KR20220072586A - Bidirectional Pile Loading Test - Google Patents

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KR20220072586A
KR20220072586A KR1020200160367A KR20200160367A KR20220072586A KR 20220072586 A KR20220072586 A KR 20220072586A KR 1020200160367 A KR1020200160367 A KR 1020200160367A KR 20200160367 A KR20200160367 A KR 20200160367A KR 20220072586 A KR20220072586 A KR 20220072586A
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KR1020200160367A
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Inventor
신윤섭
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주식회사 윤성이엔지
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Abstract

본 발명은 파일의 하측에 배치되는 상판의 저면에 잭을 설치하고, 잭 하부에 하판이 위치되도록 하고, 잭에 유압을 인가하여 상판과 하판의 변위를 측정함으로써 파일의 정하중 지지력을 시험하는 양방향 재하 시험 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 파일의 양방향 재하 시험 장치는, 파일의 상부와 하부 사이에 배치되는 잭; 및, 상기 잭에 인가된 스트레인(strain)이 상기 잭에 의해 가해진 하중과 하중-스트레인 관계에 부합하도록 배치된 적어도 하나의 스트레인 게이지(strain gauge);를 포함하고, 상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 그리고 상기 피스톤의 상부 표면과 상기 실린더 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고, 상기 유체에 압력을 가함으로써 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생하고, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되며, 상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고, 상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 한다.The present invention installs a jack on the lower surface of the upper plate disposed on the lower side of the pile, places the lower plate under the jack, and applies hydraulic pressure to the jack to measure the displacement of the upper plate and lower plate, thereby testing the static load bearing capacity of the pile. To a testing apparatus, the bidirectional load test apparatus of the pile according to the present invention, a jack disposed between the top and the bottom of the pile; and at least one strain gauge arranged such that a strain applied to the jack matches a load applied by the jack and a load-strain relationship, wherein the jack includes a piston, and the piston a cylinder for receiving, and a fluid disposed between an upper surface of the piston and a bottom surface of a top of the cylinder, wherein applying pressure to the fluid creates a first force on the piston and a second force on the cylinder a force of 2 is generated, a tendency to separate the piston and cylinder occurs, the at least one strain gauge being included in the piston of the jack, the at least one strain being at least one strain applied by the piston wherein the piston includes a hollow body, a top plate, and a bottom plate, and one of the at least one strain gauge is attached to the top plate and the bottom plate of the piston do it with

Description

파일의 양방향 재하 시험 장치{Bidirectional Pile Loading Test}Bidirectional Pile Loading Test Apparatus {Bidirectional Pile Loading Test}

본 발명은 파일(pile)의 정하중 지지력을 시험하기 위한 재하 시험 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파일의 하측에 배치되는 상판의 저면에 잭을 설치하고, 잭 하부에 하판이 위치되도록 하고, 잭에 유압을 인가하여 상판과 하판의 변위를 측정함으로써 파일의 정하중 지지력을 시험하는 양방향 재하 시험 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a load testing apparatus for testing the static load bearing capacity of a pile, and more particularly, a jack is installed on the bottom surface of the upper plate disposed on the lower side of the pile, and the lower plate is positioned under the jack, and the jack It relates to a bidirectional load test device that tests the static load bearing capacity of a pile by measuring the displacement of the upper and lower plates by applying hydraulic pressure to the .

일반적으로 파일 재하(載荷) 시험(pile loading test, load test of pile)은, 파일에 직접 정하중을 싣거나 잭으로 재하하여 하중과 침하량의 관계로부터 지지력을 구하는 시험으로써, 여러 시험 방법이 있는데, 대표적으로는, 재하 하중 방향에 따라 중량물의 하중을 이용하는 압축 재하 시험(실물 재하 시험), 지지점의 반력을 이용하는 인발 재하 시험 외에도, 수평 재하 실험, 간편한 파일 재하 시험(SPLT) 등이 있다.In general, a pile loading test (load test of pile) is a test that obtains bearing capacity from the relationship between load and settlement by directly loading a static load on a pile or loading it with a jack, and there are several test methods, representative In addition to the compression load test (actual load test) using the load of a heavy object according to the loading direction, and the pull-out test using the reaction force of the supporting point, there are horizontal load tests and simple pile load test (SPLT).

파일의 재하 시험 방법으로는 80년대 초에 오스터버그에 의해 개발된 오스터버그 재하 시험(Osterberg Load Celll Test)이 있으며, 이 오스터버그 재하 시험은 굴착 후에, 침하량의 측정과 가압이 동시에 가능한 이중 파이프가 달린 로드셀을 설치한 후, 콘크리트를 타설·양생시킨 다음, 로드셀에 압력을 가해 로드셀의 하향 변위 및 파일의 상향 변위를 측정하여, 파일의 선단지지력 및 주면마찰력을 계산하는 정적 재하 시험 방법이다.The pile load test method is the Osterberg Load Cell Test, developed by Osterberg in the early 80's. It is a static load test method that calculates the tip bearing capacity and frictional force of the pile by measuring the downward displacement of the load cell and the upward displacement of the pile by applying pressure to the load cell after installing the attached load cell, pouring and curing the concrete.

또한, 오스터버그 재하 시험의 단점을 개선한 양방향 재하 시험 방법이 개발되었는데, 그 예로, 국내 등록특허 제0791306호에, 상판과 하판 사이에 다수개의 실린더를 구성하되, 상기 실린더는 상판에 고정하고, 상판과 하판은 연결부재로 연결하며, 상판과 하판에는 각각 변위를 측정할 수 있는 텔테일을 구비한 재하 시험 장치를 구성하여, 굴착된 구멍에 상기 재하 시험 장치를 투입하고, 콘크리트를 타설·양생한 다음, 상기 실린더를 작동하면서, 상판과 하판의 변위를 측정하여, 파일 선단의 지지력과 주면마찰력을 계산한 다음, 실린더의 작동으로 의해 발생한 공간은 그라우팅하여 메워서 완료하는 시험 방법을 제공하고 있다.In addition, a bidirectional load test method has been developed that improves the disadvantages of the Osterberg load test. For example, in Korean Patent Registration No. 0791306, a plurality of cylinders are configured between the upper plate and the lower plate, and the cylinder is fixed to the upper plate, The upper plate and the lower plate are connected by a connecting member, and a load test device having a telltail that can measure displacement is configured on the upper plate and lower plate, respectively, the load test device is put into the excavated hole, and the concrete is poured and cured Then, while operating the cylinder, the displacement of the upper and lower plates is measured, the bearing force of the tip of the pile and the frictional force on the circumferential surface are calculated, and then the space generated by the operation of the cylinder is grouted to complete the test method. .

한국 등록특허 제10-0791306호Korean Patent Registration No. 10-0791306

유압잭을 사용하는 경우, 유압잭 내의 유압액의 압력을 측정하게 된다. 이 압력 측정치와, 유압액과 접촉한 힘 의 방향에 효과적인 표준의 측정치를 사용해, 유압 잭에 의해 가해진 하중을 산출한다. 이 때 하중은 유압액의 압력과, 그 압력이 가하는 힘의 방향에 효과적으로 표준인 표면적을 곱하여 산출한다. 가령, 잭에 의해 가해지는 힘의 방향과 직각이며 유압액에 접촉한 단면적 A를 갖는 잭의 경우, 힘은 F=P·A로 산출되며, 여기서 P는 유압액의 압력이다. When a hydraulic jack is used, the pressure of the hydraulic fluid in the hydraulic jack is measured. Using this pressure measurement and a standard measurement effective in the direction of the force in contact with the hydraulic fluid, calculate the load applied by the hydraulic jack. At this time, the load is calculated by multiplying the pressure of the hydraulic fluid and the direction of the force applied by the pressure effectively by the standard surface area. For example, for a jack that is perpendicular to the direction of the force applied by the jack and has a cross-sectional area A in contact with the hydraulic fluid, the force is calculated as F=P A, where P is the hydraulic fluid pressure.

그러나, 이와 같이 힘을 측정하는 경우 유압 액의 양과 압력이 온도에 따라 달라지는 경우가 종종 있기 때문에 온도에 민감하게 된다. 게다가, 이러한 힘 측정 방식은 피스톤과 잭 실린더간의 마찰과 같은 특정 마찰력은 측정하지 못한다. 따라서, 유압잭에 의해 가해진 실제 압력과 유압액 압력 측정을 통해 산출한 하중 간에는 상당한 차이가 있을 수 있다.However, when measuring force in this way, it is sensitive to temperature because the amount and pressure of hydraulic fluid often vary with temperature. In addition, this force measurement method cannot measure specific frictional forces such as friction between the piston and the jack cylinder. Therefore, there can be a significant difference between the actual pressure applied by the hydraulic jack and the load calculated through the hydraulic fluid pressure measurement.

본 발명은 잭을 이용하여 파일의 하중 지지력 및 안정성을 정확하게 측정할 수 있는 파일의 양방향 재하 시험 장치를 제공함에 그 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a bidirectional load testing apparatus for a pile that can accurately measure the load bearing capacity and stability of the pile using a jack.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 잭에는 하나 이상의 스트레인 게이지가 포함되어 있다. 하나 이상의 스트레인 게이지가 잭 상에 또는 내부에 배치될 수 있는데, 가령, 잭의 피스톤 상에 또는 내부에 배치될 수 있다.According to one embodiment of the present invention, the jack includes one or more strain gauges. One or more strain gauges may be disposed on or within the jack, such as on or within a piston of the jack.

잭이 하중이나 힘을 가하면, 잭 내부의 하나 이상의 물질이 상기 하중으로 인해 변형되거나 이탈하게 된다. 하나 이상의 스트레인 게이지는 이 변형이나 이탈을 측정함으로써 스트레인을 측정한다. 측정된 스트레인은 잭에 의해 가해진 하중의 크기를 결정하는데 사용된다. 본 발명에 따르면, 잭에 의해 가해진 하중은 아래의 관계식을 통해 산출될 수 있다.When a jack applies a load or force, one or more materials inside the jack deform or dislodge under the load. One or more strain gages measure strain by measuring this strain or deviation. The measured strain is used to determine the magnitude of the load applied by the jack. According to the present invention, the load applied by the jack can be calculated through the following relational expression.

Figure pat00001
Figure pat00001

여기서, ε은 스트레인이고, A는 잭이 가할 힘의 방향에 수직인 유압액과 접촉한 면적을 나타내고, E는 탄성률을, 그리고 L은 스트레인을 올려놓고 측정하는 물질의 길이에 해당된다. 본 실시예에 따르면, 복수의 스트레인 게이지를 측정하여 얻은 측정 결과치들을 조합하여 하중을 결정하게 된다.Here, ε is the strain, A is the area in contact with the hydraulic fluid perpendicular to the direction of the force to be applied by the jack, E is the modulus of elasticity, and L is the length of the material measured by placing the strain on it. According to this embodiment, the load is determined by combining measurement results obtained by measuring a plurality of strain gauges.

본 발명에 따르면, 시험용으로 하나 이상의 스트레인 게이지를 갖는 잭이 파일에 근접하게 또는 내부에 배치될 수 있다. 하중 또는 힘은 파일, 파일의 한 영역 및/또는 파일 주변의 지면 또는 그 외 물질에 가해질 수 있다. 일 실시예에 따르면, 하중 또는 힘은 파일의 위쪽 및/또는 아래쪽, 파일의 지면 또는 파일 아래에 있는 그 외 물질, 잭 아래의 파일의 일 영역, 및/또는 잭 위의 파일의 일 영역에 가해질 수 있다. 하중이나 힘이 가해지면, 잭에 포함된 하나 이상의 스트레인 게이지들에 해당하는 하나 이상의 신호가 수신된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 신호가 잭의 스트레인을 측정하는데 사용된다. 일 실시예에 따르면, 하나 이상의 스트레인 게이지가 잭의 하나 이상의 물질 상에 또는 내부에 배치되고, 하나 이상의 스트레인 게이지가 하나 이상의 물질의 변형 또는 이탈을 측정하는데 사용된다. 측정된 변형과 이탈은 다시 잭의 스트레인을 측정하는데 사용된다.According to the present invention, a jack having one or more strain gauges for testing may be placed proximate to or within the pile. A load or force may be applied to the pile, an area of the pile, and/or the ground or other material surrounding the pile. According to one embodiment, a load or force will be applied to the top and/or bottom of the pile, the ground of the pile or other material underneath the pile, an area of the pile under the jack, and/or an area of the pile above the jack. can When a load or force is applied, one or more signals corresponding to one or more strain gages included in the jack are received. According to one embodiment, one or more signals are used to measure the strain of the jack. According to one embodiment, one or more strain gauges are disposed on or within one or more materials of the jack, and the one or more strain gauges are used to measure deformation or deviation of the one or more materials. The measured strain and deviation are again used to measure the strain on the jack.

다음, 측정된 잭 상의 스트레인은 가해진 하중 또는 힘의 크기를 결정하는데 사용된다. 하나 이상의 적합하게 프로그램 된 컴퓨터를 사용하여 가해진 하중 또는 힘을 모니터하거나; 하나 이상의 신호를 수신 및/또는 처리하거나; 하나 이상의 물질의 변형 또는 이탈, 잭 상의 스트레인, 및/또는 시험의 또 다른 결과를 측정, 산출, 및/또는 결정하거나 시험의 완료 여부를 결정할 수 있다.The measured strain on the jack is then used to determine the magnitude of the applied load or force. monitor the applied load or force using one or more suitably programmed computers; receive and/or process one or more signals; Deformation or disengagement of one or more materials, strain on the jack, and/or another result of the test may be measured, calculated, and/or determined or determined whether the test is complete.

도 1는 잭에 가해지는 힘 또는 압력(P)의 적용을 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 스트레인 게이지를 사용하여 잭 내부에서 측정된 하나 이상의 스트레인을 바탕으로, 잭에 의해 가해진 하중을 산출하는데 사용될 수 있는 압력(P) 대 스트레인(ε) 곡선을 나타낸다.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른, 잭의 실린더 및 스트레인 게이지가 내장된 피스톤을 도시한 도면이다.
도 4-6는 본 발명의 일 실시예에 따른, 스트레인 게이지가 배치될 수 있는 다양한 위치들을 도시한 도면이다.
1 is a diagram illustrating the application of a force or pressure P applied to a jack.
2 illustrates pressure (P) versus strain (ε) that may be used to calculate a load applied by a jack based on one or more strains measured inside the jack using one or more strain gauges, in accordance with an embodiment of the present invention; ) shows the curve.
Figure 3 is a view showing a piston of the jack cylinder and the strain gauge is built in, according to an embodiment of the present invention.
4-6 are diagrams illustrating various positions in which a strain gauge may be disposed, according to an embodiment of the present invention.

본 명세서에 기재된 실시 예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시 예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.The configuration shown in the embodiments and drawings described in this specification is only a preferred example of the disclosed invention, and there may be various modifications that can replace the embodiments and drawings of the present specification at the time of filing of the present application.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 파일의 양방향 재하 시험 장치를 후술된 실시 예에 따라 구체적으로 설명하도록 한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the bidirectional load test apparatus of the pile will be described in detail according to the embodiments described below.

도 1는 잭의 양단에 가해지는 압력(P) 등의 하중 및 스트레인 측정을 도시한 도면이다.1 is a view showing the load and strain measurement such as the pressure (P) applied to both ends of the jack.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른, 하나 이상의 스트레인 게이지에 의해 잭 내에서 측정된 하나 이상의 스트레인을 바탕으로 잭에 의해 가해진 하중을 산출하는데 사용될 수 있는 압력(P) 대 스트레인(ε) 곡선을 도시한 도면이다. 도 2는 가해진 압력과 스트레인 사이의 관계가 언제나 완벽한 선형 모형을 이루는 것은 아니라는 것을 보여준다. 하중 대 스트레인의 관계에서도 유사한 곡선이 생성될 수 있는데, 여기서, 잭에 의해 가해진 하중은 잭 내 가압 유체의 압력에 피스톤의 단면적을 곱한 값에서 잭의 실린더와 피스톤 사이의 마찰력을 뺀 결과와 같다. 잭에 의해 가해진 하중은 가령 기존의 추 또는 그 외 통상의 알려진 하중 측정 방식을 통해 외부적으로 측정될 수 있다. 특정 실시예들에 따르면, 힘 대 스트레인 관계에서는 이력 현상이 나타날 수 있다. 가령, 힘이 0 에서 점차 증가함에 따라, 측정된 스트레인은 선형 모형에 의해 예측된 값에 못 미치게 되고, 0 이상이었던 힘이 낮춰지면 스트레인은 선형 모델에 의해 예측된 값 미만으로 떨어지게 되는 것을 말한다. 구체적인 일 실시예에 따르면, 여러번의 반복된 이동의 평균치를 통해 힘 대 스트레인 관계를 측정한 다음에는, 이 측정된 관계를 사용해 힘, 하중 또는 주어진 측정된 스트레인을 산출할 수 있다.2 is a pressure (P) versus strain (ε) curve that may be used to calculate a load applied by a jack based on one or more strains measured within the jack by one or more strain gauges, in accordance with an embodiment of the present invention; is a diagram showing Figure 2 shows that the relationship between applied pressure and strain does not always form a perfect linear model. A similar curve can be produced for the load versus strain relationship, where the load applied by the jack is equal to the pressure of the pressurized fluid in the jack multiplied by the cross-sectional area of the piston minus the friction force between the cylinder and the piston of the jack. The load applied by the jack can be measured externally, for example by means of conventional weights or other commonly known load measurement methods. According to certain embodiments, a hysteresis can occur in a force versus strain relationship. For example, as the force gradually increases from zero, the measured strain falls short of the value predicted by the linear model, and when the force that was above zero is lowered, the strain falls below the value predicted by the linear model. According to a specific embodiment, after measuring the force versus strain relationship through the average of several repeated movements, the measured relationship can be used to calculate a force, load, or a given measured strain.

도 3는 본 발명의 일 실시예에 따라 엔지니어링 파일(10)(점선) 안에 배치된 잭(1)을 도시하고 있다.Figure 3 shows a jack 1 disposed in an engineering pile 10 (dashed line) in accordance with one embodiment of the present invention.

본 실시예에 따르면, 잭(1)은 중간부(3) 안의 파일의 상부(5)와 하부(7) 사이에 배치된다. 일 실시예에 따르면, 잭(1)은 파일(10)의 상부(5)의 하부면(9), 파일의 하부면의 상부 표면(11), 또는 둘 모두에 하중(L)이 가해진다. 도 3에 도시된 일 실시예에 따르면, 하중(L)은 파일의 상부에 위쪽으로, 또는 파일의 하부에 아래쪽으로 가해진다. 상부에 가해지는 하중(L)은 잭 실린더(13)의 상부 표면에 위해 파일의 상부의 바닥 표면(9)에 가해지는 힘과 잭 실린더(13)의 측면에 의해 파일의 중간부(3)에 가해지는 힘의 조합일 수 있으며, 이 때 중간부(3)는 이어 상부(5)의 바닥 표면(9)에 힘을 가할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 잭은 파일의 또 다른 내부 표면에 하중을 가한다. 이는 잭을 다른 위치에 배치함으로써 및/또는 가령 힘 전달을 위한 로드 또는 그외 장치들을 통해 잭을 파일의 다른 부분들과 상호 연결함으로써 달성 가능하다. 일 실시예에 따르면, 압출력이 가해진다.According to this embodiment, the jack 1 is arranged between the upper part 5 and the lower part 7 of the pile in the middle part 3 . According to one embodiment, the jack 1 is loaded with a load L on the bottom surface 9 of the top 5 of the pile 10 , the top surface 11 of the bottom side of the pile, or both. According to one embodiment shown in FIG. 3 , the load L is applied upwardly to the upper part of the pile, or downwardly to the lower part of the pile. The load L applied to the top is the force applied to the bottom surface 9 of the top of the pile for the top surface of the jack cylinder 13 and to the middle part 3 of the pile by the side of the jack cylinder 13. It may be a combination of applied forces, in which case the intermediate part 3 may then apply a force to the bottom surface 9 of the upper part 5 . According to one embodiment, the jack applies a load to another inner surface of the pile. This may be achieved by displacing the jack at a different location and/or interconnecting the jack with other parts of the pile, for example via rods or other devices for force transmission. According to one embodiment, an extrusion force is applied.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 인장력이 가해진다. 잭에 하중이 가해지고 파일을 시험하는 경우 파일의 상부 및 하부가 분리될 수 있다. 도 3에 따르면, 잭이 하중을 받을 때 상부(5)와 하부(7)가 분리되어, 중간부(3)와 하부(7)의 교차점이 분리됨으로써, 잭의 실린더(13)가 중간부와 함께 위로 이동하고 실린더(13)와 중간부는 상부(5)를 들어올릴 수 있다.According to an embodiment of the present invention, a tensile force is applied. When a load is applied to the jack and the pile is tested, the top and bottom of the pile may separate. According to FIG. 3 , when the jack is loaded, the upper part 5 and the lower part 7 are separated, so that the intersection of the middle part 3 and the lower part 7 is separated, so that the cylinder 13 of the jack is separated from the middle part and the lower part 7 . Together they move upward and the cylinder 13 and the middle part can lift the upper part 5 .

유압액 입구를 통해 잭으로 유압액이 공급되고 잭의 피스톤을 포함해 실린더 내부로 압력(P)이 가해진다. 파일의 하부의 상부 및 파일의 상부의 바닥에 가해지는 하중(L)은 피스톤 및/또는 실린더의 상단 안에 배치된 하나 이상의 스트레인 게이지(20)를 통해 측정될 수 있다. 파일 시험 시 피스톤 상에 또는 내부에 배치된 스트레인 게이지(20)로부터 스트레인의 실시간 측정치를 제공할 수 있으며, 이것은 하중을 측정하는데 사용되며, 이렇게 해서 산출된 하중은, 유압액의 압력과 유압액에 접촉하는 힘의 방향과 효과적으로 표준인 잭의 표면적을 측정한 후, 상기 표면적에 의한 압력을 곱하여 확인할 수 있다. 유압액의 압력을 측정한 후 이 압력을 유압액에 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적, 즉 유압액과 접촉한 피스톤의 상단의 표면적과 실린더의 상단의 표면적에 의한 압력을 곱함으로써 측정된 파일에 대한 잭에 의한 하중(L) 측정 시 중요한 것은, L=PHF×A - F에 따라, 잭의 실린더와 피스톤 사이의 마찰은 파일에 가해지는 하중(L)의 양을 줄이게 된다는 것이다. 이때 L은 파일에 가해지는 하중이며, PHF는 유압액의 압력이며, A는 유압액과 접촉한 힘의 방향에 효과적으로 표준인 잭의 표면적이며, F는 잭의 피스톤과 실린더간의 마찰력이다. 이에 따라, 피스톤 내에 및/또는 실린더의 상단에 배치된 스트레인 게이지(20)에 의해 결정된 하중은 유압액이 압력을 측정한 후 피스톤의 면적으로 곱함으로써 얻은 하중보다 더 정확할 수 있다. Hydraulic fluid is supplied to the jack through the hydraulic fluid inlet, and pressure (P) is applied into the cylinder including the piston of the jack. The load L applied to the top of the bottom of the pile and the bottom of the top of the pile may be measured via one or more strain gauges 20 disposed within the top of the piston and/or cylinder. During the pile test, it is possible to provide real-time measurements of strain from a strain gauge 20 disposed on or inside the piston, which is used to measure the load, and the load thus calculated is dependent on the pressure of the hydraulic fluid and the hydraulic fluid. After measuring the direction of the contact force and the effective standard surface area of the jack, it can be confirmed by multiplying the pressure by the surface area. After measuring the pressure of the hydraulic fluid, this pressure is effectively multiplied by the pressure by the standard surface area of the jack, that is, the surface area of the top of the piston in contact with the hydraulic fluid and the surface area of the top of the cylinder, by the direction of the force in contact with the hydraulic fluid. When measuring the load (L) by the jack on the measured pile, it is important that according to L=P HF × A - F, the friction between the cylinder and the piston of the jack reduces the amount of the load (L) applied to the pile. will be. where L is the load applied to the pile, P HF is the pressure of the hydraulic fluid, A is the surface area of the jack effectively standard for the direction of the force in contact with the hydraulic fluid, and F is the friction force between the piston and the cylinder of the jack. Accordingly, the load determined by the strain gauge 20 disposed in the piston and/or at the top of the cylinder may be more accurate than the load obtained by multiplying the pressure by the area of the piston after the hydraulic fluid measures the pressure.

도 4 내지 6는 본 발명의 구체적 실시예들에 따른, 피스톤에 대한 하나 이상의 스트레인 게이지의 위치를 도시하고 있다. 도 4는 피스톤(100)의 평면도로서, 스트레인 게이지(101)가 피스톤의 표면에 부착되어 있고, 또 다른 스트레인 게이지(102)가 피스톤 내부에 배치되어 있다. 도 5는 동일한 스트레인 게이지(101, 102)를 갖는 피스톤의 사시도이다. 도 6는 환형 단면을 갖는 중공 피스톤(hollow piston)(100)의 평면도로서, 피스톤의 표면에 부착된 스트레인 게이지(101), 피스톤에 내장된 스트레인 게이지(102), 및 피스톤에 근접하게 배치된 스트레인 게이지(103)를 포함한다. (도 3는 상부판과 바닥판을 갖는 피스톤을 도시하고 있다. 스트레인 게이지가 피스톤 내부의 상부판과 바닥판에 부착되어 있다.) 구체적인 일 실 시예에 따르면, 하중 시 피스톤의 모든 편심 및/또는 구부러짐이 반영될 수 있도록, 적어도 3개, 바람직하게는 4개의 스트레인 게이지가 피스톤을 중심으로 배치될 수 있다. 더 구체적으로, 중공 피스톤은 피스톤의 내벽 내부 표면에 배치된 복수의 스트레인 게이지들을 포함할 수 있다. 바람직하게는 적어도 3개, 더 바람직하게는 적어도 4개의 스트레인 게이지가 중공 피스톤의 내주면에 대칭적으로 배치된다. 더 구체적인 일 실시예에 따르면, 잭의 유체에 압력이 가해지는 피스톤의 상부판의 굴절율을 측정함으로써 피스톤의 상부판에 가해지는 하중에 관한 정보를 제공할 수 있도록, 스트레인 게이지는 중공 피스톤의 상부판과 바닥판에 연결될 수 있다. 더 바람직한 일 실시예에 따르면, 상부판에서 바닥판까지 연장되는 스트레인 게이지는 피스톤 벽의 내부 표면상의 복수의 스트레인 게이지와 함께 사용된다. 피스톤에 부착되거나, 내장되거나 및/또는 근접하게 배치된 하나 이상의 스트레인 게이지를 사용하면 피스톤은 피스톤을 포함하는 잭에 의해 가해진 하중을 결정하는 스트레인 미터가 된다.4-6 illustrate the location of one or more strain gauges relative to the piston, in accordance with specific embodiments of the present invention. 4 is a plan view of the piston 100, with a strain gauge 101 attached to the surface of the piston, and another strain gauge 102 disposed inside the piston. 5 is a perspective view of a piston with identical strain gauges 101 and 102 . 6 is a plan view of a hollow piston 100 having an annular cross section, a strain gauge 101 attached to the surface of the piston, a strain gauge 102 built into the piston, and a strain disposed close to the piston. a gauge 103 . (Figure 3 shows a piston having a top plate and a bottom plate. A strain gauge is attached to the top plate and bottom plate inside the piston.) According to one specific embodiment, all eccentricities of the piston and/or under load At least three, preferably four, strain gauges can be arranged around the piston so that the bending can be reflected. More specifically, the hollow piston may include a plurality of strain gauges disposed on an inner surface of an inner wall of the piston. Preferably at least three, more preferably at least four strain gauges are arranged symmetrically on the inner circumferential surface of the hollow piston. According to a more specific embodiment, the strain gauge is configured to provide information about the load applied to the upper plate of the piston by measuring the refractive index of the upper plate of the piston to which pressure is applied to the fluid of the jack. and can be connected to the bottom plate. According to a further preferred embodiment, a strain gauge extending from the top plate to the bottom plate is used together with a plurality of strain gauges on the inner surface of the piston wall. Using one or more strain gauges attached to, embedded in, and/or disposed in proximity to the piston, the piston becomes a strain meter that determines the load applied by the jack containing the piston.

하나 이상의 스트레인 게이지 또는 그외 센서는 잭의 하나 이상의 물질 내에 내장된다. 스트레인 게이지는 주조 시 스트레인 게이지를 보호하는 절연 물질을 포함한다. 구체적인 실시예에서, 피스톤은 철로 제조된다. One or more strain gauges or other sensors are embedded within one or more materials of the jack. Strain gages include an insulating material that protects the strain gages during casting. In a specific embodiment, the piston is made of iron.

상기 스트레인 게이지 또는 그외 센서는 잭의 하나 이상의 물질의 하나 이상의 표면상에 배치될 수 있다. 상기 센서를 표면에 배치하는데는 다양한 방법이 사용가능하다. 예를 들어 센서는 적어도 하나의 조임 장치를 통해 표면에 부착되거나, 센서의 일부분은 제 1 표면에 부착되고, 센서의 또 다른 부분은 제 2 표면에 부착될 수 있다. 상기 센서는 제 2 표면과 관련한 제 1표면의 이탈을 측정하도록 구성되거나, 그 역으로도 가능하다. 본 발명에 사용될 수 있는 조임 장치는 다양하다. 예를 들어 못, 핀, 볼트, 나사, 브라킷(bracket) 또는 그 외 구조물 등의 기계적 조임 장치가 사용될 수 있다. 또는 에폭시, 풀, 또는 그외 접착제와 같은 접착성 조임 장치가 사용될 수 있다. The strain gauge or other sensor may be disposed on one or more surfaces of one or more materials of the jack. Various methods are available for disposing the sensor on a surface. For example, the sensor may be attached to a surface via at least one tightening device, or a portion of the sensor may be attached to a first surface and another portion of the sensor may be attached to a second surface. The sensor is configured to measure the deviation of the first surface relative to the second surface, or vice versa. There are many different tightening devices that can be used in the present invention. For example, mechanical fasteners such as nails, pins, bolts, screws, brackets, or other structures may be used. Alternatively, an adhesive fastener such as an epoxy, glue, or other adhesive may be used.

상기 조임 장치는 표면의 전기 및/또는 온도 변화로부터 센서를 보호하는 기능도 한다. 구체적으로, 진동 와이어 스트레인 게이지가 사용될 수 있다. 가령, 진동 와이어 스트레인 게이지는 도 3의 피스톤 안에 포함될 수 있으며, 도 6에 도시한 바와 같이 스트레인 게이지가 103으로 표시된 단면 형태를 가질 수 있다. 더 추가적인 실시예들에 따르면, 휘트스톤 브리지(wheatstone bridge) 형태의 스트레인 게이지가 사용될 수 있다.The clamping device also functions to protect the sensor from electrical and/or temperature changes on the surface. Specifically, a vibrating wire strain gauge may be used. For example, the vibrating wire strain gauge may be included in the piston of FIG. 3 , and as shown in FIG. 6 , the strain gauge may have a cross-sectional shape indicated by 103 . According to still further embodiments, a strain gauge in the form of a wheatstone bridge may be used.

한편 본 발명의 하중재하장치는 프로세서, 입력 인터페이스, 출력 인터페이스, 애플리케이션 프로그램, 인터페이스의 작동을 조절하기 위한 프로그램 모듈을 포함할 수 있다. Meanwhile, the load-bearing apparatus of the present invention may include a processor, an input interface, an output interface, an application program, and a program module for controlling the operation of the interface.

이상에서 본 발명은 실시 예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연하며, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.In the above, the present invention has been described in detail with reference to the embodiments, but those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains may make various substitutions, additions and modifications within the scope without departing from the technical spirit described above. Of course, it should be understood that such modified embodiments also fall within the protection scope of the present invention as defined by the appended claims below.

1 : 잭 3 : 중간부
5 : 파일 상부 7 : 파일 하부
9 : 하부면 11 : 상부 표면
13 : 잭 실린더 20 : 스트레인 게이지
P : 압력 L : 하중
1: jack 3: middle part
5: upper part of pile 7: lower part of pile
9: lower surface 11: upper surface
13: jack cylinder 20: strain gauge
P : pressure L : load

Claims (1)

파일의 상부와 하부 사이에 배치되는 잭; 및,
상기 잭에 인가된 스트레인(strain)이 상기 잭에 의해 가해진 하중과 하중-스트레인 관계에 부합하도록 배치된 적어도 하나의 스트레인 게이지(strain gauge);를 포함하고,
상기 잭은 피스톤, 상기 피스톤을 수용하기 위한 실린더, 그리고 상기 피스톤의 상부 표면과 상기 실린더 상단의 바닥 표면 사이에 배치된 유체를 포함하고,
상기 유체에 압력을 가함으로써 상기 피스톤 상에 제1의 힘이 생성되고 상기 실린더 상에 제2의 힘이 생성되어, 상기 피스톤과 실린더를 분리시키는 경향이 발생하고,
상기 적어도 하나의 스트레인 게이지는 상기 잭의 피스톤에 포함되며,
상기 적어도 하나의 스트레인은 상기 피스톤에 의해 인가된 적어도 하나의 스트레인이고, 상기 피스톤은 중공 몸체(hollow body), 상판(top plate), 및 바닥판(bottom plate)을 포함하고,
상기 적어도 하나의 스트레인 게이지 중 하나는 상기 피스톤의 상판 및 바닥판에 부착된 것을 특징으로 하는 파일의 양방향 재하 시험 장치.
a jack placed between the top and bottom of the pile; and,
at least one strain gauge disposed such that the strain applied to the jack corresponds to a load applied by the jack and a load-strain relationship;
the jack comprising a piston, a cylinder for receiving the piston, and a fluid disposed between an upper surface of the piston and a bottom surface of the top of the cylinder;
applying pressure to the fluid creates a first force on the piston and a second force on the cylinder, which tends to separate the piston and cylinder;
the at least one strain gauge is included in the piston of the jack;
wherein the at least one strain is at least one strain applied by the piston, the piston comprising a hollow body, a top plate, and a bottom plate;
One of the at least one strain gauge is a bidirectional load test apparatus of a pile, characterized in that attached to the upper plate and the bottom plate of the piston.
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