(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサであって、
前記自己駆動センサは、ナノスケール摩擦帯電効果を利用した摩擦ナノジェネレータ（ＴＥＮＧ）の原理に基づくものであって、
側面抵抗測定用自己駆動センサと端部抵抗測定用自己駆動センサとを含み、
前記側面抵抗測定用自己駆動センサは、湾曲内側プレート（５）、湾曲外側プレート（６）、湾曲電極（７）、湾曲誘電体材料（８）および絶縁弾性接続部材（９）を含み、湾曲内側プレート（５）および湾曲外側プレート（６）は、何れも絶縁材料を採用し、湾曲内側プレート（５）と湾曲外側プレート（６）は、互いに平行であり、相対的な接線方向変位のみが発生でき、前記湾曲電極（７）は、湾曲誘電体材料（８）と接着されて片側感知プレートを形成し、隣接する片側感知プレートは、絶縁弾性接続部材（９）によって接続され、かつ、２つの片側センサは、それぞれ、湾曲内側プレート（５）と湾曲外側プレート（６）に垂直に配置されており、
前記端部抵抗測定用自己駆動センサは、上から順に、環状上段プレート（２０）、環状上層誘電体（２１）、環状下層誘電体（２２）および環状下段プレート（２３）を含み、前記環状上層誘電体（２１）の形状は、千鳥状または波形状であることを特徴とする自己駆動センサ。
【請求項２】
請求項１に記載の自己駆動センサに基づく計測装置であって、
当該計測装置は、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能であり、前記計測装置は、ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール（１）と、土栓の生成高さ測定モジュール（２）と、ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール（３）と、摩擦杭本体（４）とを含み、前記摩擦杭本体（４）の側面には摩耗抵抗測定スロットが開設され、その上部にはスリーブ孔（１９）が設けられており、
前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール（１）は、いくつかの側面抵抗測定用自己駆動センサ、導線（１０）、オシロスコープ（１１）および剛性ボール（１２）を含み、前記湾曲内側プレート（５）は、摩耗抵抗測定スロットに埋め込まれて摩擦杭壁と剛性接着され、
導線（１０）によって複数の側面抵抗測定用自己駆動センサを並列接続し、オシロスコープ（１１）で電気信号変化をリアルタイムで収集し、さらに杭側摩耗抵抗が逆演算され、前記剛性ボール（１２）は、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとに相対的な法線方向変位がないことを保証するために、任意の２つのセンサの間に配置されており、
前記土栓の生成高さ測定モジュール（２）は、重錘（１３）、鋼撚り線（１４）、シーブＡ（１５）、シーブＢ（１６）、スリーブ（１７）および変位計（１８）を含み、前記スリーブ（１７）は、スリーブ孔（１９）を介して摩擦杭本体（４）と溶接され、前記鋼撚り線（１４）は、一方端が変位計（１８）と接続され、他方端がシーブＢ（１６）、スリーブ（１７）、シーブＡ（１５）を順に介して重錘（１３）と接続され、発生した土栓高さを測定するために使用され、
前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール（３）は、端部抵抗測定用自己駆動センサ、導線（１０）およびオシロスコープ（１１）を含み、前記端部抵抗測定用自己駆動センサは、摩擦杭本体（４）の底部の杭端に設けられ、前記環状上段プレート（２０）と環状下段プレート（２３）とは、導線（１０）によってオシロスコープ（１１）と接続され、貫入および使用期間における管杭の端部抵抗をリアルタイムで監視するために使用されることを特徴とする自己駆動センサに基づく計測装置。
【請求項３】
前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール（１）は、異なる深さで円周方向に沿って摩擦杭本体内側、外側に均一に配置されることができ、杭の内側摩擦力と外側摩擦力を精確に測定するために使用され、各々のＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、計測時にセンサが水体と接触しないことを保証するために、何れもシリコーン層（２４）でシールされることを特徴とする請求項２に記載の自己駆動センサに基づく計測装置。
【請求項４】
摩擦杭本体（４）の頂部の杭頭には円形溝（２５）が開設され、円形溝（２５）内にはバックル（２６）が設けられ、耐圧計測時に、バックル（２６）が円形溝（２５）内部に位置し、杭土が耐圧機器に直接に接触して耐圧試験を行い、引抜き試験時に、ケーブルをバックル（２６）と直接に接続すれば、試験可能であることを特徴とする請求項２に記載の自己駆動センサに基づく計測装置。
【請求項５】
前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール（３）は、シリコーン層（２４）でシールされ、環状上段プレート（２０）と環状上層誘電体（２１）とは、剛接合され、環状下段プレート（２３）と環状下層誘電体（２２）とは、剛接合されていることを特徴とする請求項２に記載の自己駆動センサに基づく計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、センサに関し、特に、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサおよび計測装置に関する。当該自己駆動センサを用いて、外部機能を必要とせずに、貫入および長期使用中における管杭の内壁と外壁の側面抵抗および端部抵抗を直接かつ精確に測定することができ、さらに、これを、杭側面摩耗抵抗および杭基礎耐荷力に対する土栓の生成高さの影響を評価するために使用する。
【背景技術】
【０００２】
海洋工事において、鋼管杭は、その適用範囲が広く、施工時間が短く、リサイクルが可能であること、および低コストであるといった特徴から広く用いられている。施工中、鋼管杭の底部に土が侵入して土柱が形成される、いわゆる「土栓効果」がある。先の研究によれば、土栓の性状は、杭端耐荷力、沈め杭抵抗、杭側面摩耗抵抗の発揮に直接に関係する。現在のところ、杭側面摩耗抵抗や杭端部抵抗を精確に測定する試験方法はなく、杭側面摩耗抵抗に対する土栓効果の影響も正確に評価することはできない。
【０００３】
摩擦ナノジェネレータ（ＴＥＮＧ）は、ナノスケール摩擦帯電効果に基づく、外部環境の微小機械エネルギを電気エネルギに変換することができるエネルギハーベスタである。その主な動作原理は、摩擦帯電の作用により、２枚のポリマシート（誘電体）の内面が周期的に接触・分離することで、逆な摩擦電荷を帯びることである。デバイスに機械的エネルギが印加されると、２つのポリマの内面が緊密に接触し、電荷が移動して、一方のポリマの内面は正に帯電し、他方のポリマの内面は負に帯電する。変形が解除されると、逆な摩擦電荷により２つの面の間に電界が発生して、電極間に電位差が形成する。この電位差を遮蔽するために、電子が外部回路を通じて一方の電極から他方の電極に流れるように駆動されて、電気信号が発生する。
【０００４】
しかしながら、従来のＴＥＮＧは、波エネルギ、振動エネルギ、人体ランニング運動エネルギなどの微小エネルギの収集に多く使用されており、センタについては、圧力に関する測定のみがあり、かつ、一般に全体構造に係るが、岩盤分野の杭土相互作用による境界面摩擦力および杭端部抵抗の測定についてはまだ報告されていない。上記背景に基づき、本発明は、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサを提案し、外部のエネルギ供給を必要とせず、貫入および長期使用中における管杭の内壁と外壁の側面抵抗および端部抵抗を直接かつ精確に測定することができる。また、土栓測定モジュールを組み合わせて、杭側面摩耗抵抗および杭基礎耐荷力に対する土栓効果の影響を評価するために使用することができる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
これに鑑みて、本発明の目的は、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサおよび計測装置を提供することにあり、杭側摩耗抵抗、端部抵抗の自己駆動の精確な測定を実現することができ、杭側面摩耗抵抗に対する土栓効果の影響を研究することができる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明では、以下の技術手段を採用する。
【０００７】
海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサであって、
側面抵抗測定用自己駆動センサと端部抵抗測定用自己駆動センサとを含み、
前記側面抵抗測定用自己駆動センサは、湾曲内側プレート、湾曲外側プレート、湾曲電極、湾曲誘電体材料および絶縁弾性接続部材を含み、湾曲内側プレートおよび湾曲外側プレートは、何れも絶縁材料を採用し、湾曲内側プレートおよび湾曲外側プレートは、互いに平行であり、相対的な接線方向変位のみが発生でき、前記湾曲電極は、湾曲誘電体材料と接着されて片側感知プレートを形成し、隣接する片側感知プレートは、絶縁弾性接続部材によって接続され、２つの片側センサは、それぞれ、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートに垂直に配置されており、
前記端部抵抗測定用自己駆動センサは、上から順に、環状上段プレート、環状上層誘電体、環状下層誘電体および環状下段プレートを含み、前記環状上層誘電体の形状は、千鳥状または波形状である。
【０００８】
本発明は、上記自己駆動センサに基づく測定装置をさらに提供し、当該装置は、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能であり、前記計測装置は、ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールと、土栓の生成高さ測定モジュールと、ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールと、摩擦杭本体とを含み、前記摩擦杭本体側面には摩耗抵抗測定スロットが開設され、その上部にはスリーブ孔が設けられており、
前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、いくつかの側面抵抗測定用自己駆動センサ、導線、オシロスコープおよび剛性ボールを含み、湾曲内側プレートは、摩耗抵抗測定スロットに埋め込まれて摩擦杭壁と剛性接着され、
導線によって複数の側面抵抗測定用自己駆動センサを並列接続し、オシロスコープで電気信号変化をリアルタイムで収集し、さらに杭側摩耗抵抗が逆演算され、前記剛性ボールは、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとの間に相対的な法線方向変位がないことを保証するために、任意の２つの完全なセンサの間に配置されており、
前記土栓の生成高さ測定モジュールは、重錘、鋼撚り線、シーブＡ、シーブＢ、スリーブおよび変位計を含み、スリーブは、スリーブ孔を介して摩擦杭本体と溶接され、前記鋼撚り線は、一方端が変位計と接続され、他方端がシーブＢ、スリーブ、シーブＡを順に介して重錘と接続され、発生した土栓高さを測定するために使用され、
前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールは、端部抵抗測定用自己駆動センサ、導線およびオシロスコープを含み、前記端部抵抗測定用自己駆動センサは、摩擦杭本体の底部の杭端に設けられ、前記環状上段プレートと環状下段プレートとは、導線を介してオシロスコープと接続され、貫入および使用期間における管杭端部抵抗をリアルタイムで監視するために使用される。
【０００９】
上記技術手段では、さらに、前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、異なる深さで円周方向に沿って摩擦杭本体内側、外側に均一に配置されることができ、杭の内側摩擦力と外側摩擦力を精確に測定するために使用され、各々のＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、計測時にセンサが水体と接触しないことを保証するために、何れもシリコーン層でシールされる。
【００１０】
さらに、摩擦杭本体の頂部の杭頭には円形溝が開設されており、円形溝内にはバックルが設けられており、耐圧計測時に、バックルが円形溝内部に位置し、杭土が耐圧機器に直接に接触して耐圧試験を行い、引抜き試験時に、ケーブルをバックルと直接に接続すれば、試験可能である。
【００１１】
さらに、前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールは、シリコーン層でシールされ、環状上段プレートと環状上層誘電体とは、剛接合され、環状下段プレートと環状下層誘電体とは、剛接合されている。
【００１２】
本発明のＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールでは、湾曲外側プレートと土体とが接触しており、試験実行前に、まず、センサの湾曲外側プレートと湾曲内側プレートに比較的大きな相対的な接線方向変位を与えて、湾曲誘電体材料を接触させて帯電させた後、分離する。杭土が相対的に変位したとき、土体と湾曲外側プレートとの間の摩擦力が、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートに与えられる弾性力よりも大きいので、このとき湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとは相対的な接線方向変位があり、このとき電気信号が発生する。剪断変位の連続的な増大につれて、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートに与えられる弾性力が、土体と湾曲外側プレートとの間の最大静止摩擦力に達すると、電気信号が最大値に達し、その後、弾性接続部材が少し跳ね返ることで、電気信号が変動する。その後、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートに与えられる弾性力と、土体と湾曲外側プレートとの間の摩擦力とが釣り合って、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとは接線方向変位がなく、このとき電気信号は発生しない。
【００１３】
本発明のＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールでは、杭端に力がかかると、環状上層誘電体の千鳥状または波形状構造と環状下層誘電体材料とは相対的な法線方向変位が発生し、さらに電気信号が発生する。
【００１４】
本発明では、ＴＥＮＧセンサは、室内境界面直接剪断試験および圧縮試験によって標定され、力と電気信号との間の関係を取得することができ、その後、それを管杭側面抵抗、端部抵抗の測定に適用し、最後に、測定された電気信号を前に標定された対応関係に代入することにより、対応する側壁摩擦力および杭端部抵抗を得ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明に係る海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗とのリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサは、初めて摩擦ナノジェネレータ（ＴＥＮＧ）を海洋杭基側面抵抗、端部抵抗の測定に導入し、これによって計測の精確性を効果的に向上させる。当該センサは、外部のエネルギ供給を必要とせず、電気信号を直接に出力するので、使用期間の管杭の側面抵抗と端部抵抗の長期監視に適用する。本発明は、構造を巧妙に設計することによって、ＴＥＮＧを杭・土（ゆるい物）の側壁摩擦力および杭端部抵抗の精確な測定に使用する。
【００１６】
本発明では、当該センサは、構造が精巧で、取り付けが容易であり、管杭の異なる位置の摩耗抵抗および杭端部抵抗抗を測定することができる。また、当該センサは、外部電源を必要とせずに、管杭の全寿命周期における下端部抵抗および側面抵抗測定を行うことができる。
【００１７】
本発明の測定装置では、ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールの上層誘電体材料が、環状千鳥状または波浪状とされており、電気信号が上層誘電体材料と下層誘電体材料の相対的な法線方向の接触面積の変化を効果的に反映することができ、さらに端部抵抗が精確に測定される。ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、杭土間の摩擦力を湾曲内側プレートと湾曲外側プレートの間の弾性力に変換し、電気信号によって反応させて側壁摩擦力が得られる。ＴＥＮＧ摩耗抵抗／端部抵抗測定モジュールの外部にシリコーン層を設けることにより、計測時にセンサが水体と接触しないことを保証し、環境に対する感度を克服できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】ＴＥＮＧの原理図である。
【図２】杭本体に沿ったＴＥＮＧの配置図である。
【図３】装置全体の断面図である。
【図４】装置全体の上面図である。
【図５】ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールの詳細図である。
【図６】ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールの詳細図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面および本発明の実施例を参照して本発明を説明する。
【００２０】
図１は、本発明におけるＴＥＮＧの動作原理図を示す。
【００２１】
図４および図５は、それぞれ、本発明の側面抵抗測定用自己駆動センサと端部抵抗測定用自己駆動センサである。
【００２２】
側面抵抗測定用自己駆動センサは、湾曲内側プレート５、湾曲外側プレート６、湾曲電極７、湾曲誘電体材料８および絶縁弾性接続部材９を含み、湾曲内側プレート５および湾曲外側プレート６は、何れも絶縁材料を採用し、湾曲内側プレート５と湾曲外側プレート６は、互いに平行であり、相対的な接線方向変位のみが発生できる。前記湾曲電極７は、湾曲誘電体材料８と接着されて片側感知プレートを形成し、隣接する片側感知プレートは、絶縁弾性接続部材９によって接続され、かつ、２つの片側センサは、それぞれ、湾曲内側プレート５と湾曲外側プレート６に垂直に配置される。
【００２３】
端部抵抗測定用自己駆動センサは、上から順に、環状上段プレート２０、環状上層誘電体２１、環状下層誘電体２２および環状下段プレート２３を含む。前記環状上層誘電体２１の形状は、千鳥状または波形状である。
【００２４】
図２〜６は、本発明の上記自己駆動センサに基づく測定装置図であり、当該計測装置は、海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗とのリアルタイム計測に使用可能である。当該計測装置は、ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール１と、土栓の生成高さ測定モジュール２と、ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール３と、摩擦杭本体４とを含む。
【００２５】
本実施例では、前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール１は、湾曲内側プレート５、湾曲外側プレート６、湾曲電極７、湾曲誘電体材料８、絶縁弾性接続部材９、導線１０、オシロスコープ１１および剛性ボール１２を含む。前記湾曲内側プレート５および湾曲外側プレート６は、何れも絶縁材料を採用し、湾曲内側プレート５と湾曲外側プレート６は、互いに平行であり、相対的な接線方向変位のみが発生でき、これらの間の幅は、剛性ボール１２の直径である。湾曲内側プレート５は、摩耗抵抗測定スロットに埋め込まれて摩擦杭壁と剛性接着される。前記湾曲電極７は、湾曲誘電体材料８と接着されて片側感知プレートを形成し、隣接する片側感知プレートは、絶縁弾性接続部材９によって接続され、かつ、２つの片側センサは、それぞれ、湾曲内側プレート５と湾曲外側プレート６に垂直に配置されて、１つの完全なセンサを構成する。導線１０によって複数のセンサを並列接続し、オシロスコープ１１で電気信号変化をリアルタイムで収集し、さらに杭側摩耗抵抗が逆演算される。前記剛性ボール１２は、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとに相対的な法線方向変位がないことを保証するために、任意の２つの完全なセンサの間に配置されている。
【００２６】
前記土栓の生成高さ測定モジュール２は、重錘１３、鋼撚り線１４、シーブＡ１５、シーブＢ１６、スリーブ１７および変位計１８を含む。前記鋼撚り線１４は、一方端が変位計１８と接続され、他方端がシーブＢ１６、スリーブ１７、シーブＡ１５を順に介して重錘１３と接続され、発生した土栓高さを測定するために使用される。スリーブ１７は、スリーブ孔１９を介して摩擦杭本体４と溶接され、前記シーブＡ１５とシーブＢ１６は、スリーブ１７の両端に設けられている。
【００２７】
前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール３は、摩擦杭本体４の底部の杭端に設けられ、上から順に、環状上段プレート２０、環状上層誘電体２１、環状下層誘電体２２および環状下段プレート２３を含む。前記環状上層誘電体２１の形状は、千鳥状または波形状であり、前記環状上段プレート２０と環状下段プレート２３は、導線によってオシロスコープ１１と接続され、貫入および使用期間における管杭端部抵抗をリアルタイムで監視するために使用される。
【００２８】
前記ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール１は、異なる深さで円周方向に沿って摩擦杭本体内側、外側に均一に配置されることができ、杭の内側摩擦力と外側摩擦力を精確に測定するために使用され、各々のＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールは、計測時にセンサが水体と接触しないことを保証するために、何れもシリコーン層２４でシールされる。
【００２９】
摩擦杭本体４の頂部の杭頭には円形溝２５が開設され、円形溝２５内にはバックル２６が設けられ、耐圧計測時に、バックル２６が円形溝２５内部に位置し、杭土が耐圧機器に直接に接触して耐圧試験を行い、引抜き試験時に、ケーブルをバックル２６と直接に接続すれば、試験可能である。
【００３０】
前記ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール３は、シリコーン層２４でシールされ、環状上段プレート２０と環状上層誘電体２１とは、剛接合され、環状下段プレート２３と環状下層誘電体２２とは、剛接合される。
【００３１】
本実施例では、１つの完全なＴＥＮＧ摩耗抵抗測定センサには、一方が上で他方が下にある２つの片側感知プレートが含まれ、上にある片側感知プレートが湾曲内側プレート５に位置し、絶縁弾性接続部材９によって湾曲外側プレート６に垂直方向の張力を作用させることができる。貫入過程では、海洋管杭が主に上下に移動し、土体が湾曲外側プレート６を一定に囲んで圧迫するので、剛性ボールの作用により、湾曲外側プレート６と湾曲内側プレート５とは相対的な法線方向変位が発生することはない。本実施例では、誘電体の材料選択について、テーブルを調べて具体的なニーズを組み合わせることにより、使用要求を満たす誘電体を選択することができる。
【００３２】
本発明装置の動作原理は、下記の通りである。
【００３３】
ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュールでは、湾曲外側プレートと土体が接触しており、試験実行前に、まず、自己駆動センサの湾曲外側プレートと湾曲内側プレートを大きく相対的な接線方向変位させ、湾曲誘電体材料を接触して帯電させた後、分離する。杭土が相対的に変位したとき、土体と湾曲外側プレートとの間の摩擦力が、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートの弾性力に与えられる弾性力よりも大きいので、このとき湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとは相対的な接線方向変位があり、このとき電気信号が発生する。剪断変位の連続的な増大につれて、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートに与えられる弾性力が、土体と湾曲外側プレートとの間の最大静止摩擦力に達すると、電気信号が最大値に達し、その後、弾性接続部材が少し跳ね返り、その結果、電気信号が変動する。その後、湾曲内側プレートから湾曲外側プレートに与えられる弾性力と、土体と湾曲外側プレートとの間の摩擦力とが釣り合って、湾曲内側プレートと湾曲外側プレートとは接線方向変位がなく、このとき電気信号は発生しない。
【００３４】
本発明のＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュールでは、杭端に力が加えられると、環状上層誘電体の千鳥状または波形状構造と環状下層誘電体材料とは相対的な法線方向変位が発生し、両者の相対的な接触面積が大きく変化し、さらに電気信号が発生する。
【符号の説明】
【００３５】
１…ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール、２…土栓の生成高さ測定モジュール、３…ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール、４…摩擦杭本体、５…湾曲内側プレート、６…湾曲外側プレート、７…湾曲電極、８…湾曲誘電体材料、９…絶縁弾性接続部材、１０…導線、１１…オシロスコープ、１２…剛性ボール、１３…重錘、１４…鋼撚り線、１５…シーブＡ、１６…シーブＢ、１７…スリーブ、１８…変位計、１９…スリーブ孔、２０…環状上段プレート、２１…環状上層誘電体、２２…環状下層誘電体、２３…環状下段プレート、２４…シリコーン層、２５…円形溝、２６…バックル。  
【要約】      （修正有）【課題】海洋管杭の側面抵抗と端部抵抗のリアルタイム計測に使用可能な自己駆動センサおよび計測装置を提供する。【解決手段】前記自己駆動センサは、側面抵抗測定用自己駆動センサと端部抵抗測定用自己駆動センサとを含む。当該センサに基づく計測装置は、ＴＥＮＧ摩耗抵抗測定モジュール１と、土栓の生成高さ測定モジュール２と、摩擦杭本体４と、ＴＥＮＧ端部抵抗測定モジュール３とを含む。摩擦帯電および静電誘導原理を利用して、ＴＥＮＧを管杭の摩耗抵抗与端部抵抗の測定に導入する。当該管杭は、外部エネルギ供給を必要とせず、貫入および長期使用中における杭内外壁に側面抵抗と端部抵抗を直接かつ精確に測定することができ、かつ、杭側面摩耗抵抗および杭基礎耐荷力に対する土栓の生成高さの影響を評価する。【選択図】図２【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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