processor 190 calculates the compressed wave velocity (Vp) using the above-described [Equation 1], or specifies a first frequency (f 1 ) and a period (T) reflected from the signal for the first time and returned, The compressed wave velocity (Vp) can be calculated using [Equation 2]. In other words, the value obtained by multiplying the first frequency by 2 periods is calculated as the compressed wave velocity (Vp).

[수학식 2][Equation 2]

Vp = 2Tf1 Vp = 2Tf 1

한편, 상기 프로세서(190)는 상기 신호를 고속퓨리에변환으로 주파수영역 신호로 변환할 수 있다. 그리고 상기 주파수영역 신호로부터 상기 공진 주파수를 산출할 수 있다.Meanwhile, the processor 190 may convert the signal into a frequency domain signal using a fast Fourier transform. In addition, the resonance frequency may be calculated from the frequency domain signal.

일 예로, 상기 메모리(150)에는 복수의 이론식들이 저장될 수 있다. 상기 프로세서(190)는 상기 이론식들 중 상기 주파수영역 신호에 가장 매칭되는 어느 하나의 이론식을 결정하고, 상기 어느 하나의 이론식을 이용하여 상기 공진 주파수를 산출할 수 있다. For example, a plurality of theoretical equations may be stored in the memory 150. The processor 190 may determine one of the theoretical equations that most match the frequency domain signal, and calculate the resonance frequency using the one of the theoretical equations.

다른 일 예로, 상기 프로세서(190)는 [수학식 3]을 이용하여 상기 주파수영역 신호과 가장 매칭되는 이론식을 도출하고, 상기 이론식으로부터 상기 공진 주파수를 산출할 수 있다.As another example, the processor 190 may derive a theoretical equation that most matches the frequency domain signal using [Equation 3], and calculate the resonance frequency from the theoretical equation.

[수학식 3][Equation 3]

Figure pat00003
Figure pat00003

[수학식 3]에서 k는 스프링 상수, D는 감쇠비, fn은 공진 주파수, f는 주파수이다.In [Equation 3], k is the spring constant, D is the damping ratio, fn is the resonance frequency, and f is the frequency.

도 5는 주파수 영역에서 가장 근사한 이론식을 탐색하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.5 is a diagram for explaining a method of searching for the most approximate theoretical equation in the frequency domain.

도 5에서 실선으로 표시된 결과는 원본 데이터이고, 원으로 표시된 결과는 원본 데이터를 주파수 응답 곡선의 [수학식 3]과 비교하여 모양이 가장 근접한 이론식을 표시한 것이다. 원본 데이터는 노이즈 때문에 공진 주파수를 명확하게 알 수 없기 때문에 [수학식 3]을 이용하여 원본 데이터와 가장 근접한 이론식을 도출하여 공진 주파수를 분석한다.In FIG. 5, the result indicated by the solid line is the original data, and the result indicated by the circle indicates the theoretical equation having the closest shape by comparing the original data with [Equation 3] of the frequency response curve. Since the original data cannot clearly know the resonance frequency due to noise, the resonance frequency is analyzed by deriving the theoretical equation closest to the original data using [Equation 3].

또 다른 일 예로, 기초시설을 시공하는데 사용되는 재료가 동일한 것을 전제로 서로 다른 재료에 대응되는 복수의 공진 주파수들이 메모리(150)에 저장되어 있을 수 있다. 이경우, 상기 프로세서(190)는 사용자 입력부(130)를 통해 입력된 기초시설의 재료 정보에 근거하여 상기 복수의 공진 주파술들 중 어느 하나의 공진 주파수를 선택할 수 있다.As another example, a plurality of resonant frequencies corresponding to different materials may be stored in the memory 150 assuming that the materials used to construct the infrastructure are the same. In this case, the processor 190 may select any one of the plurality of resonance frequencies based on the material information of the infrastructure input through the user input unit 130.

상기 프로세서(190)는 상기 기초시설에 대응하는 공진 주파수 및 상기 압축파 속도를 이용하여 상기 일 면과 상기 타 면사이의 심도를 산출한다(S350).The processor 190 calculates a depth between the one side and the other side by using the resonance frequency and the compressed wave speed corresponding to the infrastructure (S350).

이때, 상기 프로세서(190)는 상기 사용자 입력부(130)를 통해 상기 기초시설의 하면에 시공된 버림 콘크리트의 두께를 입력받을 수 있다. 상기 프로세서(190)는 상기 심도를 산출함에 있어서 상기 밑창 콘트리트의 두께를 제외시킬 수 있다. In this case, the processor 190 may receive the thickness of the discarded concrete installed on the lower surface of the infrastructure through the user input unit 130. The processor 190 may exclude the thickness of the sole concrete in calculating the depth.

보다 구체적으로, 상기 프로세서(190)는 [수학식 4]를 이용하여 심도를 산출한다. [수학식 4]에서 D는 심도, Vp 는 응력파의 P파 속도, n은 공진 주파수 번호, SC는 역T형 기초시설 아래에 타설된 밑창 콘크리트의 두께이다.More specifically, the processor 190 calculates the depth using [Equation 4]. In [Equation 4], D is the depth, Vp is the P wave velocity of the stress wave, n is the resonance frequency number, and SC is the thickness of the outsole concrete poured under the inverted T-type infrastructure.

[수학식 4][Equation 4]

Figure pat00004
Figure pat00004

밑창 콘크리트는 기초를 시공하기 전에 얇게 치는 콘크리트의 뜻. 구조에는 관계없이 기초ㆍ형틀의 위치를 나타내기 위한 것. 잡석 다짐, 자갈다짐, 등의 기초 위에 먹줄 치기를 하기 위하여 두께 6㎝ 정도의 기초 밑에 까는 콘크리트를 말한다. 밑창 콘크리트는 버림 콘크리트로 호칭되기도 한다. 밑창 콘크리트는 시공시마다 달라지며, 상술한 심도 탐지 방법에 의하면 밑창 콘크리트의 두께가 기초시설의 두께에 포함될 수 있다. Outsole concrete is the concrete that is thinly applied before the foundation is installed. It is intended to indicate the position of the foundation and mold regardless of the structure. It refers to concrete that is laid under the foundation of about 6cm in thickness in order to make ink streaks on the foundation such as rubble compaction, gravel compaction, etc. Outsole concrete is sometimes referred to as discarded concrete. The outsole concrete varies with each construction, and according to the above-described depth detection method, the thickness of the outsole concrete may be included in the thickness of the infrastructure.

이러한 오류가 발생되지 않도록, 심도 탐지 장치는 사용자 입력부를 통해 밑창 콘크리트의 두께를 입력받을 수 있다. 프로세서는 입력된 밑창 콘크리트의 두께가 심도에서 제외되도록 제어할 수 있다. In order to prevent such an error from occurring, the depth detection device may receive the thickness of the outsole concrete through a user input unit. The processor can control the inputted thickness of the sole concrete to be excluded from the depth.

도 5에 공진 주파수가 3개가 표시되었는데, 첫 번째 주파수를 f1이라고 했을 때, f2는 f1의 2배, f3는 f1의 3배 관계인 것을 확인할 수 있다. 공진 주파수의 이러한 정수배 관계를 이용하여 [수학식 4]을 통해 철탑 기초시설의 심도가 분석될 수 있다.In FIG. 5, three resonant frequencies are shown. When the first frequency is f 1 , it can be seen that f 2 is twice as large as f 1 , and f 3 is three times as large as f 1. The depth of the steel tower infrastructure can be analyzed through [Equation 4] using this integer multiple relationship of the resonance frequency.

한편, 상기 프로세서(190)는 기 설정된 1차원 방정식에 상기 심도를 입력하여 상기 기초시설의 폭을 산출할 수 있다. 이때, 상기 1차원 방정식은 상기 기초시설에 따라 가변될 수 있다. 예를 들어, 기초시설 위에 설치된 철탑의 종류에 따라 상기 1차원 방정식은 가변될 수 있다.Meanwhile, the processor 190 may calculate the width of the infrastructure by inputting the depth into a preset one-dimensional equation. In this case, the one-dimensional equation may vary depending on the infrastructure. For example, the one-dimensional equation may vary depending on the type of pylon installed on the infrastructure.

도 6은 지면에 매설된 기초시설의 심도와 폭 사이의 관계를 설명하기 위한 도면이다. 전국에 설치된 역T형 철탑기초 40개의 지면 밑에 타설된 철탑 기초 깊이에 따른 기초시설의 심도와 폭의 관계가 도 6에 도시되어 있다. 일 예로, 심도와 폭의 관계는 [수학식 5]로 정의될 수 있다. [수학식 5]에서 x는 심도이고 y는 폭이다.6 is a view for explaining the relationship between the depth and the width of the infrastructure buried in the ground. The relationship between the depth and the width of the infrastructure according to the depth of the foundation of the steel towers poured under the ground of 40 inverted T-type pylons installed nationwide is shown in FIG. 6. For example, the relationship between depth and width may be defined by [Equation 5]. In [Equation 5], x is the depth and y is the width.

[수학식 5][Equation 5]

y=0.431x+1.2686y=0.431x+1.2686

도 7은 서로 다른 위치에 설치된 센서들에 의한 센싱된 신호들의 특성을 설명하기 위한 도면이다.7 is a diagram for describing characteristics of signals sensed by sensors installed at different locations.

도 7은 현장에서 얻은 데이터를 시간 영역 그래프로 나타낸 것이다. 센서의 측정 주파수 범위에 따라 여러 센서를 사용할 수 있지만, 구조물의 공진 주파수 범위가 센서의 측정 주파수 범위 안에 있다면, 탐사 결과는 큰 차이가 없음을 확인할 수 있다. 즉, 센서가 설치되는 위치는 탐지 결과에 영향을 주지 않는다.7 shows the data obtained in the field as a time domain graph. Several sensors can be used depending on the measurement frequency range of the sensor, but if the resonant frequency range of the structure is within the measurement frequency range of the sensor, it can be confirmed that there is no significant difference in the survey results. That is, the location where the sensor is installed does not affect the detection result.

도 8은 실제 실험 데이터를 나타내는 예시도이다.8 is an exemplary diagram showing actual experimental data.

프로세서(190)는 첫 번째 공진 주파수를 이용하여 심도를 탐지하거나, 복수개의 공진 주파수들로부터 산출된 값들의 평균값을 이용하여 심도를 탐지할 수 있다. 충격반향기법을 이용한 철탑 기초 제원 예측의 최종 결과가 도 8에 도시되어 있다. f1, f2, f3로부터 분석된 각각의 최종 결과값은 큰 차이가 없는 것을 확인할 수 있다. The processor 190 may detect the depth using the first resonance frequency or may detect the depth using an average value calculated from a plurality of resonance frequencies. The final result of the prediction of the basic specifications of the steel tower using the impact echo method is shown in FIG. 8. It can be seen that there is no significant difference between the final results analyzed from f 1 , f 2 , and f 3.

철탑 표면에서 철탑 기초 내부로 전파되어 되돌아오는 탄성파를 측정하여 본 특허를 통해 철탑기초의 근입 깊이와 저판의 폭을 산정할 수 있고, 이를 토대로 철탑기초 보강공사를 수행할 수 있다. Through this patent, the depth of penetration of the tower foundation and the width of the bottom plate can be calculated by measuring the seismic wave propagating from the surface of the tower to the inside of the tower foundation, and based on this, the steel tower foundation reinforcement work can be performed.

충격반향시험의 철탑 기초(역T형)에 대한 기존 해석 방법으로는 측정할 수 없었던 한계점에서 벗어나, 새로운 해석을 발명함으로써 원천기술 획득으로 인해 관련 분야 해외경쟁력 강화 및 수출이 가능할 것으로 기대된다. It is expected that overseas competitiveness in related fields will be strengthened and exported by inventing a new analysis, by deviating from the limitations that could not be measured with the existing analysis method for the base of the steel tower (reverse T type) of the impact echo test.

본 발명은, 프로그램이 기록된 매체에 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드로서 구현하는 것이 가능하다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체는, 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 매체의 예로는, HDD(Hard Disk Drive), SSD(Solid State Disk), SDD(Silicon Disk Drive), ROM, RAM, CD-ROM, 자기 테이프, 플로피 디스크, 광 데이터 저장 장치 등이 있으며, 또한 캐리어 웨이브(예를 들어, 인터넷을 통한 전송)의 형태로 구현되는 것도 포함한다. 또한, 상기 컴퓨터는 단말기를 포함할 수도 있다. The present invention can be implemented as a computer-readable code on a medium on which a program is recorded. The computer-readable medium includes all types of recording devices that store data that can be read by a computer system. Examples of computer-readable media include hard disk drives (HDDs), solid state disks (SSDs), silicon disk drives (SDDs), ROMs, RAM, CD-ROMs, magnetic tapes, floppy disks, optical data storage devices, etc. There is also a carrier wave (for example, transmission over the Internet) also includes the implementation of the form. In addition, the computer may include a terminal.

따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다.Therefore, the detailed description above should not be construed as restrictive in all respects and should be considered as illustrative. The scope of the present invention should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the present invention are included in the scope of the present invention.

100: 심도 탐지 장치 110: 센서
130: 사용자 입력부 150: 메모리
170: 출력부 190: 프로세서
100: depth detection device 110: sensor
130: user input unit 150: memory
170: output unit 190: processor

Claims (13)

지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치되며, 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱하는 센서; 및
상기 신호를 이용하여 상기 응력파의 압축파 속도를 산출하며, 상기 기초시설에 대응하는 공진 주파수 및 상기 압축파 속도를 이용하여 상기 일 면과 상기 타 면사이의 심도를 산출하는 프로세서를 포함하는 심도 탐지 장치.
A sensor installed on one surface of an infrastructure buried in the ground, and sensing a signal returned by a stress wave generated by hitting the one surface by a striking means being reflected from the other surface of the infrastructure; And
Depth including a processor that calculates the compression wave velocity of the stress wave using the signal, and calculates a depth between the one surface and the other surface using a resonance frequency corresponding to the infrastructure and the compression wave velocity Detection device.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
상기 신호를 고속퓨리에변환으로 주파수영역 신호로 변환하고, 상기 주파수영역 신호로부터 상기 공진 주파수를 산출하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 장치.
The method of claim 1,
The processor,
And converting the signal into a frequency domain signal by fast Fourier transform, and calculating the resonant frequency from the frequency domain signal.
제2항에 있어서,
복수의 이론식들을 저장하는 메모리를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 이론식들 중 상기 주파수영역 신호에 가장 매칭되는 어느 하나의 이론식을 결정하고, 상기 어느 하나의 이론식을 이용하여 상기 공진 주파수를 산출하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 장치.
The method of claim 2,
Further comprising a memory for storing a plurality of theoretical equations,
The processor,
Depth detection apparatus, characterized in that to determine any one of the theoretical equations most matched to the frequency domain signal, and calculate the resonant frequency by using the one of the theoretical equations.
제1항에 있어서,
상기 프로세서는,
기 설정된 1차원 방정식에 상기 심도를 입력하여 상기 기초시설의 폭을 산출하며, 상기 1차원 방정식은 상기 기초시설에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 장치.
The method of claim 1,
The processor,
A depth detection device, characterized in that the width of the infrastructure is calculated by inputting the depth to a preset one-dimensional equation, and the one-dimensional equation is variable according to the infrastructure.
제4항에 있어서,
상기 심도 및 상기 폭 중 적어도 하나를 시각적, 청각적 및 촉각적 방식 중 적어도 하나의 방식으로 출력하는 출력부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 장치.
The method of claim 4,
And an output unit configured to output at least one of the depth and the width in at least one of visual, auditory and tactile methods.
제1항에 있어서,
상기 기초시설의 하면에 시공된 버림 콘크리트의 두께를 입력받는 사용자 입력부를 더 포함하고,
상기 프로세서는,
상기 심도를 산출함에 있어서 상기 밑창 콘트리트의 두께를 제외시키는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 장치.
The method of claim 1,
Further comprising a user input unit for receiving the input of the thickness of the abandoned concrete constructed on the lower surface of the infrastructure,
The processor,
In calculating the depth, the depth detection device, characterized in that the thickness of the outsole concrete is excluded.
컴퓨팅 디바이스에 의하여 수행되는 심도 탐지 방법으로서,
지중에 매설된 기초시설의 일 면에 설치된 센서를 이용하여 타격수단이 상기 일 면을 타격함에 따라 발생하는 응력파가 상기 기초시설의 타 면에서 반사되어 되돌아오는 신호를 센싱하는 단계;
상기 신호를 이용하여 상기 응력파의 압축파 속도를 산출하는 단계; 및
상기 기초시설에 대응하는 공진 주파수 및 상기 압축파 속도를 이용하여 상기 일 면과 상기 타 면사이의 심도를 산출하는 단계를 포함하는 심도 탐지 방법.
A depth detection method performed by a computing device, comprising:
Sensing a signal returning by reflecting a stress wave generated as a strike means strikes the one surface by using a sensor installed on one surface of the infrastructure buried in the ground, reflected from the other surface of the infrastructure;
Calculating a compression wave velocity of the stress wave using the signal; And
And calculating a depth between the one surface and the other surface using a resonance frequency corresponding to the infrastructure and the compression wave velocity.
제7항에 있어서,
상기 심도를 산출하는 단계는,
상기 신호를 고속퓨리에변환으로 주파수영역 신호로 변환하는 단계; 및
상기 주파수영역 신호로부터 상기 공진 주파수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 방법.
The method of claim 7,
The step of calculating the depth,
Converting the signal into a frequency domain signal using a fast Fourier transform; And
And calculating the resonant frequency from the frequency domain signal.
제8항에 있어서,
상기 공진 주파수를 산출하는 단계는,
메모리에 저장된 복수의 이론식들 중 상기 주파수영역 신호에 가장 매칭되는 어느 하나의 이론식을 결정하는 단계; 및
상기 어느 하나의 이론식을 이용하여 상기 공진 주파수를 산출하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 방법.
The method of claim 8,
The step of calculating the resonance frequency,
Determining one of the plurality of theoretical equations stored in the memory that best matches the frequency domain signal; And
And calculating the resonant frequency using any one of the theoretical equations.
제7항에 있어서,
기 설정된 1차원 방정식에 상기 심도를 입력하여 상기 기초시설의 폭을 산출하는 단계를 더 포함하며, 상기 1차원 방정식은 상기 기초시설에 따라 가변되는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 방법.
The method of claim 7,
And calculating a width of the infrastructure by inputting the depth into a preset one-dimensional equation, wherein the one-dimensional equation is variable according to the infrastructure.
제10항에 있어서,
상기 심도 및 상기 폭 중 적어도 하나를 시각적, 청각적 및 촉각적 방식 중 적어도 하나의 방식으로 출력하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 심도 탐지 방법.
The method of claim 10,
And outputting at least one of the depth and the width in at least one of visual, auditory and tactile methods.
제7항에 있어서,
상기 기초시설의 하면에 시공된 버림 콘크리트의 두께를 입력받는 단계를 더 포함하며,
상기 심도를 산출하는 단계에서 상기 밑창 콘트리트의 두께가 상기 심도에서 제외되는 특징으로 하는 심도 탐지 방법.
The method of claim 7,
Further comprising the step of receiving input of the thickness of the abandoned concrete constructed on the lower surface of the infrastructure,
The depth detection method, characterized in that in the step of calculating the depth, the thickness of the sole concrete is excluded from the depth.
제1항의 심토 탐지 장치를 이용하여 기초시설의 심도를 탐지하는 심도 탐지 방법으로,
상기 센서를 상기 기초시설의 일 면에 설치하는 단계;
상기 타격수단을 이용하여 상기 일 면을 타격해 상기 응력파를 생성하는 단계; 및
상기 응력파를 이용하여 상기 센서가 설치된 상기 기초시설의 일 면과 타 면 사이의 거리를 상기 심도로 탐지하는 단계를 포함하는 심도 탐지 방법.
A depth detection method for detecting the depth of an infrastructure using the subsoil detection device of claim 1,
Installing the sensor on one surface of the infrastructure;
Generating the stress wave by hitting the one surface using the striking means; And
And detecting a distance between one surface and the other surface of the infrastructure on which the sensor is installed as the depth by using the stress wave.
KR1020190128011A 2019-10-15 2019-10-15 Depth detection device and dipth detection method thereof KR102400073B1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128011A KR102400073B1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Depth detection device and dipth detection method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190128011A KR102400073B1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Depth detection device and dipth detection method thereof

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20210044614A true KR20210044614A (en) 2021-04-23
KR102400073B1 KR102400073B1 (en) 2022-05-19

Family

ID=75738239

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190128011A KR102400073B1 (en) 2019-10-15 2019-10-15 Depth detection device and dipth detection method thereof

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102400073B1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220404519A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Terrasee Tech, LLC Determining presence and depth of materials in the earth

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008134070A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The Inspection method for pile existing under fundamental structure and its measuring device
JP3173790U (en) * 2011-11-25 2012-02-23 有限会社アルコイハラ Ground survey equipment

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE500315C2 (en) * 1992-04-24 1994-05-30 Pw System Ab Cleaning machine for handling goods with liquid and granules

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008134070A (en) * 2006-11-27 2008-06-12 Tokyo Electric Power Co Inc:The Inspection method for pile existing under fundamental structure and its measuring device
JP3173790U (en) * 2011-11-25 2012-02-23 有限会社アルコイハラ Ground survey equipment

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20220404519A1 (en) * 2021-06-18 2022-12-22 Terrasee Tech, LLC Determining presence and depth of materials in the earth
US11675101B2 (en) * 2021-06-18 2023-06-13 Terrasee Tech, LLC Determining presence and depth of materials in the earth
US11726227B2 (en) 2021-06-18 2023-08-15 Terrasee Tech, LLC Determining resonant frequencies and magnetic influence factors of materials in the earth

Also Published As

Publication number Publication date
KR102400073B1 (en) 2022-05-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Wu et al. New interaction model for vertical dynamic response of pipe piles considering soil plug effect
Ng et al. Influence of sand density and retaining wall stiffness on three-dimensional responses of tunnel to basement excavation
Aghayarzadeh et al. Interpretation of dynamic pile load testing for open-ended tubular piles using finite-element method
Huynh et al. Behavior of a deep excavation and damages on adjacent buildings: a case study in Vietnam
Chatterjee1a et al. Dynamic analyses and field observations on piles in Kolkata city
Liang et al. P-y criterion for rock mass
Deghoul et al. The influence of the soil constitutive models on the seismic analysis of pile-supported wharf structures with batter piles in cut-slope rock dike
Alwalan et al. Load-transfer mechanism of helical piles under compressive and impact loading
KR102400073B1 (en) Depth detection device and dipth detection method thereof
Roy et al. Inclined loading of horizontal plate anchors in sand
Chen et al. Dynamic behavior of sawdust-mixed soil in shaking table test
Savalle et al. Dynamic behaviour of drystone retaining walls: shaking table scaled-down tests
Amar Bouzid Analytical quantification of ultimate resistance for sand flowing horizontally around monopile: New py curve formulation
Ni et al. Inclination correction of the parallel seismic test for pile length detection
Yang et al. A Simplified Calculation Method for the Near‐Slope Laterally Loaded Pile Based on a Passive Wedge Model
Xu et al. Bearing capacity analysis of offshore pipe piles with CPTs by considering uncertainly
Lu et al. Drivability of large diameter steel cylinders during hammer-group vibratory installation for the Hong Kong–Zhuhai–Macao bridge
Shaban et al. Comparative analyses of granular pavement moduli measured from lightweight deflectometer and miniaturized pressuremeter tests
Mirdamadi Deterministic and probabilistic simple model for single pile behavior under lateral truck impact
Yu et al. Upper-bound analysis of uplift piles in nonhomogeneous clay using streamline velocity fields
Ngomayezwe et al. Diagnostics of asphalt pavement using elastic standing waves
Leung Soil-Structure Interaction in Spatially Variable Ground
Zhang et al. Theoretical basis and numerical simulation of parallel seismic test for existing piles using flexural wave
Zhang et al. Numerical modeling of parallel seismic method for detecting existing piles in layered soil
Fowler et al. Approximate displacement influence factors for elastic shallow foundations

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E90F Notification of reason for final refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant