(57)【要約】      （修正有）【課題】本発明は、構造物の損傷位置推定装置に関する。【解決手段】基礎パイル内部に形成された結合体を含む信号生成部１００と、信号生成部と連結されて結合体が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部２００と、信号測定部からデータを受信して基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部３００と、を含み、結合体１１０は、基礎パイル内部に形成されるものの、コア部及びコア部を含む外側部を含み、コア部及び外側部は、互いに異なる材料で形成され、信号測定部は、コア部及び外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー２１０及び外側部センサー２２０を含み、結合体の破損位置は、コア部センサー及び外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とし、これによれば、構造物の基礎が損傷する場合、どの程度の深さで構造物の基礎が損傷しているかの把握が可能である。【選択図】図１
2019101022.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基礎パイル内部に形成された結合体を含む信号生成部と、
前記信号生成部と連結されて前記結合体が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部と、
前記信号測定部からデータを受信して前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部と、を含み、
前記結合体は、基礎パイル内部に形成されるものの、コア部及び前記コア部を含む外側部を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、
前記信号測定部は、前記コア部及び前記外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーを含み、
前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする、構造物の損傷位置推定装置。
【請求項２】
前記信号は、人工弾性波信号であって、前記データ分析部は、それぞれの前記コア部センサー及び外側部センサーからの人工弾性波信号のうち、有効な人工弾性波信号を感知して時間差を逆算して前記結合体の破損位置を推定することを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項３】
前記コア部は第１の脆性材料から構成され、前記外側部は第２の脆性材料から構成されるものの、前記第２の脆性材料が破損さらながら発生する人工弾性波信号の速度が前記第１の脆性材料が破損されながら発生する人工弾性波信号の速度よりも遅いことを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項４】
前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料から構成されたことを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項５】
前記外側部を構成する延性材料は、導電体であって、
前記外側部に電流電極及び電気比抵抗分析部が連結され、
地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、
前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることを特徴とする、請求項４に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項６】
前記結合体は、前記コア部と前記外側部との間に備えられた隔離部をさらに含み、
前記隔離部は、前記コア部から発生する人工弾性波を隔離することを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項７】
前記データ分析部は、損傷発生分析プログラムを含み、
前記損傷発生分析プログラムは、前記データに基づいて前記結合体の破損位置及びサイズを推定することを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項８】
前記コア部センサー及び前記外側部センサーは、いずれも前記結合体の上部に位置したことを特徴とする、請求項１に記載の構造物の損傷位置推定装置。
【請求項９】
外部作用によって基礎パイル内部に形成された結合体が破損されながら人工弾性波信号が生成されるステップと、
前記人工弾性波信号が前記結合体のコア部及び前記コア部を含む外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーによって測定されるステップと、
前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置が分析されるステップと、を含み、
前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、
前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする、構造物の損傷位置推定方法。
【請求項１０】
前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料の導電体であって、
地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、
前記外側部に連結された電流電極及び電気比抵抗分析部によって前記地盤の電気比抵抗分布が分析されるステップをさらに含み、
前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることを特徴とする、請求項９に記載の構造物の損傷位置推定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、構造物の損傷位置推定装置及び方法に関し、より詳細には、基礎パイルの内部に結合体が形成され、結合体が破損されながら、ベースの変形による構造物の基礎損傷位置を推定することができる装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、地震と地盤のシンクホールのような地盤の変形による構造物の基礎損傷に対する関心が高まっている。しかし、地盤構造物の破壊までの変形が小さく、従来から一般的に使用されている変位計測や応力計測ではその前兆現象を把握しにくく、現在は構造物の基礎損傷をモニタリングできる方法がない。
【０００３】
従来は、前兆現象を把握できる技術として、微小破壊音（Ａｃｏｕｓｔｉｃ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ；ＡＥ）を介して地盤構造物の材料から発生した微小サイズの破壊を検出することができる技術が提供された。地盤構造物の破壊において、崩壊したとき、その内部で微小な変形と共に亀裂が発生し、これらの亀裂が成長、結合しながら、最終的に破壊が発生するので、微小変化を検出することができるなら、破壊の前兆現象を把握することが可能である。
【０００４】
特に、材料は、最終的な破壊に至る以前に、内部で微小サイズの破壊が進行し、これらの微小サイズの破壊は、変位や応力で検出しにくいが、微小破壊音を介して検出が可能である。
【０００５】
しかし、このような微小破壊音の検出だけでは、前兆現象は把握することができても、構造物の基礎損傷自体を把握してモニタリングすることができないという限界がある。
【０００６】
一般的には、正確な損傷位置推定のためには少なくとも３つ以上のセンサーが必要であり、そのうちの１つは、基礎下部に存在しなければならない。これらの複数のセンサーによって、地震計で震央地を捜す原理と同様の方法で構造物の基礎損傷を把握できるようにデータを収集及び分析する。
【０００７】
大韓民国公開特許第１０−２００９−０１１７４０２号（２００９年１１月１２日公開）は、微小破壊音センサー具備破壊予測用計測装置、この設置方法及びセットに関するものであって、微小破壊音センサー２つを金属材質の内側ガイドの外面に取り付け、外側ガイドを脆性度８以上の材質を使用して外側ガイドが地盤構造物から衝撃を受ける場合、容易に割れることにより、外側ガイドが損傷を受けるときに発生する微小破壊音信号は、損傷が発生する位置に関係なく同一になるように構成されたことを特徴とする。
【０００８】
しかし、大韓民国公開特許第１０−２００９−０１１７４０２号の図面にも示されているように、微小破壊音センサーのいずれかは、基礎下部に存在するものであって、これと同様の方式で施工中の基礎下部にセンサーを設けることが非常に難しくて施工性が低下する問題があり、基礎下部に設ける場合、破損可能性が増加して、メンテナンスが重要であり、長期的なモニタリングが難しいという問題もある。
【０００９】
現在、地盤構造物の破壊予測に使用される一般的な技術や装備は、地中変位計、地中傾斜計またはＧＰＳを利用した変位測定法、間隙水圧計を利用した地下水位変動の測定法、荷重計を利用した応力測定法がある。
【００１０】
しかし、既存の方法は、構造物の全体的な挙動をモニタリングするための方法であって、構造物の挙動に直接的な影響を及ぼす構造物の基礎の損傷位置を見付けることはほとんど不可能である。
【００１１】
つまり、現在は、構造物の基礎が損傷する場合、どの程度の深さでどの程度のサイズで構造物の基礎が損傷しているかを把握できる経済的であり、メンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングが可能な構造物の損傷位置推定装置及び方法が必要な実情である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１２】
【特許文献１】大韓民国公開特許第１０−２００９−０１１７４０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
前記したような従来の問題点を解決するための本発明は、構造物の基礎が損傷する場合、どの程度の深さでどの程度のサイズで構造物の基礎が損傷しているかを把握できる経済的であり、メンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングが可能な構造物の損傷位置推定装置及び方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
前記目的を達成するための本発明の構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル内部に形成された結合体を含む信号生成部と、前記信号生成部と連結されて前記結合体が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部と、前記信号測定部からデータを受信して前記基礎パイルに発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部と、を含み、前記結合体は、基礎パイル内部に形成されるものの、コア部及び前記コア部を含む外側部を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、前記信号測定部は、前記コア部及び前記外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーを含み、前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする。
【００１５】
また、前記信号は、人工弾性波信号であって、前記データ分析部は、それぞれの前記コア部センサー及び外側部センサーからの人工弾性波信号のうち、有効な人工弾性波信号を感知して時間差を逆算して前記結合体の破損位置を推定することが好ましい。
【００１６】
また、前記コア部は第１の脆性材料から構成され、前記外側部は第２の脆性材料から構成されるものの、前記第２の脆性材料が破損されながら発生する人工弾性波信号の速度が前記第１の脆性材料が破損されながら発生する人工弾性波信号の速度よりも遅いことが好ましい。
【００１７】
また、前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料から構成されたことが好ましい。
【００１８】
また、前記外側部を構成する延性材料は、導電体であって、前記外側部に電流電極及び電気比抵抗分析部が連結され、地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることが好ましい。
【００１９】
また、前記結合体は、前記コア部と前記外側部との間に備えられた隔離部をさらに含み、前記隔離部は、前記コア部から発生する人工弾性波を隔離することが好ましい。
【００２０】
また、前記データ分析部は、損傷発生分析プログラムを含み、前記損傷発生分析プログラムは、前記データに基づいて前記結合体の破損位置及びサイズを推定することが好ましい。
【００２１】
また、前記コア部センサー及び前記外側部センサーは、いずれも前記結合体の上部に位置したことが好ましい。
【００２２】
前記目的を達成するための本発明の構造物の損傷位置推定方法は、外部作用によって基礎パイル内部に形成された結合体が破損して人工弾性波信号が生成されるステップと、前記人工弾性波信号が前記結合体のコア部及び前記コア部を含む外側部のそれぞれに連結されたコア部センサー及び外側部センサーによって測定されるステップと、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて前記基礎パイルに発生した損傷サイズ及び位置が分析されるステップと、を含み、前記コア部及び前記外側部は、互いに異なる材料で形成され、前記結合体の破損位置は、前記コア部センサー及び前記外側部センサーからのデータに基づいて逆算によって推定されることを特徴とする。
【００２３】
また、前記コア部は脆性材料から構成され、前記外側部は延性材料の導電体であって、地盤に前記結合体が備えられた前記基礎パイルが複数個で設けられた場合に、前記外側部に連結された電流電極及び電気比抵抗分析部によって前記地盤の電気比抵抗分布が分析されるステップをさらに含み、前記地盤の電気比抵抗分布による前記地盤の状態評価が可能であることが好ましい。
【００２４】
その他の実施例の具体的な事項は、詳細な説明及び添付図面に含まれている。
【００２５】
本発明の利点及び／または特徴、そしてそれらを達成する方法は、添付図面と共に詳細に後述されている実施例を参照すると明確になるだろう。しかし、本発明は、以下で開示される実施例に限定されるものではなく、互いに異なる多様な形態で具現されるはずであり、単に本実施例は、本発明の開示が完全になるようにし、本発明が属する技術分野において通常の知識を有する者に本発明のカテゴリを完全に知らせるために提供されるものである。
【発明の効果】
【００２６】
以上で窺って見たように、本発明によれば、構造物の基礎が損傷する場合、基礎の直接的な損傷位置の評価が可能である。
【００２７】
また、本発明によれば、弾性波センサーを基礎下部に設ける必要がないので、施工性が良好であり、基礎上部に設けることにより、破損可能性が減少してメンテナンスが容易であり、長期的なモニタリングも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の構成を説明するための概念図である。
【図２】本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。
【図３】本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細な構成を説明するための縦断面図である。
【図４】本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の結合体及び信号測定部を示す平面図である。
【図５】図５ａ〜５ｃは、それぞれは、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置のコア部が第１の脆性材料から構成された場合、外側部が延性材料から構成された場合、及び外側部が第２の脆性材料から構成された場合において、時間−電圧曲線の形態を示すグラフである。
【図６】本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を示すフローチャートである。
【図７】本発明の他の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
本発明を詳細に説明する前に、本明細書において使用された用語や単語は、通常的であるか、辞書的な意味で無条件限定して解釈されてはならず、本発明の発明者が自分の発明を最善の方法で説明するために、各種用語の概念を適切に定義して使用することができ、ひいては、これらの用語や単語は、本発明の技術的思想に符合する意味と概念に解釈されるべきであることを知るべきである。
【００３０】
すなわち、本明細書において使用された用語は、本発明の好ましい実施例を説明するために使用されるものであるだけで、本発明の内容を具体的に限定しようとする意図で使用されたものではなく、これらの用語は、本発明の様々な可能性を考慮して定義された用語であることを知るべきである。
【００３１】
また、本明細書において、単数の表現は、文脈上明確に他の意味で指示しない以上、複数の表現を含むことができ、同様に複数で表現されているとしても、単数の意味を含むことができることを知るべきである。
【００３２】
本明細書の全体にわたってある構成要素が他の構成要素を“含む”と記載する場合には、特に反対される意味の記載がない限り、任意の他の構成要素を除外するのではなく、任意の他の構成要素をさらに含むこともできることを意味することができる。
【００３３】
ひいては、ある構成要素が他の構成要素の“内部に存在するか、連結されて設けられる”と記載した場合には、この構成要素が他の構成要素と直接的に連結されているか、接触して設けられていることができ、一定の距離を置いて離隔して設けられていることもでき、一定の距離を置いて離隔して設けられている場合については、当該構成要素を他の構成要素に固定ないし連結させるための第３の構成要素または手段が存在することができ、この第３の構成要素または手段についての説明は、省略されることもできることを知るべきである。
【００３４】
一方、ある構成要素が他の構成要素に“直接連結”されているか、または“直接接続”されていると記載される場合には、第３の構成要素または手段が存在しないものと理解するべきである。
【００３５】
同様に、各構成要素間の関係を説明する他の表現、すなわち“〜の間に”と“すぐ〜の間に”、または“〜に隣接する”と“〜に直接隣接する”なども同様の趣旨を持っているものと解釈されるべきである。
【００３６】
また、本明細書において“一面”、“他面”、“一側”、“他側”、“第１”、“第２”などの用語は、使用される場合は、１つの構成要素に対して、この１つの構成要素が他の構成要素から明確に区別され得るようにするために使用され、このような用語によって、当該構成要素の意味が限定的に使用されることではないことを知るべきである。
【００３７】
また、本明細書において“上”、“下”、“左”、“右”などの位置に関連する用語は、使用される場合は、当該構成要素に対して当該図面における相対的な位置を示しているものと理解するべきであり、これらの位置に対して絶対的な位置を特定しない以上は、これらの位置関連用語が絶対的な位置を言及しているものと理解してはならない。
【００３８】
さらに、本発明の明細書では、“…部”、“…器”、“モジュール”、“装置”などの用語は、使用される場合は、１つ以上の機能や動作を処理することができる単位を意味し、これはハードウェアまたはソフトウェア、またはハードウェアとソフトウェアとの結合で具現され得ることを知るべきである。
【００３９】
また、本明細書では、各図面の各構成要素に対して、その図面符号を明記するにおいて、同一の構成要素に対してはこの構成要素がたとえ他の図面に表示されても同一の図面符号を持っているように、すなわち、明細書の全体にわたって同一の参照符号は、同一の構成要素を指示している。
【００４０】
本明細書に添付された図面において本発明を構成する各構成要素のサイズ、位置、結合関係などは、本発明の思想を十分に明確に伝達できるようにするために、または説明の便宜のために、いくつかの誇張または縮小されるか、省略されて記述されていることができ、従って、その比例や縮尺は、厳密ではないこともできる。
【００４１】
また、以下で、本発明を説明するにおいて、本発明の要旨を不必要に曖昧にすることができると判断される構成、例えば、従来技術を含む公知技術に対する詳細な説明は省略されることもできる。
【００４２】
図１〜図４を参照して、本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置を説明する。
【００４３】
先ず、図１を参照して、本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置の全体構成を説明する。図１は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の構成を説明するための概念図である。
【００４４】
本発明の好ましい一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル１０の内部に形成された結合体１１０を含む信号生成部１００と、信号生成部１００と連結されて結合体１１０が破損する場合に発生する信号を測定する信号測定部２００と、信号測定部２００からデータを受信して基礎パイル１０に発生した損傷のサイズ及び位置を分析するデータ分析部３００と、を含む。
【００４５】
本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、基礎パイル１０に発生した損傷のサイズ及び位置を表示する結果表示部４００をさらに含むことができる。
【００４６】
結果表示部４００は、データ分析部３００と連結されて、本発明の構造物の損傷位置推定装置のユーザーが容易に基礎パイルの損傷のサイズを示す指数及び損傷発生位置を示す図面などを画面に表示することができる。
【００４７】
一実施例において、結果表示部４００は、データ分析部３００の表面の一部に備えられるように構成され得る。
【００４８】
図２をさらに参照して、基礎構造物における本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置に対して説明する。図２は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置が構造物の基礎に設けられた様子を示す概念図である。
【００４９】
図２に示されたように、結合体１１０は基礎パイル１０の内部に形成され、信号測定部２００は結合体１１０の上部に位置し、データ分析部３００は前面基礎底２０の外側に位置することができるように構成されたことが好ましい。
【００５０】
ここで、信号測定部２００は、結合体１１０の上部に位置することにより、外部作用、例えば、地震、シンクホール、掘削破損などのような建物周辺地盤の変形によって地盤３０及び基礎パイル１０に破壊部位４０が発生する場合、センサーの破損の可能性が小さい。
【００５１】
図３及び図４をさらに参照して、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細構成を説明する。図３は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の詳細な構成を説明するための縦断面図である。図４は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置の結合体１１０及び信号測定部２００を示す平面図である。
【００５２】
図３及び図４に示されたように、結合体１１０は、円柱形で形成されたものであって、内側を形成するコア部１１１と、コア部１１１の少なくとも一部を含む隔離部１１２と、隔離部１２を含む外側部１１３と、を含む。
【００５３】
コア部１１１を含む外側部１１３は、管形態であって、コア部１１１と異なる弾性波が生成されるように選ばれる脆性または延性材料から構成される。コア部１１１と外側部１１３との間には、隔離部１１２が構成されて、コア部１１１から発生する信号が外側部１１３に伝達されないように防止する役割を果たす。
【００５４】
本発明の第１の実施例において、コア部１１１は第１の脆性材料から構成され、外側部１１３は第２の脆性材料から構成されるものの、第２の脆性材料が破損されながら発生する人工弾性波信号の速度が第１の脆性材料が破損されながら発生する人工弾性波信号の速度よりも遅いことが好ましい。
【００５５】
本発明の第２の実施例において、コア部１１１は脆性材料から構成され、外側部１１３は延性材料から構成されたことが好ましい。
【００５６】
本発明の脆性材料は、アクリルまたはセメント系の材料であることが好ましく、延性材料は、銅のような導電体であることが好ましいが、これに限定されない。
【００５７】
隔離部１１２は、前記のように構成されたコア部１１１から発生した人工弾性波信号を隔離させるものであって、ゴムや発泡スチロールのような材料から構成されて弾性波を分離させて伝達することが好ましい。
【００５８】
外側部１１３を構成する延性材料が導電体で形成された場合、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置は、電流電極及び電気比抵抗分析部５００をさらに含むことができる（図７参照）。電流電極及び電気比抵抗分析部５００は、外側部１１３に連結されることができ、地盤３０に結合体１１０が備えられた複数個の基礎パイル１０との間における電気比抵抗分布によって地盤３０の状態評価が可能である。すなわち、地下に地盤３０及び岩盤５０の特性と構造などを評価することができる。
【００５９】
信号測定部２００は、コア部１１１及び外側部１１３のそれぞれに連結されたコア部センサー２１０及び外側部センサー２２０を含む。信号測定部２００は、コア部センサー２１０及び外側部センサー２２０を保護するセンサーハウジング２３０をさらに含むことができる。
【００６０】
一実施例において、コア部センサー２１０は、Ｓ波またはＰ波モードの人工弾性波信号を測定し、外側部センサー２２０は、表面波または誘導波モードの人工弾性波信号を測定することが好ましい。センサー２１０、２２０の周波数帯域は、１ｋＨｚ〜１０００ｋＨｚであることが好ましい。
【００６１】
コア部１１１及び外側部１１３から発生した人工弾性波は、互いに異なる形態及び材料によって上部に到逹する弾性波速度及び弾性波モードが変わるようになる。当該弾性波の伝播特性によって測定センサーに到逹する信号の時間差が存在し、弾性波の時間差を逆算して破損の位置及び破損のサイズを評価することができる。
【００６２】
これにより、互いに異なる材料から構成されたコア部１１１及び外側部１１３から生成された人工弾性波信号が正確に測定され、測定データの分析結果の信頼度が増加することができる。
【００６３】
データ分析部３００は、信号感知装置３１０と、信号分析装置３２０と、損傷発生分析プログラム３３０と、を含むことが好ましい。
【００６４】
前記信号は、人工弾性波信号であって、データ分析部３００の信号感知装置３１０は、それぞれのコア部センサー２１０及び外側部センサー２２０からの人工弾性波信号のうち、有効な人工弾性波信号を感知することができる。
【００６５】
前記有効な人工弾性波信号は、既設定された振幅以上の人工弾性波信号であることが好ましい。すなわち、既設定された振幅未満の人工弾性波信号は、ノイズとして判断することが好ましい。
【００６６】
信号分析装置３２０は、有効な人工弾性波信号の時間差を逆算して結合体１１０の破損位置を推定することができる。損傷発生分析プログラム３３０は、結合体１１０の破損位置及び有効な人工弾性波データを活用して、基礎パイル１０の破壊部位４０の位置及びサイズを評価することができる。
【００６７】
図５ａ〜図５ｃをさらに参照して、本発明の信号分析装置３２０における時間差逆算方法を説明する。図５ａ〜図５ｃのそれぞれは、発明の一実施例による構造物の損傷位置推定装置のコア部１１１が第１の脆性材料から構成された場合、外側部１１３が延性材料から構成された場合、及び外側部１１３が第２の脆性材料から構成された場合において時間−電圧曲線形態を示すグラフである。
【００６８】
コア部センサー２１０によってＶ１及びｔ１に対するデータを得ることができ、これを時間−電圧曲線形態で示したことは、図５ａに示された通りである。ここで、コア部１１１の脆性材料は、第１の実施例及び第２の実施例において同一のものとして説明する。
【００６９】
外側部センサー２２０によってＶ２及びｔ２に対するデータを得ることができ、これを時間−電圧曲線形態で示したしたことは、図５ｂ〜５ｃに示された通りである。ここで、図５ｂの外側部１１３は延性材料から構成されたものであり、図５ｃの外側部１１３は第２の脆性材料から構成されたものである。
【００７０】
外側部が延性材料である場合、ｔ１＜ｔ２であり、脆性材料である場合、ｔ１＞ｔ２である。
【００７１】
これにより、以下の式１を使用して、図３に示されたような結合体１１０の破損発生部１２０の位置、すなわち、結合体１１０の上部からの深さｄ（ｄ＞０）を逆算することができる。
【００７２】
【数１】
2019101022.tif 000003
【００７３】
式１において、Ｖ１及びＶ２はコア部１１１及び外側部１１３の材料特性によって予め決まる値であり、ｔ１及びｔ２はコア部センサー２１０及び外側部センサー２２０によって測定された値である。
【００７４】
これにより、式１は、以下の式２で表現され得る。
【００７５】
【数２】
2019101022.tif 000004
【００７６】
従って、式２におけるｄは、以下の式３で求めることができる。
【００７７】
【数３】
2019101022.tif 000005
【００７８】
前記のような式３によって破損発生部１２０の位置を分析することができ、これに基づいて基礎パイル１０の破壊部位４０も推定が可能である。
【００７９】
次は、図６を参照して、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を説明する。図６は、本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法を示すフローチャートである。
【００８０】
本発明の一実施例による構造物の損傷位置推定方法は、外部作用によって基礎パイル１０の内部に形成された結合体１１０が破損して人工弾性波信号が生成されるステップＳ１００と、人工弾性波信号が結合体１１０のコア部１１１及び外側部１１３のそれぞれに連結されたコア部センサー２１０及び外側部センサー２２０によって測定されるステップＳ２００と、コア部センサー２１０及び外側部センサー２２０からのデータに基づいて基礎パイル１０に発生した損傷の  サイズ及び位置が分析されるステップＳ５００と、を含む。
【００８１】
人工弾性波信号が測定されるとＳ２００、既設定された増幅以上の有効な人工弾性波信号を感知するステップＳ３００において既設定された増幅未満の人工弾性波信号は、ノイズとして決定することができる。
【００８２】
有効な人工弾性波信号の時間差が分析されるステップＳ４００において結合体１１０の破損発生部１２０の位置が推定されることができ、これらのデータに基づいて基礎パイル１０に発生した損傷のサイズ及び位置が分析され得る（Ｓ５００）。
【００８３】
また、本発明の他の一実施例において、コア部１１１が脆性材料から構成され、外側部１１３が延性材料の導電体から構成され、地盤３０に結合体１１０が備えられた基礎パイル１０が複数個で設けられた場合に、外側部１１３に連結された電流電極及び電気比抵抗分析部５００によって地盤３０及び／または岩盤５０の電気比抵抗分布が分析されるステップをさらに含むことができる。これにより、地盤３０及び／または岩盤５０の電気比抵抗分布によって地盤３０及び／または岩盤５０の状態評価が可能である（図７参照）。
【００８４】
すなわち、構造物周辺地盤の電気比抵抗モニタリング（地下水位の変化及びシンクホールによる地下空洞など）も可能になる。
【００８５】
従って、本発明によれば、地中にある基礎構造物の直接的な損傷の位置及びサイズの評価が可能であり、２つだけの弾性波測定センサーを利用して、基礎の正確な損傷位置または損傷サイズの評価が可能である。
【符号の説明】
【００８６】
１０     基礎パイル
２０     前面基礎底
３０     地盤
４０     破壊部位
５０     岩盤
１００   信号生成部
１１０   結合体
１１１   コア部
１１２   隔離部
１１３   外側部
１２０   破損発生部
２００   信号測定部
２１０   コア部センサー
２２０   外側部センサー
２３０   センサーハウジング
３００   データ分析部
３１０   信号感知装置
３２０   信号分析装置
３３０   損傷発生分析プログラム
４００   結果表示部
５００   電気比抵抗分析部
【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５ａ】
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【図５ｂ】
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【図５ｃ】
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【図６】
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【図７】
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