(57)【要約】【課題】セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さを正確に計測することができるひび割れ深さ計測方法を提供する。【解決手段】ひび割れ深さ計測方法では、ひび割れ深さが、第１式：ｄ＝−α・λ・ＩｎＦによって算出され、第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、セメント硬化物の表面を伝播して第２センサ１３に検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を、セメント硬化物の表面を伝播して第１センサ１２に検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３８１）である。【選択図】図１
2011027586.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第１設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第１式
【数１】
2011027586.tif 000011
によって算出され、
前記第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３８１）であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
【請求項２】
セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第１設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第１式
【数２】
2011027586.tif 000012
によって算出され、
前記第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３９８）であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
【請求項３】
セメント硬化物に形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃して前記セメント硬化物に弾性波を発生させ、前記セメント硬化物からその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法において、
前記ひび割れ深さ計測方法が、前記ひび割れ位置と前記打撃位置との間の第１設置位置に設置されて該打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、前記ひび割れ位置を挟んで前記第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて前記打撃位置から前記セメント硬化物の表面を伝播して該ひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
前記ひび割れ深さが、第１式
【数３】
2011027586.tif 000013
によって算出され、
前記第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅との第２絶対値を、前記セメント硬化物の表面を伝播して前記第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅との第１絶対値で除した振幅比率であり、αが、縦軸に前記（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３９４）であることを特徴とするひび割れ深さ計測方法。
【請求項４】
前記（λ）が、第２式
【数４】
2011027586.tif 000014
によって算出され、前記第２式において、ｃが、鋼球ハンマーの直径によって異なる表面波の平均伝搬速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｆｃが、重心周波数（ｋＨｚ）であり、
前記（ｆｃ）が、第３式
【数５】
2011027586.tif 000015
によって算出され、前記第３式において、Ｘ（ｆｋ）が、周波数（ｆｋ）における振幅値、Ｎが、サンプリング数である請求項１ないし請求項３いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。
【請求項５】
前記ひび割れ深さ計測方法では、前記第１式から第３式による計算がコンピュータを利用して行われ、前記コンピュータが、前記第３式に基づいて重心周波数（ｆｃ）を求める重心周波数算出手段と、前記第２式に基づいて主要波長（λ）を算出する主要波長算出手段と、前記第１式に基づいてひび割れ深さ（ｄ）を算出するひび割れ深さ算出手段と、算出した重心周波数（ｆｃ）と主要波長（λ）とひび割れ深さ（ｄ）とを記憶する算出結果記憶手段とを実行する請求項４記載のひび割れ深さ計測方法。
【請求項６】
前記ひび割れ深さ計測方法では、前記打撃位置と前記第１設置位置と前記第２設置位置とが略一直線上に並び、前記打撃位置から前記第１設定位置までの離間寸法と前記第１設定位置から前記ひび割れ位置までの離間寸法と前記ひび割れ位置から前記第２設置位置までの離間寸法とが同一であり、それら離間寸法が９０〜１１０ｍｍの範囲にある請求項１ないし請求項５いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。
【請求項７】
前記ひび割れ深さ計測方法では、前記第１および第２センサの表面波検出間隔が１〜５μｓｅｃの範囲にあり、前記第１および第２センサの表面波検出時間が０．０１〜０．０３秒の範囲にある請求項１ないし請求項６いずれかに記載のひび割れ深さ計測方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、セメント硬化物に生じたひび割れの深さを計測するひび割れ深さ計測方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
コンクリート構造物に生じたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を鋼球ハンマーによって打撃し、それによってコンクリート構造物を伝播する表面波を加速度センサを利用して検出しつつ、検出した表面波に基づいてひび割れ深さを計測するひび割れ深さの計測方法がある（特許文献１参照）。この計測方法においてひび割れ深さは、式：Ｈ＝Ｃ１・λ・Ｉｎ（ｘ）＋Ｃ２で算出される。ここで、（Ｈ）はコンクリート構造物の表面からのひび割れ深さ、（λ）は表面波の波長、（ｘ）は振幅比、（Ｃ１）および（Ｃ２）は理論または試験定数である。振幅比（ｘ）は、ひび割れ後に各センサで検出した信号振幅（補正済み）を、ひび割れ前に各センサで検出した信号振幅（補正済み）で除した値である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１２９３３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記特許文献１に開示のひび割れ深さの計測方法は、コンクリート構造物を伝播する弾性波のうちの表面波を検出し、その表面波に基づいてひび割れ深さを計測するが、打撃後のどの時点での表面波を採用するかが明確ではない。表面波は、それ自体が時間の経過とともに減衰するとともに、時間の経過によって表面波に反射波や回析波が含まれるから、表面波の検出時点によって各表面波の波長や波形が相違し、それら相違した表面波を採用すると、それぞれ異なるひび割れ深さが計測され、正確なひび割れ深さを計測することができない場合がある。
【０００５】
本発明の目的は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さを正確に計測することができるひび割れ深さ計測方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための本発明の前提は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置を所定の直径を有する鋼球ハンマーによって打撃してセメント硬化物に弾性波を発生させ、セメント硬化物を伝播するその弾性波を検出しつつ、検出した弾性波に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さを計測するひび割れ深さ計測方法である。
【０００７】
前記前提における本発明の第１の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第１設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、ひび割れ位置を挟んで第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
【０００８】
ひび割れ深さが、第１式
【数１】
2011027586.tif 000003
によって算出され、
【０００９】
第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、セメント硬化物の表面を伝播して第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を、セメント硬化物の表面を伝播して第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３８１）であることにある。
【００１０】
前記前提における本発明の第２の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第１設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、ひび割れ位置を挟んで第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
【００１１】
ひび割れ深さが、第１式
【数２】
2011027586.tif 000004
によって算出され、
【００１２】
第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、セメント硬化物の表面を伝播して第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を、セメント硬化物の表面を伝播して第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅で除した振幅比率であり、αが、縦軸に（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３９８）であることにある。
【００１３】
前記前提における本発明の第３の特徴は、ひび割れ深さ計測方法が、ひび割れ位置と打撃位置との間の第１設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播する第１表面波を検出する第１センサと、ひび割れ位置を挟んで第１設置位置の反対側の第２設置位置に設置されて打撃位置からセメント硬化物の表面を伝播してひび割れ位置を通過した第２表面波を検出する第２センサとを利用し、
【００１４】
ひび割れ深さが、第１式
【数３】
2011027586.tif 000005
によって算出され、
【００１５】
第１式において、ｄが、ひび割れ深さ（ｍｍ）、λが、主要波長（ｍｍ）、Ｆが、セメント硬化物の表面を伝播して第２センサに検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅との第２絶対値を、セメント硬化物の表面を伝播して第１センサに検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅との第１絶対値で除した振幅比率であり、αが、縦軸に（Ｆ）を示し、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率を示す相関関係図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した定数（０．３９４）であることにある。
【００１６】
前記第１〜第３の特徴を有する本発明の一例としては、（λ）が、第２式
【数４】
2011027586.tif 000006
によって算出され、第２式において、ｃが、鋼球ハンマーの直径によって異なる表面波の平均伝搬速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｆｃが、重心周波数（ｋＨｚ）であり、
【００１７】
（ｆｃ）が、第３式
【数５】
2011027586.tif 000007
によって算出され、第３式において、Ｘ（ｆｋ）が、周波数（ｆｋ）における振幅値、Ｎが、サンプリング数である。
【００１８】
前記第１〜第３の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、第１式から第３式による計算がコンピュータを利用して行われ、コンピュータが、第３式に基づいて重心周波数（ｆｃ）を求める重心周波数算出手段と、第２式に基づいて主要波長（λ）を算出する主要波長算出手段と、第１式に基づいてひび割れ深さ（ｄ）を算出するひび割れ深さ算出手段と、算出した重心周波数（ｆｃ）と主要波長（λ）とひび割れ深さ（ｄ）とを記憶する算出結果記憶手段とを実行する。
【００１９】
前記第１〜第３の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、打撃位置と第１設置位置と第２設置位置とが略一直線上に並び、打撃位置から第１設定位置までの離間寸法と第１設定位置からひび割れ位置までの離間寸法とひび割れ位置から第２設置位置までの離間寸法とが同一であり、それら離間寸法が９０〜１１０ｍｍの範囲にある。
【００２０】
前記第１〜第３の特徴を有する本発明の他の一例として、ひび割れ深さ計測方法では、第１および第２センサの表面波検出間隔が１〜５μｓｅｃの範囲にあり、第１および第２センサの表面波検出時間が０．０１〜０．０３秒の範囲にある。
【発明の効果】
【００２１】
第１の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサに検出された第２表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を第１センサに検出された第１表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波等の余分な波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた１種類の表面波のみをひび割れ深さの計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００２２】
第２の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサに検出された第２表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を第１センサに検出された第１表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた１種類の表面波のみをひび割れ深さの計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００２３】
第３の特徴を有する本発明のひび割れ深さ計測方法によれば、ひび割れ深さを算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサに検出された第２表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅との第２絶対値を第１センサに検出された第１表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅との第１絶対値で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた表面波と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた表面波との絶対値をひび割れ深さの計測に利用することになり、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００２４】
第２式によって主要波長（λ）を算出し、第３式によって重心周波数（ｆｃ）を算出するひび割れ深さ計測方法は、検出された弾性波の中から第３式を利用して最も影響がある弾性波成分の周波数（重心周波数）を求めることができ、その重心周波数を利用して主要波長を求めるから、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることはなく、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることによるひび割れ深さの計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００２５】
第１式から第３式による計算がコンピュータを利用して行われるひび割れ深さ計測方法は、各計算をコンピュータに行わせることで、第１および第２センサが検出した弾性波のうちの主要波長（λ）や最も影響がある弾性波成分の重心周波数（ｆｃ）を正確に計算することができ、さらに、算出した主要波長（λ）や重心周波数（ｆｃ）に基づいてセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計算することができる。
【００２６】
打撃位置と第１設置位置と第２設置位置とが略一直線上に並び、打撃位置から第１設定位置までの離間寸法と第１設定位置からひび割れ位置までの離間寸法とひび割れ位置から第２設置位置までの離間寸法とが同一であるひび割れ深さ計測方法は、それらの位置が異なる寸法で離間すると、第１および第２センサによって検出される表面波の整合性がとれないが、打撃位置や第１設置位置、ひび割れ位置、第２設置位置が等間隔で一直線上に並ぶことで、第１および第２センサによって検出される表面波の整合性をとることができるとともに、それらセンサによって検出される表面波の検出誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００２７】
第１および第２センサの表面波検出間隔が１〜５μｓｅｃであり、第１および第２センサの表面波検出時間が０．０１〜０．０３秒であるひび割れ深さ計測方法は、表面波検出間隔を前記範囲に設定することで、第１および第２センサによって検出された表面波の正確な波形を画くことができ、その表面波の波形に基づいてセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。また、表面波検出時間を前記範囲にすることで、検出される波形が反射や回析等の現象による余分なエネルギー成分の積み重ねであることを確認することができるから、波形から表面波の初動振幅を正確に認定することができ、検出される表面波が反射波や回析波等の余分な波の影響を受けることなく、表面波のみを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】一例として示すひび割れ深さ計測システムの概略構成図。
【図２】一例として示す試験用コンクリート構造物の上面図。
【図３】一例として示す試験用コンクリート構造物の上面図。
【図４】試験用コンクリート構造物の側面図。
【図５】試験用コンクリート構造物の配合を示す図。
【図６】一例として示す鋼球ハンマーの斜視図。
【図７】健全部および異なる深さのひび割れ位置において検出した波形の一例を示す図。
【図８】直径１５ｍｍの鋼球ハンマーによって発生させた弾性波の検出波形の一例を示す図。
【図９】異なる直径の鋼球ハンマーによる重心周波数および主要波長を表す図。
【図１０】第１のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図。
【図１１】第２のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図。
【図１２】第３のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図。
【図１３】初期画面の一例を示す図。
【図１４】計算式選択画面の一例を示す図。
【図１５】計測開始画面の一例を示す図。
【図１６】計測結果画面の一例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
一例として示すひび割れ深さ計測システム１１の概略構成図である図１等を参照し、本発明に係るひび割れ深さ計測方法の詳細を説明すると、以下のとおりである。ひび割れ深さ計測方法を実行するひび割れ深さ計測システム１１は、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ位置の近傍に設置される第１および第２センサ１２，１３と、それらセンサ１２，１３が検出した表面波に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ（ｄ）（図４参照）を計算するコンピュータ１４とから構成されている。セメント硬化物には、コンクリートによって作られたダムやトンネル、壁等のコンクリート構造物（モルタルで作られた構造物を含む）が含まれる。
【００３０】
セメント硬化物は、荷重や乾燥収縮、温度変化、鉄筋腐食等による影響によって劣化し、それによって任意の箇所にひび割れが発生する場合がある。セメント硬化物に生じたひび割れは、その幅や深さ、発生箇所、ひび割れの分布度等によってセメント硬化物の機能を大きく低下させる。セメント硬化物の機能を回復させるためには補修が必要であるが、補修の前にひび割れ深さを計測する必要がある。このシステム１１によって実行されるひび割れ深さ計測方法は、セメント硬化物に生じたひび割れ位置から所定寸法離間した打撃位置１８Ａ（図２，３参照）を所定の直径を有する鋼球ハンマー１７（図６参照）によって打撃し、それによってセメント硬化物に弾性波を発生させ、セメント硬化物を伝播する表面波（Rayleigh波）を検出しつつ、検出した表面波に基づいてひび割れ深さ（ｄ）を計測する。
【００３１】
図２，３は、一例として示す試験用コンクリート構造物１５，１６の上面図であり、図４は、試験用コンクリート構造物１５，１６の側面図である。図５は、試験用コンクリート構造物１５，１６の配合を示す図であり、図６は、一例として示す鋼球ハンマー１７の斜視図である。第１および第２センサ１２，１３には、３０ｋＨｚまで平坦な特性を示す加速度センサが使用されている。第１および第２センサ１２，１３は、ひび割れ位置２０を挟んでコンクリート構造物１５，１６の表面に対向設置される。それらセンサ１２，１３は、インターフェイスを介してコンピュータ１４に接続されている。第１センサ１２は、ひび割れ位置２０から所定寸法離間した第１設置位置１９に設置される。第２センサ１３は、ひび割れ位置２０を挟んで第１設置位置１９の反対側であってひび割れ位置２０から所定寸法離間した第２設置位置２１に設置される。
【００３２】
打撃位置１８Ａと第１センサ１２を設置する第１設置位置１９とひび割れ位置２０と第２センサ１３を設置する第２設置位置２１と打撃位置１８Ｂとは、図２〜４に示すように、略一直線上に並んでいる。なお、打撃位置１８Ａから第１設定位置１９までの離間寸法や第１設定位置１９からひび割れ位置２０までの離間寸法、ひび割れ位置２０から第２設置位置２１までの離間寸法、第２設置位置２１から打撃位置１８Ｂまでの離間寸法Ｌ１は同一であり、それら位置１８Ａ，１９，２０，２１，１８Ｂが等間隔で離間している。それら位置１８Ａ，１９，２０，２１，１８Ｂの離間寸法Ｌ１は、９０〜１１０ｍｍの範囲、好ましくは、１００ｍｍである。試験用以外の実際のコンクリート構造物やモルタル構造物に生じたひび割れ深さＬ１を計測する場合、打撃位置１８Ａ，Ｂや第１および第２設置位置１９，２１、それら位置１８Ａ，１９，２０，２１，１８Ｂどうしの離間寸法は、試験用コンクリート構造物１５，１６のそれらと同一である。
【００３３】
第１センサ１２は、打撃位置１８Ａから試験用コンクリート構造物１５，１６（ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を含む）の表面を伝播する第１表面波を検出し、検出した第１表面波をコンピュータ１４に出力する。第２センサは、打撃位置１８Ａから試験用コンクリート構造物１５，１６（ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を含む）の表面を伝播してひび割れ位置２０を通過した第２表面波を検出し、検出した第２表面波をコンピュータ１４に出力する。第１および第２センサ１２，１３の表面波検出間隔は、１〜５μｓｅｃの範囲、好ましくは、１〜３μｓｅｃの範囲、より好ましくは、１μｓｅｃである。第１および第２センサ１２，１３の表面波検出時間は、０．０１〜０．０３秒の範囲、好ましくは、０．０１秒である。
【００３４】
コンピュータ１４は、中央処理部（ＣＰＵまたはＭＰＵ）とメモリとを有し、大容量ハードディスクを内蔵している。コンピュータ１４には、マウス２２やキーボード２３等の入力装置、ディスプレイ２４やプリンタ（図示せず）等の出力装置がインターフェイスを介して接続されている。コンピュータ１４のメモリには、各種手段（各種プロセス）をコンピュータ１４に実行させるためのアプリケーションが格納されている。
【００３５】
コンピュータ１４のハードディスクには、ひび割れ深さ（ｄ）を算出する第１式、主要周波数（λ）を算出する第２式、重心周波数（ｆｃ）を算出する第３式、異なる直径の鋼球ハンマー１７による重心周波数および主要波長（図８参照）が格納されている。さらに、ハードディスクには、ひび割れが生じた実際のセメント硬化物を特定する特定情報が格納される。特定情報には、セメント硬化物の名称、セメント硬化物が存在する場所の住所、セメント硬化物の画像、計測するひび割れの順番を示す番号、ひび割れを計測した日時がある。それら特定情報には、セメント硬化物を個別に識別する識別子が設定される。第１式から第３式を以下に示す。
（第１式）
【数６】
2011027586.tif 000008
【００３６】
ｄ：ひび割れ深さ（ｍｍ）、λ：主要波長（ｍｍ）、Ｆ：振幅比率、α：定数
（第２式）
【数７】
2011027586.tif 000009
【００３７】
ｃ：表面波の平均伝搬速度（ｍ／ｓｅｃ）、ｆｃ：重心周波数（ｋＨｚ）
（第３式）
【数８】
2011027586.tif 000010
【００３８】
Ｘ（ｆｋ）：周波数（ｆｋ）における振幅値、Ｎ：サンプリング数
【００３９】
コンピュータ１４の中央処理部は、オペレーティングシステムによる制御に基づいて、メモリからアプリケーションを起動し、起動したアプリケーションに従って、以下の各手段（各プロセス）を実行する。コンピュータ１４の中央処理部は、第１センサ１２から所定のサンプリング間隔で出力された表面波に基づいてその表面波の第１連続波形（第１表面波）を作成する第１連続波形作成手段を実行し、第２センサ１３から所定のサンプリング間隔で出力された表面波に基づいてその表面波の第２連続波形（第２表面波）を作成する第２連続波形作成手段を実行する。
【００４０】
コンピュータ１４の中央処理部は、作成した第１および第２連続波形をハードディスクに格納する連続波形記憶手段を実行する。中央処理部は、前記第３式に基づいて重心周波数（ｆｃ）を求める重心周波数算出手段を実行し、前記第２式に基づいて主要波長（λ）を算出する主要波長算出手段を実行する。中央処理部は、算出した重心周波数（ｆｃ）および主要波長（λ）を鋼球ハンマー１７の直径毎に区分してハードディスクに格納する主要波長および重心周波数記憶手段（計算結果記憶手段）を実行する。
【００４１】
コンピュータ１４の中央処理部は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動（表面波初動は図８を参照）の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅（表面波初動の直後にマイナス側に振れたマイナス側振幅は図８を参照）を抽出する最小第１マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を抽出する最小第２マイナス側振幅抽出手段を実行する。中央処理部は、抽出した最小第２マイナス側振幅を最小第１マイナス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を算出する振幅比率第１算出手段を実行し、前記第１式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ（ｄ）を算出するひび割れ深さ第１算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第１算出手段において使用される第１式の定数（α）は、０．３８１である。中央処理部は、ひび割れ深さ第１算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段（計算結果記憶手段）を実行し、算出したひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。
【００４２】
コンピュータ１４の中央処理部は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動（表面波初動は図８を参照）の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅（表面波初動の後に最初にプラス側に振れたプラス側振幅は図８を参照）を抽出する最大第１プラス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を抽出する最大第２プラス側振幅抽出手段を実行する。中央処理部は、抽出した最大第２プラス側振幅を最大第１プラス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を算出する振幅比率第２算出手段を実行し、前記第１式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ（ｄ）を算出するひび割れ深さ第２算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第２算出手段において使用される第１式の定数（α）は、０．３９８である。中央処理部は、ひび割れ深さ第２算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段（計算結果記憶手段）を実行し、算出したひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。
【００４３】
コンピュータ１４の中央処理部は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅を抽出する最小第１マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅を抽出する最大第１プラス側振幅抽出手段を実行するとともに、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を抽出する最小第２マイナス側振幅抽出手段を実行し、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を抽出する最大第２プラス側振幅抽出手段を実行する。
【００４４】
コンピュータ１４の中央処理部は、抽出した最小第１マイナス側振幅と最大第１プラス側振幅とからそれらの第１絶対値を算出し、抽出した最小第２マイナス側振幅と最大第２プラス側振幅とからそれらの第２絶対値を算出する絶対値算出手段を実行する。中央処理部は、第２絶対値を第１絶対値で除して振幅比率（Ｆ）を算出する振幅比率第３算出手段を実行し、前記第１式を使用して所定のセメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れ深さ（ｄ）を算出するひび割れ深さ第３算出手段を実行する。なお、ひび割れ深さ第３算出手段において使用される第１式の定数（α）は、０．３９４である。中央処理部は、ひび割れ深さ第３算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）にセメント硬化物を個別に識別する識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納するひび割れ深さ記憶手段（計算結果記憶手段）を実行し、算出したひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともに出力するひび割れ深さ出力手段を実行する。
【００４５】
振幅比率（Ｆ）や定数（α）は、人工的にひび割れを作った図２，３に示す２つの正四角柱状の試験用コンクリート構造物１５，１６（１０００ｍｍ×１０００ｍｍ×１０００ｍｍ）を使用して求めた。人工ひび割れＨは、コンクリートを打設する前に、型枠（図示せず）内に厚さ０．４ｍｍ、長さ３００ｍｍの複数の鋼板を異なる深さに設置し、コンクリートを打設後であって硬化前にそれら鋼板をコンクリートから引き抜くことで作った。ひび割れＨの深さ（ｄ）は、５０ｍｍ〜５００ｍｍまで１１種類である。
【００４６】
一方の試験用コンクリート構造物１５は、一側部に比較のために健全部（ひび割れがない部分）を作り、他の側部に（ｄ）＝５０ｍｍ、８０ｍｍ、１００ｍｍ、１３０ｍｍ、１５０ｍｍの人工ひび割れＨを作った。他方の試験用コンクリート構造物１６は、各側部に（ｄ）＝２００ｍｍ、２５０ｍｍ、３００ｍｍ、３５０ｍｍ、４００ｍｍ、５００ｍｍの人工ひび割れＨを作った。人工ひび割れＨの長さＬ２は、３００ｍｍである。
【００４７】
それら試験用コンクリート構造物１５，１６は、図５に示すように、セメントとして普通ポルトランドを使用し、Ｗ／Ｃが５３．５％、ｓ／ａが４６．８％、粗骨材最大寸法が２０ｍｍである。試験用コンクリート構造物１５，１６の配合は、単位量（ｋｇ／ｍ３）に対し、水が１８１、セメントが３３８、細骨材が８１９、粗骨材が９５９、混和剤が３．３８である。同配合のφ１００ｍｍ円柱試験体で材齢２８日時における平均圧縮強度が２９．１ＭＰａ、ヤング係数が２６．４ＧＰａ、ポアソン比が０．１９であった。
【００４８】
それら試験用コンクリート構造物１５，１６における弾性波の計測は、図２〜４に示すセンサ配置において実施した。具体的には、打撃位置１８Ａと第１設定位置１９とひび割れ位置２０と第２設置位置２１と打撃位置１８Ｂとを等間隔（１００ｍｍ間隔）で一直線上に設定し、第１設置位置１９に第１センサ１２を設置するとともに、第２設置位置２１に第２センサ１３を設置した。それら位置１８Ａ，１９，２０，２１，１８Ｂは、一方の側部の側縁から他方の側部に向かって１５０ｍｍの距離にある。弾性波は、鋼球ハンマー１７によって打撃位置１８Ａ，１８Ｂを打撃して発生させた。様々な周波数（波長）の弾性波を発生させるため、直径Ｌ３（図６参照）が５ｍｍ、８ｍｍ、１１ｍｍ、１５ｍｍ、２５ｍｍ、３５ｍｍの鋼球ハンマー１７を使用した。ひび割れ深さ計測方法は、打撃位置１８Ａ，１８Ｂや第１設置位置１９、ひび割れ位置２０、第２設置位置２１が等間隔で一直線上に並ぶことで、第１および第２センサ１２，１３によって検出される表面波の整合性をとることができるとともに、それらセンサ１２，１３によって検出される表面波の検出誤差を防ぐことができる。
【００４９】
打撃位置１８Ａ，１８Ｂにおける鋼球ハンマー１７の打撃によって発生した弾性波は、試験用コンクリート構造物１５，１６を伝播して第１センサ１２に検出され、さらに、ひび割れ位置２０を通過して第２センサ１３に検出される。それらセンサ１２，１３のサンプリング間隔（検出間隔）は５μｓｅｃ、それらセンサ１２，１３のサンプリング時間（検出時間）は０．０２秒である。
【００５０】
周辺雑音を低減させるため、弾性波を５回検出してそれら弾性波の重合処理（スタッキング）を行うとともに、打撃位置を打撃位置１８Ａから第２センサの側の打撃位置１８Ｂに変更して弾性波をさらに５回検出してそれら弾性波の重合処理（スタッキング）を行った（図４参照）。そのようにして得られた合成波の平均値（Ｆ）を以下の式によって算出した。Ｆ1-2＝ａ２／ａ１、Ｆ2-1＝ａ１／ａ２、Ｆ＝√Ｆ1-2×Ｆ2-1、ここで、Ｆ1-2は、打撃位置１８Ａにおいて鋼球ハンマー１７の打撃によって弾性波を発生させ、第２センサ１３によって検出された弾性波（ａ２）を第１センサ１２によって検出された弾性波（ａ１）で除した値であり、Ｆ2-1は、打撃位置１８Ｂにおいて鋼球ハンマー１７の打撃によって弾性波を発生させ、第１センサ１２によって検出された弾性波（ａ１）を第２センサ１３によって検出された弾性波（ａ２）で除した値である。Ｆは、Ｆ1-2とＦ2-1とを乗算した値の平方根である。データを平均化することで、センサ１２，１３の設置位置による固有誤差の低減を図った。
【００５１】
ひび割れ深さ計測方法では、表面波検出間隔を５μｓｅｃに設定することで、第１および第２センサ１２，１３によって検出された表面波の正確な波形を画くことができる。また、表面波検出時間を０．０２秒にすることで、検出される表面波が反射波や回析波等の余分な波の影響を受けることなく、表面波のみを検出することができる。
【００５２】
図７は、健全部および異なる深さのひび割れ位置において検出した波形の一例を示す図である。図７では、縦軸にひび割れ深さ（ｄ）が示され、横軸に経過時間（ｓｅｃ）が示されている。健全部の第２センサ１３で検出された波形は、第１センサ１２で検出された波形に比較し、振幅（エネルギー）が低下していた。このことは、コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播した波が散乱し、波のエネルギーが減衰したからと考えられる。一方、波の伝播経路にひび割れが存在すると、第２センサ１３で検出した波形の振幅は、健全部のそれと比較してさらに低下した。また、ひび割れ深さ（ｄ）が大きくなるほど波形の振幅が小さくなる。それは、ひび割れの存在によって波が回析、反射して波のエネルギーが散乱し、自然減衰に加えてさらにエネルギーが低下したからと考えられる。
【００５３】
図８は、直径Ｌ３が１５ｍｍの鋼球ハンマー１７によって発生させた弾性波の検出波形の一例を示す図であり、図９は、異なる直径Ｌ３の鋼球ハンマー１７による重心周波数および主要波長を表す図である。図８では、縦軸に振幅（ｖ）が示され、横軸に経過時間（ｓｅｃ）が示されている。表面波の初動振幅は、図８に示すように、Ｐ波（縦波）の初動振幅の後に顕著に増加する。なお、表面波の平均速度は２２４７ｍ／ｓｅｃであった。
【００５４】
弾性波の重心周波数（ｆｃ）は、前記第３式による高速フーリエ変換（ＦＦＴ）によって求めた周波数スペクトルから計算する。重心周波数（ｆｃ）は、コンピュータ１４が前記第３式に基づいて算出する（重心周波数算出手段）。表面波の主要波長（λ）は、平均速度と重心周波数とを用いて前記第２式によって計算した。表面波の主要波長（λ）は、コンピュータ１４が前記第２式に基づいて算出する（主要波長算出手段）。図９の各種鋼球ハンマー毎に区分された重心周波数および主要波長（計算結果）がコンピュータ１４のハードディスクに格納される（計算結果記憶手段）。ひび割れ深さ計測方法は、検出された弾性波の中から第３式を利用して最も影響がある弾性波成分の周波数（重心周波数）を求めることができ、その重心周波数（ｆｃ）を利用して主要波長（λ）を求めるから、弾性波成分に他の不必要な成分が含まれることはない。
【００５５】
図９に示すように、直径Ｌ３が５ｍｍのハンマー１７では重心周波数が１８．０８（ｋＨｚ）、主要波長が１２４（ｍｍ）、直径Ｌ３が８ｍｍのハンマー１７では重心周波数が１１．５６（ｋＨｚ）、主要波長が１９４（ｍｍ）、直径Ｌ３が１１ｍｍのハンマー１７では重心周波数が１０．７４（ｋＨｚ）、主要波長が２０９（ｍｍ）、直径Ｌ３が１５ｍｍのハンマー１７では重心周波数が９．４８（ｋＨｚ）、主要波長が２３７（ｍｍ）、直径Ｌ３が２５ｍｍのハンマー１７では重心周波数が６．４９（ｋＨｚ）、主要波長が３４６（ｍｍ）、直径Ｌ３が３５ｍｍのハンマー１７では重心周波数が４．１９（ｋＨｚ）、主要波長が５３７（ｍｍ）であった。
【００５６】
表面波の減衰特性を利用してひび割れ深さ（ｄ）を計測し得るように、表面波の振幅比率（Ｆ）を以下の３つのケースに基づいて計算した。第１のケースは、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第２センサ１３に検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第１センサ１２に検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を計算した。
【００５７】
第２のケースは、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第２センサ１３に検出された第２表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第１センサ１２に検出された第１表面波のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を計算した。
【００５８】
第３のケースは、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第２センサ１３に検出された第２表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅との第２絶対値（最小第２マイナス側振幅×最大第２プラス側振幅の値の平方根）を、試験用コンクリート構造物１５，１６の表面を伝播して第１センサ１３に検出された第１表面波のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅との第１絶対値（最小第１マイナス側振幅×最大第１プラス側振幅の値の平方根）で除して振幅比率（Ｆ）を算出した。
【００５９】
図１０は、第１のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図であり、図１１は、第２のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図である。図１２は、第３のケースによって算出した振幅比率（Ｆ）とｄ／λとの相関関係を示す図である。それら図では、縦軸に振幅比率（Ｆ）が示され、横軸にひび割れ深さ（ｄ）／主要波長（λ）の比率が示されている。それら相関関係を示す図から、ひび割れ深さ（ｄ）を求める前記第１式を導出することができる。
【００６０】
第１のケースにおける定数（α）は、図１０の相関関係を示す図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した。第１のケースにおける定数（α）は０．３８１であった。したがって、第１のケースによって導出された第１式は、ｄ＝−０．３８１・λ・ＩｎＦであり、コンピュータ１４のハードディスクに格納される。なお、図１０の相関関係では、ｙ＝ｅ−２．６２６５ｘ、Ｒ２＝０．７７４３である。
【００６１】
第２のケースにおける定数（α）は、図１１の相関関係を示す図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した。第２のケースにおける定数（α）は０．３９８であった。したがって、第２のケースによって導出された第１式は、ｄ＝−０．３９８・λ・ＩｎＦであり、コンピュータ１４のハードディスクに格納される。なお、図１１の相関関係では、ｙ＝ｅ−２．５１２１ｘ、Ｒ２＝０．７２３１である。
【００６２】
第３のケースにおける定数（α）は、図１２の相関関係を示す図から近似式：ｙ＝αｅｂｘを導き、その近似式から算出した。第３のケースにおける定数（α）は０．３９４であった。したがって、第３のケースによって導出された第１式は、ｄ＝−０．３９４・λ・ＩｎＦであり、コンピュータの１４ハードディスクに格納される。なお、図１２の相関関係では、ｙ＝ｅ−２．５３９４ｘ、Ｒ２＝０．８７６７である。
【００６３】
図１３は、ディスプレイ２４に表示された初期画面の一例を示す図であり、図１４は、ディスプレイ２４に表示された計算式選択画面の一例を示す図である。図１５は、ディスプレイ２４に表示された計測開始画面の一例を示す図であり、図１６は、ディスプレイ２４に表示された計測結果画面の一例を示す図である。なお、それら図では、入力エリアや表示エリアにおける具体的に数値やデータの表示を省略している。また、第１および第２センサ１２，１３は、ひび割れが生じた実際のセメント硬化物の表面に図２〜図４に示す状態で設置され、すでに表面波の検出ができる状態（電源ＯＮ）になっているものとする。
【００６４】
コンピュータ１４を起動させると、それに接続されたディスプレイ２４に初期画面が表示される。初期画面には、図１３に示すように、センササンプリング間隔設定入力エリア３０、センササンプリング時間設定入力エリア３１、ハンマー直径入力エリア３２、セメント硬化物の特定情報入力エリアが表示され、実行ボタン、クリアボタン、終了ボタンが表示される。特定情報入力エリアには、名称入力エリア３３、住所入力エリア３４、画像入力エリア３５、番号入力エリア３６、日時入力エリア３７が表示される。
【００６５】
センササンプリング間隔設定入力エリア３０にたとえば５（μｓｅｃ）を入力し、センササンプリング時間設定入力エリア３１にたとえば０．０２（秒）を入力する。なお、サンプリング間隔やサンプリング時間は、サンプリング間隔設定入力エリア３０やサンプリング時間設定入力エリア３１に表示されるプルダウンリストから選択することもできる。ハンマー直径入力エリア３２にハンマー直径を入力する。ハンマー直径は、ハンマー直径入力エリア３２に表示されるプルダウンリストから選択することもできる。
【００６６】
次に、名称入力エリア３３にたとえばダム名やトンネル名を入力し、住所入力エリア３４にそのダムやトンネルの住所を入力する。画像入力エリア３５の入力チェックボックスまたは否入力チェックボックスのいずれかにチェックマークを入れ、番号入力エリア３６に計測順番を示す番号を入力するとともに、日時入力エリア３７に計測日時を入力する。なお、計測順番や計測日時を入力しない場合、コンピュータ１４は計測順番や計測日時を自動的に設定する。クリアボタンを押すと、入力された各数値や各データがクリアされ、数値やデータの入力をやり直す。終了ボタンを押すと、システムが終了する。画像入力エリア３５の入力チェックボックスにチェックマークを入れると、図示はしていないが、画像の取込画面がディスプレイ２４に表示され、その画面の指示に基づいてデジタルカメラで撮影したひび割れ画像を入力する。
【００６７】
それら入力エリアに各数値や各データを入力した後、実行ボタンを押すと、コンピュータ１４は、所定の識別子を生成し、入力された数値やデータに生成した識別子を設定した後、それら数値やデータを識別子とともにハードディスクに格納する。次に、コンピュータ１４は、計算式選択画面をディスプレイ２４に表示する。計算式選択画面には、図１４に示すように、前記第１のケースにおいて導出された第１式を表示する式表示エリア３８、前記第２のケースにおいて導出された第１式を表示する式表示エリア３９、前記第３のケースにおいて導出された第１式を表示する式表示エリア４０、それら式表示エリア３８〜４０に対応するチェックボックスが表示され、実行ボタン、クリアボタン、キャンセルボタンが表示される。それらチェックボックスのいずれかにチャックマークを入れ、実行ボタンを押すと、コンピュータ１４は、選択された計算式に識別子を設定し、計算式を識別子とともにハードディスクに格納する。
【００６８】
計算式を格納した後、コンピュータ１４は、計測開始画面をディスプレイ２４に表示する。計測開始画面には、図１５に示すように、サンプリング間隔表示エリア４１に設定したサンプリング間隔、サンプリング時間表示エリア４２に設定したサンプリング時間、ハンマー直径表示エリア４３にハンマー直径、計算式表示エリア４４に選択した計算式、名称表示エリア４５に入力した名称、住所表示エリア４６に入力した住所、画像表示エリア４７に入力した画像、番号表示エリア４８に番号、日時表示エリア４９に日時が表示される。さらに、開始ボタン、戻るボタン、終了ボタンが表示される。それら表示エリア４１〜４９に表示された数値やデータを確認し、数値やデータに変更がある場合は戻るボタンを押し、再び初期画面に戻って各数値や各データの入力をやり直す。数値やデータに変更がなければ、開始ボタンを押す。開始ボタンを押すと、コンピュータ１４は、第１および第２センサ１２，１３に表面波の検出指令を出力する。
【００６９】
セメント硬化物の打撃位置１８Ａを鋼球ハンマー１７で打撃すると、打撃位置１８Ａから発生した弾性波がセメント硬化物を伝播する。打撃位置１８Ａから発生した表面波は、セメント硬化物の表面を伝播する。第１設置位置１９に設置された第１センサ１２は、打撃位置１８Ａから伝播して第１設置位置１９に達した表面波をサンプリング間隔かつサンプリング時間で検出する。第２設置位置２１に設置された第２センサ１３は、打撃位置１８Ａから伝播してひび割れ位置２０を通過し、第２設置位置２１に達した表面波をサンプリング間隔かつサンプリング時間で検出する。第１および第２センサ１２，１３は、検出した表面波をコンピュータ１４に時系列に出力する。コンピュータ１４は、第１センサ１２から出力された表面波に基づいて、その表面波の第１連続波形（第１表面波）を作成し（第１連続波形作成手段）、第２センサ１３から出力された表面波に基づいて、その表面波の第２連続波形（第２表面波）を作成する（第２連続波形作成手段）。コンピュータ１４は、作成した第１および第２連続波形をハードディスクに格納する（連続波形記憶手段）。
【００７０】
計算式選択画面において前記第１のケースにおいて導出された第１式を選択した場合、コンピュータ１４は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅を抽出し（最小第１マイナス側振幅抽出手段）、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を抽出する（最小第２マイナス側振幅抽出手段）。コンピュータ１４は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長（λ）をハードディスクから抽出する。
【００７１】
コンピュータ１４は、抽出した最小第２マイナス側振幅を最小第１マイナス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を算出し（振幅比率第１算出手段）、その振幅比率（Ｆ）と主要波長（λ）とを前記第１のケースにおいて導出された第１式（ｄ＝−０．３８１・λ・ＩｎＦ）に当て嵌め、その第１式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ（ｄ）を算出する（ひび割れ深さ第１算出手段）。コンピュータ１４は、ひび割れ深さ第１算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）に識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納する（ひび割れ深さ記憶手段）。また、コンピュータ１４は、ひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ２４に表示する（ひび割れ深さ出力手段）。
【００７２】
ディスプレイ２４に表示された計測結果画面には、図１６に示すように、サンプリング間隔表示エリア５０に設定したサンプリング間隔、サンプリング時間表示エリア５１に設定したサンプリング時間、ハンマー直径表示エリア５２にハンマー直径、重心周波数表示エリア５３に重心周波数、主要波長表示エリア５４に主要波長、計算式表示エリア５５に第１のケースによって導出された第１式、ひび割れ深さ表示エリア５６に計測したひび割れ深さ（ｄ）が表示される。さらに、名称表示エリア５７に入力した名称、住所表示エリア５８に入力した住所、画像表示エリア５９に入力した画像、番号表示エリア６０に番号、日時表示エリア６１に日時が表示され、印刷ボタン、初期画面ボタン、終了ボタンが表示される。印刷ボタンを押すと、コンピュータ１４は、計測結果画面に表示されたセメント硬化物の特定情報とひび割れ深さ（ｄ）とを所定の形式でプリンタを介して出力する（ひび割れ深さ出力手段）。
【００７３】
前記第１のケースによって導出された第１式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ（ｄ）を算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサ１３に検出された第２表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を第１センサ１２に検出された第１表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波等の余分な波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた１種類の表面波のみをひび割れ深さ（ｄ）の計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ（ｄ）の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００７４】
計算式選択画面において前記第２のケースにおいて導出された第１式を選択した場合、コンピュータ１４は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅を抽出し（最大第１プラス側振幅抽出手段）、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅抽出手段を抽出する（最大第２プラス側振幅抽出手段抽出手段）。コンピュータ１４は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長（λ）をハードディスクから抽出する。
【００７５】
コンピュータ１４は、抽出した最大第２プラス側振幅を最大第１プラス側振幅で除して振幅比率（Ｆ）を算出し（振幅比率第２算出手段）、その振幅比率（Ｆ）と主要波長（λ）とを前記第２のケースにおいて導出された第１式（ｄ＝−０．３９８・λ・ＩｎＦ）に当て嵌め、その第１式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ（ｄ）を算出する（ひび割れ深さ第２算出手段）。コンピュータ１４は、ひび割れ深さ第２算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）に識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納する（ひび割れ深さ記憶手段）。また、コンピュータ１４は、算出したひび割れ深さ（ｄ）の出力指示があると、ひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ２４に表示し、または、プリンタを介して出力する（ひび割れ深さ出力手段）。ディスプレイ２４に表示される計測結果画面は、図１６を援用することで、その説明は省略する。
【００７６】
前記第２のケースによって導出された第１式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ（ｄ）を算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサ１３に検出された第２表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を第１センサ１２に検出された第１表面波のうちの表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた１種類の表面波のみをひび割れ深さ（ｄ）の計測に利用することで、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ（ｄ）の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【００７７】
計算式選択画面において前記第３のケースにおいて導出された第１式を選択した場合、コンピュータ１４は、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅を抽出し（最小第１マイナス側振幅抽出手段）、記憶した第１連続波形（第１表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅を抽出するとともに（最大第１プラス側振幅抽出手段）、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅を抽出し（最小第２マイナス側振幅抽出手段）、記憶した第２連続波形（第２表面波）のうち、表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅を抽出する（最大第２プラス側振幅抽出手段）。コンピュータ１４は、入力されたハンマー直径に対応する主要波長（λ）をハードディスクから抽出する。
【００７８】
コンピュータ１４は、抽出した最小第１マイナス側振幅と最大第１プラス側振幅とからそれらの第１絶対値を算出し、抽出した最小第２マイナス側振幅と最大第２プラス側振幅とからそれらの第２絶対値を算出する（絶対値算出手段）。次に、コンピュータ１４は、第２絶対値を第１絶対値で除して振幅比率（Ｆ）を算出し（振幅比率第３算出手段）、その振幅比率（Ｆ）と主要波長（λ）とを前記第３のケースにおいて導出された第１式（ｄ＝−０．３９４・λ・ＩｎＦ）に当て嵌め、その第１式に基づいてセメント硬化物のひび割れ深さ（ｄ）を算出する（ひび割れ深さ第２算出手段）。
【００７９】
コンピュータ１４は、ひび割れ深さ第３算出手段によって算出したひび割れ深さ（ｄ）に識別子を設定し、そのひび割れ深さ（ｄ）を識別子とともにハードディスクに格納する（ひび割れ深さ記憶手段）。また、コンピュータ１４は、算出したひび割れ深さ（ｄ）の出力指示があると、ひび割れ深さ（ｄ）をセメント硬化物の特定情報とともにディスプレイ２４に表示し、または、プリンタを介して出力する（ひび割れ深さ出力手段）。ディスプレイ２４に表示される計測結果画面は、図１６を援用することで、その説明は省略する。
【００８０】
前記第３のケースによって導出された第１式を使用するひび割れ深さ計測方法は、ひび割れ深さ（ｄ）を算出する第１式において、振幅比率（Ｆ）として第２センサ１３に検出された第２表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第２マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第２プラス側振幅との第２絶対値を第１センサ１２に検出された第１表面波のうちの表面波初動の直後にマイナス側に振れた最小第１マイナス側振幅と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた最大第１プラス側振幅との第１絶対値で除した比率が採用されているから、振幅比率（Ｆ）を導くための表面波に反射波や回析波が含まれることはない。このひび割れ深さ計測方法は、表面波初動の直後にマイナス側に振れた表面波と表面波初動の後に最初にプラス側に振れた表面波との絶対値をひび割れ深さ（ｄ）の計測に利用することになり、各種複数の表面波や他の波が混合された表面波を利用することによるひび割れ深さ（ｄ）の計測誤差を防ぐことができ、セメント硬化物の表面から内部に向かって形成されたひび割れの正確な深さを計測することができる。
【符号の説明】
【００８１】
１１    ひび割れ深さ計測システム
１２    第１センサ
１３    第２センサ
１４    コンピュータ
１５    試験用コンクリート構造物（セメント硬化物）
１６    試験用コンクリート構造物（セメント硬化物）
１７    鋼球ハンマー
１８Ａ  打撃位置
１８Ｂ  打撃位置
１９    第１設置位置
２０    ひび割れ位置
２１    第２設置位置
Ｌ１    離間寸法
Ｌ２    直径
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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