KR100860937B1 - Soft ground measuring device using bender element - Google Patents
Soft ground measuring device using bender element Download PDFInfo
- Publication number
- KR100860937B1 KR100860937B1 KR1020070057862A KR20070057862A KR100860937B1 KR 100860937 B1 KR100860937 B1 KR 100860937B1 KR 1020070057862 A KR1020070057862 A KR 1020070057862A KR 20070057862 A KR20070057862 A KR 20070057862A KR 100860937 B1 KR100860937 B1 KR 100860937B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- soft ground
- horizontal
- bender element
- vibration
- oscillation
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Active
Links
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 claims abstract description 50
- 238000005553 drilling Methods 0.000 claims abstract description 9
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 4
- 239000002689 soil Substances 0.000 abstract description 11
- 238000007596 consolidation process Methods 0.000 abstract description 4
- 230000008878 coupling Effects 0.000 abstract description 3
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 abstract description 3
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 11
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000000644 propagated effect Effects 0.000 description 3
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 1
- 239000004927 clay Substances 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000004576 sand Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D33/00—Testing foundations or foundation structures
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02D—FOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
- E02D1/00—Investigation of foundation soil in situ
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01C—MEASURING DISTANCES, LEVELS OR BEARINGS; SURVEYING; NAVIGATION; GYROSCOPIC INSTRUMENTS; PHOTOGRAMMETRY OR VIDEOGRAMMETRY
- G01C5/00—Measuring height; Measuring distances transverse to line of sight; Levelling between separated points; Surveyors' levels
Landscapes
- Engineering & Computer Science (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)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Radar, Positioning & Navigation (AREA)
- Remote Sensing (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Soil Sciences (AREA)
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
현장의 연약지반에서 벤더 엘리먼트를 이용한 지속적인 압밀과 강성 평가에 따른 양질의 전단파 신호를 계측할 수 있는 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치가 개시된다. 본 발명은 일정한 길이로 형성되어 맨드럴 또는 시추기의 선단에 수직하게 장착되는 말뚝부재를 구비한다. 말뚝부재의 일측 상,하부에는 직사각형의 판상형으로 형성되는 한 쌍의 수평부재가 말뚝부재에 대하여 수평하게 각각 배치된 상태에서 소정의 움직임이 가능하도록 각 일단이 힌지 결합된다. 수평부재들의 대응되는 면에는 종방향으로 진동을 발진하고 수신하는 발,수진부재가 각각 구비된다. 이와 같이 구성된 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는 연약지반에 관입하여 깊이별 전단파 신호를 측정시 수평부재의 넓은 접촉면을 통해 흙과의 접촉이 좋아져 양질의 전단파 신호를 계측할 수 있다. 또한, 말뚝부재와 각 수평부재 사이에 힌지 결합에 의한 유격으로 생긴 틈에 의해 발진부재에서 발생된 진동이 말뚝부재를 타고 수진부재로 도달하는 진동을 최소화하여 더 나은 전단파 신호의 계측이 가능하다.Disclosed is a soft ground measuring apparatus using a bender element capable of measuring a good shear wave signal according to continuous consolidation and stiffness evaluation using a bender element in a field. The present invention has a pile member that is formed in a constant length and mounted vertically to the tip of the mandrel or drilling machine. On one side of the pile member, a pair of horizontal members formed in a rectangular plate shape is hinged to each end so as to enable a predetermined movement in a state where they are arranged horizontally with respect to the pile member. Corresponding surfaces of the horizontal members are provided with a foot and a vibration member, respectively, for oscillating and receiving the vibration in the longitudinal direction. The soft ground measuring apparatus using the bender element configured as described above can measure high quality shear wave signals by improving contact with soil through the wide contact surface of the horizontal member when measuring shear wave signals by depth intruding into the soft ground. In addition, the vibration generated from the oscillation member by the gap formed by the gap between the pile member and each horizontal member by the hinge coupling minimizes the vibration reaching the oscillation member through the pile member, so that better measurement of the shear wave signal is possible.
Description
도 1은 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사시도,1 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus using a bender element according to a first embodiment of the present invention,
도 2는 도 1에 도시된 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 정면도,2 is a front view of the soft ground measuring apparatus using the bender element shown in FIG.
도 3a와 도 3b는 도 1에 도시된 발진부재와 수진부재를 나타낸 단면도,3A and 3B are cross-sectional views showing the oscillation member and the oscillation member shown in FIG. 1;
도 4는 본 발명의 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사용상태도,Figure 4 is a state of use of the soft ground measuring apparatus using a bender element according to the present invention,
도 5는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사시도, 그리고5 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus using a bender element according to a second embodiment of the present invention, and
도 6은 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사시도이다.6 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus using a bender element according to a third embodiment of the present invention.
< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>
10 : 말뚝부재 20,22 : 한 쌍의 수평부재10:
24 : 공진핀 26 : 낡개24: resonance pin 26: worn out
30 : 발진부재 32 : 수진부재30: oscillation member 32: oscillation member
본 발명은 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 현장의 연약지반에서 벤더 엘리먼트를 이용한 지속적인 압밀과 강성 평가에 따른 양질의 전단파 신호를 계측할 수 있는 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치에 관한 것이다.The present invention relates to a soft ground measuring apparatus using a bender element, and more particularly, soft ground using a bender element capable of measuring a good shear wave signal according to continuous consolidation and stiffness evaluation using the bender element in the field. It relates to a measuring device.
우리나라 국토의 30%인 평야지역은 큰 하천유역과 해안에 연하여 발달하고 있다. 이들 평야는 4기 충적세에 퇴적하여 아직 고결되지 않은 대부분 연약한 지층으로 이루어져 있다.The plain area, which is 30% of Korea's land, is developed along with large river basins and coasts. These plains are made up of the most fragile strata that have not yet been entrusted to the fourth alluvial deposit.
일반적으로 공학적인 연약지반의 판단은 모래의 상대밀도가 35%이하일 때와 N치가 4이하일 때, 점토지반의 경우 일축압축강도가 0.25㎏/㎠이하인 지반을 의미한다. 하지만 넓은 의미의 연약지반은 상부구조물을 지지할 수 없는 상태의 지반을 말한다.In general, the engineering soft ground means that when the relative density of sand is 35% or less and N is 4 or less, the clay has a uniaxial compressive strength of 0.25㎏ / ㎠ or less. However, soft ground in the broad sense refers to the ground where the superstructure cannot be supported.
최근에는 쓰레기 매립지와 같은 인공적인 지반도 연약지반으로 포함하고 있으며, 그 범위와 적용 또한 다양해지고 있다. 이러한 연약지반은 지지력 부족 및 활동, 과도한 침하, 부마찰력, 액상화 현상 등의 문제점이 있다.Recently, artificial grounds such as landfills are also included as soft grounds, and their range and application are also diversified. Such soft ground has problems such as lack of support and activity, excessive settlement, sub-friction, liquefaction phenomenon.
따라서 상기한 연약지반을 평가하고 공학적 물성치를 산정하기 위한 방법으로 현장 베인 시험, 피에조미터의 간극수압측정, 피조콘 시험, 딜러토미터 시험과 Rowe cell 압밀 시험 등이 수행되고 있다. 연약지반에 대한 벤더 엘리먼트의 이용은 삼축 압축 셀에 설치하여 흙 공시체의 강성 측정에 액츄에이터와 트랜스듀스로 사용되며 실내시험에 국한되어 활용되고 있는 실정이다.Therefore, field vane test, piezometer pore water pressure measurement, piezocon test, dealer torometer test and rowe cell consolidation test are performed as a method for evaluating the soft ground and calculating the engineering properties. The use of the bender element for the soft ground is installed in the triaxial compression cell and used as an actuator and a transducer to measure the stiffness of the soil specimen.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해소하기 위하여 안출한 것으로, 본 발명의 기술적 과제는 현장의 연약지반에서 벤더 엘리먼트를 이용한 지속적인 압밀과 강성 평가를 위한 최적의 센서를 개발하여 연약지반에 대한 강성 측정시 양질의 전단파 신호를 계측할 수 있도록 한 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치를 제공하는 데 있다.The present invention has been made to solve the problems of the prior art as described above, the technical problem of the present invention is to develop an optimal sensor for continuous consolidation and stiffness evaluation using the vendor element in the soft ground of the field for the soft ground The present invention provides a soft ground measuring device using a vendor element that can measure a good shear wave signal when measuring the stiffness.
상기와 같은 기술적 과제를 해소하기 위한 본 발명은, The present invention for solving the above technical problem,
일정한 길이로 형성되고, 맨드럴 또는 시추기의 선단에 장착되어 연약지반에 수직하게 관입되는 말뚝부재; 상기 말뚝부재의 일측 상,하부에 말뚝부재에 대하여 수평하게 각각 배치된 상태에서 소정의 움직임이 가능하도록 각 일단이 힌지 결합되는 한 쌍의 수평부재; 및 상기 수평부재들의 대응되는 면에 각각 구비되어 종방향으로 진동을 발진하고 수신하는 발,수진부재를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치를 제공한다.A pile member formed to a predetermined length and mounted to the front end of the mandrel or the drilling machine and penetrated perpendicularly to the soft ground; A pair of horizontal members having one end hinged to allow a predetermined movement in a state in which the one side of the pile member is horizontally disposed with respect to the pile member; And it is provided on the corresponding surface of the horizontal member, respectively, and provides a soft ground measuring apparatus using a bender element, characterized in that it comprises a foot, the oscillation member for oscillating and receiving in the longitudinal direction.
또한, 상기 수평부재는 직사각형의 판상형으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the horizontal member is characterized in that formed in a rectangular plate shape.
또한, 상기 수평부재는 짧은 길이를 가지는 직사각형의 판상형으로 형성되고, 상기 수평부재의 수평한 양 측면에는 수평부재의 길이방향과 직교되도록 돌출되는 하나 이상의 날개가 각각 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the horizontal member is formed in a rectangular plate shape having a short length, characterized in that each of the one or more wings protruding to be orthogonal to the longitudinal direction of the horizontal member on both horizontal sides of the horizontal member.
또한, 상기 수평부재는 지그재그형으로 형성된 것을 특징으로 한다.In addition, the horizontal member is characterized in that formed in a zigzag shape.
또한, 상기 수평부재의 서로 대응되는 면에는 공진을 발생시켜 진동을 분산시키기 위한 하나 이상의 공진핀이 더 구비된 것을 특징으로 한다.In addition, the surface corresponding to each other of the horizontal member is characterized in that the one or more resonance pins for distributing the vibration by generating a resonance.
또한, 상기 발진부재와 수진부재는 벤더 엘리먼트로 이루어진 것을 특징으로 한다.In addition, the oscillation member and the oscillation member is characterized in that consisting of a bender element.
이하, 본 발명의 바람직한 각 실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the soft ground measuring apparatus using the vendor element according to each preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1에는 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사시도가 도시되어 있고, 도 2에는 도 1에 도시된 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 정면도가 도시되어 있으며, 도 3a와 도 3b에는 도 1에 도시된 발진부재와 수진부재를 나타낸 단면도가 도시되어 있다.1 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus using a bender element according to a first preferred embodiment of the present invention, Figure 2 is a front view of the soft ground measuring apparatus using a bender element shown in FIG. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating the oscillation member and the oscillation member shown in FIG. 1.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 말뚝부재(10), 한 쌍의 수평부재(20,22), 발진부재(30) 및 수진부재(32)로 이루어진다.1 and 2, the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the first embodiment of the present invention, a
말뚝부재(10)는 일정한 길이를 가지는 막대형상으로 형성된다. 이러한 말뚝부재(10)는 연직 배수재를 관입시키는 장비, 즉 PBD(Plastic board Drain)장비의 맨드렐(도면에 미도시), 또는 시추기(도면에 미도시)의 선단에 구비되는 표준관입시험 로드에 장착되고, 이들에 의해 연약지반에 수직상태로 관입된다.
한 쌍의 수평부재(20,22)는 말뚝부재(10)의 일측 상,하부에 말뚝부재(10)에 대하여 수평하게 각각 배치되도록 서로 대응되게 일정간격 떨어진 상태에서 각 일단이 힌지(11)로 결합되어 있다. 이때, 각 수평부재(20,22)는 힌지(11)를 사용하여 소정의 움직임이 가능하도록 유격을 준 억제된 힌지(11)로 말뚝부재(10)에 결합된다. 이는 각 수평부재(20,22)가 말뚝부재(10)에 약간의 움직임이 가능하도록 힌지(11)에 의해 결합됨으로써 말뚝부재(10)와 각 수평부재(20,22) 사이에 힌지(11) 결합에 의한 유격으로 생긴 틈이 말뚝부재(10)를 타고 들어가는 전단파를 줄여주는 역할을 하게 되므로 좀 더 나은 전단파 신호의 계측이 가능해진다.The pair of
본 실시 예에서의 각 수평부재(20,22)는 직사각형의 판상형으로 형성된다. 즉, 수평부재(20,22)가 연약지반에 관입되는 경우에 수평부재(20,22)의 넓은 접촉면을 통해 주변 흙과의 접촉이 좋아져 발진부재(30)에서 발생하는 진동이 주변 흙으로 많이 전파되고, 이를 수진부재(32)로 수신하여 더 양호한 전단파 신호를 계측할 수 있게 된다.Each
상기한 각 수평부재(20,22)의 서로 대응되는 면에는 외팔보 형식을 가지는 하나 이상의 공진핀(24)이 각각 구비되어 있다. 공진핀(24)은 대략 직사각형의 얇은 판으로 형성되어 지며, 통상적으로 연약지반에서 약 1000㎐에서 가장 좋은 전단파 신호가 계측된다고 할 때 1000㎐에서 공진이 일어날 수 있도록 두께(t)=0.25mm, 길이(L)=14mm, 너비(b)=5mm로 형성된다. 이러한 공진핀(24)은 발진부재(30)에서 발생된 진동이 말뚝부재(10)를 타고 수진부재(32)로 도달하는 에너지를 줄이기 위하여 발,수진부재(30,32)가 구비된 각 수평부재(20,22)에 공진이 일어나도록 진동을 분산시키는 댐퍼 역할을 하게 된다.One or more
도 3a에 도시된 바와 같이, 발진부재(30)는 말뚝부재(10)의 일측 하부에 배치되는 수평부재(20)에 구비되어 있다. 이러한 발진부재(30)는 전기적 신호에 의해 종방향으로 진동을 발생하게 된다.As shown in FIG. 3A, the
도 3b에 도시된 바와 같이, 수진부재(32)는 말뚝부재(10)의 일측 상부에 배치되는 수평부재(22)에 발진부재(30)와 대응되도록 구비되어 있다. 이러한 수진부재(32)는 발진부재(30)로부터 발진되는 진동을 전압으로 변환하여 수신하게 된다.As shown in FIG. 3B, the
발진부재(30)와 수진부재(32)는 두 개의 세라믹(34,36) 사이에 금속판(38)이 접착된 상태로 형성되는 벤더 엘리먼트로 이루어진다.The
이러한 벤더 엘리먼트는 전압이 가해질 때 한쪽 세라믹(34)이 신장하는 동안 반대편 세라믹(36)이 수축하게 됨으로써 만곡형태의 변형이 발생하게 된다. 즉, 전압을 가하면 벤더 엘리먼트가 외팔보(Cantilever) 변형형태로 진동하므로 발진부재(30)의 역할을 할 수 있다.Such a bender element causes curvature deformation as the opposite ceramic 36 contracts while one ceramic 34 is stretched when a voltage is applied. That is, when a voltage is applied, the bender element vibrates in the form of a cantilever deformation, and thus may act as the
이와는 달리, 외부로부터 벤터 엘리먼트에 휨 변형이 생기면 각 세라믹(34,36)에 각각 압축 및 신장 변형이 발생하여 벤더 엘리먼트 내부에 전하가 일어난다. 즉 진동을 전압으로 변환할 수 있어 수진부재(32)의 역할을 할 수 있다.On the contrary, when the bending element is generated from the vent element from the outside, compression and extension strain occur in each of the
이와 같은 원리로 벤더 엘리먼트를 이용하여 간단하게 진동을 발생하고 진동을 수신하여 측정하는 것이 가능해진다.With this principle, it becomes possible to simply generate vibrations, receive vibrations, and measure them using a vendor element.
상기한 벤더 엘리먼트는 정해진 표준 단면이나 제작법이 있는 것이 아니므로 그 모양이나 단면, 제작 방법은 다양하다. 각 시험 조건이나 시험 대상 매질에 따라 가장 잘 반응할 수 있도록 그 단면을 제작하여야 한다. 벤더 엘리먼트는 세라믹(34,36)과 금속판(38)의 접합 방식이나 단자연결 방법에 따라 직렬과 병렬의 두 가지 방법이 있다.Since the said bender element does not have a predetermined standard cross section or manufacturing method, the shape, cross section, and manufacturing method are various. Sections should be constructed to best respond to each test condition or medium to be tested. The bender element has two methods, series and parallel, depending on the bonding method or the terminal connection method of the
본 실시 예에서의 발진부재(30)는 연약지반 위에 구비되는 신호발생기(도면에 미도시)와 전기적으로 연결되는 전압증폭기(도면에 미도시)와 연결된 두 개의 (-)전선과 하나의 (+)전선 중에서 두 개의 (-)전선을 세라믹(34)의 외부에 각각 연결하고 다른 하나의 (+)전선을 금속판(38)에 연결하여 형성되는 병렬연결 벤더 엘리먼트로 형성된다. 이러한 병렬연결 벤더 엘리먼트는 같은 전압을 가하였을 때 직렬연결보다 병렬연결에서 더 많은 변위가 발생하므로 발진부재(30)로 사용하게 된다.In this embodiment, the
반면에, 수진부재(32)는 (-)전선을 한쪽의 세라믹(34) 외부에 연결하고, (+)전선을 반대쪽 세라믹(36)에 연결하여 형성되는 직렬연결 벤더 엘리먼트로 형성된다. 이러한 직렬연결 벤더 엘리먼트는 압전 특성상 작은 변위에서 높은 전압이 발생하므로 수진부재(32)로 사용하게 된다.On the other hand, the
상기와 같은 발진부재(30)와 수진부재(32)를 형성하는 벤더 엘리먼트의 공진주파수는 시료에 가해지는 구속력, 응력 상태, 밀도 및 강성뿐만 아니라 벤더 엘리먼트의 크기, 두께 및 길이에 따라 다르므로 이러한 변수를 조정하여 용도에 따라 최상의 벤더 엘리먼트를 제작할 수도 있을 것이다.The resonant frequency of the bender element forming the
전술한 바와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 작용을 설명하면 다음과 같다.Referring to the operation of the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the first embodiment of the present invention configured as described above are as follows.
본 발명에 의한 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치를 적용하여 연약지반에 대한 강성을 측정하려는 경우, 도 4에 도시된 바와 같이 측정장치가 연약지반 위에 구비되는 신호발생기, 전압증폭기 및 오실로스코프와 전기적으로 연결된 상태에서 맨드렐 또는 시추기의 선단에 고정되게 장착된다.In the case of measuring the stiffness of the soft ground by applying the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the present invention, as shown in FIG. 4, the measuring device is electrically connected to the signal generator, voltage amplifier, and oscilloscope provided on the soft ground. It is fixedly attached to the tip of the mandrel or drilling machine in the connected state.
상기와 같이 맨드렐 또는 시추기의 선단에 측정장치가 장착되면, 이들을 이용하여 측정장치를 해당되는 목표 심도까지 관입시킨다.When the measuring device is mounted on the tip of the mandrel or drilling machine as described above, the measuring device is used to inject the measuring device to the corresponding target depth.
계속해서, 측정장치가 해당되는 측정 지점까지 관입되면, 신호발생기로 발생한 전기적 신호(약 10V)를 전압증폭기로 최대 200배(약 200V)까지 증폭하여 말뚝부재(10)의 하부에 배치되는 수평부재(20)에 구비된 발진부재(30)에 진동을 발생한다. 그러면, 발진부재(30)는 벤더 엘리먼트의 한쪽 세라믹(34)이 신장함과 동시에 반대편 세라믹(36)이 수축하게 되어 만곡 형태의 변형이 발생하게 되고, 이에 의해 외팔보 변형형태로 진동하게 된다.Subsequently, when the measuring device is introduced to the corresponding measuring point, the horizontal member disposed below the
이렇게 발진부재(30)에 의해 발생하는 진동에 따른 파동은 말뚝부재(10)의 상부에 배치되는 수평부재(22)에 구비된 수진부재(32)에 의해 감지된다. 즉, 말뚝부재(10)의 일측 상,하부에 수평하게 각각 배치되는 수평부재(20,22)에 의해 발진부재(30)와 수진부재(32)가 서로 마주보기 때문에 발진부재(30)의 진동에 따른 파동은 종방향으로 이동되어 수진부재(32)에 감지되고, 파동에 따른 진동을 감지한 수진부재(32)는 외부로부터 벤더 엘리먼트에 휨 변형의 발생시 각 세라믹(34,36)이 각각 압축 및 신장 변형이 발생하여 벤더 엘리먼트 내부에 전하기 일어나게 되고, 이에 의해 진동을 전압으로 변환하게 된다.The wave caused by the vibration generated by the
이때, 발진부재(30)와 수진부재(32)가 각각 구비되는 수평부재(20,22)는 넓은 접촉면을 갖도록 직사각형의 판상형으로 형성되어 있어 주변 흙과의 접촉이 좋아져 발진부재(30)에서 종방향으로 발생된 진동이 주변 흙으로 많이 전파되고, 이 에 의해 수진부재(32)에 의한 진동 감지률이 향상되어 매우 양호한 전단파 신호를 계측할 수 있게 된다.At this time, the
또한, 각 수평부재(20,22)는 말뚝부재(10)에 대하여 약간의 움직임이 가능하도록 유격을 준 억제된 힌지(11)를 통해 말뚝부재(10)에 결합됨으로써, 발진부재(30)로 진동을 발생하고 이를 수진부재(32)로 수신하는 경우에 말뚝부재(10)와 각 수평부재(20,22) 사이에 힌지(11) 결합에 의한 유격으로 생긴 틈이 말뚝부재(10)를 타고 들어가는 전단파를 줄여주는 역할을 하게 되므로 더 나은 전단파 신호의 계측이 가능하게 된다.In addition, each horizontal member (20, 22) is coupled to the
또한, 발진부재(30)에서 발생된 진동이 말뚝부재(10)를 타고 수진부재(32)로 도달하는 에너지를 줄이기 위하여 발,수진부재(30,32)가 구비된 각 수평부재(20,22)에 공진이 일어나도록 외팔보 형식의 공진핀(24)을 구비하여 진동을 분산시킴으로써 양질의 전단파를 계측할 수 있게 된다.In addition, in order to reduce the energy generated from the
계속해서 수진부재(32)에 의해 전압으로 변화된 전기적 신호는 오실로스코프에 의해 관측됨과 동시에 기록장치에 기록되고, 기록장치에 수집된 자료는 컴퓨터의 분석을 통해 깊이별 전단파 속도에 따른 연약지반의 강성을 측정하게 되는 것이다.Subsequently, the electrical signal changed into the voltage by the
한편, 도 5에는 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 사시도가 도시되어 있다.On the other hand, Figure 5 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus using a bender element according to a second embodiment of the present invention.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 말뚝부재(10), 한 쌍의 수평부재(20,22), 발 진부재(30) 및 수진부재(32)로 이루어진다.As shown in FIG. 5, the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a
다만, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 연약지반 측정장치는 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 구조에 있어서 다음과 같은 차이점을 가진다.However, the soft ground measuring apparatus according to the second embodiment of the present invention has the following differences in the structure of the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the first embodiment.
즉, 본 실시 예에서의 각 수평부재(20,22)는 짧은 길이를 가지는 직사각형의 판상형으로 형성되고, 수평부재(20,22)의 수평한 양 측면에 수평부재의 길이방향과 직교되도록 돌출되는 하나 이상의 날개(26)가 각각 구비된다. 이때, 날개(26)는 수평부재(20,22)와 마찬가지로 얇은 두께를 가지는 직사각형의 판상형으로 형성된다.That is, each
따라서 수평부재(20,22)는 길이가 짧아지고 수평부재(20,22)의 수평한 양 측면에 날개(26)가 직교되도록 구비됨으로써 흙과의 접촉 면적을 늘리면서 크기가 줄어들게 되어 소형화가 가능해진다.Accordingly, the
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 연약지반 측정장치 구조 이외의 구성은 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 연약지반 측정장치와 동일하므로 생략하기로 한다.The structure other than the structure of the soft ground measuring apparatus according to the second preferred embodiment of the present invention configured as described above is the same as the soft ground measuring apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 수평부재(20,22)의 길이를 짧게 형성하고 짧아진 수평부재(20,22)의 양 측면에 날개(26)를 구비하여 흙과의 접촉 면적을 늘림으로써 소형화가 가능하므로 시추기의 케이싱 속으로 용이하게 관입할 수 있게 된다.In the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the second preferred embodiment of the present invention configured as described above, the length of the
한편, 도 6에는 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 연약지반 측정장치의 사시도가 도시되어 있다.On the other hand, Figure 6 is a perspective view of a soft ground measuring apparatus according to a third embodiment of the present invention.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 바람직한 제2실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 말뚝부재(10), 한 쌍의 수평부재(20,22), 발진부재(30) 및 수진부재(32)로 이루어진다.As illustrated in FIG. 6, the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a
다만, 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 연약지반 측정장치는 제1실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치의 구조에 있어서 다음과 같은 차이점을 가진다.However, the soft ground measuring apparatus according to the third embodiment of the present invention has the following differences in the structure of the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the first embodiment.
즉, 본 실시 예에서의 각 수평부재(20,22)는 일정한 길이를 가지는 금속판이 다중절곡되는 지그재그형으로 형성된다. 이때, 수평부재(20,22)는 길이가 짧아지고 흙과의 접촉 면적이 늘어나도록 대략 번개형, “Z”자형,“S”자형 등의 지그재그형으로 형성될 수 있으며, 본 실시 예에서는 “S”자형으로 형성된 것이 도시되어 있다.That is, each of the
상기와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 연약지반 측정장치 구조 이외의 구성은 전술한 본 발명의 바람직한 제1실시 예에 따른 연약지반 측정장치와 동일하므로 생략하기로 한다.The structure other than the structure of the soft ground measuring apparatus according to the third preferred embodiment of the present invention configured as described above is the same as the soft ground measuring apparatus according to the first preferred embodiment of the present invention.
이와 같이 구성된 본 발명의 바람직한 제3실시 예에 따른 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 도 5에 도시된 제2실시 예와 마찬가지로 말뚝부재(10)의 일측 상,하부에 수평하게 각각 배치되는 수평부재(20,22)는 짧은 길이를 가지면서 흙과의 접촉 면적이 늘어나도록 지그재그형으로 형성됨으로써 소형화가 가능하여 시추기의 케이싱 속으로 용이하게 관입할 수 있게 된다.The soft ground measuring apparatus using the bender element according to the third embodiment of the present invention configured as described above is disposed horizontally on one side of the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 의한 벤더 엘리먼트를 이용한 연약지반 측정장치는, 맨드럴 또는 시추기의 선단에 수직하게 장착되는 말뚝부재의 일측 상,하부에 말뚝부재에 대하여 수평하게 각각 배치되도록 직사각형의 판상형으로 형성된 수평부재의 각 일단을 힌지 결합하고, 수평부재의 서로 대응되는 면에 발,수진부재를 각각 구비함으로써, 측정장치를 연약지반에 관입하여 깊이별 전단파 신호를 측정시 수평부재의 넓은 접촉면을 통해 흙과의 접촉이 좋아져 발진부재에서 발생하는 진동이 주변 흙으로 많이 전파되어 수진부재에 의한 수신률이 향상되므로 양질의 전단파 신호를 계측할 수 있는 효과가 제공된다.As described above, the soft ground measuring apparatus using the bender element according to the present invention is a rectangular so as to be arranged horizontally with respect to the pile member on the upper and lower sides of the pile member mounted perpendicular to the tip of the mandrel or drilling machine. The hinges are coupled to each end of the horizontal member formed in the shape of a plate, and the foot and the oscillation members are provided on the surfaces corresponding to each other of the horizontal members, so that the measuring device is inserted into the soft ground to measure the shear wave signals for each depth. Through contact with the soil through the vibration is generated from the oscillation member is propagated to the surrounding soil a lot, so that the reception rate is improved by the vibration member is provided with an effect that can measure a good shear wave signal.
또한, 말뚝부재와 각 수평부재 사이에 힌지 결합에 의한 유격으로 생긴 틈이나 각 수평부재의 서로 대응되는 면에 구비되는 공진핀을 통해서 발진부재에서 발생된 진동이 말뚝부재를 타고 수진부재로 도달하는 진동을 최소화함으로써 더 나은 전단파 신호의 계측이 가능한 효과도 있다.In addition, the vibration generated from the oscillation member through the pile member to reach the oscillation member through the gap formed by the gap between the pile member and each horizontal member due to the gap between the horizontal member or the resonance pins provided on the corresponding surfaces of each horizontal member. Minimizing vibration also has the effect of enabling better measurement of shear wave signals.
이상에서는 본 발명을 각 실시 예로써 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형이 가능할 것이다.The present invention has been described above by the embodiments, but the present invention is not limited to the above-described embodiments, and those skilled in the art without departing from the gist of the present invention claimed in the claims. Anyone can make a variety of variations.
Claims (6)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070057862A KR100860937B1 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Soft ground measuring device using bender element |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1020070057862A KR100860937B1 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Soft ground measuring device using bender element |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR100860937B1 true KR100860937B1 (en) | 2008-09-29 |
Family
ID=40023901
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1020070057862A Active KR100860937B1 (en) | 2007-06-13 | 2007-06-13 | Soft ground measuring device using bender element |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100860937B1 (en) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101231654B1 (en) * | 2010-12-10 | 2013-02-08 | 한국건설기술연구원 | Measuring apparatus of sheer module for soil |
CN110158672A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-23 | 江苏省第二地质工程勘察院 | Foundation pile high stress strain gauge installation method |
KR20200079036A (en) * | 2018-12-24 | 2020-07-02 | 경북대학교 산학협력단 | Embedded apparatus for measuring in-situ shear wave |
CN111719600A (en) * | 2020-06-17 | 2020-09-29 | 镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心 | A test device for testing the flexural performance of foundation piles |
CN112733244A (en) * | 2020-02-14 | 2021-04-30 | 大连海事大学 | Method for analyzing horizontal vibration of wedge-shaped pile in bidirectional heterogeneous saturated soil |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003344368A (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | Shimizu Corp | Bender element installation jig |
KR100756892B1 (en) | 2006-05-26 | 2007-09-07 | 한국해양연구원 | Instrument for testing in-hole seismic wave |
KR100763955B1 (en) | 2006-05-26 | 2007-10-05 | 한국해양연구원 | Crosshole Seismic Test Method Using Bender |
KR100769583B1 (en) | 2006-07-04 | 2007-10-23 | 주식회사 평일 | Ground Transformer Replacement Method for Underground Distribution Lines by Uninterruptible Construction Method |
-
2007
- 2007-06-13 KR KR1020070057862A patent/KR100860937B1/en active Active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003344368A (en) * | 2002-05-31 | 2003-12-03 | Shimizu Corp | Bender element installation jig |
KR100756892B1 (en) | 2006-05-26 | 2007-09-07 | 한국해양연구원 | Instrument for testing in-hole seismic wave |
KR100763955B1 (en) | 2006-05-26 | 2007-10-05 | 한국해양연구원 | Crosshole Seismic Test Method Using Bender |
KR100769583B1 (en) | 2006-07-04 | 2007-10-23 | 주식회사 평일 | Ground Transformer Replacement Method for Underground Distribution Lines by Uninterruptible Construction Method |
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101231654B1 (en) * | 2010-12-10 | 2013-02-08 | 한국건설기술연구원 | Measuring apparatus of sheer module for soil |
KR20200079036A (en) * | 2018-12-24 | 2020-07-02 | 경북대학교 산학협력단 | Embedded apparatus for measuring in-situ shear wave |
KR102174350B1 (en) | 2018-12-24 | 2020-11-04 | 경북대학교 산학협력단 | Embedded apparatus for measuring in-situ shear wave |
CN110158672A (en) * | 2019-06-05 | 2019-08-23 | 江苏省第二地质工程勘察院 | Foundation pile high stress strain gauge installation method |
CN110158672B (en) * | 2019-06-05 | 2021-04-20 | 江苏省第二地质工程勘察院 | Method for mounting foundation pile high-strain stress sensor |
CN112733244A (en) * | 2020-02-14 | 2021-04-30 | 大连海事大学 | Method for analyzing horizontal vibration of wedge-shaped pile in bidirectional heterogeneous saturated soil |
CN112733244B (en) * | 2020-02-14 | 2023-05-26 | 大连海事大学 | Horizontal vibration analysis method for wedge-shaped piles in bidirectional heterogeneous saturated soil |
CN111719600A (en) * | 2020-06-17 | 2020-09-29 | 镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心 | A test device for testing the flexural performance of foundation piles |
CN111719600B (en) * | 2020-06-17 | 2021-03-02 | 镇江市丹徒区建筑工程质量检测中心 | A test device for testing the flexural performance of foundation piles |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN108007798B (en) | Penetration type soil body strength and wave velocity combined test device and use method thereof | |
KR100860937B1 (en) | Soft ground measuring device using bender element | |
Lee et al. | Experiment setup for shear wave and electrical resistance measurements in an oedometer | |
Bai | Preloading effects on dynamic sand behavior by resonant column tests | |
CN105388219B (en) | Test the piezoelectric ring excitation apparatus and laboratory testing rig of bulk material shear wave velocity | |
WO2019178715A1 (en) | Apparatus and method for specific foundation depth horizontal dynamic impedance measurement based on pulse excitation difference response analysis | |
Flora et al. | Small strain shear modulus of undisturbed gravelly soils during undrained cyclic triaxial tests | |
KR100763955B1 (en) | Crosshole Seismic Test Method Using Bender | |
Lee et al. | Shear wave velocity measurements and soil–pile system identifications in dynamic centrifuge tests | |
Kuwano et al. | Shear stiffness anisotropy measured by multi-directional bender element | |
KR20090055242A (en) | Stiffness measurement device of soft ground | |
Valle-Molina | Measurements of Vp and Vs in dry, unsaturated and saturated sand specimens with piezoelectric transducers | |
Ahmad | Piezoelectric device for measuring shear wave velocity of soils and evaluation of low and high strain shear modulus | |
Sa’don et al. | Pile head cyclic lateral loading of single pile | |
KR100756892B1 (en) | Instrument for testing in-hole seismic wave | |
JP2001337013A (en) | Method and apparatus for measuring strength of soil | |
KR100769683B1 (en) | Penetration test method of in-hole elastic wave cone | |
KR100834993B1 (en) | Shear wave velocity measuring device on site ground | |
Mulmi et al. | Performance of plate type piezo-ceramic transducers for elastic wave measurements in laboratory soil specimens | |
JP2003149215A (en) | Soil strength measuring method and measuring apparatus thereof | |
Bennell et al. | A review of laboratory shear wave techniques and attenuation measurements with particular reference to the resonant column | |
Ismail et al. | A new setup for measuring G o during laboratory compaction | |
Ataii et al. | Frequency dependency of laboratory measurement of maximum shear wave velocity by bender elements | |
CN207066594U (en) | Attenuation of P-wave measurement apparatus | |
Ismail et al. | An innovative facility to measure shear-wave velocity in centrifuge and 1-g models |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20070613 |
|
PA0201 | Request for examination | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
PE0701 | Decision of registration |
Patent event code: PE07011S01D Comment text: Decision to Grant Registration Patent event date: 20080911 |
|
GRNT | Written decision to grant | ||
PR0701 | Registration of establishment |
Comment text: Registration of Establishment Patent event date: 20080923 Patent event code: PR07011E01D |
|
PR1002 | Payment of registration fee |
Payment date: 20080923 End annual number: 3 Start annual number: 1 |
|
PG1601 | Publication of registration | ||
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20110926 Start annual number: 4 End annual number: 4 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20120921 Year of fee payment: 5 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20120921 Start annual number: 5 End annual number: 5 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20130827 Year of fee payment: 6 |
|
PR1001 | Payment of annual fee |
Payment date: 20130827 Start annual number: 6 End annual number: 6 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |