KR20100069883A - System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor - Google Patents

System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor Download PDF

Info

Publication number
KR20100069883A
KR20100069883A KR1020080128429A KR20080128429A KR20100069883A KR 20100069883 A KR20100069883 A KR 20100069883A KR 1020080128429 A KR1020080128429 A KR 1020080128429A KR 20080128429 A KR20080128429 A KR 20080128429A KR 20100069883 A KR20100069883 A KR 20100069883A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
displacement sensor
soft ground
laser displacement
surface behavior
laser
Prior art date
Application number
KR1020080128429A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
함태규
조삼덕
Original Assignee
한국건설기술연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국건설기술연구원 filed Critical 한국건설기술연구원
Priority to KR1020080128429A priority Critical patent/KR20100069883A/en
Publication of KR20100069883A publication Critical patent/KR20100069883A/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B11/00Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques
    • G01B11/16Measuring arrangements characterised by the use of optical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. optical strain gauge
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02DFOUNDATIONS; EXCAVATIONS; EMBANKMENTS; UNDERGROUND OR UNDERWATER STRUCTURES
    • E02D33/00Testing foundations or foundation structures
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B5/00Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques
    • G01B5/30Measuring arrangements characterised by the use of mechanical techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. mechanical strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01BMEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B7/00Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques
    • G01B7/16Measuring arrangements characterised by the use of electric or magnetic techniques for measuring the deformation in a solid, e.g. by resistance strain gauge
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01DMEASURING NOT SPECIALLY ADAPTED FOR A SPECIFIC VARIABLE; ARRANGEMENTS FOR MEASURING TWO OR MORE VARIABLES NOT COVERED IN A SINGLE OTHER SUBCLASS; TARIFF METERING APPARATUS; MEASURING OR TESTING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • G01D5/00Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable
    • G01D5/12Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means
    • G01D5/14Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage
    • G01D5/20Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature
    • G01D5/22Mechanical means for transferring the output of a sensing member; Means for converting the output of a sensing member to another variable where the form or nature of the sensing member does not constrain the means for converting; Transducers not specially adapted for a specific variable using electric or magnetic means influencing the magnitude of a current or voltage by varying inductance, e.g. by a movable armature differentially influencing two coils
    • G01D5/2291Linear or rotary variable differential transformers (LVDTs/RVDTs) having a single primary coil and two secondary coils

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
  • Paleontology (AREA)
  • Civil Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)

Abstract

PURPOSE: A system for analyzing a soft ground change using a laser displacement sensor is provided to continuously measure and analyze the surface displacement, and to prevent an accident generated in the soft ground. CONSTITUTION: A system(100) for analyzing a soft ground change using a laser displacement sensor comprises a calibration chamber(110), a laser displacement sensor(120), a sensor transfer unit(130), a data logger(140), and an analysis/control unit(150). A soft ground(111) and a reinforcing material(112) are formed in the calibration chamber. The laser displacement sensor continuously senses a change in the soft ground and generates an analog change signal. The sensor transfer unit is installed on the top of the calibration chamber and reciprocates the laser displacement sensor on the calibration chamber. The data logger collects a change data sensed from the laser displacement sensor. The analysis/control unit controls the operation of the laser displacement sensor and the sensor transfer unit.

Description

레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템 {System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor}System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor

본 발명은 연약지반 표층거동 분석 시스템에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 레이저 변위센서를 이용함으로써 실내 실험용 모형 토조 상에 형성된 연약지반 또는 보강재의 표층 거동을 연속적으로 실시간 분석하는 연약지반 표층거동 분석 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a soft ground surface behavior analysis system, and more particularly, to a soft ground surface behavior analysis system for continuously real-time analysis of the surface behavior of soft ground or reinforcement formed on an indoor laboratory model soil by using a laser displacement sensor. It is about.

연약지반은 건축물의 기초로서 충분한 지지력이 없는 지반을 말하는데, 예를 들면, 낮은 평야지대, 삼각주, 골짜기 등을 형성하는 새로운 충적지에 많이 존재한다. 연약지반의 구성 토층은 부드럽고 압축성이 큰 점토, 실트, 이탄 등이다. 이와 같은 지반에 직접 건조물을 지으면 지반이 파괴되거나 큰 압밀침하가 생긴다. 그래서 중요한 구조물의 기초는 말뚝이나 케이슨 등으로 하층의 견고한 지반에 지지시킨다.Soft ground refers to ground that does not have sufficient bearing capacity as the foundation of a building. For example, there are many new alluvial lands that form low plains, deltas, and valleys. The constituent soil layers of the soft ground are soft, highly compressible clay, silt and peat. If a building is built directly on such ground, the ground is destroyed or a large consolidation settlement occurs. So, the foundation of the important structure is piles or caissons, etc., to support it on the solid ground of the lower level.

보강재가 형성된 연약지반 또는 초연약지반의 표층 거동을 분석하기 위한 실내 모형실험에 있어서, 하중재하로 인한 변위 측정은 매우 중요한데, 이를 위하여 일반적으로 자기저항식 변위계(LVDT)를 이용하고 있다. 여기서, LVDT는 전자기 차 폐와 계측 대상의 구조적 형태에 적절히 적용함에 따라 환경 변화에 대한 영향을 적게 받으면서 특성이 우수한 트랜스듀서(transducer)로 사용할 수 있고, 이러한 형태의 트랜스듀서는 변위 측정을 기본으로 하고 있으므로, 산업분야, 대학 및 연구실 등에서 대단히 폭 넓게 사용되고 있다.In the indoor model test for analyzing the surface behavior of soft ground or super soft ground with reinforcement, displacement measurement due to loading is very important. For this purpose, magnetoresistive displacement meter (LVDT) is generally used. Here, LVDT can be used as a transducer having excellent characteristics while being less affected by environmental changes as it is properly applied to structural forms of electromagnetic shielding and measurement targets, and this type of transducer is based on displacement measurement. As a result, it is widely used in industrial fields, universities and laboratories.

도 1은 종래의 기술에 따른 LVDT 센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a soft ground surface behavior analysis system using a LVDT sensor according to the prior art.

도 1을 참조하면, 종래의 기술에 따른 LVDT 센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템은, 모형 토조(10), LVDT 센서(20), 데이터 로거(30) 및 분석 및 제어부(40)를 포함할 수 있다. 모형 토조(10)는 연약지반(11) 상에 보강재(12)가 형성되고, 이러한 연약지반(11) 상에 하중재하(13)가 가해진다.Referring to FIG. 1, the soft ground surface behavior analysis system using the LVDT sensor according to the related art may include a model soil 10, an LVDT sensor 20, a data logger 30, and an analysis and control unit 40. Can be. In the model soil 10, a reinforcement 12 is formed on the soft ground 11, and a load load 13 is applied to the soft ground 11.

종래의 기술에 따른 LVDT 센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 경우, 다수의 LVDT 센서(20a, 20b, 20c)를 이용하여 연약지반의 표층거동을 분석한다. In the case of the soft ground surface behavior analysis system using the LVDT sensor according to the prior art, the surface behavior of the soft ground is analyzed using a plurality of LVDT sensors 20a, 20b, and 20c.

구체적으로, 분석 및 제어부(40)의 구동 제어명령에 따라 구동부가 구동되고, 이에 의해 철심이 직선운동을 하게 되는데, 이때, 상기 LVDT 센서(20)는 내부의 코일들을 통해 그 철심의 변위를 검출하게 된다. 상기 LVDT 센서(20)에 의한 아날로그의 변위검출신호가 데이터 로거(30)의 A/D 변환기를 통해 디지털 신호로 변환되고, 상기 분석 및 제어부(40)는 상기 데이터 로거(30)의 출력 신호를 분석함으로써, 상기 연약지반의 표층거동을 분석하게 된다.Specifically, the driving unit is driven in accordance with the analysis and the drive control command of the control unit 40, whereby the iron core is a linear movement, the LVDT sensor 20 detects the displacement of the iron core through the internal coils Done. The analog displacement detection signal by the LVDT sensor 20 is converted into a digital signal through the A / D converter of the data logger 30, and the analysis and control unit 40 outputs the output signal of the data logger 30. By analyzing, the surface behavior of the soft ground is analyzed.

한편, 자기적 원리를 이용한 자기 센서(magnetic sensor)는 자기를 전기로 변환하는 소자(element)로서, 기계적 변위가 1차측 코일과 2차측 코일 사이에서 발생하는 자속의 변화, 즉, 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서(transducer)로서, 이러한 형태에 속하는 트랜스듀서를 LVDT(Linear Variable Differential Transformer)라고 부른다.On the other hand, a magnetic sensor using a magnetic principle is an element that converts magnetism into electricity, and a change in magnetic flux, that is, mutual inductance, in which mechanical displacement occurs between a primary coil and a secondary coil. As a transducer, a transducer belonging to this type is called LVDT (Linear Variable Differential Transformer).

LVDT는 선형 거리 차이를 측정하는 전기적 변환기 형태를 말하는데 3개의 솔레노이드 코일이 튜브 주변에 위치하고 있다. 가운데 코일이 주된 것이고 나머지가 두 개가 바깥에 위치하고 있다. 이때, 실린더 형태의 자석 코어가 튜브 중심을 따라 이동하여 측정 대상의 위치값을 알려준다. 따라서 기계적 변위를 전기적인 신호로 바꿔주는 LVDT는 코어(core or armature)의 이동에 의해 1차 코일에서 2차 코일에 유도되는 자속의 변화, 즉 상호 인덕턴스를 변화시키는 트랜스듀서(transducer)로서 기계적, 전기적으로 분리되어 움직일 수 있는 코어의 변위에 비례하여 전기적 출력이 발생하는데 이 출력의 양에 따라서 밸브(Valve)의 위치(Position)를 제어한다.LVDT is a type of electrical transducer that measures the linear distance difference. Three solenoid coils are located around the tube. The middle coil is the main one and the other two are located outside. At this time, the cylinder-shaped magnet core is moved along the center of the tube to inform the position value of the measurement object. Therefore, LVDT, which converts mechanical displacement into an electrical signal, is a transducer that changes the magnetic flux, ie mutual inductance, induced from the primary coil to the secondary coil by the movement of the core (core or armature). The electrical output is generated in proportion to the displacement of the core, which is electrically separated and movable. The position of the valve is controlled according to the amount of the output.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 LVDT 센서의 부분 절개 사시도 및 회로도이다.2A and 2B are a partially cutaway perspective view and a circuit diagram of a LVDT sensor according to the prior art, respectively.

종래의 기술에 따른 LVDT 센서(20)는, 도 2a에 도시된 바와 같이, 원통형 하우징 바디(21) 내에 대칭적인 구조로 하나의 1차코일(22)과 2개의 2차코일(23, 24)이 설치되어 있다. 상기 두 개의 2차코일(23, 24)은 직렬 역극성으로 연결되며, 이러한 코일들(22, 23, 24) 통로 사이로 강자성체의 철심(25)이 직선운동을 할 때 발생되는 신호를 이용하면 변위 계측이 가능하게 된다.The LVDT sensor 20 according to the related art has one primary coil 22 and two secondary coils 23 and 24 in a symmetrical structure in the cylindrical housing body 21 as shown in FIG. 2A. Is installed. The two secondary coils 23 and 24 are connected in series reverse polarity and are displaced by using a signal generated when the iron core 25 of the ferromagnetic material is linearly moved between the passages of the coils 22, 23 and 24. Measurement becomes possible.

그러나 종래의 기술에 따른 LVDT(20)를 이용한 측정 결과는 연속적이지 않기 때문에, 표층 거동의 정확도를 높이기 위해서는 보다 많은 LVDT(20)를 설치해야 하며, 이로 인해 LVDT(20) 설치에 많은 시간 및 비용을 소비하게 된다는 문제점이 있다. 이에 따라 설치가 간편하고 연속적인 거동 분석이 가능한 표층거동 분석 시스템에 대한 필요성이 제기되고 있다.However, since the measurement results using the LVDT 20 according to the related art are not continuous, more LVDTs 20 need to be installed in order to increase the accuracy of the surface behavior. There is a problem that will consume. Accordingly, there is a need for a surface behavior analysis system that is easy to install and that enables continuous behavior analysis.

전술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 실내 모형 실험용 토조 상부에 변위센서 이송부를 설치하고, 레이저 변위센서를 유기적으로 연결시킴으로써, 하중재하에 따른 표층 변위를 연속적으로 측정 및 분석할 수 있는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템을 제공하기 위한 것이다.The technical problem to be solved by the present invention to solve the above problems, by installing a displacement sensor transfer unit in the upper part of the laboratory for laboratory model experiment, and by connecting the laser displacement sensor organically, the surface displacement according to the load load continuously measured and analyzed It is to provide a soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 하중재하에 따른 표층 변위를 연속적으로 측정함으로써, 연약지반의 지지력 개량 효과에 미치는 영향인자를 정확히 분석하고, 연약지반 현장에서 발생할 수 있는 중기의 전도 사고를 미연에 방지할 수 있는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to continuously measure the surface displacement according to the loading load, to accurately analyze the influence factors on the bearing capacity improvement effect of the soft ground, and to delay the mid-term conduction accident that may occur in the soft ground site. To provide a soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor that can be prevented.

본 발명이 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 레이저 변위센서를 이용하여 연약지반 표층의 거동 분석을 연속적으로 측정하고 이를 분석함으로써, 건축 구조물 설계에 필요한 정확한 설계정수를 제시할 수 있는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템을 제공하기 위한 것이다.Another technical problem to be achieved by the present invention is to use a laser displacement sensor that can present the accurate design parameters required for the design of building structures by continuously measuring and analyzing the behavior analysis of the soft ground surface using the laser displacement sensor. To provide a soft ground surface behavior analysis system.

전술한 기술적 과제를 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템은, 연약지반 상에 형성된 보강재의 거동 특성을 분석하기 위해서 하중재하로 인한 연약지반 또는 보강재의 변위를 측정하는 연약지반 표층거동 분석 시스템에 있어서, 연약지반 및 보강재가 형성되고, 하중재하가 완료된 모형 토조; 상기 모형 토조 상에 형성된 연약지반의 표층거동을 연속적으로 감지하여 아날로그 표층거동 신호를 생성하는 레이저 변위센서; 상기 모형 토조 상부에 설치되고, 상기 레이저 변위센서를 상기 모형 토조 상에서 왕복 이송시키는 변위센서 이송부; 상기 레이저 변위센서로부터 연속적으로 감지되는 표층거동 데이터를 수집하는 데이터 로거; 및 상기 레이저 변위센서 및 상기 변위센서 이송부의 구동을 제어하며, 상기 데이터 로거로부터 수집된 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반 표층거동을 분석하는 분석 및 제어부를 포함하여 구성된다.As a means for achieving the above-mentioned technical problem, the soft ground surface behavior analysis system using the laser displacement sensor according to the present invention, the soft ground or reinforcement due to the load to analyze the behavior characteristics of the reinforcement formed on the soft ground A soft ground surface behavior analysis system for measuring displacement, the soft ground and reinforcement is formed, the load model is completed; A laser displacement sensor for generating an analog surface behavior signal by continuously sensing the surface behavior of the soft ground formed on the model soil; A displacement sensor transfer unit disposed above the model torch and for reciprocating the laser displacement sensor on the model torch; A data logger for collecting surface behavior data continuously detected from the laser displacement sensor; And an analysis and control unit for controlling driving of the laser displacement sensor and the displacement sensor transfer unit, and analyzing the soft ground surface behavior according to the surface behavior data collected from the data logger.

여기서, 상기 레이저 변위센서는 상기 변위센서 이송부에 장착되고, 상기 변위센서 이송부의 구동에 따라 상기 모형 토조 상에서 왕복 이송하면서 상기 하중재하로 인한 연약지반 또는 보강재의 변위를 연속적으로 감지할 수 있다.Here, the laser displacement sensor is mounted on the displacement sensor transfer unit, it is possible to continuously detect the displacement of the soft ground or reinforcement due to the load load while reciprocating on the model soil according to the drive of the displacement sensor transfer unit.

여기서, 상기 레이저 변위센서는 레이저빔 소스 및 레이저빔 수광부로 이루어지며, 상기 레이저 변위센서는 상기 모형 토조 내에 형성된 연약지반 또는 보강재 상에서 왕복 이송되면서 레이저빔을 연속적으로 발사하고, 상기 연약지반 또는 보강재로부터 반사되는 레이저빔을 연속적으로 수광하여 상기 연약지반 또는 보강재의 거동을 감지하는 것을 특징으로 한다.Here, the laser displacement sensor is composed of a laser beam source and a laser beam receiving unit, the laser displacement sensor continuously fires the laser beam while reciprocating on the soft ground or reinforcement formed in the model soil, and from the soft ground or reinforcement Continuously receiving the reflected laser beam is characterized in that for detecting the behavior of the soft ground or reinforcement.

여기서, 상기 변위센서 이송부는, 상기 모형 토조의 양 측면 상부에 고정되는 지지대; 상기 지지대 상에 수평으로 연결되고, 상기 레이저 변위센서가 장착되는 수평 바(Bar); 및 상기 분석 및 제어부로부터 제공되는 구동신호에 의해 상기 레이저 변위센서를 상기 수평 바를 따라 왕복 이송시키는 구동부를 포함할 수 있다.Here, the displacement sensor transfer unit, the support is fixed to the upper side of the both sides of the model tojo; A horizontal bar connected horizontally on the support and mounted with the laser displacement sensor; And a driving unit configured to reciprocate the laser displacement sensor along the horizontal bar by a driving signal provided from the analysis and control unit.

여기서, 상기 데이터 로거는 상기 모형 토조로부터 원격 설치되어 상기 레이저 변위센서로부터 연속적으로 감지되는 아날로그 표층거동 신호를 디지털 표층거동 데이터로 변환하는 것을 특징으로 한다.In this case, the data logger is installed remotely from the model soil, characterized in that for converting the analog surface behavior signal continuously detected from the laser displacement sensor into digital surface behavior data.

여기서, 상기 분석 및 제어부는 클라이언트 PC 상에 구현되며, 상기 클라이언트 PC는 상기 데이터 로거에 의해 변환된 디지털 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반 또는 보강재의 표층거동을 모니터링하여 분석하는 프로그램을 구비하는 것을 특징으로 한다.Here, the analysis and control unit is implemented on a client PC, the client PC is characterized by having a program for monitoring and analyzing the surface behavior of the soft ground or reinforcement according to the digital surface behavior data converted by the data logger. It is done.

본 발명에 따르면, 실내 모형 실험용 토조 상부에 변위센서 이송부를 설치하고, 레이저 변위센서를 유기적으로 연결시킴으로써, 하중재하에 따른 표층 변위를 연속적으로 측정 및 분석할 수 있다.According to the present invention, by installing a displacement sensor transfer unit on the upper part of the chamber for laboratory experiments, and by organically connecting the laser displacement sensor, it is possible to continuously measure and analyze the surface displacement according to the load.

본 발명에 따르면, 하중재하에 따른 표층 변위를 연속적으로 측정함으로써, 연약지반의 지지력 개량 효과에 미치는 영향인자를 정확히 분석하고, 연약지반 현장에서 발생할 수 있는 중기의 전도 사고를 미연에 방지할 수 있다.According to the present invention, by continuously measuring the surface displacement according to the load load, it is possible to accurately analyze the factors affecting the bearing capacity improvement effect of the soft ground, and to prevent the fall of the mid-term conduction accident that may occur in the soft ground site in advance. .

본 발명에 따르면, 레이저 변위센서를 이용하여 연약지반 표층의 거동 분석을 연속적으로 측정하고 이를 분석함으로써, 건축 구조물 설계에 필요한 정확한 설계정수를 제시할 수 있다.According to the present invention, by continuously measuring and analyzing the behavior analysis of the soft ground surface layer using a laser displacement sensor, it is possible to present the exact design constant required for the design of the building structure.

아래에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.DETAILED DESCRIPTION Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those skilled in the art may easily implement the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention. In the drawings, parts irrelevant to the description are omitted in order to clearly describe the present invention, and like reference numerals designate like parts throughout the specification.

본 발명의 실시예로서, 레이저 변위센서 및 변위센서 이송부를 이용하여, 하중재하에 따른 연약지반의 표층 변위를 연속적으로 측정함으로써, 연약지반의 지지력 개량 효과에 미치는 영향인자를 정확히 분석하고, 건축 구조물 설계에 필요한 정확한 설계정수를 제시할 수 있는 연약지반 표층거동 분석 시스템이 제공된다.As an embodiment of the present invention, by using the laser displacement sensor and the displacement sensor transfer unit by continuously measuring the surface displacement of the soft ground according to the load load, by accurately analyzing the influence factors on the effect of improving the bearing capacity of the soft ground, building structure A soft ground surface behavior analysis system is provided to present the exact design parameters needed for the design.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 블록구성도이다.3 is a block diagram of a soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템(100)은, 모형 토조(110), 레이저 변위센서(120), 변위센서 이송부(130), 데이터 로거(140) 및 분석 및 제어부(150)를 포함한다.Referring to FIG. 3, the soft ground surface behavior analysis system 100 using the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention includes a model soil 110, a laser displacement sensor 120, a displacement sensor transfer unit 130, and data. And a logger 140 and an analysis and control unit 150.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템(100)은 연약지반 상에 형성된 보강재의 거동 특성을 분석하기 위해서 하중재하로 인한 연약지반 또는 보강재의 변위를 측정하기 위한 것으로, 실내 실험용 모형 토조(110) 상부에 변위센서 이송부(130)를 설치하고, 레이저 변위센서(120)를 변위센서 이송부(130)에 장착한 후, 하중재하를 완료하며, 상기 레이저 변위센 서(120)를 왕복 이송시키면서 표층 거동을 분석 및 평가하게 된다.Soft ground surface behavior analysis system 100 using a laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention is to measure the displacement of the soft ground or reinforcement due to the load to analyze the behavior characteristics of the reinforcement formed on the soft ground , Displacement sensor transfer unit 130 is installed on the upper part of the indoor laboratory model soil 110, the laser displacement sensor 120 is mounted on the displacement sensor transfer unit 130, and the load is completed, and the laser displacement sensor ( The reciprocating transfer of 120 will analyze and evaluate the surface behavior.

모형 토조(110)는 연약지반/초연약지반(111) 및 보강재(120)가 형성되고, 하중재하(113)가 완료된 상태이다.In the model soil 110, the soft ground / ultra soft ground 111 and the reinforcement 120 are formed, and the load load 113 is completed.

레이저 변위센서(120)는 상기 모형 토조(110) 상에 형성된 연약지반(112)의 표층거동을 연속적으로 감지하여 아날로그 표층거동 신호를 생성한다. 상기 레이저 변위센서(120)는 상기 변위센서 이송부(130)에 장착되고, 상기 변위센서 이송부(130)의 구동에 따라 상기 모형 토조(110) 상에서 왕복 이송하면서 상기 하중재하(113)로 인한 연약지반(111) 또는 보강재(112)의 변위를 연속적으로 감지할 수 있다. The laser displacement sensor 120 generates an analog surface behavior signal by continuously sensing the surface behavior of the soft ground 112 formed on the model soil 110. The laser displacement sensor 120 is mounted to the displacement sensor transfer unit 130, and soft ground due to the load load 113 while reciprocating on the model torch 110 in accordance with the drive of the displacement sensor transfer unit 130. The displacement of the 111 or the reinforcement 112 may be continuously detected.

또한, 상기 레이저 변위센서(120)는 레이저빔 소스 및 레이저빔 수광부로 이루어지며, 상기 모형 토조(110) 내에 형성된 연약지반(111) 또는 보강재(112) 상에서 왕복 이송되면서 레이저빔을 연속적으로 발사하고, 상기 연약지반(111) 또는 보강재(112)로부터 반사되는 레이저빔을 연속적으로 수광하여 상기 연약지반(111) 또는 보강재(112)의 거동을 감지하게 된다.In addition, the laser displacement sensor 120 is composed of a laser beam source and a laser beam receiving unit, and continuously firing the laser beam while being reciprocated on the soft ground 111 or the reinforcement 112 formed in the model soil 110. The laser beam reflected from the soft ground 111 or the reinforcement 112 is continuously received to sense the behavior of the soft ground 111 or the reinforcement 112.

변위센서 이송부(130)는 상기 모형 토조(110) 상부에 설치되고, 상기 레이저 변위센서(120)를 상기 모형 토조(110) 상에서 왕복 이송시킨다.Displacement sensor transfer unit 130 is installed on the top of the model soil 110, the laser displacement sensor 120 to reciprocate transfer on the model soil (110).

데이터 로거(140) 상기 레이저 변위센서로부터 연속적으로 감지되는 표층거동 데이터를 수집하는 역할을 하며, 즉, 데이터 로거(140)는 근거리 또는 원거리 시스템으로부터 실시간으로 표층 거동 데이터를 실시간 또는 일정 주기로 데이터를 취득하게 된다. 구체적으로, 상기 데이터 로거(140)는 상기 모형 토조(110)로부터 원격 설치되어 상기 레이저 변위센서(120)로부터 연속적으로 감지되는 아날로그 표층거동 신호를 디지털 표층거동 데이터로 변환하여, 분석 및 제어부(150)로 전달한다.Data logger 140 collects surface behavior data continuously detected from the laser displacement sensor, that is, the data logger 140 acquires surface behavior data in real time or at regular intervals from a near or far system in real time. Done. In detail, the data logger 140 is remotely installed from the model torch 110 and converts an analog surface behavior signal continuously detected from the laser displacement sensor 120 into digital surface behavior data, and analyzes and controls 150. To pass).

분석 및 제어부(150)는 상기 레이저 변위센서(120) 및 상기 변위센서 이송부(130)의 구동을 제어하며, 상기 데이터 로거(140)로부터 수집된 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반(111)의 표층거동을 분석한다. 상기 분석 및 제어부(150)는 예를 들면, 클라이언트 PC 상에 구현되며, 상기 클라이언트 PC는 상기 데이터 로거에 의해 변환된 디지털 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반 또는 보강재의 표층거동을 모니터링하여 분석하는 프로그램을 구비할 수 있다.The analysis and control unit 150 controls the driving of the laser displacement sensor 120 and the displacement sensor transfer unit 130, and the surface layer of the soft ground 111 according to the surface behavior data collected from the data logger 140. Analyze the behavior. The analysis and control unit 150 is implemented on the client PC, for example, the client PC program for monitoring and analyzing the surface behavior of the soft ground or reinforcement in accordance with the digital surface behavior data converted by the data logger. It may be provided.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템(100)은, 레이저 변위센서(120)를 이용한 연약지반의 표층거동 특성을 분석하는 시스템으로서, 연약지반/초연약지반 표층처리 공법 분석을 위한 실내 실험용 모형 토조(110) 상부에 변위센서 이송부(130)를 설치하고, 상기 레이저 변위센서(120)를 유기적으로 연결시킴으로써 하중재하(113)에 따른 연약지반(111)의 표층 변위를 연속적으로 측정 분석할 수 있다.Therefore, the soft ground surface behavior analysis system 100 using the laser displacement sensor according to the embodiment of the present invention is a system for analyzing the surface behavior characteristics of the soft ground using the laser displacement sensor 120, soft ground / ultra soft ground Displacement sensor transfer unit 130 is installed on the upper surface of the laboratory model forging surface 110 for surface treatment method analysis, and the laser displacement sensor 120 is organically connected to the soft ground 111 according to the load load 113. Surface displacement can be continuously measured and analyzed.

한편, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 4 is a view for explaining the measurement principle of the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서(120)는 이동하거나 위치 변화하는 측정 대상물체(111)를 향하여 레이저빔을 발사하고, 반사되어 돌아오는 레이저 빔의 수광 위치의 변화를 계산함으로써, 측정 대상물체(111)의 이 동거리나 위치 변화를 측정하는 장치이다. 따라서 레이저 변위센서는 레이저빔을 발사하는 레이저빔 소스(121)와 반사된 레이저빔을 수신하는 레이저빔 수광부(122)를 구비한다.Referring to FIG. 4, the laser displacement sensor 120 according to an exemplary embodiment of the present invention emits a laser beam toward a measuring object 111 that moves or changes position, and changes a light receiving position of the reflected laser beam. It is a device for measuring the moving distance or position change of the object to be measured 111 by calculating. Therefore, the laser displacement sensor includes a laser beam source 121 for emitting a laser beam and a laser beam receiving unit 122 for receiving the reflected laser beam.

레이저 변위센서(120)는 측정 대상물체(111)와 소정 거리 이격하여 발사하여야 하는데 이 거리를 기준거리라고 한다. 상기 레이저 변위센서(120)는 이 기준거리를 중심으로 전후방 일정 범위 내에서 측정 대상물체의 위치 변화량을 측정할 수 있는데 이 범위를 측정 범위라고 한다.The laser displacement sensor 120 should be shot at a predetermined distance apart from the object to be measured 111. This distance is referred to as a reference distance. The laser displacement sensor 120 may measure the amount of change in the position of the object to be measured within a predetermined range around the reference distance, which is referred to as the measurement range.

레이저빔 소스(121)는 측정 대상물체(111)를 향하여 레이저빔을 발사하고, 발사된 레이저빔은 측정 대상물체(111)에 의해 반사되어 레이저빔 수광부(122)에 도달한다. 상기 레이저 변위센서의 기준거리를 d1이라고 가정했을 때, 레이저빔의 경로는 L1 및 L2가 된다.The laser beam source 121 emits a laser beam toward the measuring object 111, and the emitted laser beam is reflected by the measuring object 111 to reach the laser beam receiving unit 122. Assuming that the reference distance of the laser displacement sensor is d1, the paths of the laser beams are L1 and L2.

예를 들면, 측정 대상물체(111)가 거리 D만큼 후방으로 이동한 경우, 레이저빔 L1 및 L2가 되고, 레이저빔 수광부(122)에 의해 수광되는 위치, d3은 W1에서 W(수평방향)로 이동된다. 이러한 수광 위치의 변화에 따라 측정 대상물체(111)의 이동거리 D가 계산될 수 있다. 이때, 이동거리 D가 계산되는 과정은 아래 수학식 1 내지 수학식 4와 같다.For example, when the object to be measured 111 moves rearward by the distance D, the laser beams L1 and L2 become laser beams, and the position, d3, received by the laser beam light receiving unit 122, d3 is W1 to W (horizontal direction). Is moved. The movement distance D of the measurement target object 111 may be calculated according to the change of the light receiving position. At this time, the process of calculating the moving distance D is as shown in Equations 1 to 4 below.

Figure 112008086651558-PAT00001
Figure 112008086651558-PAT00001

Figure 112008086651558-PAT00002
Figure 112008086651558-PAT00002

Figure 112008086651558-PAT00003
Figure 112008086651558-PAT00003

Figure 112008086651558-PAT00004
Figure 112008086651558-PAT00004

따라서 수학식 1 내지 수학식 3을 이동거리(D)에 관해서 풀면, 다음의 수학식 4와 같이 구해진다.Therefore, when equations (1) to (3) are solved for the moving distance D, the following equations (4) are obtained.

Figure 112008086651558-PAT00005
Figure 112008086651558-PAT00005

여기서, X는 레이저빔수광부(122)에서 측정한 수광위치의 변동값이고,

Figure 112008086651558-PAT00006
은 레이저 변위센서(120)의 설계 변수로서, 측정 대상물체(111)에 레이저빔이 입사되는 각도를 의미한다.Here, X is a variation value of the light receiving position measured by the laser beam light receiving unit 122,
Figure 112008086651558-PAT00006
Denotes an angle at which the laser beam is incident on the measurement target object 111 as a design variable of the laser displacement sensor 120.

본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서(120)는 정반사형 레이저 변위센서 또는 측반사형 레이저 변위센서일 수 있다. 특히, 입사각

Figure 112008086651558-PAT00007
이 90도인 정반사형 레이저 변위센서는 그 측정 거리가 매우 짧기 때문에 측반사형 레이저 변위센서를 사용하는 것이 바람직하다.The laser displacement sensor 120 according to the embodiment of the present invention may be a specular reflection laser displacement sensor or a side reflection laser displacement sensor. In particular, the angle of incidence
Figure 112008086651558-PAT00007
Since this 90-degree specular reflection laser displacement sensor has a very short measurement distance, it is preferable to use a side reflection laser displacement sensor.

한편, 도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연약지반 표층거동 분석 시스템이 실험용 모형 토조에 적용된 것을 예시하는 구성도이고, 도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서 및 변위센서 이송부가 실제로 설치된 것을 예시하는 사진이다.On the other hand, Figure 5 is a block diagram illustrating a soft ground surface behavior analysis system according to an embodiment of the present invention is applied to the experimental model of the earth, Figure 6 is a laser displacement sensor and displacement sensor transfer unit according to an embodiment of the present invention actually It is a photograph illustrating the installation.

도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 연약지반 표층거동 분석 시스템에서, 모형 토조(110)는 예를 들면, 길이가 200㎝이고 높이가 100㎝로 구현되며, 연약지반(111)은 예를 들면 점성토일 수 있으며, 80㎝의 높이만큼 형성될 수 있다. 보강재(112)는 상기 연약지반(111) 상에 설치되며, 예를 들면 10㎝ 간격으로 설치될 수 있다. 상기 모형 토조(110)의 크기 및 규격은 임의적으로 달라질 수 있다.Referring to Figure 5, in the soft ground surface behavior analysis system according to an embodiment of the present invention, the model soil 110, for example, is implemented in a length 200cm and a height 100cm, the soft ground 111 is For example, it may be viscous soil, and may be formed by a height of 80 cm. Reinforcement 112 is installed on the soft ground 111, for example, may be installed at intervals of 10cm. The size and size of the model tojo 110 may be arbitrarily changed.

변위센서 이송부(130)는 지지대, 수평 바 및 구동부로 구성될 수 있고, 상기 모형 토조(110) 상부에 설치되고, 상기 레이저 변위센서(120)를 상기 모형 토조(110) 상에서 왕복 이송시킨다. Displacement sensor transfer unit 130 may be composed of a support, a horizontal bar and a driving unit, is installed on the top of the model tojo 110, the laser displacement sensor 120 to reciprocate on the model tow 110.

도 6을 참조하면, 변위센서 이송부(130)는 지지대, 수평 바 및 구동부로 구성될 수 있으며, 변위센서 이송부(130)의 지지대는 상기 모형 토조(110)의 양 측면 상부에 고정되고, 변위센서 이송부(130)의 수평 바는 상기 지지대 상에 수평으로 연결되고, 상기 레이저 변위센서(120)가 장착되어 수평으로 왕복 이송되게 한다, 변위센서 이송부(130)의 구동부는 상기 분석 및 제어부(150)로부터 제공되는 구동신호에 의해 상기 레이저 변위센서(120)를 상기 수평 바를 따라 왕복 이송시키는 역할을 한다. 상기 변위센서 이송부(130)는 지지대, 수평 바 및 구동부로 구성될 수 있지만, 이에 국한되는 것은 아니다.Referring to Figure 6, the displacement sensor transfer unit 130 may be composed of a support, a horizontal bar and a drive unit, the support of the displacement sensor transfer unit 130 is fixed to the upper side of both sides of the model tojo 110, displacement sensor The horizontal bar of the transfer unit 130 is horizontally connected on the support, and the laser displacement sensor 120 is mounted to reciprocate horizontally, the drive unit of the displacement sensor transfer unit 130 is the analysis and control unit 150 The laser displacement sensor 120 reciprocates along the horizontal bar by a driving signal provided from the horizontal bar. The displacement sensor transfer unit 130 may be composed of a support, a horizontal bar and a driving unit, but is not limited thereto.

다시 도 5를 참조하면, 레이저 변위센서(120)는 상기 모형 토조(110) 내에 형성된 연약지반(111) 또는 보강재(112) 상에서 왕복 이송되면서 레이저빔을 연속 적으로 발사하고, 상기 연약지반(111) 또는 보강재(112)로부터 반사되는 레이저빔을 연속적으로 수광하여 상기 연약지반 또는 보강재의 거동을 감지하게 된다.Referring back to FIG. 5, the laser displacement sensor 120 continuously fires the laser beam while reciprocating on the soft ground 111 or the reinforcement 112 formed in the model soil 110, and the soft ground 111. ) Or continuously receive the laser beam reflected from the reinforcement 112 to sense the behavior of the soft ground or reinforcement.

또한, 데이터 로거(140)는 상기 모형 토조(110)로부터 원격 설치되어 상기 레이저 변위센서(120)로부터 연속적으로 감지되는 아날로그 표층거동 신호를 디지털 표층거동 데이터로 변환하며, 상기 분석 및 제어부(150)는 클라이언트 PC 상에 구현되며, 상기 클라이언트 PC는 분석 프로그램을 구비함으로써, 상기 데이터 로거(140)에 의해 변환된 디지털 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반(111) 또는 보강재(112)의 표층거동을 모니터링하여 분석하게 된다.In addition, the data logger 140 is remotely installed from the model tojo 110 to convert the analog surface behavior signal continuously detected from the laser displacement sensor 120 into digital surface behavior data, the analysis and control unit 150 Is implemented on a client PC, the client PC having an analysis program, thereby monitoring the surface behavior of the soft ground 111 or the reinforcement 112 according to the digital surface behavior data converted by the data logger 140. Will be analyzed.

한편, 도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용하여 연약지반 표층의 변위 특성을 측정한 결과를 나타내는 도면으로서, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템과 종래의 기술에 따른 다수의 LVDT를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 측정 결과를 비교하기 위한 도면이다.On the other hand, Figure 7 is a view showing the results of measuring the displacement characteristics of the soft ground surface using the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention, the soft ground surface behavior analysis using the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention. A diagram for comparing measurement results of a soft ground surface behavior analysis system using a plurality of LVDTs according to a conventional system.

도 7을 참조하면, 도면부호 A는 10㎏의 하중재하에 대해서 종래의 기술에 따른 다수의 LVDT를 이용하여 표층거동을 측정한 것을 나타내며, 도면부호 B는 60㎏의 하중재하에 대해서 종래의 기술에 따른 다수의 LVDT를 이용하여 표층거동을 측정한 것을 나타낸다.Referring to FIG. 7, reference numeral A denotes measurement of surface behavior using a plurality of LVDTs according to the prior art for a load of 10 kg, and reference B denotes a conventional technique for a 60 kg load. The surface behavior is measured using a number of LVDT according to.

또한, 도면부호 C는 10㎏의 하중재하에 대해서 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용하여 표층거동을 측정한 것을 나타내며, 도면부호 D는 60㎏의 하중재하에 대해서 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용하여 표층거동을 측정한 것을 나타내고 있다. 즉, 하중재하가 커질수록, 큰 폭의 표층 거동이 발생하게 되며, 종래의 기술에 따른 LVDT를 이용할 경우, 다수의 LVDT를 사용하는 것에 비해, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템은, 1개의 레이저 변위센서 및 변위센서 이송부를 사용함으로써, 연속적으로 연약지반 표층거동을 실시간 분석할 수 있다.In addition, reference numeral C denotes the measurement of the surface behavior using a laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention for a load of 10 kg, reference D denotes an embodiment of the invention for a load of 60 kg The surface behavior was measured using the laser displacement sensor according to the present invention. That is, the greater the load, the larger the surface behavior occurs, and when using the LVDT according to the prior art, compared to using a plurality of LVDTs, the weakness using the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention The ground surface behavior analysis system can continuously analyze the soft ground surface behavior in real time by using one laser displacement sensor and a displacement sensor transfer unit.

결국, 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템은, 연약지반의 지지력 개량 효과에 미치는 영향인자를 정확히 분석할 수 있도록 레이저 변위센서를 이용하여 하중재하에 따른 표층 변위를 연속적으로 측정하고 이를 분석할 수 있다.As a result, the soft ground surface behavior analysis system using the laser displacement sensor according to the embodiment of the present invention, the surface displacement according to the load load by using the laser displacement sensor to accurately analyze the factors affecting the effect of improving the bearing capacity of the soft ground Can be measured continuously and analyzed.

본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.The description of the present invention is for the purpose of illustration, and it will be understood by those skilled in the art that the present invention may be easily modified in other specific forms without changing the technical spirit or essential features of the present invention. It is therefore to be understood that the above-described embodiments are illustrative in all aspects and not restrictive.

본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.The scope of the present invention is shown by the following claims rather than the above description, and all changes or modifications derived from the meaning and scope of the claims and their equivalents should be construed as being included in the scope of the present invention. do.

도 1은 종래의 기술에 따른 LVDT 센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 개략적인 구성도이다.1 is a schematic configuration diagram of a soft ground surface behavior analysis system using a LVDT sensor according to the prior art.

도 2a 및 도 2b는 각각 종래의 기술에 따른 LVDT 센서의 부분 절개 사시도 및 회로도이다.2A and 2B are a partially cutaway perspective view and a circuit diagram of a LVDT sensor according to the prior art, respectively.

도 3은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템의 블록구성도이다.3 is a block diagram of a soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서의 측정 원리를 설명하기 위한 도면이다.4 is a view for explaining the measuring principle of the laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 실시예에 따른 연약지반 표층거동 분석 시스템이 실험용 모형 토조에 적용된 것을 예시하는 구성도이다.Figure 5 is a block diagram illustrating that the soft ground surface behavior analysis system according to an embodiment of the present invention is applied to the experimental model soil.

도 6은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서 및 변위센서 이송부가 실제로 설치된 것을 예시하는 사진이다.6 is a photograph illustrating that the laser displacement sensor and the displacement sensor transfer unit according to an embodiment of the present invention are actually installed.

도 7은 본 발명의 실시예에 따른 레이저 변위센서를 이용하여 연약지반 표층의 변위 특성을 측정한 결과를 나타내는 도면이다.7 is a view showing the results of measuring the displacement characteristics of the soft ground surface layer using a laser displacement sensor according to an embodiment of the present invention.

* 도면부호의 간단한 설명 *BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

100: 표층거동 분석 시스템100: surface behavior analysis system

110: 실험용 모형 토조 111: 연약지반110: Experimental model Tojo 111: Soft ground

112: 보강재 113: 하중재하112: reinforcement 113: load

120: 레이저 변위센서 121: 레이저빔 소스120: laser displacement sensor 121: laser beam source

122: 레이저빔 수광부 130: 변위센서 이송부122: laser beam receiving unit 130: displacement sensor transfer unit

140: 데이터 로거(Data loger) 150: 분석 및 제어부(PC)140: data logger 150: analysis and control unit (PC)

Claims (6)

연약지반 상에 형성된 보강재의 거동 특성을 분석하기 위해서 하중재하로 인한 연약지반 또는 보강재의 변위를 측정하는 연약지반 표층거동 분석 시스템에 있어서,In the soft ground surface behavior analysis system for measuring the displacement of the soft ground or the reinforcement due to the load in order to analyze the behavior characteristics of the reinforcement formed on the soft ground, 연약지반 및 보강재가 형성되고, 하중재하가 완료된 모형 토조;Soft earth and reinforcement are formed, the load is completed model soil; 상기 모형 토조 상에 형성된 연약지반의 표층거동을 연속적으로 감지하여 아날로그 표층거동 신호를 생성하는 레이저 변위센서;A laser displacement sensor for generating an analog surface behavior signal by continuously sensing the surface behavior of the soft ground formed on the model soil; 상기 모형 토조 상부에 설치되고, 상기 레이저 변위센서를 상기 모형 토조 상에서 왕복 이송시키는 변위센서 이송부;A displacement sensor transfer unit disposed above the model torch and for reciprocating the laser displacement sensor on the model torch; 상기 레이저 변위센서로부터 연속적으로 감지되는 표층거동 데이터를 수집하는 데이터 로거; 및A data logger for collecting surface behavior data continuously detected from the laser displacement sensor; And 상기 레이저 변위센서 및 상기 변위센서 이송부의 구동을 제어하며, 상기 데이터 로거로부터 수집된 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반 표층거동을 분석하는 분석 및 제어부An analysis and control unit for controlling driving of the laser displacement sensor and the displacement sensor transfer unit and analyzing the soft ground surface behavior according to the surface behavior data collected from the data logger. 를 포함하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.Soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 변위센서는 상기 변위센서 이송부에 장착되고, 상기 변위센서 이송부의 구동에 따라 상기 모형 토조 상에서 왕복 이송하면서 상기 하중재하로 인 한 연약지반 또는 보강재의 변위를 연속적으로 감지하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.The laser displacement sensor is mounted on the displacement sensor transfer unit, the laser is characterized in that it continuously detects the displacement of the soft ground or reinforcement due to the load load while reciprocating on the model soil according to the drive of the displacement sensor transfer unit. Soft ground surface behavior analysis system using displacement sensor. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 레이저 변위센서는 레이저빔 소스 및 레이저빔 수광부로 이루어지며,The laser displacement sensor is composed of a laser beam source and a laser beam receiving unit, 상기 레이저 변위센서는 상기 모형 토조 내에 형성된 연약지반 또는 보강재 상에서 왕복 이송되면서 레이저빔을 연속적으로 발사하고, 상기 연약지반 또는 보강재로부터 반사되는 레이저빔을 연속적으로 수광하여 상기 연약지반 또는 보강재의 거동을 감지하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.The laser displacement sensor continuously fires the laser beam while reciprocating on the soft ground or reinforcement formed in the model soil, and continuously receives the laser beam reflected from the soft ground or the reinforcement to detect the behavior of the soft ground or the reinforcement. Soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor. 제1항에 있어서, 상기 변위센서 이송부는,The method of claim 1, wherein the displacement sensor transfer unit, 상기 모형 토조의 양 측면 상부에 고정되는 지지대;Supports are fixed to the upper sides of the model tojo; 상기 지지대 상에 수평으로 연결되고, 상기 레이저 변위센서가 장착되는 수평 바(Bar); 및A horizontal bar connected horizontally on the support and mounted with the laser displacement sensor; And 상기 분석 및 제어부로부터 제공되는 구동신호에 의해 상기 레이저 변위센서를 상기 수평 바를 따라 왕복 이송시키는 구동부A driving unit for reciprocating the laser displacement sensor along the horizontal bar by the drive signal provided from the analysis and control unit 를 포함하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.Soft ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor comprising a. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 데이터 로거는 상기 모형 토조로부터 원격 설치되어 상기 레이저 변위센서로부터 연속적으로 감지되는 아날로그 표층거동 신호를 디지털 표층거동 데이터로 변환하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.The data logger is a remote ground surface behavior analysis system using a laser displacement sensor, characterized in that for converting the analog surface behavior signal that is remotely installed from the model soil and continuously detected from the laser displacement sensor into digital surface behavior data. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 분석 및 제어부는 클라이언트 PC 상에 구현되며, 상기 클라이언트 PC는 상기 데이터 로거에 의해 변환된 디지털 표층거동 데이터에 따라 상기 연약지반 또는 보강재의 표층거동을 모니터링하여 분석하는 프로그램을 구비하는 것을 특징으로 하는 레이저 변위센서를 이용한 연약지반 표층거동 분석 시스템.The analysis and control unit is implemented on a client PC, the client PC is characterized by having a program for monitoring and analyzing the surface behavior of the soft ground or reinforcement according to the digital surface behavior data converted by the data logger. Soft ground surface behavior analysis system using laser displacement sensor.
KR1020080128429A 2008-12-17 2008-12-17 System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor KR20100069883A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080128429A KR20100069883A (en) 2008-12-17 2008-12-17 System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080128429A KR20100069883A (en) 2008-12-17 2008-12-17 System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20100069883A true KR20100069883A (en) 2010-06-25

Family

ID=42367800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080128429A KR20100069883A (en) 2008-12-17 2008-12-17 System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20100069883A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109387151A (en) * 2018-11-21 2019-02-26 华侨大学 Tunnel model displacement and convergent measuring equipment and method in a kind of laboratory test
CN117804371A (en) * 2024-02-29 2024-04-02 交通运输部公路科学研究所 Photoelectric type bridge substructure scouring monitoring device, early warning method and system

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109387151A (en) * 2018-11-21 2019-02-26 华侨大学 Tunnel model displacement and convergent measuring equipment and method in a kind of laboratory test
CN109387151B (en) * 2018-11-21 2024-02-27 华侨大学 Method for measuring tunnel model displacement and convergence in indoor test
CN117804371A (en) * 2024-02-29 2024-04-02 交通运输部公路科学研究所 Photoelectric type bridge substructure scouring monitoring device, early warning method and system
CN117804371B (en) * 2024-02-29 2024-05-28 交通运输部公路科学研究所 Photoelectric type bridge substructure scouring monitoring device, early warning method and system

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2321953C (en) Inductive sensor arrangement and method for detecting ferrous objects
US7768257B2 (en) Systems and methods for determining the position of an electrical solenoid
JPH0579805A (en) Method of deciding degree of proximity of structure by radiant energy
CN106574908B (en) Method for determining at least one physical parameter by sensor unit
CN103046524A (en) Piezocone penetration test probe for probing underground magnetic field intensity
CN103868632B (en) A kind of contactless axis force of anchor measuring method based on eddy current impedance method
KR20100069883A (en) System for analyzing weal ground motions using laser displacement sensor
CN104903684A (en) Coil arrangement having two coils
Hristoforou et al. Non-destructive evaluation distribution sensors based on magnetostrictive delay lines
US20080136408A1 (en) Assembly and Method For Locating Magnetic Objects or Objects That Can Be Magnetized
CN212779205U (en) Measuring device for neutral point position of model pile
CN111412827A (en) Roadbed magnetic displacement sensor, settlement monitoring device and settlement monitoring method
GB2509100A (en) Magnetic position sensor for swashplate control piston
US7257994B2 (en) Measuring device and method for determining the position of an electrically conductive test object
CA2992944C (en) Device and method for detecting an article
CN113566782A (en) Automatic monitoring device for layered settlement (lifting) of soil
KR100264630B1 (en) Rebar detection and detection method in concrete foundation piles by measuring 3-axis magnetic field in borehole
Hart'anský et al. A new method of measuring the physical quantities
CN112097735A (en) Measuring device for neutral point position of model pile
CN211740104U (en) Roadbed magnetic displacement sensor and settlement monitoring device
EA200802375A1 (en) METHOD OF MEASURING A LINEAR MOVEMENT OF AN OBJECT AND A DEVICE FOR IMPLEMENTING IT
CN215801843U (en) Foundation pile displacement measurement device based on non-contact displacement measurement instrument
NL2023374B1 (en) Non-contact system for monitoring a metallic magnetic structure under dynamic load
Sanga et al. Deployment of the inductance-based quasi digital sensor and instrument to monitor the metallic liquid level
CN220366929U (en) Stress sensor

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application