(57)【要約】【課題】アンカーボルトの施工不良を簡単且つ的確に且つ定量的に評価する。【解決手段】診断装置は、コンクリート表面の弾性波検出用センサと、アンカーボルト露出部の弾性波検出用センサと、で受信した受信信号から、時間軸波形処理部４０によって時間軸波形Ｓ４４ａ，Ｓ４４ｂを求めると共に、周波数スペクトル処理部５０によって周波数スペクトルＳ５２ａ，Ｓ５２ｂを求める。時間軸波形Ｓ４４ａ，Ｓ４４ｂから、波形評価指標部６０によって波形エネルギー比ＳＲ及び波形継続時間ＴＣを求め、更に、周波数スペクトルＳ５２ａ，Ｓ５２ｂから、スペクトル評価指標部７０によってスペクトルの重心周波数ＳＣ、標準偏差ＳＤ、ピーク数ＳＰ及び相関係数ＣＦを求め、これらに、評価ポイント付与部８０によってポイントを付与し、アンカーボルトの施工不良を評価する。【選択図】図２０
2019056683.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断方法において、
前記導体棒の周囲のコンクリート表面に第１センサを配置すると共に、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に第２センサとコイルとを配置し、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生処理と、
前記弾性波を前記第１センサで受信して第１受信信号を生成すると共に、前記弾性波を前記第２センサで受信して第２受信信号を生成する受信処理と、
前記第１受信信号をフィルタ処理して第１時間軸波形、前記第２受信信号をフィルタ処理して第２時間軸波形、前記第１受信信号をフーリエ変換して第１周波数スペクトル、及び、前記第２受信信号をフーリエ変換して第２周波数スペクトル、をそれぞれ求めてデータ処理結果を出力するデータ処理と、
前記データ処理結果に基づき、複数の評価指標を求める評価指標処理と、
前記複数の評価指標に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与処理と、
を有することを特徴とするコンクリート構造物の診断方法。
【請求項２】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断方法において、
前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部にコイルを配置し、
一つのセンサを、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置するか又は前記導体棒の露出部に配置し、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生処理と、
前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する受信処理と、
前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形と、前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルと、をそれぞれ求めてデータ処理結果を出力するデータ処理と、
前記データ処理結果に基づき、導体棒のコンクリートへの施工不良を判定する判定処理と、
を有することを特徴とするコンクリート構造物の診断方法。
【請求項３】
前記判定処理が、
前記データ処理結果に基づき、複数の評価指標を求める評価指標処理と、
前記複数の評価指標に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与処理と、
を有することを特徴とする、請求項２に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項４】
前記評価指標処理では、
前記時間軸波形の最大振幅に対して所定の振幅に減衰するまでの波形継続時間の第２評価指標と、
前記周波数スペクトルにおけるスペクトルの重心周波数の第３評価指標と、
前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標と、
前記スペクトルのピーク数の第５評価指標と、
施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、
の一つ以上を求めることを特徴とする請求項３に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項５】
前記評価指標処理では、
前記第１時間軸波形の波形エネルギーと前記第２時間軸波形の波形エネルギーとの波形エネルギー比の第１評価指標と、
前記第１時間軸波形及び前記第２時間軸波形におけるそれぞれの最大振幅に対して所定の振幅に減衰するまでのそれぞれの波形継続時間の第２評価指標と、
前記第１周波数スペクトル及び前記第２周波数スペクトルにおけるそれぞれのスペクトルの重心周波数の第３評価指標と、
前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標と、
前記スペクトルのピーク数の第５評価指標と、
施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、
の一つ以上を求めることを特徴とする請求項１に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項６】
前記第２評価指標は、前記施工不良によって前記導体棒の固定が緩くなり、前記時間軸波形の収束時間が長くなる事象を表現するものであり、
前記第３評価指標は、前記施工不良によって前記周波数スペクトルが低周波側へシフトする事象を表現するものであり、
前記第４評価指標は、前記施工不良によって出現する前記周波数スペクトルの集中の度合いを表現するものであり、
前記第５評価指標は、前記導体棒が複雑な構造をしている場合の前記施工不良によって出現する複数の周波数スペクトルを表現するものであり、
前記第６評価指標は、前記施工不良によって出現する前記周波数スペクトルと複数の標準施工によるスペクトルを平均化したＦＦＴ波形との相関係数を表現するものである、
ことを特徴とする請求項４に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項７】
前記第１評価指標は、
前記コンクリート構造物の施工不良によって前記第１時間軸波形の波形エネルギーが小さくなり、前記第２時間軸波形の波形エネルギーが大きくなる事象を比により表現するものであり、
前記第２評価指標は、
前記施工不良によって前記導体棒の固定が緩くなり、前記第１時間軸波形及び前記第２時間軸波形の収束時間が長くなる事象を表現するものであり、
前記第３評価指標は、
前記施工不良によって前記第１周波数スペクトル及び前記第２周波数スペクトルが低周波側へシフトする事象を表現するものであり、
前記第４評価指標は、
前記施工不良によって出現する前記第１周波数スペクトル及び前記第２周波数スペクトルの集中の度合いを表現するものであり、
前記第５評価指標は、
前記導体棒が複雑な構造をしている場合の前記施工不良によって出現する複数の周波数スペクトルを表現するものであり、
前記第６評価指標は、
前記施工不良によって出現する前記第１周波数スペクトル及び／又は前記第２周波数スペクトルと複数の標準施工によるスペクトルを平均化したＦＦＴ波形との相関係数を表現するものである、
ことを特徴とする請求項５記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項８】
前記評価ポイント付与処理では、
前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び前記第６評価指標の一つ以上に対して、前記閾値を基準に前記評価ポイントをそれぞれ付与することを特徴とする、請求項３、４、６の何れかに記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項９】
前記評価ポイント付与処理では、
前記第１評価指標、前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び前記第６評価指標の一つ以上に対して、前記閾値を基準に前記評価ポイントをそれぞれ付与することを特徴とする、請求項７に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１０】
前記判定処理では、評価分析処理を行い、
前記評価分析処理では、前記データ処理結果に基づき、前記時間軸波形又は周波数スペクトルから、前もって既知のデータ処理結果により設定された学習結果に基づいて、標準施工又は施工不良を示す出力信号を出力することを特徴とする、請求項２に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１１】
前記評価分析処理が、前記データ処理結果を入力信号とする入力層と、前記出力信号を出力する出力層と、前記入力層と前記出力層との間に挿入され、前記入力層から判別用の教師信号が入力され前記出力層に教師信号を出力する少なくとも一つの中間層と、を含むニューラルネットワークにより行なわれることを特徴とする、請求項１０に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１２】
前記評価分析処理では、標準施工又は施工不良からなる二つの出力信号を出力することを特徴とする、請求項１１に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１３】
前記評価分析処理では、標準施工、少なくとも二つ以上の施工不良、からなる三つ以上の出力信号を出力することを特徴とする、請求項１１に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１４】
前記導体棒は、あと施工アンカーボルトを含む導電部材であることを特徴とする、請求項１から１３のいずれかに記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１５】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、
前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置された第１センサと、
前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置された第２センサ及びコイルと、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、
前記弾性波を前記第１センサで受信して第１受信信号を生成すると共に、前記弾性波を前記第２センサで受信して第２受信信号を生成する波形受信部と、
前記第１受信信号をフィルタ処理して第１時間軸波形及び前記第２受信信号をフィルタ処理して第２時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、
前記第１受信信号をフーリエ変換して第１周波数スペクトル及び前記第２受信信号をフーリエ変換して第２周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、
前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形エネルギー比の第１評価指標及び波形継続時間の第２評価指標を求める波形評価指標部と、
前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、
前記第１評価指標、前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物の診断装置。
【請求項１６】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、
前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、
前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置されるか、又は、前記導体棒の露出部に配置された一つのセンサと、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、
前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、
前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、
前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、
前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形継続時間の第２評価指標を求める波形評価指標部と、
前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、
前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物の診断装置。
【請求項１７】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、
前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、
前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置されたセンサ、又は、前記導体棒の露出部に配置されたセンサと、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、
前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、
前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形、又は前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトル、をそれぞれ求めるデータ処理部と、
前記データ処理部の処理結果に基づき、前記時間軸波形又は周波数スペクトルから、前もって既知のデータ処理結果により設定された学習結果に基づいて、標準施工又は施工不良を示す出力信号を出力する、評価分析部と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物の診断装置。
【請求項１８】
前記評価指標処理では、
前記時間軸波形の最大振幅に対して所定の振幅に減衰するまでの波形継続時間の第２評価指標と、
施工不良の時間軸波形と複数の標準施工の平均時間軸波形との相互相関関数の第７評価指数と、
前記周波数スペクトルにおけるスペクトルの重心周波数の第３評価指標と、
前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標と、
前記スペクトルのピーク数の第５評価指標と、
施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、
の一つ以上を求めることを特徴とする、請求項１または３に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項１９】
前記第７評価指標は、相互相関関数を構成する二つの関数の大きさにより正規化されていることを特徴とする、請求項１８に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項２０】
前記第２評価指標は、前記施工不良によって前記導体棒の固定が緩くなり、前記時間軸波形の収束時間が長くなる事象を表現するものであり、
前記第３評価指標は、前記施工不良によって前記周波数スペクトルが低周波側へシフトする事象を表現するものであり、
前記第４評価指標は、前記施工不良によって出現する前記周波数スペクトルの集中の度合いを表現するものであり、
前記第５評価指標は、前記導体棒が複雑な構造をしている場合の前記施工不良によって出現する複数の周波数スペクトルを表現するものであり、
前記第６評価指標は、前記施工不良によって出現する前記周波数スペクトルと複数の標準施工によるスペクトルを平均化したＦＦＴ波形との相関係数を表現するものであり、
前記第７評価指標は、前記施工不良の程度が大きいほど時間軸波形の形状に差異が出て相互相関関数が小さくなる事象を表現するものである、
ことを特徴とする、請求項１８または１９に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項２１】
前記評価ポイント付与処理では、
前記第２評価指標、前記第７評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び前記第６評価指標の一つ以上に対して、前記閾値を基準に前記評価ポイントをそれぞれ付与することを特徴とする、請求項１９または２０に記載のコンクリート構造物の診断方法。
【請求項２２】
コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、
前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、
前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置されるか、又は、前記導体棒の露出部に配置された一つのセンサと、
前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、
前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、
前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、
前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、
前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形継続時間の第２評価指標と、施工不良の時間軸波形と複数の標準施工の平均時間軸波形との相互相関関数の第７評価指標と、を求める波形評価指標部と、
前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、
前記第２評価指標、前記第７評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、
を備えることを特徴とするコンクリート構造物の診断装置。
【請求項２３】
前記導体棒は、あと施工アンカーボルトを含む導電部材であることを特徴とする請求項１５から１７及び２２の何れかに記載のコンクリート構造物の診断装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コンクリートに導体棒（例えば、アンカーボルト等）が部分的に埋め込まれたコンクリート構造物の診断方法及びその診断装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電磁パルス法を用いて、コンクリートに部分的に埋め込まれた導体棒の固着部における劣化等の不具合や欠陥を発見する非破壊検査技術が知られている。電磁パルス法とは、弾性波（音響）を利用した検査手法の一種であり、コイルにパルス大電流を印加することにより発生する「磁気的な力」を利用し、非接触で検査対象物の導体棒自身から弾性波を発生させ、その弾性波を受信・解析することで、対象物の状態を把握する非破壊検査技術である。
【０００３】
特許文献１、２等には、電磁パルス法を用いて、コンクリートに部分的に埋め込まれた導体棒（例えば、あと施工アンカーボルト）の固着部における劣化等の不具合や欠陥を診断するコンクリート構造物の診断方法が記載されている。あと施工アンカーボルトとは、コンクリートに下穴を開け、アンカーボルトを部分的に埋め込んで固定したものである。
【０００４】
特許文献１、２等に記載された診断方法では、コンクリートに部分的に埋め込まれたあと施工アンカーボルトを診断対象とし、そのアンカーボルトにおけるコンクリート表面から露出している露出部の周囲に、コイルを配置すると共に、そのアンカーボルトの周辺のコンクリート表面にセンサを配置する。そして、電源ユニットから出力されるパルス電流をコイルに流し、このコイルよりパルス磁場を発生させる。発生したパルス磁場は、アンカーボルトに作用し、弾性波が発生する。その弾性波は、コンクリート内部を通過し、コンクリート表面に設定したセンサで受信し、この受信結果を解析処理装置で解析することで、アンカーボルトの固着部における劣化等の不具合や欠陥の施工不良を診断している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−２２８３２４号公報
【特許文献２】特開２０１５−９９０６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来のコンクリート構造物の診断方法では、アンカーボルトの施工不良を評価する方法が充分に確立されていないので、解析処理装置で解析された解析結果を表示画面等に表示し、主として、検査員が見た目で、アンカーボルトの施工不良を判別している。そのため、検査員の経験等により、施工不良の判別精度にばらつきが生じるばかりか、その判別処理が煩雑で、不利不便であった。
【０００７】
そこで、本発明は、コンクリート構造物における施工不良の評価を確立することにより、簡単且つ的確に且つ定量的に評価することができるコンクリート構造物の診断方法及びその診断装置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】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１に記載のコンクリート構造物の診断方法は、コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断方法において、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に第１センサを配置すると共に、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に第２センサとコイルとを配置し、以下の処理を有している。
【０００９】
即ち、本発明の診断方法では、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生処理と、前記弾性波を前記第１センサで受信して第１受信信号を生成すると共に、前記弾性波を前記第２センサで受信して第２受信信号を生成する受信処理と、前記第１受信信号をフィルタ処理して第１時間軸波形、前記第２受信信号をフィルタ処理して第２時間軸波形、前記第１受信信号をフーリエ変換して第１周波数スペクトル及び前記第２受信信号をフーリエ変換して第２周波数スペクトル、をそれぞれ求めてデータ処理結果を出力するデータ処理と、前記データ処理結果に基づき、導体棒のコンクリートへの施工不良を判定する判定処理、即ち複数の評価指標を求める評価指標処理及び前記複数の評価指標に対して閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与処理と、を有することを特徴とする。
【００１０】
例えば、前記評価指標処理では、前記第１時間軸波形の波形エネルギーと前記第２時間軸波形の波形エネルギーとの波形エネルギー比の第１評価指標と、前記第１時間軸波形及び前記第２時間軸波形におけるそれぞれの波頭部の最大振幅に対して１０％未満に減衰するまでのそれぞれの波形継続時間の第２評価指標と、前記第１周波数スペクトル及び前記第２周波数スペクトルにおけるそれぞれのスペクトルの重心周波数の第３評価指標と、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標と、前記スペクトルのピーク数の第５評価指標と、施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上を求める。
【００１１】
また、本発明の請求項２に記載のコンクリート構造物の診断方法によれば、一つのセンサを、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置するか又は前記導体棒の露出部に配置することも可能であり、その場合は、第１評価指標を生成することはできないが、他の評価指標、即ち第２から第６の評価指標に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与することができる。
【００１２】
本発明の請求項１５に記載のコンクリート構造物の診断装置は、コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置された第１センサと、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置された第２センサ及びコイルと、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、前記弾性波を前記第１センサで受信して第１受信信号を生成すると共に前記弾性波を前記第２センサで受信して第２受信信号を生成する波形受信部と、を備えている。
【００１３】
更に、本発明の診断装置では、前記第１受信信号をフィルタ処理して第１時間軸波形、及び前記第２受信信号をフィルタ処理して第２時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、前記第１受信信号をフーリエ変換して第１周波数スペクトル及び前記第２受信信号をフーリエ変換して第２周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形エネルギー比の第１評価指標及び波形継続時間の第２評価指標を求める波形評価指標部と、前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、前記第１評価指標、前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、を備えることを特徴とする。
例えば、前記導体棒は、あと施工アンカーボルトを含む導電部材である。
【００１４】
また、本発明の請求項１６に記載のコンクリート構造物の診断装置は、コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置されるか、又は、前記導体棒の露出部の何れかに配置された一つのセンサと、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、を備えている。
【００１５】
更に、本発明の診断装置では、前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形継続時間の第２評価指標を求める波形評価指標部と、前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
また、上記目的を達成するために、本発明の請求項１０に記載のコンクリート構造物の診断方法は、コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断方法において、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部にコイルを配置し、導体棒の周囲のコンクリート表面にセンサを配置するか又は、導体棒の露出部にセンサを配置し、以下の処理を有している。
【００１７】
即ち、本発明の請求項１０に記載の診断方法では、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生処理と、前記弾性波をセンサで受信して受信信号を生成する受信処理と、前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形及び前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルをそれぞれ求めてデータ処理結果を出力するデータ処理と、前記データ処理結果に基づき、導体棒のコンクリートへの施工不良を判定する判定処理と、を有することを特徴とする。
そして、前記判定処理は、前記データ処理結果に基づき、前記時間軸波形又は周波数スペクトルから、前もって既知のデータ処理結果により設定された学習結果に基づいて、標準施工又は施工不良を示す出力信号を、出力する、評価分析処理を有する。
さらに、前記評価分析処理は、前記評価分析処理が、前記データ処理結果を入力信号とする入力層と、前記出力信号を出力する出力層と、前記入力層と前記出力層との間に挿入され、入力層から教師信号が入力され出力層に信号を出力する少なくとも一つの中間層と、を含むニューラルネットワークにより行なわれる。
【００１８】
本発明の請求項１７に記載のコンクリート構造物の診断装置は、コンクリートに導体棒が部分的に埋め込まれて構成されたコンクリート構造物の診断装置において、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置され、又は、前記導体棒の露出部に配置された一つのセンサと、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、を備えている。
【００１９】
さらに、本発明の請求項１７に記載の診断装置では、前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形、又は前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトル、をそれぞれ求めるデータ処理部と、前記データ処理部の処理結果に基づき、前記時間軸波形又は周波数スペクトルから、前もって既知のデータ処理結果により設定された学習結果に基づいて、標準施工又は施工不良を示す出力信号を出力する評価分析部と、を備えることを特徴とする。
【００２０】
本発明の請求項１８に記載のコンクリート構造物の診断方法は、請求項１または３に記載のコンクリート構造物の診断方法において、前記評価指標処理では、前記時間軸波形の最大振幅に対して所定の振幅に減衰するまでの波形継続時間の第２評価指標と、
施工不良の時間軸波形と複数の標準施工の平均時間軸波形との相互相関関数の第７評価指数と、
前記周波数スペクトルにおけるスペクトルの重心周波数の第３評価指標と、
前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標と、
前記スペクトルのピーク数の第５評価指標と、
施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、
の一つ以上を求めることを特徴とする。
【００２１】
さらに好ましくは、第７評価指標は、相互相関関数を構成する二つの関数の大きさにより正規化されている。
【００２２】
ここで、第２評価指標は、施工不良によって導体棒の固定が緩くなり、時間軸波形の収束時間が長くなる事象を表現するものであり、第３評価指標は、施工不良によって周波数スペクトルが低周波側へシフトする事象を表現するものであり、第４評価指標は、施工不良によって出現する周波数スペクトルの集中の度合いを表現するものであり、第５評価指標は、導体棒が複雑な構造をしている場合の施工不良によって出現する複数の周波数スペクトルを表現するものであり、第６評価指標は、施工不良によって出現する周波数スペクトルと複数の標準施工によるスペクトルを平均化したＦＦＴ波形との相関係数を表現するものであり、第７評価指標は、施工不良の程度が大きいほど時間軸波形の形状に差異が出て相互相関関数が小さくなる事象を表現するものである。
【００２３】
上記目的を達成するために、本発明の請求項２２に記載のコンクリート構造物の診断装置は、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置された第１センサと、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置された第２センサ及びコイルと、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、前記弾性波を前記第１センサで受信して第１受信信号を生成すると共に前記弾性波を前記第２センサで受信して第２受信信号を生成する波形受信部と、を備えている。
【００２４】
更に、本発明の診断装置では、前記導体棒における前記コンクリート表面から露出している露出部に配置されたコイルと、前記導体棒の周囲のコンクリート表面に配置されるか、又は、前記導体棒の露出部の何れかに配置された一つのセンサと、前記コイルにパルス電流を流して前記コイルよりパルス磁場を発生させ、前記パルス磁場を前記導体棒に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段と、前記弾性波を前記センサで受信して受信信号を生成する波形受信部と、を備えている。
【００２５】
更に、本発明の診断装置では、前記受信信号をフィルタ処理して時間軸波形を求める時間軸波形処理部と、前記受信信号をフーリエ変換して周波数スペクトルを求める周波数スペクトル処理部と、前記時間軸波形処理部の処理結果に基づき、波形継続時間の第２評価指標と、施工不良の時間軸波形と複数の標準施工の平均時間軸波形との相互相関関数、好ましくは正規化した相互相関関数の第７評価指標と、を求める波形評価指標部と、前記周波数スペクトル処理部の処理結果に基づき、スペクトルの重心周波数の第３評価指標、前記スペクトルの標準偏差の第４評価指標及び前記スペクトルのピーク数の第５評価指標を求めるスペクトル評価指標部と、前記第２評価指標、前記第３評価指標、前記第４評価指標、前記第５評価指標及び施工不良のスペクトルと複数の標準施工の平均スペクトルとの相関係数の第６評価指標と、の一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与部と、を備えることを特徴とする。
例えば、前記導体棒は、あと施工アンカーボルトを含む導電部材である。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の請求項１に記載のコンクリート構造物の診断方法及び請求項１５に記載の診断装置によれば、コンクリート表面で受信した第１センサの第１受信信号と、コンクリート表面から露出している導体棒の露出部で受信した第２センサの第２受信信号と、から複数の評価指標をポイント化し、コンクリート構造物の施工不良を評価するようにしたので、コンクリート構造物の施工不良を簡単且つ的確に評価することができる。
また、本発明の請求項２に記載のコンクリート構造物の診断方法及び請求項１６に記載の診断装置の構成によれば、弾性波を検出するセンサが一個で済むので、製造コストが低く、その後のデータ処理も簡素化されることになる。
さらに、本発明の請求項１０に記載のコンクリート構造物の診断方法及び請求項１７に記載の診断装置の構成によれば、データ処理結果を評価分析処理で処理して施工不良の識別を行なう場合には、前記データ処理結果に基づいて、学習結果により閾値を設定することなく、例えば導体棒の露出部分のみにセンサを設けて、当該センサからの検出データに基づいて、導体棒の施工不良を識別することができる。その際、標準施工と施工不良を識別するための閾値を設定する必要がなく、また施工不良の種類をも識別することが可能となる。
また、本発明の請求項１８に記載のコンクリート構造物の診断方法及び請求項２２に記載の診断装置の構成によれば、センサにより検出した弾性波の時間軸波形に基づいて、コンクリート構造物の施工不良を評価するようにしたので、位相ずれがあっても、位相ずれの影響を大きく受けるようなことなく、相関を計算することができ、コンクリート構造物の施工不良をより正確に評価することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の実施例１におけるコンクリート建造物の診断装置を示す概略の構成図である。
【図２】図１中の情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３】図１の弾性波の測定条件を示す図である。
【図４】図１の弾性波の測定条件を示す図である。
【図５】コンクリート構造物として作製した試験体を示す平面図である。
【図６】図５の試験体に埋め込んだ接着系樹脂カプセル式のアンカーボルトを示す拡大側面図である。
【図７】コンクリート構造物として作製した他の試験体を示す平面図である。
【図８】図７の試験体に埋め込んだ金属系スリーブ拡張式のアンカーボルトを示す拡大側面図である。
【図９】本発明の実施例１におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。
【図１０】図２中の波形エネルギー比の説明図である。
【図１１】図２中の波形エネルギー比の説明図である。
【図１２】図２中の波形継続時間の説明図である。
【図１３】図２中のスペクトルの重心周波数の説明図である。
【図１４】図２中のスペクトルの標準偏差の説明図である。
【図１５】図２中のスペクトルのピーク数の説明図である。
【図１６】図２中の波形エネルギー比における評価ポイントの付け方を説明する図である。
【図１７】図２中の波形継続時間における評価ポイントの付け方を説明する図である。
【図１８】閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。
【図１９】施工不良例の評価ポイントグラフを示す図である。
【図２０】本発明の実施例２におけるコンクリート建造物の診断装置を示す機能ブロック図である。
【図２１】実施例２におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。
【図２２】評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときのＦＦＴ波形を示す図である。
【図２３】評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときのＦＦＴ波形の平均を示す図である。
【図２４】新たな評価対象を標準施工としたときのＦＦＴ波形と、標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）とのＦＦＴ波形の比較を示す図である。
【図２５】評価対象を施工不良としたときのＦＦＴ波形と、標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）とのＦＦＴ波形の比較を示す図である。
【図２６】実施例２の閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。
【図２７】実施例２の施工不良例の評価ポイントグラフを示す図である。
【図２８】本発明の実施例３におけるコンクリート建造物の診断装置を示す概略の構成図である。
【図２９】図２８中の情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３０】図２８の弾性波の測定条件を示す図である。
【図３１】図２８の弾性波の測定条件を示す図である。
【図３２】本発明の実施例３におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。
【図３３】閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。
【図３４】本発明の実施例４における図２９と同様の情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図３５】図３４中の評価分析装置の第一の構成例を示す概略図である。
【図３６】図３５の評価分析装置で使用される教師信号の一例を示す概略図である。
【図３７】図３５の評価分析装置における識別結果を示す概略図である。
【図３８】図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の標準施工時の入力データを示すグラフである。
【図３９】図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の奥充填施工時の入力データを示すグラフである。
【図４０】図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の手前充填施工時の入力データを示すグラフである。
【図４１】図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の標準施工時の入力データを示すグラフである。
【図４２】図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の奥充填施工時の入力データを示すグラフである。
【図４３】図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の手前充填施工時の入力データを示すグラフである。
【図４４】図３４中の評価分析装置の変形例を示す概略図である。
【図４５】図４４の評価分析装置で使用される教師信号の一例を示す概略図である。
【図４６】図４４の評価分析装置における識別結果を示す概略図である。
【図４７】実施例５における図２９と同様の情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【図４８】実施例５におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。
【図４９】評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときの時間軸波形を示す図である。
【図５０】評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときの時間軸波形の平均を示す図である。
【図５１】新たな評価対象を標準施工としたときの、（Ａ）は時間軸波形、（Ｂ）は図５０の平均時間軸波形との相互相関関数、（Ｃ）は正規化相互相関関数を示す図である。
【図５２】新たな評価対象を施工不良としたときの、（Ａ）は時間軸波形、（Ｂ）は図５０の平均時間軸波形との相互相関関数、（Ｃ）は正規化相互相関関数を示す図である。
【図５３】実施例５の閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。
【図５４】実施例５の施工不良例の評価ポイントグラフを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明を実施するための形態は、以下の好ましい実施例の説明を添付図面と照らし合わせて読むと、明らかになるであろう。但し、図面はもっぱら解説のためのものであって、本発明の範囲を限定するものではない。
【実施例１】
【００２９】
（コンクリート建造物の診断装置）
【００３０】
図１（ａ）、（ｂ）は、本発明の実施例１におけるコンクリート建造物の診断装置を示
す概略の構成図であり、同図（ａ）は診断装置全体の構成図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）中の波形受信部（例えば、アナログ／デジタル変換装置、以下「ＡＤ変換装置」という。）の構成図であり、図２は、図１中の情報処理装置の構成例を示す機能ブロック図である。
【００３１】
図１（ａ）に示すように、コンクリート建造物の診断装置は、コンクリート１に部分的に埋め込まれた導体棒（例えば、あと施工アンカーボルト）１０を診断対象とし、そのあと施工アンカーボルト１０の埋め込まれた固着部における劣化等の不具合や欠陥を診断する装置である。あと施工アンカーボルト１０とは、コンクリート１に下穴を開け、そのアンカーボルト１０を部分的に埋め込んで固定するものである。アンカーボルト１０の周囲のコンクリート１の表面上には、弾性波を検出するための複数の第１センサ（例えば、ＡＥ（Acoustic Emission）センサ）２１−１〜２１−４が配置され、例えば、樹脂接着工具（グルーガン）等で固定されている。
【００３２】
複数のセンサ２１−１〜２１−４は、アンカーボルト１０を中心にした円周上に、例えば、９０°間隔で４個、コンクリート表面上に固定されている。アンカーボルト１０において、コンクリート表面から露出している露出部の上端には、弾性波を検出するための第２センサ（例えば、小型のＡＥセンサ）２２が配置され、グルーガン等で固定されている。
更に、アンカーボルト１０の露出部の周囲には、パルス磁場を発生させるためのコイル（例えば、リングコイル）２３が配置されている。コイル２３の上端は、例えば、アンカーボルト１０の上端と一致するように設置されている。
【００３３】
コイル２３には、ケーブルを介してパルス電流発生用のコイルユニット２４が接続されている。更に、コイルユニット２４には、ケーブルを介して電源電力供給用の電磁パルス電源２５が接続されている。コイルユニット２４及び電磁パルス電源２５は、コイル２３にパルス電流を流してこのコイル２３からパルス磁場を発生させ、このパルス磁場をアンカーボルト１０に作用させて弾性波を発生させる弾性波発生手段を構成している。
【００３４】
複数のセンサ２１−１〜２１−４，２２には、ケーブルを介して、波形受信部としてのＡＤ変換装置２６が接続されている。ＡＤ変換装置２６は、センサ２１−１〜２１−４で受信したアナログの弾性波信号を増幅した後にデジタル信号からなる第１受信信号Ｓ２６ａに変換すると共に、センサ２２で受信したアナログの弾性波信号を増幅した後にデジタル信号からなる第２受信信号Ｓ２６ｂに変換する装置である。
【００３５】
図１（ｂ）に示すように、ＡＤ変換装置２６は、例えば、アナログの弾性波信号を、サンプリング周波数１００ＭＨｚ、データ長１０ｍｓにてデジタル信号に変換している。このＡＤ変換装置２６には、信号線を介して情報処理装置３０が接続されている。情報処理装置３０は、入力される受信信号Ｓ２６ａ，Ｓ２６ｂを演算して、アンカーボルト１０の固着部における劣化等の不具合や欠陥を評価するための装置であり、例えば、パーソナルコンピュータ（パソコン）等で構成されている。
【００３６】
図３（ａ）、（ｂ）及び図４（ａ）、（ｂ）は、図１の弾性波の測定条件を示す図である。
【００３７】
図１中のあと施工アンカーボルト１０は、コンクリート１に下穴を開け、この下穴にアンカーボルト１０を部分的に埋め込んで固定するものであり、用途によって多くの種類（例えば、接着系アンカーボルト、金属系アンカーボルト、その他のアンカーボルト類）がある。接着系アンカーボルトは、母材に予め開けた下穴に充填したカプセル方式又は注入方式の接着剤が化学反応により硬化し、定着部を物理的に固着するものであり、これには接着系樹脂カプセル定着、無機チューブ定着、樹脂注入式定着等の固着方式がある。金属系アンカーボルトは、金属拡張アンカーボルト（例えば、金属系スリーブ拡張式等）とその他の金属系アンカーボルトとに分かれる。金属系スリーブ拡張式のアンカーボルトは、母材に予め開けた下穴の中で、その拡張部であるスリーブが開き、下穴の内壁に機械的に固着するものである。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）には、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａを用いた測定条件の例が示され、同図（ａ）はアンカーボルト周辺の斜視図、及び、同図（ｂ）はアンカーボルトの拡大側面図である。
【００３９】
図３（ａ）に示すように、コンクリート用センサ２１−１〜２１−４は、例えば、重さ７０ｇのＡＥセンサである。アンカーボルト１０Ａの露出部用センサ２２は、例えば、重さ８ｇの小型ＡＥセンサである。アンカーボルト１０Ａとセンサ２１−１〜２１−４との間は、例えば、１００ｍｍである。５個のセンサ２１−１〜２１−４，２２は、例えば、グルーガンで固定されており、同時に測定する。センサ２１−１〜２１−４の測定は同時に限らず、１個ずつ順次に測定してもよい。
【００４０】
図３（ｂ）に示すように、コンクリート１には、下穴２が開けられている。下穴２は、例えば、口径φが１９ｍｍ、深さが１３０ｍｍであり、この中に接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａが挿入され、下穴２に挿入されたカプセルから流出した樹脂３により固着される。アンカーボルト１０Ａは、例えば、直径Ｍが１６ｍｍ、長さが２３０ｍｍのクロムモリブデン鋼（ＳＮＢ７）で作られている。アンカーボルト１０Ａは、例えば、下穴２内に挿入される長さ１３０ｍｍの固着部１１と、コンクリート表面から露出する長さ１００ｍｍの露出部１２と、により構成されている。
【００４１】
図４（ａ）、（ｂ）には、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを用いた測定条件の例が示され、同図（ａ）はアンカーボルト周辺の斜視図、及び、同図（ｂ）はアンカーボルトの拡大側面図である。
【００４２】
図４（ａ）に示すように、コンクリート用センサ２１−１〜２１−４は、図３（ａ）と同様に、例えば、重さ７０ｇのＡＥセンサである。アンカーボルト１０Ｂの露出部１５の上端には、静磁場印加用のマグネット（磁石）２７を介して、センサ２２が配置されている。マグネット２７は、コイル２３に発生するパルス磁場を補強するために、アンカーボルト１０Ｂの軸方向にバイアスの静磁場を印加するためのものである。図３（ａ）と同様に、センサ２２は、例えば、重さ８ｇの小型ＡＥセンサである。アンカーボルト１０Ｂとセンサ２１−１〜２１−４との間は、例えば、１００ｍｍである。５個のセンサ２１−１〜２１−４，２２及びマグネット２７は、例えば、グルーガンで固定されている。５個のセンサ２１−１〜２１−４，２２は、同時に測定する。センサ２１−１〜２１−４の測定は同時に限らず、１個ずつ順次に測定してもよい。
【００４３】
図４（ｂ）に示すように、コンクリート１には、下穴２が開けられている。下穴２は、例えば、口径φが３５ｍｍ、深さが１５５ｍｍであり、この中に金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂが打ち込まれて固着される。アンカーボルト１０Ｂは、例えば、直径Ｍが２４ｍｍ、長さが２３０ｍｍのステンレス鋼（ＳＵＳ材）で作られている。そのため、磁場補強用のマグネット２７が使用される。アンカーボルト１０Ｂは、例えば、下穴２内に打ち込まれる長さ１４０ｍｍの金属系スリーブ１３と、このスリーブ１３内に挿着される長さ１５５ｍｍの固着部１４と、コンクリート表面から露出する長さ７５ｍｍの露出部１５と、により構成されている。スリーブ１３の頭部の深さは、例えば、打ち込み前が２０ｍｍ、打ち込み後の深さが０．７ｍｍ〜２．８ｍｍになっている。
【００４４】
図２は、図１中の情報処理装置３０の構成例を示す機能ブロック図である。
この情報処理装置３０は、ＡＤ変換装置２６から出力される第１受信信号Ｓ２６ａ及び第２受信信号Ｓ２６ｂに対してデータ処理を行う時間軸波形処理部４０及び周波数スペクトル処理部５０と、その時間軸波形処理部４０の出力側に接続された波形評価指標部６０と、その周波数スペクトル処理部５０の出力側に接続されたスペクトル評価指標部７０と、その波形評価指標部６０及びスペクトル評価指標部７０の出力側に接続された評価ポイント付与部８０と、を備えている。
【００４５】
時間軸波形処理部４０は、ＡＤ変換装置２６から出力される第１受信信号Ｓ２６ａ及び第２受信信号Ｓ２６ｂを入力し、その第１受信信号Ｓ２６ａをフィルタ処理して第１時間軸波形Ｓ４４ａの信号を求めると共に、その第２受信信号Ｓ２６ｂをフィルタ処理して第２時間軸波形Ｓ４４ｂの信号を求めるものである。時間軸波形処理部４０は、例えば、受信信号Ｓ２６ａ，Ｓ２６ｂの低周波成分のみを通過させる２ＭＨｚのローパスフィルタ（以下「ＬＰＦ」という。）４１と、このＬＰＦ４１の出力信号をテキストファイル（例えば、ＣＳＶ（Comma Separated Values）ファイル）に変換するファイル変換部４２と、このファイル変換後の信号に対して処理を簡略化するための間引きを行う間引き部４３と、この間引き後の信号の高周波成分のみを通過させる２．５ｋＨｚのハイパスフィルタ（以下「ＨＰＦ」という。）４４と、を有している。ＨＰＦ４４では、例えば、サンプリング周波数１ＭＨｚ、データ長１０ｍｓの第１時間軸波形Ｓ４４ａ及び第２時間軸波形Ｓ４４ｂの信号を出力する機能を有している。
【００４６】
周波数スペクトル処理部５０は、ＡＤ変換装置２６から出力される第１受信信号Ｓ２６ａ及び第２受信信号Ｓ２６ｂを入力し、その受信信号Ｓ２６ａをフーリエ変換（例えば、高速フーリエ変換、以下「ＦＦＴ」という。）して第１周波数スペクトルを求めると共に、その受信信号Ｓ２６ｂをＦＦＴして第２周波数スペクトルを求めるＦＦＴ部５１と、このＦＦＴ部５１から出力される第１、第２周波数スペクトルをテキストファイル（例えば、ＣＳＶファイル）に変換するファイル変換部５２と、を有している。テキストファイルに変換された第１周波数スペクトルＳ５２ａ及び第２周波数スペクトルＳ５２ｂは、例えば、周波数範囲が０〜５０ｋＨｚ、周波数分解能が２００Ｈｚ、及び、ＦＦＴポイント数が２５０である。
【００４７】
波形評価指標部６０は、ＨＰＦ４４から出力される第１、第２時間軸波形Ｓ４４ａ，Ｓ４４ｂの信号に基づき、波形エネルギー比ＳＲの第１評価指標ＥＩ１、及び波形継続時間ＴＣの第２評価指標ＥＩ２を求めるものである。スペクトル評価指標部７０は、ファイル変換後の第１、第２周波数スペクトルＳ５２ａ，Ｓ５２ｂの信号に基づき、スペクトルの重心周波数ＳＣの第３評価指標ＥＩ３、そのスペクトルの標準偏差ＳＤの第４評価指標ＥＩ４、及びそのスペクトルのピーク数ＳＰの第５評価指標ＥＩ５を求めるものである。
【００４８】
ここで、第１評価指標ＥＩ１となる波形エネルギー比ＳＲは、コンクリート表面の波形エネルギーとアンカーボルト露出部の波形エネルギーとの比であり、施工不良によってコンクリート表面の波形エネルギーが小さくなり、アンカーボルト露出部の波形エネルギーが大きくなる事象を比により表現している。第２評価指標ＥＩ２となる波形継続時間ＴＣは、時間軸波形で波頭部の最大振幅に対して例えば１０％未満に減衰するまでの時間であり、施工不良によってアンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの拘束が緩くなり、時間軸波形の収束時間が長くなる事象を表現している。第３評価指標ＥＩ３となるスペクトルの重心周波数ＳＣは、特定の周波数スペクトルの重心周波数であり、施工不良によって周波数スペクトルが低周波側へシフトする事象を表現している。第４評価指標ＥＩ４となるスペクトルの標準偏差ＳＤは、特定の周波数スペクトルのピークの尖り方であり、施工不良によって出現する周波数スペクトルの集中の度合いを表現している。更に、第５評価指標ＥＩ５となるスペクトルのピーク数ＳＰは、周波数スペクトルのピーク数であり、特に複雑な構造をした機械式アンカーボルト（例えば、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂ）の施工不良によって出現する複数の周波数スペクトルのピーク数を表現している。
【００４９】
波形評価指標部６０及びスペクトル評価指標部７０の出力側に接続された評価ポイント付与部８０は、入力される第１、第２、第３、第４、第５評価指標ＥＩ１〜ＥＩ５の一つ以上に対し、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与してその評価ポイントの合計等を表示するものである。
【００５０】
（コンクリート建造物の診断方法）
【００５１】
図５は、コンクリート構造物として作製した試験体５Ａを示す平面図である。
試験体５Ａとして、トンネルの天井板を固定する接着系のあと施工アンカーボルトを想定し、直方体のコンクリート１Ａ（例えば、横１８００ｍｍ、縦９００ｍｍ）に、複数本（例えば、１８本）の接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａを、施工条件を異ならせて上向きに埋め込んだ。コンクリート１Ａの平面において、施工条件の異なる３種類（Ｎｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３）のアンカーボルト１０Ａを縦方向に配置し、横方向に６本のアンカーボルト１０Ａをそれぞれ配置した。各アンカーボルト１０Ａの配置間隔は、例えば、２５０ｍｍである。横方向に配置された各６本のアンカーボルト１０Ａは、上方視において、２７０°側から９０°方向に１〜６の符号が付されている。
【００５２】
３種類（Ｎｏ１，Ｎｏ２，Ｎｏ３）のアンカーボルト１０Ａのうち、種類Ｎｏ１は標準施工のもの、種類Ｎｏ２は下穴２Ａが深いために先端カプセルが残っているもの、種類Ｎｏ３は予想定着長が４０ｍｍであって樹脂量が少ないものである。
【００５３】
図６（ａ）〜（ｃ）は、図５の試験体１Ａに埋め込んだ接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａを示す拡大側面図である。
【００５４】
図６（ａ）に示す種類Ｎｏ１のアンカーボルト１０Ａは、標準施工のものであって、図３（ｂ）と同様に、例えば、クロムモリブデン鋼（ＳＮＢ７）で作られ、直径Ｍが１６ｍｍ、長さが２３０ｍｍである。アンカーボルト１０Ａは、コンクリート１Ａに開けられた下穴２Ａ（例えば、口径１９ｍｍ、深さ１３０ｍｍ）内に、樹脂カプセル４の樹脂３で定着されている。
【００５５】
図６（ｂ）に示す種類Ｎｏ２のアンカーボルト１０Ａは、図６（ａ）のものと同一寸法であるが、下穴２Ａが深い（例えば、口径１９ｍｍ、深さが１８０ｍｍ）ので、先端に樹脂カプセル４が残り、施工不良状態になっている。
【００５６】
又、図６（ｃ）に示す種類Ｎｏ３のアンカーボルト１０Ａ及び下穴２Ａは、図６（ａ）のものと同一寸法であるが、樹脂カプセル４が下穴２Ａ奥側のひび割れに浸入して樹脂量が減少する不良を模擬するために、樹脂カプセル４を意図的に切断して施工したので、樹脂３が減少し、例えば、奥側９０ｍｍに空気溜まり６が生じ、予想定着長が４０ｍｍになっている。空気溜まり６の箇所は、例えば、ポリエチレンスリーブ及び発泡ウレタンシートを巻きつけて、樹脂３が浸入しないようにして、施工不良状態を再現している。
【００５７】
図７は、コンクリート構造物として作製した他の試験体５Ｂを示す平面図である。
他の試験体５Ｂとして、トンネルのジェットファンを固定する金属系のあと施工アンカーボルトを想定し、図５の直方体のコンクリート１Ａと同一寸法の直方体のコンクリート１Ｂに、複数本（例えば、１８本）の金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを、施工条件を異ならせて下向きに埋め込んだ。コンクリート１Ｂの平面において、施工条件の異なる３種類（Ｎｏ４，Ｎｏ５，Ｎｏ６）のアンカーボルト１０Ｂを縦方向に配置し、横方向に６本のアンカーボルト１０Ｂをそれぞれ配置した。各アンカーボルト１０Ｂの配置間隔は、図５と同一である。横方向に配置された各６本のアンカーボルト１０Ｂは、図５と同様に、２７０°側から９０°方向に１〜６の符号が付されている。なお、１〜３番のアンカーボルト１０Ｂは、引き抜き試験実施済であり、それぞれの施工で、４〜６番の３本のアンカーボルト１０Ｂを診断する。
【００５８】
３種類（Ｎｏ４，Ｎｏ５，Ｎｏ６）のアンカーボルト１０Ｂのうち、種類Ｎｏ４は標準施工のもの（例えば、下穴２Ｂの口径φが３５ｍｍ、深さが１５５ｍｍ）、種類Ｎｏ５は下穴２Ｂの口径φが拡大しているもの（例えば、３８ｍｍ）、種類Ｎｏ６は下穴２Ｂが深い（例えば、１７０ｍｍ）ために打ち込み不良になっているものである。
【００５９】
図８（ａ）〜（ｃ）は、図７の試験体５Ｂに埋め込んだ金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを示す拡大側面図である。
図８（ａ）に示す種類Ｎｏ４のアンカーボルト１０Ｂは、標準施工のものであって、図４（ｂ）と同様に、例えば、ステンレス材（ＳＵＳ材）で作られ、直径Ｍが２４ｍｍ、長さが２３０ｍｍである。アンカーボルト１０Ｂは、直方体のコンクリート１Ｂに開けられた下穴２Ｂ（例えば、口径３５ｍｍ、深さ１５５ｍｍ）内に、拡張した金属スリーブ１３で定着されている。例えば、金属スリーブ１３の上端は、打ち込み前は、露出部上端から５５ｍｍの位置にあり、打ち込み後は、コンクリート１Ｂの表面から、０．７ｍｍ〜２．８ｍｍの深さになっている。
【００６０】
図８（ｂ）に示す種類Ｎｏ５のアンカーボルト１０Ｂは、図８（ａ）のものと同一寸法であるが、下穴２Ｂの口径φが拡大しているので（例えば、３８ｍｍ）、打ち込み後の金属スリーブ１３の上端が、コンクリート１Ｂの表面から例えば６．６ｍｍ〜８．７ｍｍの深さになっている。
【００６１】
又、図８（ｃ）に示す種類Ｎｏ６のアンカーボルト１０Ｂは、図８（ａ）のものと同一寸法であるが、下穴２Ｂの深さが大きいので（例えば、口径φは図８（ａ）と同一の３５ｍｍであるが、深さが１７０ｍｍと大きい）、打ち込み不良状態になっている。
【００６２】
このような図５及び図７の試験体５Ａ，５Ｂを用いた本実施例１の診断方法を以下説明する。
【００６３】
図９は、本発明の実施例１におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。
このコンクリート建造物の診断方法では、以下の弾性波発生処理ＳＴ１、受信処理ＳＴ２、データ処理ＳＴ３、評価指標処理ＳＴ４、及び、評価ポイント付与処理ＳＴ５が順に行われる。
【００６４】
（Ｉ）  弾性波発生処理ＳＴ１
予め、図５及び図７の試験体５Ａ，５Ｂと図１〜図４の診断装置とを用意し、電磁パルス電源２５をオン状態にして処理を開始する。電磁パルス電源２５から電源電力が出力されてコイルユニット２４へ供給される。コイルユニット２４からパルス電流が出力され、このパルス電流が、アンカーボルト露出部１２，１５に配置されたコイル２３に流れる。すると、コイル２３からパルス磁場が発生し、アンカーボルト１０（即ち、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａ）が振動して弾性波が発生する。金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂの場合には、マグネット２７から静磁場が発生しているので、この静磁場をバイアスとしてコイル２３からパルス磁場が発生し、アンカーボルト１０Ｂが振動して弾性波が発生する。発生した弾性波は、コンクリート１Ａ，１Ｂの内部を通過し、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの周囲のコンクリート表面へと伝播していく。
【００６５】
（ＩＩ）  受信処理ＳＴ２
コンクリート表面に伝播した弾性波は、コンクリート表面に配置された複数のセンサ２１−１〜２１−４により受信される。同時に、アンカーボルト露出部１２，１５に配置されたセンサ２２により、そのアンカーボルト露出部１２，１５から発生した弾性波が受信される。複数のセンサ２１−１〜２１−４により受信されたアナログの受信信号と、センサ２２により受信されたアナログの受信信号と、がＡＤ変換装置２６へ送られる。ＡＤ変換装置２６では、例えば、複数のセンサ２１−１〜２１−４から供給されるアナログの受信信号を、サンプリング周波数１００ＭＨｚ、データ長１０ｍｓにて、デジタル信号に変換し、第１受信信号Ｓ２６ａを情報処理装置３０へ出力すると共に、センサ２２から供給されるアナログの受信信号をデジタル信号に変換し、第２受信信号Ｓ２６ｂを情報処理装置３０へ出力する。
【００６６】
（ＩＩＩ）  データ処理ＳＴ３
情報処理装置３０内の時間軸波形処理部４０及び周波数スペクトル処理部５０において、時間軸波形処理部４０による時間軸波形処理ＳＴ３ａと、周波数スペクトル処理部５０による周波数スペクトル処理ＳＴ３ｂと、からなるデータ処理ＳＴ３が行われる。
【００６７】
即ち、時間軸波形処理部４０において、入力された第１受信信号Ｓ２６ａ及び第２受信信号Ｓ２６ｂは、２ＭＨｚのＬＰＦ４１によって高周波成分が除去され、ファイル変換部４２によってＣＳＶファイルに変換される。変換されたＣＳＶファイルは、間引き部４３によってデータが間引かれ、２．５ｋＨｚのＨＰＦ４４によって低周波成分が除去され、サンプリング周波数１ＭＨｚ、データ長１０ｍｓの第１時間軸波形Ｓ４４ａ及び第２時間軸波形Ｓ４４ｂの信号が生成され、波形評価指標部６０へ出力される。
【００６８】
更に、周波数スペクトル処理部５０において、入力された第１受信信号Ｓ２６ａ及び第２受信信号Ｓ２６ｂは、ＦＦＴ部５１によって高速フーリエ変換が行われ、周波数スペクトルの信号が生成される。生成された周波数スペクトルの信号は、ファイル変換部５２によってＣＳＶファイルに変換され、周波数範囲０〜５０ｋＨｚ、周波数分解能２００Ｈｚ、及びＦＦＴポイント数２５０の第１周波数スペクトルＳ５２ａ及び第２周波数スペクトルＳ５２ｂの信号が生成され、スペクトル評価指標部７０へ出力される。
【００６９】
（ＩＶ）  評価指標処理ＳＴ４
波形評価指標部６０及びスペクトル評価指標部７０では、以下のようにして評価指標処理ＳＴ４を行い、第１時間軸波形の波形エネルギーと第２時間軸波形の波形エネルギーとの波形エネルギー比ＳＲの第１評価指標ＥＩ１と、第１時間軸波形及び第２時間軸波形におけるそれぞれの波頭部の最大振幅に対して例えば１０％未満に減衰するまでのそれぞれの波形継続時間ＴＣの第２評価指標ＥＩ２と、第１周波数スペクトル及び第２周波数スペクトルにおけるそれぞれのスペクトルの重心周波数ＳＣの第３評価指標ＥＩ３と、スペクトルの標準偏差ＳＤの第４評価指標ＥＩ４と、スペクトルのピーク数ＳＰの第５評価指標ＥＩ５と、を求める。第１時間軸波形及び第２時間軸波形におけるそれぞれの波形継続時間ＴＣの第２評価指標ＥＩ２は、例として波頭部の最大振幅としたが、第１時間軸波形及び／又は第２時間軸波形における波形中の最大振幅としてもよい。又、減衰するまでの波形継続時間ＴＣは、１０％未満に限らず所定の振幅に設定してもよい。
【００７０】
図１０（ａ）、（ｂ）及び図１１（ａ）、（ｂ）は、図２中の波形エネルギー比ＳＲの説明図である。
図１０（ａ）はコンクリート表面の波形エネルギーを示す波形図、及び、図１０（ｂ）はアンカーボルト露出部１２，１５の波形エネルギーを示す波形図である。図１０（ａ）、（ｂ）の横軸は時間（ｍｓ）、縦軸は電圧（Ｖ）である。
図１１（ａ）は標準施工の場合の波形エネルギーの大小関係を示す模式図、及び、図１１（ｂ）は施工不良の場合の波形エネルギーの大小関係を示す模式図である。
【００７１】
波形エネルギーは、サンプリングする各点における振幅値の２乗和で表され、式（１）により算出できる。
【数１】
2019056683.tif 000003
但し、Ｅ；エネルギー（Ｖ２）
ｙｉ；サンプリングする各点における振幅（Ｖ）
ｎ；サンプリング数
【００７２】
波形エネルギー比ＳＲは、式（２）に示すように、コンクリート表面の波形エネルギーとアンカーボルト露出部１２，１５の波形エネルギーとの比である。つまり、コンクリート表面４方向の波形エネルギーの値をそれぞれアンカーボルト露出部１２，１５の波形エネルギーの値で割り算する。
【数２】
2019056683.tif 000004
【００７３】
図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、波形エネルギー比ＳＲは、波形エネルギー単独より変化が大きいため、施工不良を判別し易くなる。波形エネルギー比ＳＲは、施工不良におけるコンクリート表面の波形エネルギーとアンカーボルト露出部１２，１５の波形エネルギーとの比による指標なので、標準施工との比較が容易となり、場合によっては標準施工との比較が必要ではなくなる可能性がある。
【００７４】
図１２は、図２中の波形継続時間ＴＣの説明図であり、横軸は時間、縦軸は電圧である。
波形継続時間ＴＣは、時間軸波形で振動初期到達時間ｔ１から波頭部の最大振幅（ＭＡＸ）に対して例えば１０％未満に減衰するまでの時間ｔ２である。そのため、施工不良によってアンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの拘束が緩くなり、時間軸波形の収束時間が長くなることが分かる。
【００７５】
図１３は、図２中のスペクトルの重心周波数ＳＣの説明図であり、横軸は周波数ｆ（ｋＨｚ）、縦軸はスペクトル強度である。抽出レベルＥＬが最大ピークＰｍａｘの３０％の場合が示されている。
【００７６】
図１４（ａ）、（ｂ）は、図２中のスペクトルの標準偏差ＳＤの説明図であり、横軸は周波数、縦軸はスペクトル強度である。小さなピークや裾野部分の広がりの影響を低減するために、指標の計算範囲を最大±２．５ｋＨｚとしている。図１４（ａ）では、最大ピークＰｍａｘの３０％ラインのカット幅Ｆ３０が５ｋＨｚ以上の場合（Ｆ３０≧５ｋＨｚ）の計算範囲が示されている。図１４（ｂ）では、最大ピークＰｍａｘの３０％ラインのカット幅Ｆ３０が５ｋＨｚよりも小さい場合（Ｆ３０＜５ｋＨｚ）の計算範囲が示されている。
【００７７】
図１５は、図２中のスペクトルのピーク数ＳＰの説明図であり、横軸は周波数ｆ、縦軸はスペクトル強度Ｈ（ｆ）である。
【００７８】
図１３〜図１５に示すように、スペクトルの重心周波数ＳＣ、スペクトルの標準偏差ＳＤ、及びスペクトルのピーク数ＳＰを以下の（ａ）〜（ｄ）のようにして求める。
【００７９】
（ａ）  図１３に示すように、スペクトルの最大ピークに対してある割合（例えば、抽出レベルＥＬが最大ピークの３０％）以上の強度があるスペクトルを抽出する。
（ｂ）  （ａ）の中から最も周波数の低いスペクトルＳｆｍｉｎを抽出する。
（ｃ）  （ｂ）で抽出した最も周波数の低いスペクトルＳｆｍｉｎについて、図１４（ａ）に示すように、Ｆ３０≧５ｋＨｚの場合は、極大値±２．５ｋＨｚの範囲で、スペクトルの重心ＳＣを式（３）で計算すると共に、スペクトルの標準偏差ＳＤを式（４）で計算する。Ｆ３０＜５ｋＨｚの場合は、Ｆ３０の範囲で、スペクトルの重心ＳＣを式（３）で計算すると共に、スペクトルの標準偏差ＳＤを式（４）で計算する。
（ｄ）  図１５に示すように、（ａ）で抽出したスペクトルのピーク数ＳＰをカウントする。つまり、図１５に示すグラフの傾きが正から負に変わる点をカウントする。
【数３】
2019056683.tif 000005
【数４】
2019056683.tif 000006
【００８０】
（Ｖ）  評価ポイント付与処理ＳＴ５
評価ポイント付与部８０では、５つの評価指標ＥＩ１〜ＥＩ５のうちの一つ以上に対して、閾値を基準に施工不良評価用の評価ポイントをそれぞれ付与する評価ポイント付与処理ＳＴ５を行う。評価ポイント付与処理ＳＴ５では、以下の（ｉ），（ｉｉ）のようにして、複数の評価指標ＥＩ１〜ＥＩ５のそれぞれに対して、閾値を基準に評価ポイントをそれぞれ付与する。
【００８１】
（ｉ）  評価指標毎に不良（ＮＧ）評価する閾値を設定する。この際、標準施工のデータがばらついてもできるだけ不良（ＮＧ）評価しないように余裕を持って設定する。
（ｉｉ）  それぞれの評価指標ＥＩ１〜ＥＩ５において、閾値を基準に評価ポイントを付与する。
【００８２】
図１６は、図２中の波形エネルギー比ＳＲ（＝コンクリート表面／アンカーボルト露出部）における評価ポイントの付け方を説明する図である。
各センサ２１−１〜２１−４毎に求める波形エネルギー比ＳＲの閾値は０．５以下（ＳＲ≦０．５）である。波形エネルギー比ＳＲは、コンクリート表面のセンサ２１−１〜２１−４とアンカーボルト露出部１２，１５のセンサ２２との２箇所の測定データを使って算出しているため、４個のセンサ２１−１〜２１−４について各２点としている。従って、評価ポイントは、合計８点になる。
【００８３】
図１７は、図２中の波形継続時間ＴＣにおける評価ポイントの付け方を説明する図である。
各センサ２１−１〜２１−４毎に求める波形継続時間ＴＣの閾値は８（ｍｓ）以上（ＴＣ≧８（ｍｓ））、更に、センサ２２で求める波形継続時間ＴＣの閾値は３（ｍｓ）以上（ＴＣ≧３（ｍｓ））である。アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの評価ポイントは、コンクリート表面のセンサ２１−１〜２１−４の合計と同じになるように４点としたので、評価ポイントの合計は８点になる。
【００８４】
その他のスペクトルの重心ＳＣ、スペクトルの標準偏差ＳＤ、及びスペクトルのピーク数ＳＰにおける評価ポイントは、波形継続時間ＴＣと同じ配点になる。
【００８５】
図１８は、閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。
この図１８には、スペクトルの重心ＳＣ、スペクトルの標準偏差ＳＤ、及びスペクトルのピーク数ＳＰの閾値が示されている。評価ポイント付与処理ＳＴ５の処理結果の例が、図１９に示されている。
【００８６】
図１９は、施工不良例の評価ポイントグラフ（標準施工を除く）を示す図である。図１９の横軸は、施工不良の種類（１）〜（３）とアンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの違いＡ〜Ｏを示し、縦軸は評価ポイントの合計を示す。
【００８７】
施工不良の種類（１）〜（３）とアンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの違いＡ〜Ｏは、以下の通りである。
【００８８】
種類（１）は、図７及び図８に示すＮｏ５の金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂである。このＮｏ５のアンカーボルト１０Ｂでは、下穴径拡大により支圧力不足になっている。そのうち、アンカーボルト１０Ｂの違いＡは、Ｎｏ５の４番（Ｎｏ５＿４）のアンカーボルト１０Ｂであり、ポイントは３４である。同様に、違いＢは、Ｎｏ５の５番（Ｎｏ５＿５）のものであってポイントは３０、違いＣは、Ｎｏ５の６番（Ｎｏ５＿６）のものであってポイントは３０である。
ここで、施工した金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂの短期許容荷重の計算結果は、７２．４ｋＮ（キロニュートン）であった。アンカーボルトの１０Ｂの引き抜き耐力として、上記Ｎｏ５が８．１〜１２．０ｋＮであった。Ｎｏ５の引き抜き耐力は、短期許容荷重の計算結果（７２．４ｋＮ）と比較すると、引き抜き耐力が著しく低い不良であることが判明した。
【００８９】
種類（２）は、図５及び図６に示すＮｏ２の接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａである。このＮｏ２のアンカーボルト１０Ａでは、下穴が深いために、先端カプセルが残り、接着剤充填不足になっている。そのうち、アンカーボルト１０Ａの違いＤは、Ｎｏ２の１番（Ｎｏ２＿１）のアンカーボルト１０Ａであり、ポイントは２５である。同様に、違いＥ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉは、それぞれＮｏ２＿２，Ｎｏ２＿３，Ｎｏ２＿４，Ｎｏ２＿５，Ｎｏ２＿６のアンカーボルト１０Ａであり、ポイントは、それぞれ２４，２７，２８，２４，２５である。ここで、施工した接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａの短期許容荷重の計算結果は、３６．９ｋＮであった。アンカーボルト１０Ａを実際に引き抜いた時の耐力は、Ｎｏ２が５１．６〜８０．８ｋＮ、Ｎｏ３が０．７〜３．０ｋＮであった。Ｎｏ３の引き抜き耐力は、短期許容荷重の計算結果（３６．９ｋＮ）と比較すると、引き抜き耐力が著しく低い不良であることが判明した。また、図６（ａ）に示す標準施工をしたＮｏ１の引き抜き耐力は、１４８．０〜１５２．３ｋＮであり、Ｎｏ１に比べるとＮｏ２も６０％以下しか耐力がないことが判明した。
【００９０】
種類（３）は、図５及び図６に示すＮｏ３の接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａである。このＮｏ３のアンカーボルト１０Ａでは、樹脂減少のため、接着剤充填不足になっている。そのうち、アンカーボルト１０Ａの違いＪは、Ｎｏ３の１番（Ｎｏ３＿１）のアンカーボルト１０Ａであり、ポイントは１８である。同様に、違いＫ，Ｌ，Ｍ，Ｎ，Ｏは、それぞれＮｏ３＿２，Ｎｏ３＿３，Ｎｏ３＿４，Ｎｏ３＿５，Ｎｏ３＿６のアンカーボルト１０Ａであり、ポイントは、それぞれ１４，１７，２０，１８，１７である。
【００９１】
この図１９に示すように、評価ポイント付与処理ＳＴ５の処理結果として、評価ポイントの合計をグラフや数値等で表示すれば、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの施工不良を簡単且つ的確且つ定量的に評価することができる。
【００９２】
即ち、図９の診断処理では、センサ２１−１〜２１−４，２２で受信した受信信号Ｓ２６ａ，Ｓ２６ｂから、データ処理ＳＴ３によって時間軸波形Ｓ４４ａ，Ｓ４４ｂ及び周波数スペクトルＳ５２ａ，Ｓ５２ｂを求める。そして、評価指標処理ＳＴ４により、波形エネルギー比ＳＲ、波形継続時間ＴＣ、スペクトルの重心周波数ＳＣ、標準偏差ＳＤ、及びピーク数ＳＰを求め、これらに評価ポイント付与処理ＳＴ５によって評価ポイントを付与し、この評価ポイントの合計から、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの施工不良を評価した。上記した引き抜き耐力と比較すると、特に、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０ＢのＮｏ５と、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０ＡのＮｏ３とにおいて、引き抜き耐力が著しく低い施行不良であった。
従って、図１９に示すポイントグラフで、例えば評価ポイント１０を引き抜き耐力が著しく低い不良を検出するための評価境界に設定すると、それ以上では引き抜き耐力が標準施工の６０％以下になる施工不良を検出することが可能となる。この結果、引き抜き耐力の著しく低かった不良は、確実に検出できたことになる。
【００９３】
（実施例１の効果）
本実施例１のコンクリート構造物の診断方法及びその診断装置によれば、コンクリート表面で受信したセンサ２１−１〜２１−４の受信信号と、コンクリート表面から露出しているアンカーボルト露出部１２，１５で受信したセンサ２２の受信信号と、から複数の評価指標ＥＩ１〜ＥＩ４をポイント化し、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの施工不良を評価するようにしたので、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの施工不良を簡単且つ的確且つ定量的に評価することができる。
【００９４】
（変形例）
本発明は、上記実施例１に限定されず、種々の利用形態や変形が可能である。この利用形態や変形例としては、例えば、次の（ａ）〜（ｄ）のようなものがある。
【００９５】
（ａ）  図２の情報処理装置３０において、時間軸波形処理部４０及び周波数スペクトル処理部５０は、他の構成や処理内容に変更しても良い。
（ｂ）  ５つの評価指標ＥＩ１〜ＥＩ５は、その一部をポイント化してアンカーボルト１０Ａ，１０Ｂの施工不良を評価しても良い。
（ｃ）  図１８の閾値は、適宜変更しても良く、閾値を標準施工品の値に近づければ、施工不良の程度が軽微なアンカーボルトまで、つまり安全を考慮して厳格に検出することができ、閾値を標準施工品の値から離せば、施工不良の程度が軽微なアンカーボルトを検出することなく、施工不良の程度が著しいアンカーボルトだけを検出することができる。
（ｄ）  評価対象の導体棒は、アンカーボルト１０Ａ，１０Ｂに限らす、鉄筋等の他の導電部材であっても良く、本発明を適用できる。
【実施例２】
【００９６】
（コンクリート建造物の診断装置の変形例）
次に、コンクリート建造物の診断装置の実施例２について説明する。
図２０は、実施例２に係るコンクリート建造物の診断装置を示す機能ブロック図である。図２０の情報処理装置３２が、図２の情報処理装置３０と異なるのは、スペクトル評価指標部にさらにスペクトルの相関係数ＣＦ（Ｅ１６）を評価する指標部が追加された点である。他の構成は、情報処理装置の診断装置３０と同じであるので、他の構成の説明は省略する。
【００９７】
図２１は、本発明の実施例２におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。図２１のコンクリート建造物３２の診断方法を示すフローチャートが、図９に示す実施例１の診断方法に係るフローチャートと異なるのは、評価指標処理にさらに第６評価指数のスペクトの相関係数ＣＦ（Ｅ１６）を追加した点である。他のフローは、図９と同じである。
【００９８】
実施例２の診断方法における周波数スペクトルの相関係数ＣＦ（Ｅ１６）について説明する。
（１）最初に標準施工をＮ回行った時に取得した周波数スペクトルの平均値を求める。
周波数スペクトルは、時間軸波形処理のデータを、高速フーリエ変換したＦＦＴ波形である。
図２２は、評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときのＦＦＴ波形を示す図であり、図２３は、評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときのＦＦＴ波形の平均を示す図である。図２２及び図２３の縦軸は振幅、横軸は周波数（ｋＨｚ）である。周波数スペクトルの平均値は、各周波数において振幅の平均値を計算して得ることができる。
【００９９】
（２）次に、評価対象を標準施工とは異なる施工、例えば施工不良として、標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）と、評価対象スペクトル振幅（ｙ）の相関係数（ＣＦ）を、下記数式（５）又は数式（６）で計算する。
【０１００】
【数５】
2019056683.tif 000007
【数６】
2019056683.tif 000008
【０１０１】
ここで、（ｎ）は、周波数に関するデータ数である。
【０１０２】
実施例２の相関係数について、実施例１の接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａ及び金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを測定した結果を説明する。
図２４は、新たな評価対象を標準施工したときのＦＦＴ波形と、標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）とのＦＦＴ波形の比較を示す図である。
標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）は、Ｎｏ．１、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．２５の三つの評価対象から得たものである。新たな評価対象は、Ｎｏ．１＿４（コンクリート表面０°）であった。図２４に示すように、相関係数は、０．９４であり、新たな評価対象のＦＦＴ波形と標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）とは、高い相関を示すことが分かる。
【０１０３】
図２５は、新たな評価対象を施工不良として、この施工不良のＦＦＴ波形と、評価対象をＮｏ．１、Ｎｏ．１３、Ｎｏ．２５とした標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）との比較を示す図である。施工不良の新たな評価対象は、Ｎｏ．４＿４（コンクリート表面０°）であった。図２５に示すように、相関係数は、０．４２であり、新たな評価対象である施工不良のＦＦＴ波形と標準施工のＦＦＴ波形の平均（ｘ）とは、低い相関を示すことが分かる。
【０１０４】
図２６は実施例２の閾値と評価ポイントのまとめを示す図であり、図２７は実施例２の施工不良例の評価ポイントグラフを示す図である。図２６に示すように、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａにおいて、コンクリート（４方向）の閾値は０．７８以下、ポイントは各１点である。また、アンカーボルト１０Ａの閾値は０．８９以下、ポイントは４点である。
【０１０５】
さらに、図２６に示すように、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂにおいて、コンクリート（４方向）の閾値は０．６６以下、ポイントは各１点である。アンカーボルト１０Ｂの閾値は０．７７以下、ポイントは４点である。
【０１０６】
図２７に示すように、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂの評価対象Ａ、Ｂ、Ｃにおいて、ポイントは、それぞれ４２、３８、３８であった。
【０１０７】
図２７に示すように、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａの評価対象Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈ、Ｉにおいて、ポイントは、それぞれ３３、３２、３５、３６、３２、３３であった。
【０１０８】
また、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａの評価対象Ｊ、Ｋ、Ｌ、Ｍ、Ｎ、において、ポイントは、それぞれ２６、２２、２５、２８、２６、２５であった。
【０１０９】
実施例２において、図２７の第６評価指標として相関係数をさらに追加した施工不良ポイントから、図１９に示す第１〜第５評価指標による施工不良ポイントよりも増加しているので、相関係数を追加することにより、より容易に施工不良を診断することが可能であることが判明した。
【実施例３】
【０１１０】
次に、コンクリート建造物の診断装置の実施例３について説明する。
図２８は、本発明の実施例３におけるコンクリート建造物の診断装置を示す概略の構成図であり、同図（ａ）は診断装置全体の構成図、及び同図（ｂ）は同図（ａ）中の波形受信部（例えば、アナログ／デジタル変換装置、以下「ＡＤ変換装置」という。）の構成図であり、図２９は、図２８中の情報処理装置３０の構成例を示す機能ブロック図である。
【０１１１】
実施例３におけるコンクリート建造物の診断装置は、図１及び図２０に示した実施例２における診断装置が第１センサ２１−１〜２１−４及び第２センサ２２を備えているのに対して、ただ一つのサンセのみで構成されている。すなわち、実施例２に記載の第１のセンサ２１のみを備えるか又は第２のセンサ２２のみを備えるようにした点が異なる。図２８に示すように、実施例３のコンクリート建造物の診断装置においては、第１センサ２１−１〜２１−４が省略されており、第２センサ（即ち導体棒センサ）２２のみが配置されている点で異なる構成であり、他の構成は同じであるので、その説明を省略する。この場合、第１センサ２１−１〜２１−４がないので、第１受信信号Ｓ２６ａもない。第２センサ２２の代わりに第１センサを用いる場合には、第１センサの数は４個に限らず、少なくとも１個以上であればよい。
【０１１２】
図２９は実施例３に係るコンクリート建造物の診断装置を示す機能ブロック図である。図２９の情報処理装置３２は、上述した第１受信信号Ｓ２６ａ、そして第１時間軸波形Ｓ４４ａがないことから、第１受信信号に伴う処理、即ち波形評価指標部６０における波形エネルギー比ＳＲ（Ｅ１１）を求める処理が省略されていると共に、第１受信信号Ｓ２６ａから派生する第１周波数スペクトルＳ５２ａの信号がない点でのみ、図２０の情報処理装置３２とは異なる構成であり、他の構成は、図２０の情報処理装置３２と同じであるので、その説明を省略する。
【０１１３】
これに伴って、図３０に示すように、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａを用いた測定条件の例は、図３の場合と比較して、第１センサ２１−１〜２１−４が省略され、第２センサ（導体棒センサ）２２のみが使用される。
【０１１４】
また、図３１に示すように、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを用いた測定条件の例は、図４の場合と比較して、同様に第１センサ２１−１〜２１−４が省略されており、第２センサ（導体棒センサ）のみが使用される。
【０１１５】
図３２は、本発明の実施例３におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。図３２のコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートが、図２１に示す実施例２のフローチャートと異なるのは、評価指標処理において、第１評価指数の波形エネルギー比ＳＲ（Ｅ１１）を省略し、第２〜第６評価指標とした点である。他のフローは、図２１と同じである。
【０１１６】
図３３は実施例３の閾値と評価ポイントのまとめを示す図である。図３３に示すように、例えばスペクトルの相関係数ＣＦでは、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａにおいて、アンカーボルトの閾値は０．８９以下、ポイントは４点であり、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂにおいて、アンカーボルトの閾値は０．７７以下、ポイントは４点である。第２〜第６評価指標により得られる施工不良の評価ポイントグラフは、図２７と同様の結果が得られた。
これにより、第１センサ２１−１〜２１−４が省略されて、第２センサ２２により、ボルト頭部のみにおける弾性波を検出することによっても、あと施工アンカーボルトの施工不良を評価できることが判明した。
【実施例４】
【０１１７】
次に、コンクリート建造物の診断装置の実施例４について説明する。
本発明の実施例４におけるコンクリート建造物の診断装置は、図２８に示す実施例３におけるコンクリート建造物の診断装置とほぼ同様の構成である。
図３４は実施例４に係るコンクリート建造物の診断装置に用いる情報処理装置３４の構成を示す機能ブロック図であり、図３５は図３４中の情報処理装置の第一の構成例を示す概略図である。
図３４の情報処理装置３４は、図２９に示す実施例３に係る情報処理装置３２における波形評価指標部６０，スペクトル評価指標部７０及び評価ポイント付与部８０の代わりに、判定処理部９０を備えている。ここで、時間軸波形処理部４０及び周波数スペクトル処理部５０は、図２９の情報処理装置３２の場合と同様の構成である。
【０１１８】
判定処理部９０は、例えば図３５に示すように、データ処理結果を入力信号とする入力層９１，中間層９２及び出力層９３を備えたニューラルネットワークから構成されており、例えばコンピュータ上で動作するニューラルネットワーク用のプログラムにより動作する。中間層９２は、入力層９１と出力層９３との間に挿入され、入力層９１から判別用の教師信号が入力される。出力層９３は、出力信号を出力する。このようなニューラルネットワーク用のプログラムを作成するソフトウェアとして、数値解析ソフトウェアであるＭＡＴＬＡＢ（米国ＭａｔｈＷｏｒｋｓ社製）を使用した。
【０１１９】
判定処理部９０においては、以下のステップ１及びステップ２の演算が行われる。
（ステップ１）
入力層９１は、周波数スペクトル処理部５０からの周波数スペクトルＳ５２ｂが入力される。入力層９１は、各入力信号に対応する２５０個の入力ユニット９１ａを有しており、各入力ユニットに、それぞれ個々の入力信号が入力される。
【０１２０】
判定処理部９０は、入力層９１の各入力ユニット９１ａに入力された入力信号ｘ１，ｘ２， ……，ｘｋ，……，ｘ２５０から下記数式（７）からなる演算を行なって、中間値ｈｉ（ｉは、１からｎ）までの整数を求める。ここで、ｎは例えば２５０より少ない整数とすることができる。
【０１２１】
【数７】
2019056683.tif 000009
【０１２２】
ここで、ｋは、１から２５０までの整数、ｉは、１からｎまでの整数である。
また、ｗ１ｋｉは、重み係数である。この重み係数は、後述するニューラルネットワークの機械学習の結果、つまり学習結果によって決定される。
【０１２３】
中間層９２は、各中間値に対応するｎ個の中間ユニット９２ａを有しており、各中間ユニット９２ａには、それぞれ上述した個々の中間値ｈｉが入力される。
判定処理部９０は、中間層９２の各中間ユニット９２ａに入力された中間値ｈｉから、下記数式（８）の演算を行なって、出力信号ｙｍ（ｍは、１又は２）を求める。
また、ｗ２ｋｍは、重み係数であり、同様に後述するニューラルネットワークの機械学習によって設定される。出力信号は、ｍ＝１又は２であるから、具体的には、出力信号は、ｙ１，ｙ２であり、［ｙ１  ｙ２］と表記する。
【０１２４】
【数８】
2019056683.tif 000010
【０１２５】
図３６は図３５の評価分析装置で使用される教師信号の一例を示す概略図であり、図３７は図３５の評価分析装置における識別結果を示す概略図である。図３６に示すように、出力信号［ｙ１  ｙ２］は、ニューラルネットワークの機械学習の際に、教師信号として、標準施工の場合には［１ ０］、施工不良の場合には［０ １］と設定される。
【０１２６】
（ステップ２）
このようなニューラルネットワークの機械学習の結果、未知のあと施工アンカーボルトによる導体棒センサ２２の受信信号に基づく周波数スペクトルＳ５２ｂが入力層９１に入力されると、判定処理部９０は、中間信号そして出力信号を二段階で演算することにより、図３７に示すように、出力信号［ｙ１  ｙ２］を出力する。即ち、出力信号としては、標準施工の場合には ［１ ０］、施工不良の場合には［０ １］を出力する。このようなニューラルネットワークの学習結果に基づく出力は、判断とも呼ばれている。
従って、判定処理部９０の出力層９３からの出力信号［ｙ１  ｙ２］をチェックすることにより、あと施工アンカーボルトの施工状況が、標準施工であるか、接着剤奥充填又は手前充填による施工不良であるかが容易に判断され、標準施工又は施工不良であるかが容易に識別できる。
【０１２７】
ここで、上述したステップ１において、二つの重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍは、具体的には以下のようにしてニューラルネットワークの学習により設定される。
図３８は図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の標準施工時の入力データを示すグラフであり、図３９は図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の奥充填施工時の入力データを示すグラフであり、図４０は図３５の評価分析装置における学習の際に入力層に入力される既知の手前充填施工時の入力データを示すグラフである。これらの学習に用いられる既知のデータは、教師データとも呼ばれている。
即ち、学習のための既知のデータとして、例えば図３８（Ａ）及び（Ｂ）に示す標準施工のアンカーボルトにおける周波数スペクトルを入力層９１に入力すると共に、教師信号として、出力信号がｙ１＝１，ｙ２＝０、つまり［１ ０］が得られるように、判定処理部９０は、重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定する。
【０１２８】
同様に、例えば図３９（Ａ）及び（Ｂ）に示す施工不良（接着剤奥充填）のアンカーボルトにおける周波数スペクトル、そして図４０（Ａ）及び（Ｂ）に示す施工不良（接着剤手前充填）のアンカーボルトにおける周波数スペクトルを入力層９１に入力すると共に、教師信号として、出力信号ｙ１＝０，ｙ２＝１、つまり［０ １］が得られるように、判定処理部９０は、重み係数 ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定する。この際、標準施工、接着剤奥充填及び接着剤手前充填の施工不良の２パターンの施工全てを同時に満たすような重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍの組み合わせを一つだけ決定する。
ここで、入力される既知のデータ数が多いほど、決定される重み係数 ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍの精度が高まる。
【０１２９】
このようなニューラルネットワークの機械学習により、判定処理部９０は、標準施工又は施工不良における周波数スペクトルの形状の差異を学習することになる。
具体的には、接着剤の奥充填による施工不良の場合には、前述した周波数スペクトルのピーク周波数が低くなる、ピークが尖る、また接着剤の手前充填による施工不良の場合には、ピークが二つ以上になる、ピーク周波数が低くなる、ピークが尖る等を学習することになる。
そして、判定処理部９０は、このような学習結果に基づいて、未知、つまり未学習のデータが入力されたとき、学習結果で得た二段階の重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍによる演算を行なって、出力層９３から施工状態に応じて出力信号ｙ１及びｙ２［ｙ１  ｙ２］を出力することになる。
【０１３０】
次に、ステップ２の具体例を説明する。
図４１は図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の標準施工時の入力データを示すグラフであり、図４２は図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の奥充填施工時の入力データを示すグラフであり、図４３は図３５の評価分析装置における識別の際に入力層に入力される未知の手前充填施工時の入力データを示すグラフである。
即ち、評価のための未知のデータとして、例えば図４１（Ａ）及び（Ｂ）に示す標準施工のアンカーボルトにおける周波数スペクトルと、図４２（Ａ）及び（Ｂ）と図４３（Ａ）及び（Ｂ）に示す施工不良のアンカーボルトにおける周波数スペクトルと、を入力層９１に入力する。
これにより、判定処理部９０は、各周波数スペクトル毎に、前述した数式（７）及び数式（８）の演算を、学習結果で得た二段階の重み係数 ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍによる演算を行なって、出力信号［ｙ１  ｙ２］を出力する。
この場合、図４１（Ａ）及び（Ｂ）の異なる施工の周波数スペクトルでは、出力信号［１  ０］が得られ、標準施工であることが分かる。
また、図４２（Ａ）及び（Ｂ）と図４３（Ａ）及び（Ｂ）の異なる施工の周波数スペクトルでは、出力信号［０  １］が得られ、施工不良であることが分かる。
このようにして、未知のデータに関して、判定処理部９０の出力層９３から出力される出力信号［ｙ１  ｙ２］は、すべてのデータに対してあと施工アンカーボルトの施工状況について、正しい施工評価を行なうことが確認された。
【０１３１】
（変形例）
図４４は、図３４に示した判定処理部９０の変形例を示している。
図４４において、判定処理部９０は、出力層９３が三つの出力信号［ｙ１  ｙ２  ｙ３］を出力する点でのみ、図３４に示した判定処理部９０とは異なる構成になっている。出力信号を三つとすることにより、判定処理部９０により、標準施工、接着剤奥充填による施工不良と接着剤手前充填による施工不良の３つの施工状態を識別することができる。この場合、判定処理部９０は、中間層９２の各中間ユニット９２ａに入力された中間値ｈｉから、下記数式（９）の演算を行なって、出力信号ｙｍを求める（ｍは、１から３の整数）。
【０１３２】
【数９】
2019056683.tif 000011
【０１３３】
図４５は図４４の評価分析装置で使用される教師信号の一例を示す概略図であり、図４６は図４４の評価分析装置における識別結果を示す概略図である。図４５に示すように、出力信号としては、ニューラルネットワークの機械学習の際に、教師信号として、標準施工の場合にはｙ１が１、ｙ２が０、 ｙ３が０、つまり［１  ０ ０］と設定される。
また、接着剤奥充填による施工不良の場合には、教師信号として、ｙ１が０、ｙ２が１、ｙ３が０、つまり［０  １ ０］と設定される。
さらに、接着剤手前充填による施工不良の場合には、教師信号として、ｙ１が０、ｙ２が０、ｙ３が１、つまり［０  ０ １］と設定される。
ここで、判定処理部９０は、各周波数スペクトル毎に、前述した数式（７）及び数式（９）の演算を行い、教師信号に応じた出力信号［ｙ１  ｙ２  ｙ３］が出力されるように、二段階の重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを決定する。
このようなニューラルネットワークの機械学習の結果、未知のあと施工アンカーボルトによる導体棒センサ２２の受信信号に基づく周波数スペクトルＳ５２ｂが入力層９１に入力されると、判定処理部９０は、中間信号そして出力信号を二段階で演算することにより、図４４に示すように、出力信号ｙ１，ｙ２，ｙ３つまり［ｙ１  ｙ２  ｙ３］を出力する。
【０１３４】
即ち、図４６に示すように、未知のあと施工アンカーボルトが標準施工の場合には、出力信号は［１  ０ ０］となる。
未知のあと施工アンカーボルトが接着剤奥充填による施工不良の場合には、出力信号は［０  １ ０］となる。
さらに、未知のあと施工アンカーボルトが手前充填による施工不良の場合には、出力信号は［０  ０ １］となる。
従って、判定処理部９０の出力層９３からの出力信号［ｙ１  ｙ２  ｙ３］をチェックすることにより、あと施工アンカーボルトの施工状況、即ち標準施工であるか、接着剤奥充填による施工不良又は接着剤手前充填の施工不良であるかが容易に判別され得る。
【０１３５】
この場合も、前述した二つの重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍは、具体的には以下のようにしてニューラルネットワークの学習により設定される。
即ち、学習のための既知のデータとして、例えば図４１（Ａ）及び（Ｂ）に示す標準施工のアンカーボルトにおける周波数スペクトルを入力層９１に入力すると共に、教師信号として、出力信号 ［１  ０ ０］が得られるように、判定処理部９０は、重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定する。
同様に、例えば図４２（Ａ）及び（Ｂ）に示す施工不良（接着剤奥充填）のアンカーボルトにおける周波数スペクトルを入力層９１に入力すると共に、教師信号として、出力信号［０  １ ０］が得られるように、判定処理部９０は、重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定する。
さらに、例えば図４３（Ａ）及び（Ｂ）に示す施工不良（接着剤手前充填）のアンカーボルトにおける周波数スペクトルを入力層９１に入力すると共に、教師信号として、出力信号［０  ０ １］が得られるように、判定処理部９０は、重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定する。この際、標準施工、接着剤奥充填による施工不良及び接着剤手前充填による施工不良の３パターンの施工全てを同時に満たすような重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍの組み合わせを一つだけ決定する。
これにより、判定処理部９０は、これらの既知のデータつまり教師データ及び教師信号に基づいて、重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを演算し、決定することができる。
ここで、入力される既知のデータ数が多いほど、決定される重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍの精度が高まる。
【０１３６】
このようにして求められた重み係数ｗ１ｋｉ，ｗ２ｋｍを前述した数式（７）及び数式（９）に代入することにより、未知のあと施工アンカーボルトの施工不良を評価することができる。
即ち、評価のための未知のデータとして、例えば図４１（Ａ）及び（Ｂ）に示す標準施工のアンカーボルトにおける周波数スペクトルと、図４２（Ａ）及び（Ｂ）に示す接着剤奥充填による施工不良のアンカーボルトにおける周波数スペクトル、そして図４３（Ａ）及び（Ｂ）に示す接着剤手前充填による施工不良のアンカーボルトにおける周波数スペクトルと、を入力層９１に入力する。
これにより、判定処理部９０は、各周波数スペクトル毎に、前述した数式（７）及び数式（９）の演算を行なって、それぞれ出力信号［ｙ１  ｙ２  ｙ３］を出力する。
【０１３７】
この場合、図４１（Ａ）及び（Ｂ）の周波数スペクトルでは、出力信号［１  ０ ０］であり、この値から、標準施工であることが分かる。
また、図４２（Ａ）及び（Ｂ）の周波数スペクトルでは、出力信号［０  １ ０］であり、この値から、接着剤奥充填による施工不良であることが分かる。
さらに、図４３（Ａ）及び（Ｂ）の周波数スペクトルでは、出力信号［０  ０ １］であり、この値から、接着剤手前充填による施工不良であることが分かる。
以上のようにして、未知のデータに関して、判定処理部９０の出力層９３から出力される出力信号［ｙ１  ｙ２  ｙ３］は、全てのデータに対してあと施工アンカーボルトの施工状況について、正しい施工評価を行なうことが確認された。
【０１３８】
このようにして、実施例４による診断装置によれば、実施例３の場合と同様に、あと施工アンカーボルトのボルト頭部に配置した一つのセンサ（導体棒センサ）のみにより、施工評価を行なうことができるので、コストが低減されると共に、信号処理の負担が軽減され、より短時間で施工評価を行なうことが可能になる。実施例４では、施工状況が三つ、即ち標準施工、接着剤奥充填による施工不良及び接着剤手前充填の施工不良であるかを判別したが、施工不良の数に応じて、中間層、出力層の総数は適宜に選定すればよい。
【０１３９】
また、実施例４では、周波数スペクトルを加工することなく、さらには閾値を設定する必要なく、施工評価を行なうことができると共に、接着剤奥充填又は接着剤手前充填のような施工不良の種類をも識別することが可能である。
【０１４０】
さらに、実施例２及び３においては、相関係数を利用することにより、周波数スペクトルの形状に関して相似形のものも同じスペクトルとして判断することになるが、実施例４においてはニューラルネットワークの機械学習によって、周波数スペクトルの大きさも含めて施工評価を行なうので、より高精度な施工評価が可能となる。
なお、実施例２〜実施例４の周波数スペクトル、例えば図３８〜４３に示した教師データや未知の施工によるデータは、周波数が５０ｋＨｚ迄の範囲の周波数スペクトルとしたが、教師データの特徴がよく抽出できるような所定の周波数範囲とすればよい。例えば、周波数を２０ｋＨｚ迄の範囲としてもよい。
【０１４１】
上述した実施例４においては、周波数スペクトルＳ５２ｂに基づいて、判定処理部９０が数式（７）〜数式（９）の演算結果により、あと施工アンカーボルトの施工評価を行なうようになっているが、これに限らず、時間軸波形Ｓ４４ｂに基づいて、判定処理部９０があと施工アンカーボルトの施工評価を行なうことも可能である。
この場合も、同様にして、教師データに応じて教師信号が出力されるように重み係数をニューラルネットワークの機械学習により決定することにより、判定処理部９０によるあと施工アンカーボルトの施工評価が精度よく行なわれ得る。
なお、実施例１〜４においては、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａや金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを例として示したが、他のアンカーボルトにも適用できることはいうまでもない。
【実施例５】
【０１４２】
次に、コンクリート建造物の診断装置の実施例５について説明する。
図４７は実施例５に係るコンクリート建造物の診断装置を示す機能ブロック図である。図４７の情報処理装置３６が図２９の情報処理装置３０と異なるのは、波形評価指標部６０に、さらに時間軸波形の相互相関関数ＸＦ（Ｅ１７）を評価する指標部を追加した点である。他の構成は、情報処理装置３０と同じであるので、他の構成の説明は省略する。
【０１４３】
図４８は、本発明の実施例５におけるコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートである。図４８のコンクリート建造物の診断方法を示すフローチャートが、図３２に示す実施例３のフローチャートと異なるのは、評価指標処理ＳＴ４において、第２〜第６評価指標に加えて、第７評価指標の時間軸波形の相互相関関数ＸＦ（Ｅ１７）を追加した点である。他のフローは、図３２と同じである。
【０１４４】
実施例５の診断方法における時間軸波形の相互相関関数ＸＦ（Ｅ１７）について説明する。
（１）最初に標準施工をＮ回行った時に取得した時間軸波形の平均値を求める。
時間軸波形は、時間軸波形処理のデータである。
図４９は、評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときの時間軸波形を示し、図５０は、評価対象の標準施工を１〜Ｎ個まで測定したときの時間軸波形の平均を示す。図４９及び図５０の縦軸は振幅、横軸は時間（ｍｓｅｃ）である。時間軸波形の平均値は、各時間軸波形における同時刻の振幅の平均値を計算して得ることができる。
【０１４５】
（２）次に、評価対象を標準施工とは異なる施工、例えば施工不良として、標準施工の時間軸波形の平均（ｆ（ｉ））と、評価対象時間軸波形（ｇ（ｉ））の相互相関関数（Ｒ）及び正規化相互相関関数（Ｒｎｏｒｍ）を、それぞれ下記数式（１０）及び数式（１１）で計算する。相互相関関数（Ｒ）及び正規化相互相関関数（Ｒｎｏｒｍ）は、所謂離散系であり、デジタルの演算で計算することができる。
【０１４６】
【数１０】
2019056683.tif 000012
ただし、ｎは時間軸波形における１０−６秒毎のｉのデータ数、ｉは１からｎの整数であり、時間軸波形における所定間隔毎のポイントを順次に数字で示している。τはｉに対するずれであり、位相を示す変数である。
【０１４７】
【数１１】
2019056683.tif 000013
ただし、ｎは時間軸波形における１０−６秒毎のｉのデータ数、ｉは１からｎの整数、τはｉに対するずれ、ｆバー，ｇバーは、それぞれｆ（ｉ），ｇ（ｉ）の平均値である。
ここで、数式（１１）は、数式（１０）に対して、関数ｆ（ｉ）及びｇ（ｉ−τ）の大きさで正規化した相互相関関数（Ｒｎｏｒｍ）を求めるものである。正規化した相互相関関数（Ｒｎｏｒｍ）は、０〜１の値となる。
【０１４８】
実施例５の相互相関関数について、図５１（Ｂ）は、新たな評価対象を標準施工として、図５１（Ａ）に示す新たな標準施工の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均（ｆ）との間の数式（１０）による相互相関関数Ｒを示す。図５１（Ａ）の横軸は、時間（ｍｓｅｃ）である。ｉは点数でその間隔は、１×１０−６秒であり、図示の場合には、１×１０−６秒から１００００×１０−６秒までを示している。図５１（Ｂ）の横軸は、τに関するデータ点数を示しており、−１００００点から＋１００００点までを示している。
例えば図５１及び後述する図５２の（Ａ）においては、ｎは時刻１０ｍｓｅｃに対応する。これに対して、τは、ｉに対するずれを表し、例えば１０−６秒毎の値（図５１及び後述する図５２の（Ｂ），（Ｃ）における横軸）である。
図５１（Ｂ）に示す相互相関関数Ｒの絶対値の最高値は、５．４０であり、新たな評価対象である標準施工の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均とは高い相互相関を示すことが分かる。
また、図５１（Ｃ）は、新たな評価対象を標準施工として、図５１（Ａ）に示す標準施工の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均（ｆ）との間の数式（１１）による正規化相互相関関数Ｒｎｏｒｍを示しており、その絶対値の最高値は、０．８４であり、新たな評価対象である標準施工の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均とは高い相関を示すことが分かる。
【０１４９】
これに対して、図５２（Ｂ）は、新たな評価対象を施工不良として、図５２（Ａ）に示す新たな施工不良の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均（ｆ）との間の数式（１０）による相互相関関数Ｒを示しており、その絶対値の最高値は、０．６８であり、新たな評価対象である施工不良の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均とは低い相互相関を示すことが分かる。
また、図５２（Ｃ）は、新たな評価対象を施工不良として、図５２（Ａ）に示す施工不良の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均（ｆ）との間の数式（１１）による正規化相互相関関数Ｒｎを示しており、その絶対値の最高値は、０．２２であり、新たな評価対象である施工不良の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の平均とは低い相互相関を示すことが分かる。
【０１５０】
この場合、正規化相互相関関数Ｒｎｏｒｍは、０と１の間の値をとることから、相互相関関数の高低が容易に把握され得る。
また、相互相関の評価対象となる施工不良の場合の時間軸波形と標準施工の時間軸波形の振幅の差が大きいと、相互相関関数Ｒが大きくなってしまい、時間軸波形が似ていると誤判断され得る可能性があるが、正規化相互相関関数Ｒｎｏｒｍの場合には、評価対象となる施工不良の場合の時間軸波形の振幅レベルの影響を受けることがなく、より正確な相関関数が得られ、施工不良の判定がより正確に行なわれ得ることとなる。
【０１５１】
図５３は実施例５の閾値と評価ポイントのまとめを示し、図５４は実施例５の施工不良例の評価ポイントグラフを示す。
図５３に示すように、例えば時間軸波形の相互相関関数ＸＦでは、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａにおいて、アンカーボルトの閾値は０．９８以下、ポイントは４点であり、金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂにおいて、アンカーボルトの閾値は０．８３以下、ポイントは４点である。図５４に示す第２〜第７評価指標により得られる施工不良の評価ポイントグラフは、図２７と同様の結果が得られた。
これにより、実施例１〜３における周波数スペクトルのＦＦＴ波形によるスペクトル評価ではなく、時間軸波形による波形評価によっても、あと施工アンカーボルトの施工不良を評価できることが判明した。
さらに、標準施工の時間軸波形の平均（ｆ（ｉ））と、評価対象時間軸波形（ｇ（ｉ））との相互相関関数を計算する際に、評価対象の時間軸波形の差分時刻ｉをτだけずらしながら計算するので、位相ずれがあったとしても、この位相ずれに大きく影響されるようなことなく、相関を確認することができ、コンクリート構造物の施工不良をより正確に評価することが可能である。
なお、実施例５においても、接着系樹脂カプセル式のアンカーボルト１０Ａや金属系スリーブ拡張式のアンカーボルト１０Ｂを例として示したが、他のアンカーボルトにも適用できることはいうまでもない。
【符号の説明】
【０１５２】
１，１Ａ，１Ｂ：コンクリート
２，２Ａ，２Ｂ：下穴
３：樹脂
４：樹脂カプセル
５Ａ，５Ｂ：試験体
６：空気溜まり
１０，１０Ａ，１０Ｂ：アンカーボルト
１１，１４：固着部
１２，１５：露出部
１３：金属系スリーブ
２１−１〜２１−４：第１センサ
２２：第２センサ（導体棒センサ）
２３：リング
２４：コイルユニット
２５：電磁パルス電源
２７：マグネット
３０、３２、３４、３６：情報処理装置
４０：時間軸波形処理部
５０：周波数スペクトル処理部
６０：波形評価指標部
７０：スペクトル評価指標部
８０：評価ポイント付与部
９０：判定評価部
ＳＴ１：弾性波発生処理
ＳＴ２：受信処理
ＳＴ３：データ処理
ＳＴ３ａ：時間軸波形処理
ＳＴ３ｂ：周波数スペクトル処理
ＳＴ４：評価指標処理
ＳＴ５：評価ポイント付与処理
【図１】
2019056683.tif 000014
【図２】
2019056683.tif 000015
【図３】
2019056683.tif 000016
【図４】
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【図５】
2019056683.tif 000018
【図６】
2019056683.tif 000019
【図７】
2019056683.tif 000020
【図８】
2019056683.tif 000021
【図９】
2019056683.tif 000022
【図１０】
2019056683.tif 000023
【図１１】
2019056683.tif 000024
【図１２】
2019056683.tif 000025
【図１３】
2019056683.tif 000026
【図１４】
2019056683.tif 000027
【図１５】
2019056683.tif 000028
【図１６】
2019056683.tif 000029
【図１７】
2019056683.tif 000030
【図１８】
2019056683.tif 000031
【図１９】
2019056683.tif 000032
【図２０】
2019056683.tif 000033
【図２１】
2019056683.tif 000034
【図２２】
2019056683.tif 000035
【図２３】
2019056683.tif 000036
【図２４】
2019056683.tif 000037
【図２５】
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【図２６】
2019056683.tif 000039
【図２７】
2019056683.tif 000040
【図２８】
2019056683.tif 000041
【図２９】
2019056683.tif 000042
【図３０】
2019056683.tif 000043
【図３１】
2019056683.tif 000044
【図３２】
2019056683.tif 000045
【図３３】
2019056683.tif 000046
【図３４】
2019056683.tif 000047
【図３５】
2019056683.tif 000048
【図３６】
2019056683.tif 000049
【図３７】
2019056683.tif 000050
【図３８】
2019056683.tif 000051
【図３９】
2019056683.tif 000052
【図４０】
2019056683.tif 000053
【図４１】
2019056683.tif 000054
【図４２】
2019056683.tif 000055
【図４３】
2019056683.tif 000056
【図４４】
2019056683.tif 000057
【図４５】
2019056683.tif 000058
【図４６】
2019056683.tif 000059
【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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