KR20230064856A - Rock bolt apparatus and system for monitoring slope status implementing the same - Google Patents

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KR20230064856A
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김용성
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Abstract

The present invention relates to a rock bolt device. The rock bolt device includes: a body which is a part led into the ground; a head formed at one end of the body, and protruding outward in a state in which the body is in the ground; a displacement sensor installed apart by a predetermined distance along the longitudinal direction of the body, and provided to detect displacement caused by an external force; an electric wire electrically connecting the displacement sensor with the head; a volumetric water content sensor for measuring volumetric water content in the ground; and a tube sealing part sealing the outer part of the electric wire in the form of a tube to prevent the electric wire from coming in contact with an external substance. The head receives a displacement signal, receives a volumetric water content signal from the volumetric water content sensor, determines a slope condition using the received displacement signal and the received volumetric water content signal, and transmits the slope condition information to an external device via a wired or wireless communication network. In accordance with the present invention, the rock bolt device equipped with the displacement sensor and the volumetric water content sensor is provided, thereby having an effect of recognizing a collapse risk in the ground in which a rock bolt is constructed, and preventing the risk in advance.

Description

록볼트 장치 및 이를 구비하는 사면 상태 모니터링 시스템 {Rock bolt apparatus and system for monitoring slope status implementing the same}Rock bolt apparatus and slope condition monitoring system having the same {Rock bolt apparatus and system for monitoring slope status implementing the same}

본 발명은 록볼트에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 지중에 인입되어 지지력을 강화하기 위한 록볼트 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a rock bolt, and more particularly, to a rock bolt device for reinforcing bearing capacity by being introduced into the ground.

우리나라는 평지보다 산지가 많으므로, 산기슭에 인접한 주거지와 도로가 많다. 특히, 근래에는 주거지와 도로를 넓히기 위해 산을 깎아 만든 절토 사면을 흔하게 볼 수 있다. 이러한 절토 사면 또는 통상의 사면은 매우 가파른 경사를 이루고 있으므로 사태를 일으키기 쉽다.Since Korea has more mountainous areas than flat areas, there are many residential areas and roads adjacent to the foot of mountains. In particular, recently, it is common to see cut slopes made by cutting mountains to widen residential areas and roads. These cut slopes or normal slopes are prone to landslides because they have very steep slopes.

일반적으로, 산악지형 등에 개설된 도로변에는 암벽, 암반, 토사 등을 포함한 경사지면이 많고, 이들 도로는 경사지면으로부터 발생되는 사면 붕괴가 발생할 수 있다. 사면 붕괴라 함은 지진 또는 도로를 통행하는 차량 등에 의한 각종 충격 및 해빙기를 비롯한 풍우 작용과 중력 작용 등으로 인하여 그 지지 기반이 약해짐에 따라 붕괴되는 현상을 말한다. In general, there are many sloped surfaces including rocks, bedrock, soil, and the like along roads established in mountainous terrain, and slope collapse may occur on these roads. Slope collapse refers to a phenomenon in which a slope collapses as its support base weakens due to various impacts caused by earthquakes or vehicles passing on roads, as well as wind and rain effects including thawing periods and the action of gravity.

따라서, 이러한 사면 붕괴의 위험을 최소화하기 위해 사면을 일정한 각도로 경사지게 하고, 아울러 경사면으로부터 도로로 낙석 및 토사가 흘러내리는 것을 방지하기 위해 다양한 형태의 사면 안정공사가 실시되고 있는 실정이다.Therefore, in order to minimize the risk of slope collapse, the slope is inclined at a certain angle, and various types of slope stabilization construction are being carried out to prevent falling rocks and soil from flowing down from the slope to the road.

경사지면의 특정부위 붕괴가 심화되면, 붕괴에 의한 하중이 그 부위의 록볼트 보강부위에 집중되고, 이와 같이 붕괴 하중이 집중되는 록볼트 보강부위는 하중에 의해 변형 또는 파손되어 이후에 붕괴에 대하여 지지력을 상실하여 암반 붕괴로 이어지는 등 안전사고의 위험이 잔존하게 되는 문제가 있다.When the collapse of a specific part of a slope intensifies, the load due to the collapse is concentrated on the rock bolt reinforcement part of that part, and the rock bolt reinforcement part where the collapse load is concentrated in this way is deformed or damaged by the load, and subsequently There is a problem that the risk of safety accidents remains, such as loss of bearing capacity leading to rock collapse.

사면 붕괴는 국민안전과 재산에 막대한 피해를 발생시키므로 그동안 산사태나 사면 붕괴에 의한 피해를 줄이려는 노력을 하고 있음에도 불구하고, 기상이변 등에 의한 사면재해가 증가되고 있는 실정이다. 또한 지형적, 기후적 특성으로 인해 매해 여름에 내리는 집중호우, 태풍 등과 같은 기상이변으로 인하여 사면붕괴사고에 대한 예측과 예방이 쉽지 않다. Since slope collapse causes enormous damage to public safety and property, slope disasters caused by extreme weather events are increasing despite efforts to reduce damage caused by landslides or slope collapse. In addition, it is not easy to predict and prevent slope collapse accidents due to extreme weather events such as torrential rains and typhoons that fall every summer due to topographical and climatic characteristics.

이에 더해 매년 전국적으로 절취사면의 붕괴나 산사태로 인해 많은 인적, 재산적인 피해가 발생되고 있으나, 이에 대한 대비가 미진한 실정이며, 장마철 및 태풍이 발생하는 시기에 겪게 되는 사면 붕괴, 산사태에 따른 사면붕괴로 인한 인적, 재산적 피해를 단지 자연재해로 치부하는 것이 현실이다. In addition, a lot of human and property damage is caused by collapse of cut slopes or landslides nationwide every year, but preparations for this are insufficient. The reality is that the human and property damages caused by these disasters are simply regarded as natural disasters.

이에 따라, 최근 사면 붕괴를 사전에 감지하여 피해를 줄이고자 하는 연구가 진행 중에 있으며, 우리나라에서도 방재에 대한 관심이 높아져서 사면에 관련된 여러 자동화 계측시스템이 개발되고 사용되고 있는 추세이다. Accordingly, studies are underway to reduce damage by detecting slope collapse in advance, and in Korea, interest in disaster prevention has increased, and various automated measurement systems related to slopes are being developed and used.

일반적으로 터널공사시 터널 표면에 노출된 암반층은 공사시의 충격등으로 균열이 가기 쉬우며, 이러한 균열로 인해 노출암반층의 일부가 탈락될 우려가 있으므로 터널 표면에서 심층암반부까지 천공하고 시멘트 모르타르를 충전한 다음, 록볼트를 삽입하고 너트로 고정하여 노출암반층을 심층암반부에 기계적으로 고정하고 있다. In general, during tunnel construction, the rock layer exposed on the tunnel surface is prone to cracking due to impact during construction, and there is a concern that part of the exposed rock layer may be eliminated due to such cracks. After filling, the exposed rock layer is mechanically fixed to the deep rock mass by inserting a rock bolt and fixing it with a nut.

이처럼, 종래 경사지반, 터널 등의 시공시에 암반층에 록볼트를 삽입하여 지반 약화로 인한 붕괴를 예방하고 있다. In this way, rock bolts are inserted into rock layers during the construction of conventional sloped ground and tunnels to prevent collapse due to weakening of the ground.

그러나, 록볼트를 삽입한 지반이라고 하더라도 지진, 공사의 부실, 오랜 시간이 경과함으로 인한 자연 풍화 등 다양한 원인으로 지반이 이동하여 붕괴가 발생할 수 있는 위험성이 있다. However, even if the ground is inserted with a rock bolt, there is a risk that the ground may move and collapse due to various causes such as earthquake, poor construction, and natural weathering due to the passage of a long time.

기존에는 록볼트 설치 후에 대부분이 그대로 방치되고 있는 실정이다. 그래서, 지진이나 집중호우 등으로 인해 토목공사로 인한 절취사면이나 터널 등 공학구조시설물의 붕괴 위험이 있는 경우, 이를 알 수가 없다는 문제점이 있었다.In the past, most of the rock bolts have been left unattended after installation. Therefore, there is a problem in that it is not possible to know when there is a risk of collapse of an engineering structure facility such as a cut-off slope or a tunnel due to civil engineering due to an earthquake or torrential rain.

또한, 기존의 네트워크 통신방식은 센서로부터 센서노드까지는 유선으로 연결되고, 센서노드부터 중계기나 게이트웨이까지는 촘촘한 메쉬망으로 주로 구현되고, 인터넷에 연결된 서버까지는 무선랜이나 CDMA, LTE로 구성되는 등 복합한 구조로 이루어져 있다는 문제점이 있다. In addition, the existing network communication method is wired from sensor to sensor node, implemented mainly as a dense mesh network from sensor node to repeater or gateway, and composed of wireless LAN, CDMA, or LTE to the server connected to the Internet. There is a problem with the structure.

대한민국 등록특허 10-0712475Korean registered patent 10-0712475

흙사면의 체적함수비 계측을 통한 사면파괴 예측기법 개발(지질공학회지, 2006년, 16권 2호, pp.135-143, 김만일)Development of a slope failure prediction method through measuring the volumetric water ratio of soil slopes (Geological Engineering Journal, 2006, Vol. 16, No. 2, pp.135-143, Kim Man-il)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 변위를 감지하여 록볼트 상태를 모니터링하는 방식으로 붕괴 위험을 사전에 예방할 수 있는 록볼트 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a rock bolt device capable of preventing the risk of collapse in advance by monitoring the state of the rock bolt by detecting displacement.

또한, 본 발명은 사면 상태를 감지하고, 사면 붕괴를 예측하여 피해를 방지할 수 있는 사면 상태 모니터링 시스템을 제공하는데 그 다른 목적이 있다. Another object of the present invention is to provide a slope condition monitoring system capable of preventing damage by detecting a slope state and predicting a slope collapse.

본 발명의 목적은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The object of the present invention is not limited to the object mentioned above, and other objects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description below.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 록볼트 장치에 관한 것으로서, 지중에 인입되는 부분인 몸체, 상기 몸체의 일단에 형성되어, 상기 몸체가 지중에 인입된 상태에서 외부로 돌출되는 부분인 헤드, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 설치되며, 외력에 의한 변위를 감지하기 위한 변위센서, 상기 변위센서와 상기 헤드를 전기적으로 연결시키기 위한 전선, 지중 체적함수비를 측정하기 위한 체적함수비 센서 및 상기 전선이 외부 물질과 접촉되는 것을 차단하기 위하여 상기 전선의 외부를 튜브 형태로 실링(sealing) 처리한 튜브 실링부를 포함하며, 상기 헤드는 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 유무선 통신망을 통해 사면 상태 정보를 외부 기기로 송신한다. The present invention for achieving the above object relates to a rock bolt device, which is formed on one end of the body, which is a part drawn into the ground, and a head, which is formed on one end of the body and protrudes to the outside while the body is drawn into the ground, It is spaced apart from each other at predetermined intervals along the longitudinal direction of the body, and includes a displacement sensor for detecting displacement due to an external force, a wire for electrically connecting the displacement sensor and the head, and a volume water content ratio for measuring the volume water ratio of the subsurface. A sensor and a tube sealing portion in which an outside of the wire is sealed in a tube shape to block contact of the wire with an external material, wherein the head receives a displacement signal and receives a volume function ratio from the volume function ratio sensor. It receives a signal, determines the slope state using the received displacement signal and volume function ratio signal, and transmits the slope state information to an external device through a wired or wireless communication network.

상기 체적함수비 센서는 표층에 위치되도록, 상기 몸체의 상단부에 구비될 수 있다. The volume water ratio sensor may be provided on an upper end of the body so as to be located on a surface layer.

지면에 돌출되는 상기 헤드와 체결되는 구조로 되어 있으며, 상기 헤드와 체결되어 상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하는 위험 표출 유닛을 더 포함할 수 있다. It has a structure fastened to the head protruding from the ground, and is fastened to the head to receive a displacement signal from the displacement sensor, receive a volume function ratio signal from the volume water ratio sensor, and combine the received displacement signal and volume function ratio signal. A risk display unit configured to determine the state of the slope by using the slope and display an alarm when it is determined that the state of the slope has a risk of collapse may be further included.

상기 위험 표출 유닛은, 빛을 발광시키기 위한 발광부, 통신망을 통해 외부 기기와 통신하기 위한 통신부 및 상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하고, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 상기 발광부에서 빛이 방출되도록 하고, 상기 통신부를 통해 외부 기기에 알람 메시지를 송신하도록 하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. The danger display unit receives a displacement signal from a light emitting unit for emitting light, a communication unit for communicating with an external device through a communication network, and the displacement sensor, receives a volume function ratio signal from the volume function ratio sensor, and the received displacement A control unit for determining the state of a slope using a signal and a volume function ratio signal, and when it is determined that the state of the slope has a risk of collapse, emit light from the light emitting unit and transmit an alarm message to an external device through the communication unit can be made including

상기 제어부는 수신한 변위 신호값이 미리 정해진 제1 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단할 수 있다. The control unit may determine that there is a risk of collapse when the received displacement signal value exceeds a first predetermined reference value.

상기 제어부는 수신한 체적함수비 신호값이 미리 정해진 제2 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단할 수 있다. The control unit may determine that there is a risk of collapse when the received volume function ratio signal value exceeds a predetermined second reference value.

본 발명에서 사면 상태 모니터링 시스템은 사면에 설치되어 사면 붕괴를 감지하기 위한 장치로서, 지중 변위와 지중 체적함수비를 계측하고, 계측 값을 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하고, 통신망을 통해 알람 메시지를 외부 기기에 송출하는 록볼트 장치, 통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 수신한 계측 값을 이용하여 해당 사면 상태를 모니터링하고, 모니터링 정보를 단말에 제공하는 모니터링 서버 및 통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 알람 메시지를 수신하며, 상기 모니터링 서버로부터 모니터링 정보를 제공받는 단말을 포함한다. In the present invention, the slope condition monitoring system is a device installed on a slope to detect slope collapse, and measures the ground displacement and the ground volume water ratio, determines the slope state using the measured values, and determines that the slope state has a risk of collapse. If determined, a rock bolt device that expresses an alarm and transmits an alarm message to an external device through a communication network, receives measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, and monitors the state of the slope using the received measurement values. and a monitoring server providing monitoring information to a terminal and a terminal receiving measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, receiving an alarm message, and receiving monitoring information from the monitoring server.

본 발명에 의하면 변위센서와 체적함수비 센서를 구비하는 록볼트 장치를 제공함으로써, 록볼트가 시공된 지반의 붕괴 위험을 인지하고, 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다. According to the present invention, by providing a rock bolt device having a displacement sensor and a volume water ratio sensor, there is an effect of recognizing the risk of collapse of the ground on which the rock bolt is constructed and preventing it in advance.

또한, 본 발명에 의하면 변위센서에 대하여 방수 실링(sealing) 처리하고, 변위센서에 연결된 전선에 대하여 튜브 실링처리함으로써, 록볼트가 모르타르가 채워진 암반에 인입시에 물기나 기타 이물질에 의하여 변위센서나 전선이 부식되는 것을 방지할 수 있다는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, the displacement sensor is waterproofed and the wires connected to the displacement sensor are sealed, so that when the rock bolt enters the mortar-filled rock mass, the displacement sensor or It has the effect of preventing the wire from corroding.

또한, 본 발명에 의하면, 근거리 무선통신망이나 이동통신망을 통하여, 록볼트 장치가 시공된 지반의 붕괴 위험을 사용자가 소지하는 단말에 알릴 수 있으므로, 사용자의 편의에 기여하며, 조기에 붕괴 위험을 인지하여 대형 사고를 미연에 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, according to the present invention, the risk of collapse of the ground on which the rock bolt device is constructed can be notified to the terminal owned by the user through a local area wireless communication network or a mobile communication network, thereby contributing to user convenience and recognizing the risk of collapse at an early stage. This has the effect of preventing major accidents in advance.

또한 본 발명에 의하면, 사면의 지반거동을 측정하여 상태를 판단하고, 붕괴 위험을 표출하는 사면 붕괴 감지 장치를 제공함으로써, 사면 상태를 용이하게 파악할 수 있고, 붕괴 위험을 사전에 예방할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, by providing a slope collapse detection device that measures the ground behavior of the slope to determine the state and expresses the risk of collapse, the slope state can be easily grasped and the collapse risk can be prevented in advance. there is.

또한, 본 발명에 의하면, 통신망을 통해 사면 상태를 원격지의 서버나 사용자의 단말에 전달할 수 있으므로, 원거리에서도 용이하게 사면 상태를 파악할 수 있고, 붕괴 위험을 알 수 있으므로, 사면 붕괴에 따른 인적/재산적 피해를 예방할 수 있는 효과가 있다. In addition, according to the present invention, since the slope state can be transmitted to a remote server or user's terminal through a communication network, the slope state can be easily grasped from a distance and the risk of collapse can be known, so that people / property due to slope collapse It has the effect of preventing enemy damage.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치의 헤드 부분을 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 내부 구성을 보여주는 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓의 외관을 도시한 것이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓을 체결한 록볼트 장치를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 록볼트 장치의 몸체 부분을 확대한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치가 설치된 상태를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 표출 유닛의 외관을 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 붕괴 모니터링 시스템을 개념적으로 간략하게 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사면의 변위값을 이용한 붕괴 위험 판단 방법을 보여주는 흐름도이다. 1 is a diagram showing the configuration of a rock bolt device according to an embodiment of the present invention.
2 is an enlarged cross-sectional view of a head portion of a rock bolt device according to an embodiment of the present invention.
3 is a block diagram showing the internal configuration of a head according to an embodiment of the present invention.
4 illustrates an appearance of a socket according to an embodiment of the present invention.
5 and 6 show a rock bolt device fastened to a socket according to an embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a socket according to an embodiment of the present invention.
8 is an enlarged cross-sectional view of a body portion of a rock bolt device according to another embodiment of the present invention.
9 is a view showing a state in which a rock bolt device according to an embodiment of the present invention is installed.
10 is a view showing the appearance of a danger expressing unit according to an embodiment of the present invention.
11 is a diagram conceptually and schematically illustrating a slope collapse monitoring system according to an embodiment of the present invention.
12 is a flowchart illustrating a method for determining a collapse risk using a displacement value of a slope according to an embodiment of the present invention.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can make various changes and have various embodiments, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the present invention to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the present invention.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 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, 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.Terms used in this application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the present invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, the terms "include" or "have" are intended to designate that there is a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification, but one or more other features It should be understood that the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof is not precluded.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 갖는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the present invention belongs. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related art, and unless explicitly defined in the present application, it should not be interpreted in an ideal or excessively formal meaning. don't

또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same reference numerals are given to the same components regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted. In describing the present invention, if it is determined that a detailed description of related known technologies may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted.

본 발명은 록볼트 장치에 관한 것으로서, 지중에 인입되는 부분인 몸체, 상기 몸체의 일단에 형성되어, 상기 몸체가 지중에 인입된 상태에서 외부로 돌출되는 부분인 헤드, 상기 몸체의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 설치되며, 외력에 의한 변위를 감지하기 위한 변위센서, 상기 변위센서와 상기 헤드를 전기적으로 연결시키기 위한 전선, 지중 체적함수비를 측정하기 위한 체적함수비 센서 및 상기 전선이 외부 물질과 접촉되는 것을 차단하기 위하여 상기 전선의 외부를 튜브 형태로 실링(sealing) 처리한 튜브 실링부를 포함하며, 상기 헤드는 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 유무선 통신망을 통해 사면 상태 정보를 외부 기기로 송신한다. The present invention relates to a rock bolt device, which includes a body that is inserted into the ground, a head that is formed on one end of the body and protrudes outward while the body is inserted into the ground, and along the longitudinal direction of the body. It is installed at a predetermined interval, and a displacement sensor for detecting displacement by an external force, a wire for electrically connecting the displacement sensor and the head, a volume water content sensor for measuring the volume water content ratio in the ground, and the wire are external substances and a tube sealing part in which the outside of the electric wire is sealed in a tube shape to block contact with the electric wire, wherein the head receives a displacement signal, receives a volume function ratio signal from the volume function ratio sensor, and The slope state is determined using the displacement signal and the volume function ratio signal, and the slope state information is transmitted to an external device through a wired or wireless communication network.

상기 체적함수비 센서는 표층에 위치되도록, 상기 몸체의 상단부에 구비될 수 있다. The volume water ratio sensor may be provided on an upper end of the body so as to be located on a surface layer.

지면에 돌출되는 상기 헤드와 체결되는 구조로 되어 있으며, 상기 헤드와 체결되어 상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하는 위험 표출 유닛을 더 포함할 수 있다. It has a structure fastened to the head protruding from the ground, and is fastened to the head to receive a displacement signal from the displacement sensor, receive a volume function ratio signal from the volume water ratio sensor, and combine the received displacement signal and volume function ratio signal. A risk display unit configured to determine the state of the slope by using the slope and display an alarm when it is determined that the state of the slope has a risk of collapse may be further included.

상기 위험 표출 유닛은, 빛을 발광시키기 위한 발광부, 통신망을 통해 외부 기기와 통신하기 위한 통신부 및 상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하고, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 상기 발광부에서 빛이 방출되도록 하고, 상기 통신부를 통해 외부 기기에 알람 메시지를 송신하도록 하는 제어부를 포함하여 이루어질 수 있다. The danger display unit receives a displacement signal from a light emitting unit for emitting light, a communication unit for communicating with an external device through a communication network, and the displacement sensor, receives a volume function ratio signal from the volume function ratio sensor, and the received displacement A control unit for determining the state of a slope using a signal and a volume function ratio signal, and when it is determined that the state of the slope has a risk of collapse, emit light from the light emitting unit and transmit an alarm message to an external device through the communication unit can be made including

상기 제어부는 수신한 변위 신호값이 미리 정해진 제1 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단할 수 있다. The control unit may determine that there is a risk of collapse when the received displacement signal value exceeds a first predetermined reference value.

상기 제어부는 수신한 체적함수비 신호값이 미리 정해진 제2 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단할 수 있다. The control unit may determine that there is a risk of collapse when the received volume function ratio signal value exceeds a predetermined second reference value.

본 발명에서 사면 상태 모니터링 시스템은 사면에 설치되어 사면 붕괴를 감지하기 위한 장치로서, 지중 변위와 지중 체적함수비를 계측하고, 계측 값을 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하고, 통신망을 통해 알람 메시지를 외부 기기에 송출하는 록볼트 장치, 통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 수신한 계측 값을 이용하여 해당 사면 상태를 모니터링하고, 모니터링 정보를 단말에 제공하는 모니터링 서버 및 통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 알람 메시지를 수신하며, 상기 모니터링 서버로부터 모니터링 정보를 제공받는 단말을 포함한다. In the present invention, the slope condition monitoring system is a device installed on a slope to detect slope collapse, and measures the ground displacement and the ground volume water ratio, determines the slope state using the measured values, and determines that the slope state has a risk of collapse. If determined, a rock bolt device that expresses an alarm and transmits an alarm message to an external device through a communication network, receives measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, and monitors the state of the slope using the received measurement values. and a monitoring server providing monitoring information to a terminal and a terminal receiving measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, receiving an alarm message, and receiving monitoring information from the monitoring server.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치의 구성을 보여주는 도면이다. 1 is a diagram showing the configuration of a rock bolt device according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치는 헤드(100), 몸체(200), 변위센서(300), 체적함수비 센서(140), 방수 실링부(310), 전선(400), 튜브 실링부(500)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , the rock bolt device according to an embodiment of the present invention includes a head 100, a body 200, a displacement sensor 300, a volume water ratio sensor 140, a waterproof sealing part 310, a wire ( 400), and a tube sealing part 500.

헤드(100)는 몸체(200)의 일단에 형성되어, 몸체(200)가 지중에 인입된 상태에서 외부로 돌출되는 부분이다. The head 100 is formed on one end of the body 200 and protrudes to the outside in a state where the body 200 is inserted into the ground.

몸체(200)는 지중에 인입되는 부분이다. The body 200 is a part drawn into the ground.

변위센서(300)는 몸체(200)의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 설치되며, 외력에 의한 변위를 감지하는 역할을 한다. 예를 들어, 변위센서(300)는 스트레인 게이지(Strain gauge)로 구현될 수 있다. The displacement sensor 300 is installed at a predetermined interval along the longitudinal direction of the body 200 and serves to detect displacement due to an external force. For example, the displacement sensor 300 may be implemented as a strain gauge.

체적함수비 센서(140)는 지중의 체적함수비를 감지하는 역할을 한다. 본 발명의 일 실시예에서 체적함수비 센서(140)는 표층에 위치하여 표층의 체적함수비를 감지할 수 있다. The volume water content sensor 140 serves to detect the volume water content of the soil. In one embodiment of the present invention, the volume water ratio sensor 140 is located on the surface layer to sense the volume water ratio of the surface layer.

방수 실링부(310)는 변위센서(300)가 외부의 수분 및 이물질에 접촉되는 것을 방지하기 위하여, 변위센서(300)의 외부를 실링(sealing) 처리한 것이다. The waterproof sealing part 310 seals the outside of the displacement sensor 300 in order to prevent the displacement sensor 300 from coming into contact with external moisture and foreign substances.

전선(400)은 변위센서(210)와 헤드(100)를 전기적으로 연결시키는 역할을 한다. The wire 400 serves to electrically connect the displacement sensor 210 and the head 100.

튜브 실링부(500)는 전선(400)이 외부 물질과 접촉되는 것을 차단하기 위하여, 전선(400)의 외부를 튜브(tube) 형태로 실링(sealing) 처리한 것이다. The tube sealing unit 500 seals the outside of the wire 400 in the form of a tube in order to prevent the wire 400 from coming into contact with external substances.

이처럼, 본 발명의 록볼트 장치에서는 방수 실링부(310)와 튜브 실링부(500)를 구비하는 구조이므로, 변위센서(300)와 전선(400)이 모르타르 등과 직접 접촉되는 것을 방지하여, 전기적 불량이나 오작동을 방지할 수 있다. As described above, since the rock bolt device of the present invention has a structure including the waterproof sealing part 310 and the tube sealing part 500, direct contact between the displacement sensor 300 and the electric wire 400 is prevented, such as mortar, etc., resulting in electrical defects. or malfunctions can be prevented.

본 발명에서 헤드(100)는 변위센서(300)로부터 신호를 수신하여 변위를 측정하고, 측정된 변위 데이터를 유무선 통신망을 통해 외부 기기로 송신한다. In the present invention, the head 100 receives a signal from the displacement sensor 300, measures the displacement, and transmits the measured displacement data to an external device through a wired or wireless communication network.

도 1의 실시예에서 총 3개의 변위센서(210)가 구비된 실시예를 예시한다. 3개의 변위센서(210)는 동일한 간격으로 이격되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 1미터(meter) 간격으로 이격되어 변위센서(210)가 설치될 수 있다. In the embodiment of FIG. 1, an embodiment in which a total of three displacement sensors 210 are provided is illustrated. The three displacement sensors 210 may be installed at equal intervals. For example, displacement sensors 210 may be installed at intervals of 1 meter.

도 1의 실시예에서 총 3 개의 변위센서(210)가 설치된 실시예를 예시하였으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 수의 변위센서가 다양한 위치에 설치될 수 있음은 당연하다. Although the embodiment of FIG. 1 illustrates an embodiment in which a total of three displacement sensors 210 are installed, the present invention is not limited thereto, and it is natural that various numbers of displacement sensors may be installed in various positions.

도 1의 실시예에서 보는 바와 같이, 본 발명에서는 변위센서가 몸체의 길이 방향에 따라 각각 다른 위치에 구비되도록 함으로써, 록볼트가 인입되는 깊이에 따라 변위센서가 위치하는 특정 지점에서의 변위를 각각 감지할 수 있으므로, 보다 정밀하고 정확한 변위 측정이 가능하다. As shown in the embodiment of FIG. 1, in the present invention, the displacement sensors are provided at different positions along the length direction of the body, so that the displacement at a specific point where the displacement sensor is located is measured according to the depth to which the rock bolt is inserted. Since it can be detected, more precise and accurate displacement measurement is possible.

본 발명의 일 실시예에서 헤드(100)와 몸체(200)는 GFRP(Glass Fiber Reinforced Polymer) 소재로 구성될 수 있다. GFRP는 유리섬유(Glass Fiber)를 주보강재로 하여 다양한 수지를 첨가하여 가공한 복합 구조재로서, 알루미늄보다 가볍고 철보다 강하며, 내식, 내열 및 내부식성이 우수한 반영구적인 소재로 매우 높은 강도를 지니고 있다. 그러나 본 발명에서 헤드(100)와 몸체(200)의 소재가 GFRP로 한정되는 것은 아니고, 철근과 같이 소정 강도를 지닌 다른 금속 및 비금속 소재가 이용될 수도 있다. In one embodiment of the present invention, the head 100 and the body 200 may be made of GFRP (Glass Fiber Reinforced Polymer) material. GFRP is a composite structural material processed by adding various resins to glass fiber as the main reinforcing material. It is lighter than aluminum and stronger than steel, and has excellent corrosion resistance, heat resistance, and corrosion resistance. . However, in the present invention, the material of the head 100 and the body 200 is not limited to GFRP, and other metal and non-metal materials having a predetermined strength, such as reinforcing bars, may be used.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치의 헤드 부분을 확대한 단면도이다. 2 is an enlarged cross-sectional view of a head portion of a rock bolt device according to an embodiment of the present invention.

도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 록볼트 장치는 암반(710)의 천공된 부분에 모르타르(720)가 채워져 있는 상태에서 몸체(200)가 암반에 인입되는 경우, 모르타르(720)가 헤드(100) 쪽으로 흘러내리지 않도록 막기 위하여, 헤드(100)와 몸체(200) 사이에 형성되는 가림막 부재(600)를 포함한다. As shown in FIG. 2, in the rock bolt device of the present invention, when the body 200 is introduced into the rock mass in a state in which the mortar 720 is filled in the perforated portion of the rock mass 710, the mortar 720 heads ( In order to prevent it from flowing down toward the 100, a shielding member 600 formed between the head 100 and the body 200 is included.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 헤드의 내부 구성을 보여주는 블록도이다. 3 is a block diagram showing the internal configuration of a head according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 헤드(100)는 신호수신부(110), 제어부(120), 발광부(130), 스피커부(140), 통신부(150)를 포함한다. Referring to FIG. 3 , the head 100 includes a signal receiving unit 110, a control unit 120, a light emitting unit 130, a speaker unit 140, and a communication unit 150.

신호수신부(110)는 변위센서(210)로부터 신호를 수신하는 역할을 한다. The signal receiver 110 serves to receive a signal from the displacement sensor 210 .

발광부(130)는 빛을 발광시키는 역할을 한다. 예를 들어, 발광부(130)는 LED로 구현될 수 있다. The light emitting unit 130 serves to emit light. For example, the light emitting unit 130 may be implemented as an LED.

스피커부(140)는 음향을 출력시키는 역할을 한다. The speaker unit 140 serves to output sound.

제어부(120)는 신호수신부(110)에서 수신된 변위 신호를 이용하여 록볼트 장치의 변위를 측정하고, 변위가 미리 정해진 기준치를 초과하면, 발광부(130)를 통해 빛을 발광시키고, 스피커부(140)를 통해 알람음이 출력되도록 제어한다. The controller 120 measures the displacement of the rock bolt device using the displacement signal received from the signal receiver 110, emits light through the light emitting unit 130 when the displacement exceeds a predetermined reference value, and emits light through the speaker unit. Through 140, the alarm sound is controlled to be output.

통신부(150)는 통신망에 접속하여 외부 기기와 통신하도록 통신 기능을 지원하는 역할을 한다. 여기서 외부 기기는 사용자의 스마트 폰 등 단말로 구현될 수 있다. The communication unit 150 serves to support a communication function to communicate with an external device by accessing a communication network. Here, the external device may be implemented as a terminal such as a user's smart phone.

본 발명에서 제어부(120)는 변위가 미리 정해진 기준치를 초과하면, 통신부(150)를 통해 외부 기기에 알람 메시지를 전송할 수 있다.In the present invention, the control unit 120 may transmit an alarm message to an external device through the communication unit 150 when the displacement exceeds a predetermined reference value.

본 발명에서 록볼트 장치는 소켓 구조를 포함할 수 있다. In the present invention, the rock bolt device may include a socket structure.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓의 외관을 도시한 것이고, 도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓을 체결한 록볼트 장치를 도시한 것이다. 4 shows the appearance of a socket according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 5 and 6 show a rock bolt device fastened to a socket according to an embodiment of the present invention.

도 4 내지 도 6을 참조하면, 소켓(800)은 중앙에 홀(hole)(820)이 형성되고, 원주면에 다수의 삽입홈(810)이 형성되어 있는 형태이다. Referring to FIGS. 4 to 6 , the socket 800 has a hole 820 formed in the center and a plurality of insertion grooves 810 formed on the circumferential surface.

소켓(800)의 홀(820)에는 몸체(200)가 체결된다. 그리고, 삽입홈(810)에는 전선(400), 튜브 실링부(500)가 삽입된다. The body 200 is fastened to the hole 820 of the socket 800. And, the electric wire 400 and the tube sealing part 500 are inserted into the insertion groove 810 .

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 소켓의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a socket according to an embodiment of the present invention.

도 7은 소켓(800)의 삽입홈(810)에 튜브 살링부(500)로 피복된 전선(400)이 삽입된 상태의 단면도를 도시한 것이다. FIG. 7 is a cross-sectional view of a state in which an electric wire 400 covered with a tube salring part 500 is inserted into an insertion groove 810 of a socket 800. Referring to FIG.

이처럼, 본 발명의 록볼트 장치는 소켓(800) 구조를 더 포함하여 이루어질 수 있으며, 소켓(800)의 삽입홈(810)을 통해 전선(400)이 삽입되도록 함으로써, 전선을 용이하게 정리할 수 있으며, 전선이 엉키면서 발생하는 합선, 혼선 등의 여러가지 문제점을 개선할 수 있다. As such, the rock bolt device of the present invention may further include a socket 800 structure, and the wires 400 are inserted through the insertion groove 810 of the socket 800, so that the wires can be easily arranged. , various problems such as short-circuit and cross-talk caused by tangled wires can be improved.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 록볼트 장치의 몸체 부분을 확대한 단면도이다. 8 is an enlarged cross-sectional view of a body portion of a rock bolt device according to another embodiment of the present invention.

도 8의 실시예에서는 변위센서(300)가 몸체(200)에 매몰된 센서매몰형 록볼트 장치를 예시하고 있다.In the embodiment of FIG. 8 , a sensor-embedded rock bolt device in which the displacement sensor 300 is buried in the body 200 is illustrated.

도 8을 참조하면, 변위센서(300)가 몸체(200)에 매몰되어 있고, 방수 실링부(310)가 변위센서(300)의 외부를 보호하기 위하여 실링(sealing) 처리되어 형성되어 있다. Referring to FIG. 8 , the displacement sensor 300 is buried in the body 200, and a waterproof sealing part 310 is sealed to protect the outside of the displacement sensor 300.

도 8의 실시예에서 변위센서(300)와 방수실링부(310)가 몸체(200)에 매몰되어 있는 형태이며, 따라서 몸체(200) 표면에서 변위센서(300)가 위치한 부분에서 어떠한 돌출도 없이, 매끈한 표면으로 구현된다. In the embodiment of FIG. 8 , the displacement sensor 300 and the waterproof sealing part 310 are buried in the body 200, and therefore there is no protrusion from the surface of the body 200 where the displacement sensor 300 is located. , implemented as a smooth surface.

그래서, 암반(710)의 천공된 부분에 모르타르(720)가 채워져 있는 상태에서, 몸체(200)가 해당 천공 부분에 인입되는 경우, 몸체(200)의 표면에 돌출된 부분이 없이 매끈하기 때문에, 모르타르(720)와의 저항을 최소화할 수 있고, 변위센서(300)에 가해지는 충격을 최소화하여 보호할 수 있다. Therefore, when the body 200 is drawn into the perforated portion in a state where the mortar 720 is filled in the perforated portion of the bedrock 710, the surface of the body 200 is smooth without protruding parts, Resistance with the mortar 720 can be minimized, and impact applied to the displacement sensor 300 can be minimized to protect it.

이처럼, 본 발명에서 록볼트 장치는 방수 실링부(310)와 튜브 실링부(500)를 구비하는 구조이므로, 변위센서(300)와 전선(400)이 모르타르 등과 직접 접촉되는 것을 방지하여, 전기적 불량이나 오작동을 방지할 수 있다. As such, since the rock bolt device in the present invention has a structure including a waterproof sealing part 310 and a tube sealing part 500, direct contact between the displacement sensor 300 and the electric wire 400 is prevented, such as mortar, etc., resulting in electrical failure. or malfunctions can be prevented.

또한, 본 발명에서 록볼트 장치는 튜브 실링부(500)를 통해 전선(400)을 튜브 형태로 실링 처리하는 튜브 구조를 구현함으로써, 전선(400)이 모르타르 등의 외부물질과 접촉하여 끊어지거나 손상되는 등의 피해를 직접적으로 방지할 수 있다. In addition, in the present invention, the rock bolt device implements a tube structure in which the electric wire 400 is sealed in a tube form through the tube sealing part 500, so that the electric wire 400 is broken or damaged due to contact with external substances such as mortar. damage can be directly prevented.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 록볼트 장치가 설치된 상태를 보여주는 도면이다. 9 is a view showing a state in which a rock bolt device according to an embodiment of the present invention is installed.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에서 체적함수비 센서(140)가 표층에 위치하도록, 몸체의 상단부에 위치할 수 있다. Referring to FIG. 9 , in one embodiment of the present invention, the volume water ratio sensor 140 may be located on the upper part of the body so that it is located on the surface layer.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 위험 표출 유닛의 외관을 도시한 도면이다. 10 is a view showing the appearance of a danger expressing unit according to an embodiment of the present invention.

도 10을 참조하면, 본 발명의 위험 표출 유닛(900)은 감지봉(100)이 지중에 인입된 후, 지표면에 돌출되는 감지봉(100)의 상단과 체결되는 구조로 되어 있다. Referring to FIG. 10 , the danger display unit 900 of the present invention has a structure in which the detection rod 100 is inserted into the ground and then fastened with the upper end of the detection rod 100 protruding from the ground.

본 발명의 일 실시예에서 락볼트 장치와 위험 표출 유닛이 결합될 수 있다. 본 발명에서 락볼트 장치와 위험 표출 유닛이 결합된 상태의 장치를 사면 상태 감지 장치라고 명명하기로 한다. In one embodiment of the present invention, the rock bolt device and the danger expression unit may be combined. In the present invention, a device in a state in which a rock bolt device and a danger display unit are combined will be named a slope state detection device.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 사면 붕괴 모니터링 시스템을 개념적으로 간략하게 도시한 도면이다. 11 is a diagram conceptually and schematically illustrating a slope collapse monitoring system according to an embodiment of the present invention.

도 11을 참조하면, 본 발명의 사면 붕괴 모니터링 시스템은 사면 상태 감지 장치(50), 모니터링 서버(60), 단말(70)을 포함한다. Referring to FIG. 11, the slope collapse monitoring system of the present invention includes a slope state detection device 50, a monitoring server 60, and a terminal 70.

사면 상태 감지 장치(50)는 사면에 설치되어 사면 상태를 감지하기 위한 장치로서, 지중 변위와 지중 체적함수비를 계측하고, 계측 값을 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하고, 통신망을 통해 알람 메시지를 외부 기기에 송출한다.The slope state detection device 50 is installed on a slope and is a device for detecting the slope state. If determined, an alarm is displayed and an alarm message is transmitted to an external device through a communication network.

모니터링 서버(60)는 통신망을 통해 사면 상태 감지 장치(50)로부터 계측 값을 실시간으로 수신하고, 수신한 계측 값을 이용하여 해당 사면 상태를 모니터링하고, 모니터링 정보를 단말(70)에 제공한다. The monitoring server 60 receives the measurement value from the slope state detection device 50 in real time through a communication network, monitors the slope state using the received measurement value, and provides the monitoring information to the terminal 70.

단말(70)은 통신망을 통해 사면 상태 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 알람 메시지를 수신하며, 모니터링 서버(60)로부터 모니터링 정보를 제공받는다. 예를 들어, 단말(70)은 관리자 및 시군구청 재난담당자, 정부 부처 관련 담당자의 단말일 수 있으며, 스마트 폰, 태블릿 PC 등의 이동통신 단말기로 구현될 수 있다. The terminal 70 receives measurement values from the slope state detection device, receives an alarm message, and receives monitoring information from the monitoring server 60 through a communication network. For example, the terminal 70 may be a terminal of a manager, a disaster manager at a city, county, or district office, or a person in charge of a government department, and may be implemented as a mobile communication terminal such as a smart phone or a tablet PC.

본 발명에서 변위 센서(300) 및 체적함수비 센서(140)에서 측정한 신호값을 이용하여 사면 상태를 판단하고, 붕괴 위험을 판정하는 구체적인 예를 설명하면 다음과 같다.In the present invention, a specific example of determining the slope state and determining the risk of collapse using the signal values measured by the displacement sensor 300 and the volume water ratio sensor 140 will be described below.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사면의 변위값을 이용한 붕괴 위험 판단 방법을 보여주는 흐름도이다. 12 is a flowchart illustrating a method for determining a collapse risk using a displacement value of a slope according to an embodiment of the present invention.

도 7에서, yi는 변위속도, Zi는 체적함수비, te는 시간, γv는 기준 변위속도, γvwc는 기준 체적함수비,

Figure pat00001
분석은 평균-범위 분석,
Figure pat00002
분석은 평균-표준편차 분석, LCL은 관리하한계, UCL은 관리상한계, A0는 1분간 변위속도 평균값, B0는 변위속도-시간 관계의 Y축 절편값, C0는 1분간 체적함수비 평균값, D0는 체적함수비-시간 관계의 Y축 절편값, α, β는 체적함수비에 따른 토질별 추가 상수, n은 수집된 데이터 수이다. 여기서, 체적함수비 Zi에 대하여 "흙사면의 체적함수비 계측을 통한 사면파괴 예측기법 개발(지질공학회지, 2006년, 16권 2호, pp.135-143, 김만일)”에 관련 내용이 기술되어 있다. 7, y i is the displacement rate, Z i is the volume function ratio, t e is time, γ v is the reference displacement speed, γ vwc is the reference volume function ratio,
Figure pat00001
Analysis is mean-range analysis,
Figure pat00002
Analysis is mean-standard deviation analysis, LCL is the lower control limit, UCL is the upper control limit, A 0 is the average value of the displacement velocity for 1 minute, B 0 is the Y-axis intercept value of the displacement velocity-time relationship, C 0 is the volume function ratio for 1 minute The average value, D 0 is the Y-axis intercept value of the volume water ratio-time relationship, α and β are additional constants for each soil type according to the volume water ratio, and n is the number of collected data. Here, the volume water content ratio Z i is described in "Development of slope failure prediction method through measurement of volume water ratio of soil slope (Journal of Geotechnical Engineering, 2006, Vol. 16 No. 2, pp.135-143, Kim Man-il)" there is.

도 7을 참조하면, 제어부는 변위 센서(110)로부터 변위 데이터를 수집한다(S701). Referring to FIG. 7 , the controller collects displacement data from the displacement sensor 110 (S701).

그리고, yi에서 n<10이면,

Figure pat00003
분석을 수행하고, n이 10 이상이면,
Figure pat00004
분석을 수행한다(S703, S705, S07). And, if n<10 in y i ,
Figure pat00003
Perform the analysis, and if n is greater than 10,
Figure pat00004
Analysis is performed (S703, S705, S07).

그리고, yi가 LCL보다 크고 UCL보다 작으면, S701~S707 단계를 반복 수행하고, yi가 LCL보다 작거나 UCL보다 크면, 두 개의 직선의 방정식인 yi=A0·te+B0와, Zi=C0·te+D0가 성립한다(S709, S711, S713). And, if y i is greater than LCL and less than UCL, steps S701 to S707 are repeated, and if y i is less than LCL or greater than UCL, the equation of the two straight lines y i =A 0 t e +B 0 and Z i =C 0 t e +D 0 are established (S709, S711, S713).

여기서, Zi가 γvwc에 근사하지 않으면, yi=A0·te+B0의 직선 방정식이 적용된다(S715, S717). Zi가 γvwc에 근사하면, yi=(A0+α)·te+(B0+β)의 직선 방정식이 적용된다(S715, S721). Here, if Z i does not approximate γ vwc , a linear equation of y i =A 0 t e +B 0 is applied (S715, S717). If Z i approximates γ vwc , a linear equation of y i =(A 0 +α) t e +(B 0 +β) is applied (S715 and S721).

yi=A0·te+B0의 직선 방정식에서 A0가 γv가 되면, 해당 사면의 변위 속도가 증가한 상태로서, 붕괴 위험이 있는 것으로 판단하고, 이때의 데이터를 저장하고, 알람을 전송한다(S719, S725).In the linear equation of y i =A 0 t e +B 0 , when A 0 becomes γ v , the displacement rate of the slope is increased, and it is judged that there is a risk of collapse, the data at this time is saved, and an alarm is set. Transmit (S719, S725).

yi=(A0+α)·te+(B0+β)의 직선 방정식에서 A0+α가 γv가 되면, 해당 사면의 변위 속도가 증가한 상태로서, 붕괴 위험이 있는 것으로 판단하고, 이때의 데이터를 저장하고, 알람을 전송한다(S723, S725).In the linear equation of y i = (A 0 +α) t e + (B 0 +β), when A 0 +α becomes γ v , the displacement rate of the slope has increased, and it is judged that there is a risk of collapse , the data at this time is stored, and an alarm is transmitted (S723, S725).

이상 본 발명을 몇 가지 바람직한 실시 예를 사용하여 설명하였으나, 이들 실시 예는 예시적인 것이며 한정적인 것이 아니다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자라면 본 발명의 사상과 첨부된 특허청구범위에 제시된 권리범위에서 벗어나지 않으면서 다양한 변화와 수정을 가할 수 있음을 이해할 것이다.The present invention has been described above using several preferred embodiments, but these embodiments are illustrative and not limiting. Those skilled in the art to which the present invention belongs will understand that various changes and modifications can be made without departing from the spirit of the present invention and the scope of rights set forth in the appended claims.

100 헤드 200 몸체
300 변위센서 310 방수 실링부
400 전선 500 튜브 실링부
800 소켓 810 삽입홈
820 홀 140 체적함수비 센서100 head 200 body
300 Displacement sensor 310 Waterproof sealing part
400 wire 500 tube sealing part
800 Socket 810 Insertion Groove
820 Hall 140 Volume Moisture Ratio Sensor

Claims (7)

지중에 인입되는 부분인 몸체;
상기 몸체의 일단에 형성되어, 상기 몸체가 지중에 인입된 상태에서 외부로 돌출되는 부분인 헤드;
상기 몸체의 길이 방향을 따라 미리 정해진 간격으로 이격되어 설치되며, 외력에 의한 변위를 감지하기 위한 변위센서;
상기 변위센서와 상기 헤드를 전기적으로 연결시키기 위한 전선;
지중 체적함수비를 측정하기 위한 체적함수비 센서; 및
상기 전선이 외부 물질과 접촉되는 것을 차단하기 위하여 상기 전선의 외부를 튜브 형태로 실링(sealing) 처리한 튜브 실링부를 포함하며,
상기 헤드는 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 유무선 통신망을 통해 사면 상태 정보를 외부 기기로 송신하는 것을 특징으로 하는 록볼트 장치.
A body that is a part entering the ground;
a head that is formed on one end of the body and protrudes outward when the body is inserted into the ground;
displacement sensors spaced apart from each other at predetermined intervals along the longitudinal direction of the body and detecting displacement by an external force;
a wire for electrically connecting the displacement sensor and the head;
a volume water content sensor for measuring the volume water content of the soil; and
And a tube sealing portion in which the outside of the wire is sealed in a tube form to block contact of the wire with an external material,
The head receives a displacement signal, receives a volume function ratio signal from the volume function ratio sensor, determines a slope state using the received displacement signal and volume function ratio signal, and transmits slope state information to an external device through a wired or wireless communication network. A rock bolt device characterized in that for doing.
 청구항 1에 있어서,
상기 체적함수비 센서는 표층에 위치되도록, 상기 몸체의 상단부에 구비되는 것을 특징으로 하는 록볼트 장치.
The method of claim 1,
The rock bolt device, characterized in that the volume water ratio sensor is provided on the upper end of the body so as to be located on the surface layer.
 청구항 1에 있어서,
지면에 돌출되는 상기 헤드와 체결되는 구조로 되어 있으며, 상기 헤드와 체결되어 상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하며, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하는 위험 표출 유닛을 더 포함하는 록볼트 장치.
The method of claim 1,
It has a structure fastened to the head protruding from the ground, and is fastened to the head to receive a displacement signal from the displacement sensor, receive a volume function ratio signal from the volume water ratio sensor, and combine the received displacement signal and volume function ratio signal. A rock bolt device further comprising a danger display unit for determining the slope state using the use and displaying an alarm when the slope state is determined to be in danger of collapse.
 청구항 3에 있어서,
상기 위험 표출 유닛은,
빛을 발광시키기 위한 발광부;
통신망을 통해 외부 기기와 통신하기 위한 통신부; 및
상기 변위 센서로부터 변위 신호를 수신하고, 상기 체적함수비 센서로부터 체적함수비 신호를 수신하고, 수신한 변위 신호와 체적함수비 신호를 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 상기 발광부에서 빛이 방출되도록 하고, 상기 통신부를 통해 외부 기기에 알람 메시지를 송신하도록 하는 제어부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 록볼트 장치.
The method of claim 3,
The danger expression unit,
a light emitting unit for emitting light;
a communication unit for communicating with an external device through a communication network; and
Receiving a displacement signal from the displacement sensor, receiving a volume function ratio signal from the volume function ratio sensor, determining a slope state using the received displacement signal and volume function ratio signal, and determining that the slope state has a risk of collapse, A rock bolt device comprising a control unit that emits light from the light emitting unit and transmits an alarm message to an external device through the communication unit.
 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는 수신한 변위 신호값이 미리 정해진 제1 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 록볼트 장치.
The method of claim 4,
The control unit determines that there is a risk of collapse when the received displacement signal value exceeds a first predetermined reference value.
 청구항 4에 있어서,
상기 제어부는 수신한 체적함수비 신호값이 미리 정해진 제2 기준치를 초과하면 붕괴 위험이 있는 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 록볼트 장치.
The method of claim 4,
The control unit determines that there is a risk of collapse when the received volume function ratio signal value exceeds a predetermined second reference value.
 사면에 설치되어 사면 붕괴를 감지하기 위한 장치로서, 지중 변위와 지중 체적함수비를 계측하고, 계측 값을 이용하여 사면 상태를 판단하고, 사면 상태가 붕괴 위험이 있는 것으로 판단되면, 알람을 표출하고, 통신망을 통해 알람 메시지를 외부 기기에 송출하는 록볼트 장치;
통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 수신한 계측 값을 이용하여 해당 사면 상태를 모니터링하고, 모니터링 정보를 단말에 제공하는 모니터링 서버; 및
통신망을 통해 상기 사면 붕괴 감지 장치로부터 계측 값을 수신하고, 알람 메시지를 수신하며, 상기 모니터링 서버로부터 모니터링 정보를 제공받는 단말을 포함하는 사면 상태 모니터링 시스템.

A device installed on a slope to detect slope collapse, measuring underground displacement and underground volume water ratio, determining the slope state using the measured value, and displaying an alarm when the slope state is judged to be in danger of collapse, A rock bolt device that transmits an alarm message to an external device through a communication network;
a monitoring server that receives measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, monitors a corresponding slope state using the received measurement values, and provides monitoring information to a terminal; and
A slope condition monitoring system including a terminal that receives measurement values from the slope collapse detection device through a communication network, receives an alarm message, and receives monitoring information from the monitoring server.
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