JP2017194275A - Soundness evaluation method for ground anchor and soundness evaluation system - Google Patents
Soundness evaluation method for ground anchor and soundness evaluation system Download PDFInfo
- Publication number
- JP2017194275A JP2017194275A JP2016082657A JP2016082657A JP2017194275A JP 2017194275 A JP2017194275 A JP 2017194275A JP 2016082657 A JP2016082657 A JP 2016082657A JP 2016082657 A JP2016082657 A JP 2016082657A JP 2017194275 A JP2017194275 A JP 2017194275A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- ground anchor
- soundness evaluation
- soundness
- anchor
- vibration
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials By The Use Of Ultrasonic Waves (AREA)
Abstract
【課題】現実にグラウンドアンカーが設置された現場において、グラウンドアンカーの健全度を十分な精度で評価することができるグラウンドアンカーの健全度評価技術を提供する。【解決手段】複数のデータベース構築用のグラウンドアンカー１の各々について、複数の健全度評価パラメータの値と健全度評価指標の値とを測定してデータベースを構築するデータベース構築工程と、構築されたデータベースにおける各々の値に基づいて多変量解析することにより健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築工程と、評価対象のグラウンドアンカー１に対して複数の健全度評価パラメータの値を測定して、健全度評価数式モデルに基づいて健全度評価指標の値を算出し、算出された値に基づいて評価対象のグラウンドアンカー１の健全度を評価する健全度評価工程とを備えている。【選択図】図１PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soundness evaluation technique of a ground anchor capable of evaluating the soundness of the ground anchor with sufficient accuracy at a site where a ground anchor is actually installed. SOLUTION: For each of a plurality of ground anchors 1 for constructing a database, a database construction process of measuring a plurality of soundness evaluation parameter values and a soundness evaluation index value to construct a database, and a constructed database. Soundness evaluation formula building a soundness evaluation formula model by multivariate analysis based on each value in. The soundness evaluation formula model building process and the values of multiple soundness evaluation parameters are measured for the ground anchor 1 to be evaluated. Therefore, it is provided with a soundness evaluation step of calculating the value of the soundness evaluation index based on the soundness evaluation formula model and evaluating the soundness of the ground anchor 1 to be evaluated based on the calculated value. [Selection diagram] Fig. 1
Description
本発明は、グラウンドアンカーの健全度評価方法および健全度評価システムに関する。 The present invention relates to a ground anchor soundness evaluation method and a soundness evaluation system.
近年、山の斜面などの法面における地すべりの発生や崩壊の発生を防止する技術として、グラウンドアンカー工法が広く採用されている。 In recent years, the ground anchor method has been widely adopted as a technique for preventing the occurrence of landslides and collapses on slopes such as mountain slopes.
このグラウンドアンカー工法は、図１に示すように、グラウンドアンカー１を対象となる法面に複数埋設させて所定の緊張力を付与することにより、斜面や地盤の状態を保持、管理する工法であり、具体的には、以下の手順に従って施工される。
As shown in FIG. 1, this ground anchor method is a method of maintaining and managing the state of slopes and ground by embedding a plurality of
最初に、施工されるグラウンドアンカー１のサイズに応じたボーリング孔２０を地盤に設ける。次に、ボーリング孔２０の先端部にグラウト（通常はセメントミルクを使用）を流し込んで、鋼線などの緊張材（テンドン）１４の一端を固定することにより、定着部１６を形成させる。次いで、緊張材１４を油圧ジャッキ等を用いて引っ張り、アンカー頭部１１をナットや楔等によって固定する。そして、このとき発生する緊張力（引張力）によって地盤に対する抵抗力が与えられて、安定した地盤が保持される。
First, a
しかし、施工後のアンカー頭部１１は地盤表面に暴露されることになるため、時間の経過に伴って腐食や劣化等が発生する恐れがある。また、施工される地盤は均一とは言えない。このため、施工後もグラウンドアンカーの健全度、具体的には、緊張材１４における緩みや過緊張、断線などの緊張状態の変化、定着部１６における固着状態の変化、緊張材１４の腐食等による劣化や損傷の発生などを適宜把握して、グラウンドアンカーの施工状況を適切に維持する必要がある。
However, since the
そこで、従来より、緊張材１４の地上に露出した部分や支圧板１１ａの状態を目視で確認する目視検査や、緊張材１４を引っ張ることにより緊張材１４の緊張力を評価するリフトオフ試験が行われている。
Therefore, conventionally, a visual inspection for visually confirming the portion of the
しかし、目視検査では、緊張材１４の錆や支圧板１１ａの浮きの発生を確認するに留まるため、グラウンドアンカー本来の機能である地山すべりの防止に直接関係する緊張材１４の緊張力を適切に評価することができない。また、定着部の固着状態の低下や、地中の緊張材１４の劣化や損傷についても評価することができない。
However, the visual inspection only confirms the rust of the
そして、リフトオフ試験では、センターホール型ジャッキや小型・軽量ジャッキを用いるため、これらの機器の設置や落下防止対策の必要性を考慮すると、多くの時間や作業員が必要となり、多数のグラウンドアンカーが施工された法面の全体を迅速に測定することが難しい。また、地質やグラウンドアンカー１の経年変化によっては、最悪、グラウンドアンカー１が引き抜かれたり、緊張材１４の長手方向の中心部（自由長部）１４ａが破断されたりする恐れがある。
In the lift-off test, center hole jacks and small / lightweight jacks are used. Considering the necessity of installation of these devices and prevention of dropping, a lot of time and workers are required. It is difficult to quickly measure the entire slope. Further, depending on the geology and the secular change of the
そこで、このようなコストや時間をかけることなく、また、グラウンドアンカーの引き抜きや緊張材の破断を招かないように非破壊的にグラウンドアンカーの健全度を評価する方法として、特許文献１や特許文献２に振動周波数に基づいてグラウンドアンカーの健全度を評価することが提案されている。
Therefore, as a method for evaluating the integrity of the ground anchor in a non-destructive manner without incurring such costs and time and without causing the ground anchor to be pulled out or the tension material to be broken,
即ち、特許文献１では、グラウンドアンカーに打撃を加えることにより発生した振動の固有振動周波数を求め、この固有振動周波数に基づいて定着部の固着状態や緊張材の緊張力を診断すると共に、求めた固有振動周波数と、健全なアンカーの固有振動周波数を比較して損傷位置を非破壊的に診断している。
That is, in
一方、特許文献２では、アンカー頭部の長さ（余長）および振動周波数と、緊張材の緊張力との関係を予め求めておき、測定された余長と振動周波数とに基づいて緊張材の緊張力を非破壊的に算出している。
On the other hand, in
しかしながら、これらの技術は、実験室レベルでは十分な精度で評価できるものの、現場における測定では、未だ十分な精度で評価されているとは言えず、さらなる改善が望まれていた。 However, although these techniques can be evaluated with sufficient accuracy at the laboratory level, it cannot be said that they have been evaluated with sufficient accuracy in field measurements, and further improvements have been desired.
そこで、本発明は、現実にグラウンドアンカーが設置された現場において、グラウンドアンカーの健全度を十分な精度で評価することができるグラウンドアンカーの健全度評価技術を提供することを課題とする。 Then, this invention makes it a subject to provide the ground anchor soundness evaluation technique which can evaluate the soundness of a ground anchor with sufficient precision in the field where the ground anchor was actually installed.
請求項１に記載の発明は、
グラウンドアンカーに対して外部から打撃することにより取得された振動特性に基づいて前記グラウンドアンカーの健全度を評価するグラウンドアンカーの健全度評価方法であって、
複数のデータベース構築用のグラウンドアンカーの各々について、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値と、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標の値とを測定してデータベースを構築するデータベース構築工程と、
構築された前記データベースにおける各々の値に基づいて多変量解析することにより、設計変数である前記複数の健全度評価パラメータから、目的変数である前記健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築工程と、
評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記複数の健全度評価パラメータの値を測定して、前記健全度評価数式モデル構築工程で構築された健全度評価数式モデルに基づいて前記健全度評価指標の値を算出し、算出された値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価工程とを備えていることを特徴とするグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention described in
A ground anchor soundness evaluation method for evaluating the soundness of the ground anchor based on vibration characteristics acquired by hitting the ground anchor from the outside,
For each of the ground anchors for constructing a plurality of databases, a database is obtained by measuring the values of a plurality of health evaluation parameters that affect the health of the ground anchor and the values of the health evaluation index for evaluating the health of the ground anchor. Database construction process to build
A soundness evaluation formula model for deriving the soundness evaluation index as a target variable from the plurality of soundness evaluation parameters as design variables by performing multivariate analysis based on each value in the constructed database. The soundness evaluation formula model construction process to be constructed,
For the ground anchor to be evaluated, the value of the plurality of soundness evaluation parameters is measured, and the value of the soundness evaluation index is based on the soundness evaluation formula model constructed in the soundness evaluation formula model construction step. And a soundness evaluation step for evaluating the soundness of the ground anchor to be evaluated based on the calculated value.
請求項２に記載の発明は、
前記データベース構築工程が、
前記複数の健全度評価パラメータの内の一つとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの打撃による振動特性を測定する振動特性の取得工程と、
他の前記複数の健全度評価パラメータとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの施工に関する情報であるアンカー情報を取得する施工情報取得工程と、
前記データベース構築用のグラウンドアンカーの前記健全度評価指標の値を測定する健全度評価指標の取得工程とを備えており、
前記健全度評価工程が、
前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、打撃による振動特性を取得すると共に、前記施工情報取得工程で取得したアンカー情報と同じ種類のアンカー情報を取得する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention described in
The database construction step includes
As one of the plurality of soundness evaluation parameters, a vibration characteristic acquisition step of measuring vibration characteristics by hitting a ground anchor for constructing the database;
As other plurality of soundness evaluation parameters, a construction information obtaining step for obtaining anchor information which is information relating to construction of the ground anchor for constructing the database,
Including a soundness evaluation index acquisition step of measuring a value of the soundness evaluation index of the ground anchor for building the database,
The soundness evaluation step
The vibration characteristic by hitting is acquired for the ground anchor to be evaluated, and the step of acquiring the same type of anchor information as the anchor information acquired in the construction information acquisition step is provided. The ground anchor health evaluation method according to 1.
請求項３に記載の発明は、
前記健全度評価工程が、
取得された前記評価対象のグラウンドアンカーの振動特性の周波数分布および振動波形の全体的な形状を、前記データベース構築工程の前記振動特性の取得工程において得られた前記データベースの振動特性と照合して、前記評価対象のグラウンドアンカーの振動異常の有無を判定する振動異常判定工程を備えており、
前記振動異常判定工程において振動異常が無いと判定された前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記健全度評価指標の値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価することを特徴とする請求項２に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
The soundness evaluation step
The frequency distribution of the vibration characteristics of the acquired ground anchor to be evaluated and the overall shape of the vibration waveform are collated with the vibration characteristics of the database obtained in the vibration characteristics acquisition step of the database construction step, Comprising a vibration abnormality determining step of determining whether there is vibration abnormality of the ground anchor to be evaluated;
Evaluating the soundness of the evaluation target ground anchor based on the value of the soundness evaluation index for the evaluation target ground anchor determined as having no vibration abnormality in the vibration abnormality determination step, The ground anchor soundness evaluation method according to
請求項４に記載の発明は、
前記健全度評価指標として前記グラウンドアンカーの緊張材の緊張力を用いることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
The ground anchor health evaluation method according to
請求項５に記載の発明は、
前記アンカー情報として前記グラウンドアンカーの余長を用いることを特徴とする請求項４に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention described in
5. The ground anchor soundness evaluation method according to
請求項６に記載の発明は、
前記アンカー情報として、前記グラウンドアンカーの余長に加えて、前記グラウンドアンカーの緊張材の自由長、前記グラウンドアンカーのマンションの長さ、前記マンションと前記緊張材の断面積の比の１つ以上を用いることを特徴とする請求項５に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention described in
As the anchor information, in addition to the extra length of the ground anchor, one or more of the free length of the tension material of the ground anchor, the length of the apartment of the ground anchor, and the ratio of the cross-sectional area of the apartment and the tension material The ground anchor soundness evaluation method according to
請求項７に記載の発明は、
前記振動特性の取得工程において、前記グラウンドアンカーの頭部に振動検出センサーを取り付け、前記グラウンドアンカーに打撃を加えることにより発生した前記グラウンドアンカーの振動波形を前記振動検出センサーを用いて取得し、取得された振動波形に基づいて前記グラウンドアンカーの振動特性を取得することを特徴とする請求項２ないし請求項６のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention described in claim 7
In the vibration characteristic acquisition step, a vibration detection sensor is attached to the head of the ground anchor, and the vibration waveform of the ground anchor generated by hitting the ground anchor is acquired using the vibration detection sensor. The ground anchor soundness evaluation method according to any one of
請求項８に記載の発明は、
前記振動検出センサーとしてＡＥセンサーを用いることを特徴とする請求項７に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to claim 8 provides:
8. The ground anchor soundness evaluation method according to claim 7, wherein an AE sensor is used as the vibration detection sensor.
請求項９に記載の発明は、
前記振動検出センサーにより取得された振動波形に高速フーリエ変換処理を施すことにより、振動波形の周波数分布を前記振動特性として取得することを特徴とする請求項７または請求項８に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to claim 9 is:
The ground anchor according to claim 7 or 8, wherein a frequency distribution of a vibration waveform is acquired as the vibration characteristic by performing a fast Fourier transform process on the vibration waveform acquired by the vibration detection sensor. This is a soundness evaluation method.
請求項１０に記載の発明は、
前記高速フーリエ変換処理により取得した振動波形の周波数分布に平均化処理を施すことを特徴とする請求項９に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
The ground anchor soundness evaluation method according to claim 9, wherein an averaging process is performed on a frequency distribution of the vibration waveform acquired by the fast Fourier transform process.
請求項１１に記載の発明は、
前記振動特性として、前記振動検出センサーにより得られる全てのピーク周波数の内の一番低周波側のピーク周波数を用いることを特徴とする請求項７ないし請求項１０のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
11. The ground according to claim 7, wherein a peak frequency on a lowest frequency side among all peak frequencies obtained by the vibration detection sensor is used as the vibration characteristic. This is an anchor soundness evaluation method.
請求項１２に記載の発明は、
前記健全度評価数式モデル構築工程において、前記複数の健全度評価パラメータの値と前記健全度評価の値とが線形な関係である場合、前記多変量解析として重回帰分析を用いることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to claim 12
In the soundness evaluation formula model construction step, when the values of the plurality of soundness evaluation parameters and the soundness evaluation values have a linear relationship, multiple regression analysis is used as the multivariate analysis. The ground anchor soundness evaluation method according to any one of
請求項１３に記載の発明は、
前記健全度評価数式モデル構築工程において、前記複数の健全度評価パラメータの値と前記健全度評価の値とが非線形な関係である場合、前記多変量解析としてニューラルネットワークを用いることを特徴とする請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to claim 13
The neural network is used as the multivariate analysis when the soundness evaluation formula model construction step has a nonlinear relationship between the values of the plurality of soundness evaluation parameters and the values of the soundness evaluation. The ground anchor soundness evaluation method according to any one of
請求項１４に記載の発明は、
前記健全度評価工程において、健全度評価指標に対する基準値を設け、前記健全度評価数式モデルにより算出された健全度評価指標の値と、前記基準値を対比することにより、評価対象のグラウンドアンカーが健全であるか否かを判定することを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
In the soundness evaluation step, a reference value for the soundness evaluation index is provided, and by comparing the reference value with the value of the soundness evaluation index calculated by the soundness evaluation formula model, the ground anchor to be evaluated is It is determined whether it is sound, It is the ground anchor soundness evaluation method of any one of
請求項１５に記載の発明は、
前記健全度評価工程において、健全度評価指標に対する健全領域を設け、前記健全度評価数式モデルにより算出された健全度評価指標の値が、前記健全領域の範囲内であるか否かを判定することにより、評価対象のグラウンドアンカーが健全であるか否かを判定することを特徴とする請求項１ないし請求項１３のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法である。
The invention according to
In the soundness evaluation step, a soundness area for the soundness evaluation index is provided, and it is determined whether the value of the soundness evaluation index calculated by the soundness evaluation formula model is within the range of the soundness area. The ground anchor soundness evaluation method according to any one of
請求項１６に記載の発明は、
請求項１ないし請求項１５のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法に用いられるグラウンドアンカーの健全度評価システムであって、
複数のデータベース構築用のグラウンドアンカーの各々について、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値と、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標の値とを測定してデータベースを構築するデータベース構築手段と、
構築された前記データベースにおける各々の値に基づいて多変量解析することにより、設計変数である前記複数の健全度評価パラメータから、目的変数である前記健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築手段と、
評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記複数の健全度評価パラメータの値を測定して、前記健全度評価数式モデル構築工程で構築された健全度評価数式モデルに基づいて前記健全度評価指標の値を算出し、算出された値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価手段とを備えていることを特徴とするグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention described in
A ground anchor soundness evaluation system used in the ground anchor soundness evaluation method according to any one of
For each of the ground anchors for constructing a plurality of databases, a database is obtained by measuring the values of a plurality of health evaluation parameters that affect the health of the ground anchor and the values of the health evaluation index for evaluating the health of the ground anchor. A database construction means for constructing
A soundness evaluation formula model for deriving the soundness evaluation index as a target variable from the plurality of soundness evaluation parameters as design variables by performing multivariate analysis based on each value in the constructed database. Soundness evaluation formula model construction means to be constructed;
For the ground anchor to be evaluated, the value of the plurality of soundness evaluation parameters is measured, and the value of the soundness evaluation index is based on the soundness evaluation formula model constructed in the soundness evaluation formula model construction step. And a soundness evaluation unit that evaluates the soundness of the ground anchor to be evaluated based on the calculated value.
請求項１７に記載の発明は、
前記データベース構築手段が、
前記複数の健全度評価パラメータの内の一つとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの打撃による振動特性を測定する振動特性の取得手段と、
他の前記複数の健全度評価パラメータとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの施工に関する情報であるアンカー情報を取得する施工情報取得手段と、
前記データベース構築用のグラウンドアンカーの前記健全度評価指標の値を測定する健全度評価指標の取得手段とを備えており、
前記健全度評価手段が、
前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、打撃による振動特性を取得すると共に、前記施工情報取得手段で取得されたアンカー情報と同じ種類のアンカー情報を取得する手段を備えていることを特徴とする請求項１６に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention described in
The database construction means
As one of the plurality of soundness evaluation parameters, vibration characteristic acquisition means for measuring vibration characteristics by hitting a ground anchor for constructing the database,
As other plurality of soundness evaluation parameters, construction information obtaining means for obtaining anchor information that is information relating to construction of the ground anchor for constructing the database,
Comprising a soundness evaluation index acquisition means for measuring a value of the soundness evaluation index of the ground anchor for building the database,
The soundness evaluation means
A vibration characteristic obtained by hitting is obtained for the ground anchor to be evaluated, and means for obtaining the same type of anchor information as the anchor information obtained by the construction information obtaining means is provided.
請求項１８に記載の発明は、
前記健全度評価手段が、
取得された前記評価対象のグラウンドアンカーの振動特性の周波数分布および振動波形の全体的な形状を、前記データベース構築手段の前記振動特性の取得手段において得られた前記データベースの振動特性と照合して、前記評価対象のグラウンドアンカーの振動異常の有無を判定する振動異常判定手段を備えており、
前記振動異常判定手段により振動異常が無いと判定された前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記健全度評価指標の値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価することを特徴とする請求項１７に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention described in
The soundness evaluation means
The frequency distribution of the vibration characteristics of the obtained ground anchor to be evaluated and the overall shape of the vibration waveform are compared with the vibration characteristics of the database obtained in the vibration characteristic obtaining means of the database construction means, Comprising vibration abnormality determining means for determining presence or absence of vibration abnormality of the ground anchor to be evaluated;
Evaluating the soundness of the evaluation target ground anchor based on the value of the soundness evaluation index with respect to the evaluation target ground anchor determined as having no vibration abnormality by the vibration abnormality determination means, The ground anchor soundness evaluation system according to
請求項１９に記載の発明は、
前記データベース構築手段および健全度評価手段の前記健全度評価指標として前記グラウンドアンカーの緊張材の緊張力が用いられることを特徴とする請求項１７または請求項１８に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 19 is
19. The ground anchor soundness evaluation system according to claim 17 or 18, wherein the tension force of the tension material of the ground anchor is used as the soundness evaluation index of the database construction means and soundness evaluation means. It is.
請求項２０に記載の発明は、
前記アンカー情報として前記グラウンドアンカーの余長が用いられることを特徴とする請求項１９に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to
20. The ground anchor soundness evaluation system according to claim 19, wherein a surplus length of the ground anchor is used as the anchor information.
請求項２１に記載の発明は、
前記アンカー情報として、前記グラウンドアンカーの余長に加えて、前記グラウンドアンカーの緊張材の自由長、前記グラウンドアンカーのマンションの長さ、前記マンションと前記緊張材の断面積の比の１つ以上が用いられることを特徴とする請求項２０に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 21
As the anchor information, in addition to the extra length of the ground anchor, one or more of the free length of the tension material of the ground anchor, the length of the apartment of the ground anchor, and the ratio of the cross-sectional area of the apartment and the tension material 21. The ground anchor soundness evaluation system according to
請求項２２に記載の発明は、
前記振動特性の取得手段が、前記グラウンドアンカーの頭部に振動検出センサーを取り付け、前記グラウンドアンカーに打撃を加えることにより発生した前記グラウンドアンカーの振動波形を前記振動検出センサーを用いて取得し、取得された振動波形に基づいて前記グラウンドアンカーの振動特性を取得する手段であることを特徴とする請求項１７ないし請求項２１のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention described in claim 22
The vibration characteristic acquisition means attaches a vibration detection sensor to the head of the ground anchor, acquires the vibration waveform of the ground anchor generated by hitting the ground anchor using the vibration detection sensor, and acquires The ground anchor soundness evaluation system according to any one of
請求項２３に記載の発明は、
前記振動検出センサーがＡＥセンサーであることを特徴とする請求項２２に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 23 provides
The ground anchor soundness evaluation system according to claim 22, wherein the vibration detection sensor is an AE sensor.
請求項２４に記載の発明は、
前記振動検出センサーにより取得された振動波形に高速フーリエ変換処理を施すことにより、振動波形の周波数分布が前記振動特性として取得されることを特徴とする請求項２２または請求項２３に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 24 provides
The ground anchor according to claim 22 or 23, wherein a frequency distribution of a vibration waveform is acquired as the vibration characteristic by performing a fast Fourier transform process on the vibration waveform acquired by the vibration detection sensor. Is a soundness evaluation system.
請求項２５に記載の発明は、
前記高速フーリエ変換処理により取得された振動波形の周波数分布に平均化処理が施されることを特徴とする請求項２４に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 25 provides
25. The ground anchor soundness evaluation system according to claim 24, wherein an averaging process is performed on a frequency distribution of the vibration waveform acquired by the fast Fourier transform process.
請求項２６に記載の発明は、
前記振動特性として、前記振動検出センサーにより得られる全てのピーク周波数の内の一番低周波側のピーク周波数が用いられることを特徴とする請求項２２ないし請求項２５のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 26 provides
26. The peak frequency on the lowest frequency side among all peak frequencies obtained by the vibration detection sensor is used as the vibration characteristic. This is a ground anchor soundness evaluation system.
請求項２７に記載の発明は、
健全度評価数式モデル構築手段において、前記複数の健全度評価パラメータの値と前記健全度評価の値とが線形な関係である場合、前記多変量解析として重回帰分析が用いられることを特徴とする請求項１６ないし請求項２６のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 27 provides
In the soundness evaluation formula model construction means, when the values of the plurality of soundness evaluation parameters and the values of the soundness evaluation have a linear relationship, multiple regression analysis is used as the multivariate analysis. A ground anchor soundness evaluation system according to any one of
請求項２８に記載の発明は、
前記健全度評価数式モデル構築手段において、前記複数の健全度評価パラメータの値と前記健全度評価の値とが非線形な関係である場合、前記多変量解析としてニューラルネットワークが用いられることを特徴とする請求項１６ないし請求項２６のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 28 provides
In the soundness evaluation formula model construction means, when the values of the plurality of soundness evaluation parameters and the values of the soundness evaluation are in a non-linear relationship, a neural network is used as the multivariate analysis. A ground anchor soundness evaluation system according to any one of
請求項２９に記載の発明は、
前記健全度評価手段に、さらに、健全度評価指標に対する基準値が設けられて、前記健全度評価数式モデルにより算出された健全度評価指標の値と、前記基準値を対比することにより、評価対象のグラウンドアンカーが健全であるか否かを判定するように構成されていることを特徴とする請求項１６ないし請求項２８のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to claim 29 provides
The soundness evaluation means is further provided with a reference value for a soundness evaluation index, and the value of the soundness evaluation index calculated by the soundness evaluation formula model is compared with the reference value to be evaluated. 29. The ground anchor soundness evaluation system according to any one of
請求項３０に記載の発明は、
前記健全度評価手段が、健全度評価指標に対する健全領域を設け、前記健全度評価数式モデルにより算出された健全度評価指標の値が、前記健全領域の範囲内であるか否かを判定することにより、評価対象のグラウンドアンカーが健全であるか否かを判定する手段であることを特徴とする請求項１６ないし請求項２８のいずれか１項に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システムである。
The invention according to
The soundness evaluation means provides a soundness area for the soundness evaluation index, and determines whether the value of the soundness evaluation index calculated by the soundness evaluation formula model is within the range of the soundness area. The ground anchor soundness evaluation system according to any one of
本発明によれば、現実にグラウンドアンカーが設置された現場において、グラウンドアンカーの健全度を十分な精度で評価することができるグラウンドアンカーの健全度評価技術を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the ground anchor's soundness evaluation technique which can evaluate the soundness of a ground anchor with sufficient precision in the field where the ground anchor was actually installed can be provided.
［１］本発明に至る経緯
１．従来技術における問題点
本発明者は、従来の振動周波数を用いた技術において、何故、実験室レベルでは十分な精度で評価できるものの、現場における測定では十分な精度で評価できなかったのか、その原因について、鋭意検討を行った。その結果、グラウンドアンカーの健全度を評価するための指標には多種多様な施工条件がパラメータとして影響しており、特定のパラメータに着目し、他のパラメータを固定していた実験室と異なり、現場では他のパラメータの影響も現れ、この他のパラメータが評価結果に大きな影響を与えているため、十分な精度で評価できていなかったことが分かった。
[1] Background to the present invention Problems in the prior art The present inventor, in the technology using the conventional vibration frequency, why can be evaluated with sufficient accuracy at the laboratory level, but could not be evaluated with sufficient accuracy in the field measurement, the cause We conducted an intensive study. As a result, a wide variety of construction conditions have an effect on the index for evaluating the integrity of the ground anchor as a parameter. Unlike laboratories that focus on specific parameters and fix other parameters, Then, the influence of other parameters also appeared, and it was found that the evaluation was not possible with sufficient accuracy because these other parameters had a great influence on the evaluation results.
即ち、特許文献１では、グラウンドアンカーを打撃した際の固有振動周波数のみに着目して、この固有振動周波数をパラメータとして固着状態（定着部の健全度）や緊張材の緊張力を診断、評価しているが、実際の現場におけるグラウンドアンカーの形状や材質は多様であり、また、支圧板や余長などの設置状況も多様であるため、これらをパラメータとして想定することなくグラウンドアンカーの健全度を評価しただけでは精度高く評価することができない。
That is, in
また、緊張材が完全に断線したグラウンドアンカーや、緊張力が極端に低下したグラウンドアンカーの場合には、緊張力が低下によりアンカー頭部における拘束がなくなって振動モードが複雑に変化するため、固有振動周波数にのみに着目したのではグラウンドアンカーの健全度を正しく評価することができない。 In addition, in the case of a ground anchor in which the tension material is completely disconnected or a ground anchor in which the tension force is extremely reduced, the vibration mode changes in a complex manner because the restraint at the anchor head disappears due to the decrease in the tension force. If attention is paid only to the vibration frequency, the soundness of the ground anchor cannot be correctly evaluated.
一方、特許文献２では、余長をパラメータに加え、余長および振動周波数と、緊張材の緊張力との関係から緊張力を求めて、この緊張力をグラウンドアンカーの健全度を評価するための指標として評価しているが、このとき、振動周波数として、複数の周波数成分の内からパワースペクトル量が最大の卓越成分の周波数に着目している。しかし、このような周波数成分は、計測条件やグラウンドアンカーの形状や材質、拘束条件などによって大きく変動するだけでなく、グラウンドアンカーへの打撃方法によってもばらつきが発生することが避けられず、現場でグラウンドアンカーの健全度を精度高く評価することができない。
On the other hand, in
また、上記したような振動周波数を用いた従来の評価方法を、実際のグラウンドアンカーの設置現場で用いると、すべての設置現場の施工条件ごとに、各パラメータと緊張力との関係についてデータベースを構築することが必要になる。具体的には、例えば、自由長の長さや緊張材の構成が異なる場合は、これらの自由長の長さや緊張材の構成を考慮したデータベースを一から構築する必要があり、そのためには膨大な量のモックアップ試験を実施することが必要となるため実用的な方法とは言えない。 In addition, when the conventional evaluation method using the vibration frequency as described above is used at the actual ground anchor installation site, a database is constructed for the relationship between each parameter and tension for each construction site installation condition. It becomes necessary to do. Specifically, for example, if the length of the free length and the configuration of the tendon are different, it is necessary to construct a database taking into account the length of the free length and the configuration of the tendon from scratch. Since it is necessary to carry out a mock-up test of an amount, it is not a practical method.
２．従来技術における問題点の解決
上記したように、従来の振動周波数に基づいて非破壊的にグラウンドアンカーの健全度を評価する技術においては、健全度を評価する際に特定のパラメータだけに着目していたために、実際の現場ではグラウンドアンカーの健全度に影響するパラメータが不足して精度高く評価することができなかったことが分かった。
2. Solution of problems in the prior art As described above, in the technology for nondestructively evaluating the ground anchor's soundness based on the conventional vibration frequency, attention is paid only to specific parameters when evaluating the soundness. For this reason, it was found that the parameters that affected the soundness of the ground anchors were insufficient at the actual site and could not be evaluated with high accuracy.
そこで、本発明者は、施工現場におけるグラウンドアンカーの多様なパラメータを十分に反映して評価することができれば、現場においても精度高くグラウンドアンカーの健全度を評価することができると考え、検討を行った。 Therefore, the present inventor considered that if the various parameters of the ground anchor at the construction site can be sufficiently reflected and evaluated, the soundness of the ground anchor can be evaluated with high accuracy even at the site. It was.
その結果、複数のデータベース構築用のグラウンドアンカーに対して、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータ（グラウンドアンカーの形状、材質、拘束条件や振動特性、施工条件など）の値と、緊張力などのグラウンドアンカーの健全度を評価するための健全度評価指標の値を測定して構築されたデータベース（健全度評価データベース）の各値を多変量解析することにより、設計変数である複数の健全度評価パラメータから、目的変数である健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築することができ、この構築された健全度評価数式モデルを用いることにより施工現場における多様なパラメータを十分に反映して、精度高くグラウンドアンカーの健全度が評価できることが分かった。 As a result, with respect to multiple ground anchors for database construction, the values of multiple health evaluation parameters (ground anchor shape, material, constraint conditions, vibration characteristics, construction conditions, etc.) that affect the ground anchor health It is a design variable by multivariate analysis of each value of the database (health evaluation database) constructed by measuring the value of the health evaluation index for evaluating the health of the ground anchor such as tension It is possible to build a health evaluation formula model that derives a health evaluation index, which is an objective variable, from a plurality of health evaluation parameters, and by using this built health evaluation formula model, various parameters at the construction site It was found that the soundness of the ground anchor can be evaluated with high accuracy reflecting the above.
なお、このような健全度評価数式モデルは、上記したように、各々のパラメータを変量とする多変量解析により行うことができ、具体的には、線形な関係である場合には重回帰分析などの手法を用い、非線形な関係である場合には、ニューラルネットワークなどの手法を用いて構築することができる。 In addition, as described above, such a soundness evaluation formula model can be performed by multivariate analysis with each parameter as a variable. Specifically, when there is a linear relationship, multiple regression analysis, etc. If the relationship is non-linear, it can be constructed using a method such as a neural network.
そして、測定対象のグラウンドアンカーの健全度評価パラメータの値を測定して、上記において構築された健全度評価数式モデルに、測定した各々のパラメータの値を代入することにより、施工現場における多様なパラメータが十分に反映された健全度評価指標の値を算出することができるため、得られた値を用いてグラウンドアンカーの健全度を精度高く評価することができる。 Then, by measuring the soundness evaluation parameter value of the ground anchor to be measured and substituting each measured parameter value into the soundness evaluation formula model constructed above, various parameters at the construction site Therefore, it is possible to calculate the value of the soundness evaluation index in which is sufficiently reflected, and thus it is possible to accurately evaluate the soundness of the ground anchor using the obtained value.
以下、本発明を実施の形態に基づき、図面を用いて説明する。図１は評価対象のグラウンドアンカーの一例を模式的に示す断面図であり、図２は本実施の形態における振動特性の取得方法を説明する図である。 Hereinafter, the present invention will be described with reference to the drawings based on embodiments. FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an example of a ground anchor to be evaluated, and FIG. 2 is a diagram for explaining a method for acquiring vibration characteristics in the present embodiment.
［２］グラウンドアンカーの構造
はじめに、本発明が評価対象とするグラウンドアンカーの構造について説明する。
[2] Structure of Ground Anchor First, the structure of the ground anchor that is an evaluation object of the present invention will be described.
図１に示すように、グラウンドアンカー１は、地盤に設けられたボーリング孔２０に施工されており、地表側から順にアンカー頭部１１と、緊張材１４と、定着部１６を備えている。
As shown in FIG. 1, the
アンカー頭部１１は、支圧板（ベースプレート）１１ａ、緊張材固定具１１ｂ、台座となるコンクリート製の受圧板１１ｃを備えている。そして、アンカー頭部１１では、緊張材固定具１１ｂによって緊張材１４の一端が固定されており、他端は定着部１６によって地中に固定されている。定着部１６は、グラウト（セメントミルク）をボーリング孔２０に流し込むことにより形成される。なお、図１中の１４ａは緊張材１４の自由長部であり、ｌは余長である。
The
このグラウンドアンカー１は、緊張材１４を地上側に向けて引っ張った状態で一端を、ナットや楔等の緊張材固定具１１ｂで固定することにより、緊張材１４に緊張力を生じさせて周辺の地盤を保持する。
The
なお、緊張材１４としては、通常のグラウンドアンカーに使用されている緊張材のいずれでもよく、例えば、ＰＣ（プレストレスト・コンクリート）鋼線、総ネジＰＣ鋼棒、ＰＣ鋼撚り線、多重撚りＰＣ鋼撚り線、異形ＰＣ鋼線、異形ＰＣ鋼撚り線、連続繊維補強材、炭素繊維撚り線、ＣＦＲＰ（炭素繊維強化プラスチック）ロッド、脂肪族ポリアミド繊維強化プラスチックロッドなどを適宜選択して用いることができる。
The
また、評価対象のグラウンドアンカーの上部における定着方式も限定されず、ナット定着型（例えば、ＳＥＥＥ工法、ＯＰＳアンカー、ＥＧＳ工法、ＮＭ工法、ＣＦＲＰ工法、ＳＴＡＲ工法など）のグラウンドアンカーや、くさび又はくさび・ナット併用型（例えば、ＳＳＬ工法、ＶＳＬ工法、ＳＨＳ工法、ＫＴＢ工法、スーパーフローテック工法、ＥＨＤ工法、ＳｕｐｅｒＭＣ工法など）のグラウンドアンカーなどの通常使用されている全てのタイプのグラウンドアンカーを評価対象とすることができる。 Also, the fixing method at the upper part of the ground anchor to be evaluated is not limited, and is a nut anchor type (for example, SEEE method, OPS anchor, EGS method, NM method, CFRP method, STAR method, etc.) ground anchor, wedge or wedge. -All types of ground anchors that are normally used, such as ground anchors of nut type (for example, SSL method, VSL method, SHS method, KTB method, Super Flow Tech method, EHD method, SuperMC method) are evaluated. It can be.
［３］振動特性の取得方法
次に、本発明の測定項目の一つである打撃による振動特性を取得するための方法について説明する。図２は本発明における振動特性の取得方法を説明する図である。
[3] Method for Acquiring Vibration Characteristics Next, a method for acquiring vibration characteristics due to impact, which is one of the measurement items of the present invention, will be described. FIG. 2 is a diagram for explaining a method for acquiring vibration characteristics according to the present invention.
図２に示すように、グラウンドアンカー１の振動特性を取得するには、振動検出センサー１８をアンカー頭部１１に取り付け、アンカー頭部１１をハンマー１７で打撃する。この打撃によりグラウンドアンカー１に生じた振動が、振動検出センサー１８で測定されて、アンプを介して解析ＰＣ（パーソナルコンピュータ）に送られることにより、打撃による振動特性を取得することができる。
As shown in FIG. 2, in order to acquire the vibration characteristics of the
この振動検出センサー１８としては、アコースティックエミッションセンサ（ＡＥセンサー）など、検査対象部材に直接接触させることができるセンサーを用いることが好ましい。なお、ＡＥセンサーに代えて、マイクロフォンや加速度センサーなどを用いることもできる。
As the
そして、図２に示すような構造のグラウンドアンカーの場合には、緊張材固定具１１ｂに振動検出センサー１８を取り付けることが好ましい。しかし、設置現場の状況によって、緊張材固定具１１ｂに取り付けることが難しい場合には、支圧板１１ａに振動検出センサー１８を取り付けてもよい。なお、振動検出センサー１８の取り付け位置を変更した場合には振動特性も変化するため、健全度評価データベースを再び構築することが好ましい。
And in the case of the ground anchor of a structure as shown in FIG. 2, it is preferable to attach the
［４］グラウンドアンカーの健全度評価
次に、本発明の一実施の形態に係るグラウンドアンカーの健全度評価方法について説明する。
[4] Ground Anchor Soundness Evaluation Next, a ground anchor soundness evaluation method according to an embodiment of the present invention will be described.
上記したように、本実施の形態に係るグラウンドアンカーの健全度評価方法は、データベース構築用の複数のグラウンドアンカーに対して、振動特性を含む複数の健全度評価パラメータの値と、健全度評価指標の値を測定し、その結果が入力されたデータベースを構築するデータベース構築工程と、構築されたデータベースに基づいて健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築工程とを備えている点において従来の健全度評価方法と異なる。 As described above, the ground anchor soundness evaluation method according to the present embodiment includes a plurality of soundness evaluation parameters including vibration characteristics and soundness evaluation indexes for a plurality of ground anchors for database construction. A database construction process for constructing a database in which the result of the measurement is input, and a soundness evaluation formula model construction process for constructing a health evaluation formula model based on the constructed database. It differs from the conventional soundness evaluation method.
本実施の形態においては、このようにして設計変数である複数の健全度評価パラメータから、目的変数である健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築し、この健全度評価数式モデルを用いて、測定対象のグラウンドアンカーの健全度を評価しているため、現実にグラウンドアンカーが設置された現場における多様なパラメータを十分に反映して、グラウンドアンカーの健全度を十分な精度で評価することができる。以下、具体的に説明する。 In the present embodiment, a soundness evaluation formula model that derives a soundness evaluation index that is a target variable from a plurality of soundness evaluation parameters that are design variables in this way is constructed, and this soundness evaluation formula model is Because the soundness of the ground anchor to be measured is evaluated, the soundness of the ground anchor is evaluated with sufficient accuracy by sufficiently reflecting various parameters at the site where the ground anchor is actually installed. be able to. This will be specifically described below.
本実施の形態においてグラウンドアンカーの健全度評価方法は、大きく分けて、健全度評価データベース構築工程と、健全度評価数式モデル構築工程と、健全度評価工程の３つの工程から構成されている。以下、各々の工程について具体的に説明する。 In the present embodiment, the ground anchor soundness evaluation method is roughly divided into three processes, a soundness evaluation database construction process, a soundness evaluation formula model construction process, and a soundness evaluation process. Hereinafter, each process will be specifically described.
１．健全度評価データベース構築工程
健全度評価データベース構築工程は、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値が複数入力されたデータベースである健全度評価データベースを構築する工程である。この工程は、設置現場において評価対象のグラウンドアンカーの健全度評価パラメータを測定する前に、健全に施工されていることが確認されているデータベース構築用のグラウンドアンカーを複数用意して、このデータベース構築用の複数のグラウンドアンカーを対象にして行う。
1. Soundness evaluation database construction process The soundness evaluation database construction process is a process of constructing a soundness evaluation database that is a database in which a plurality of values of soundness evaluation parameters that influence the soundness of the ground anchor are input. In this process, before measuring the soundness evaluation parameters of the ground anchor to be evaluated at the installation site, prepare multiple ground anchors for database construction that have been confirmed to be soundly constructed, and construct this database. For multiple ground anchors.
図３は本実施の形態に係る健全度評価方法の健全度評価データベース構築工程と健全度評価数式モデル構築工程を示すフローチャート図である。 FIG. 3 is a flowchart showing a soundness evaluation database construction process and a soundness evaluation formula model construction process of the soundness evaluation method according to the present embodiment.
本実施の形態においては、健全度評価パラメータとして、グラウンドアンカーの施工に関する情報であるアンカー情報と、上記した図２に示す方法で取得するグラウンドアンカーの振動特性を用いている。 In the present embodiment, anchor information, which is information related to ground anchor construction, and vibration characteristics of the ground anchor obtained by the method shown in FIG. 2 are used as the soundness evaluation parameter.
そして、これらのアンカー情報と振動特性の値と健全度評価指標の値を測定してデータベースを構築するために、本実施の形態の健全度評価データベース構築工程は、（１）アンカー情報の調査と、（２）振動特性の取得と、（３）健全度評価指標の取得という３つの工程を備えている。以下、各々の工程について具体的に説明する。 And in order to measure these anchor information, the value of a vibration characteristic, and the value of a soundness evaluation index, and to build a database, the soundness evaluation database construction process of this Embodiment is (1) investigation of anchor information, , (2) acquisition of vibration characteristics and (3) acquisition of soundness evaluation index. Hereinafter, each process will be specifically described.
（１）アンカー情報の調査
本工程では、振動特性以外のグラウンドアンカーの健全度評価に影響する可能性がある健全度評価パラメータとして、アンカー情報を予め調査してデータベースに入力する。このアンカー情報とは、グラウンドアンカーの施工に関する情報であり、評価結果に影響し得るパラメータを指しており、例えば、「アンカーの仕様」、「アンカーの施工・設置条件」を挙げることができる。
(1) Investigation of anchor information In this step, anchor information is previously investigated and input to a database as a soundness evaluation parameter that may affect the soundness evaluation of ground anchors other than vibration characteristics. This anchor information is information relating to the construction of ground anchors, and refers to parameters that can affect the evaluation results. Examples include “anchor specifications” and “anchor construction / installation conditions”.
具体的には、「アンカーの仕様」には、グラウンドアンカーの型式や、図１中の緊張材固定具１１ｂ、緊張材１４、支圧板１１ａ、受圧板１１ｃなどの形状、密度および材質、定着部の支持方式などがある。なお、定着部の支持方式とは、図１中の定着部１６が緊張材１４を固定する方式であり、摩擦引張型、摩擦圧縮型、荷重分散型などがある。
Specifically, the “anchor specifications” include the type of ground anchor, the shape, density and material of the
また、「アンカーの施工・設置条件」には、定着部１６の長さ（定着長）、自由長部１４ａの長さ（自由長）、アンカーの設置角度、設計時の緊張材１４の緊張力、定着時の緊張材１４の緊張力、図１中の余長ｌやグラウンドアンカーを施工した場所の地質などがある。
The “anchor construction / installation conditions” include the length of the fixing portion 16 (fixing length), the length of the
（２）振動特性の取得
本工程では、健全度評価パラメータの一つとして、グラウンドアンカーの振動特性を測定してデータベースに入力する。具体的には、上記した図２で示す方法に従って、グラウンドアンカー１をハンマー１７等で打撃し、振動検出センサー１８で測定したグラウンドアンカーの打音の振動波形に基づいて振動特性を取得する。
(2) Acquisition of vibration characteristics In this step, as one of the soundness evaluation parameters, the vibration characteristics of the ground anchor are measured and input to the database. Specifically, according to the method shown in FIG. 2 described above, the
このときに取得する振動特性としては、例えば、振動波形、振動波形を周波数解析して得られる周波数分布、周波数分布の内、１次モードのピーク周波数、ｎ次のピーク周波数、ピークの形状などが挙げられる。 The vibration characteristics acquired at this time include, for example, a vibration waveform, a frequency distribution obtained by frequency analysis of the vibration waveform, a peak frequency of the primary mode, an n-order peak frequency, a peak shape, etc. in the frequency distribution. Can be mentioned.
また、振動によって得られたすべてのデータを取得するという観点から、単純な固有振動だけではなく、衝撃弾性波の周期も含めた周波数ピークを取得し、そのピークを評価に用いることもできる。また、振動波形に基づいた衝撃弾性波の周期を用いることもできる。 Further, from the viewpoint of acquiring all data obtained by vibration, it is possible to acquire not only simple natural vibration but also a frequency peak including a period of shock elastic waves, and use the peak for evaluation. Moreover, the period of the impact elastic wave based on the vibration waveform can also be used.
しかし、このとき、特許文献２のように、パワースペクトル量が最大の卓越成分の周波数を用いて評価を行うと、前記したように、振動の計測条件や打撃方法などの要素によって測定結果が大きく変動する恐れがある。そこで、本発明者は、このような計測条件や打撃方法などの要素が変化しても振動特性の計測結果を変動させることがないパラメータについて検討を行った。
However, at this time, when the evaluation is performed using the frequency of the dominant component having the maximum power spectrum amount as in
その結果、横方向の曲げ振動が緊張材の緊張力と相関があることが判明したため、この横方向の曲げ振動を示す振動のピーク周波数を用い、このピーク周波数として、周波数分布のうちの一番低周波側のピーク周波数を用いた場合、計測条件やグラウンドアンカーの形状や材質、拘束条件、打撃方法などの種々の条件が変化しても、得られる値にばらつきが発生せず、パラメータとして好ましく使用できることが分かった。 As a result, it was found that the bending vibration in the lateral direction has a correlation with the tension force of the tendon. Therefore, the peak frequency of the vibration indicating the bending vibration in the lateral direction is used, and this peak frequency is When the peak frequency on the low frequency side is used, even if various conditions such as the measurement conditions, the shape and material of the ground anchor, the constraint conditions, and the striking method change, the obtained values do not vary and are preferable as parameters. It turns out that it can be used.
（３）健全度評価指標の取得
本工程では、データベース構築用のグラウンドアンカーの健全度評価指標を取得して、上記（１）および（２）において得られた健全度評価パラメータと合わせてデータベースに入力する。この健全度評価指標は、既設のアンカーの実測値、例えばモックアップ試験体などでの試験結果を用いてもよく、有限要素法（ＦＥＭ：Ｆｉｎｉｔｅ Ｅｌｅｍｅｎｔ Ｍｅｔｈｏｄ）などの理論解析結果を用いてもよい。
(3) Acquisition of soundness evaluation index In this process, the soundness evaluation index of the ground anchor for database construction is acquired and combined with the soundness evaluation parameters obtained in (1) and (2) above. input. As the soundness evaluation index, an actual measurement value of an existing anchor, for example, a test result in a mock-up test specimen or the like may be used, or a theoretical analysis result such as a finite element method (FEM) may be used. .
なお、健全度評価指標としては、アンカーの施工不良あるいは経年変化に伴う材料劣化に伴う損傷、腐食、自由長部と周囲との接触条件の変化、定着部の地盤状態の変化、グラウンドアンカーの固定状態を示す緊張材の緊張力の変化や断線などを用いることができるが、一般的には緊張力の変化が用いられる。 The soundness evaluation index includes damage due to poor anchor construction or material deterioration due to secular change, corrosion, changes in contact conditions between the free length part and the surroundings, changes in the ground condition of the anchoring part, fixing of the ground anchor A change in tension or disconnection of the tension material indicating the state can be used, but generally a change in tension is used.
２．健全度評価数式モデルの構築工程
本工程は、上記した「（１）アンカー情報の調査」及び「（２）振動特性の取得」で取得した健全度評価パラメータの値（設計変数）と、「（３）健全度評価指標の取得」で取得した健全度評価指標の値（目的変数）とが入力されたデータベースにおける各々の値に基づいて健全度評価数式モデル（以下、「数式モデル」ともいう）を構築する。
2. Soundness evaluation formula model building process This process consists of the values (design variables) of soundness evaluation parameters acquired in the above-mentioned “(1) Investigation of anchor information” and “(2) Acquisition of vibration characteristics” and “( 3) Formula of soundness evaluation index (objective variable) acquired in “Acquisition of soundness evaluation index” based on each value in the database to which the soundness evaluation index is input (hereinafter also referred to as “formula model”) Build up.
この健全度評価数式モデルは、設計変数である健全度評価パラメータ（アンカー情報と振動特性）から、目的変数である健全度評価指標を導出する数式モデルであり、複数のグラウンドアンカーの各々のアンカー情報、振動特性、健全度評価指標の測定結果の値に基づいて多変量解析を行うことにより構築される。 This formula for evaluating the degree of soundness is a mathematical model for deriving a soundness evaluation index that is a target variable from soundness evaluation parameters (anchor information and vibration characteristics) that are design variables, and each anchor information of a plurality of ground anchors. It is constructed by performing multivariate analysis based on values of measurement results of vibration characteristics and soundness evaluation indexes.
例えば、アンカー情報として余長ｌ、振動特性としてピーク周波数ｆ、健全度評価指標として緊張力Ｓを用い、多変量解析を用いて健全度評価数式モデルを構築する場合には、上記した余長ｌおよびピーク周波数ｆと、緊張力Ｓとを関係づける下記のような式１を作成する。なお、式１においては、余長ｌとピーク周波数ｆ以外のパラメータは、評価結果への影響を無視して差し支えないパラメータと考え、定数項γを置いている。
For example, when constructing a soundness evaluation formula model using multivariate analysis using the surplus length l as anchor information, the peak frequency f as vibration characteristics, and the tension S as a soundness evaluation index, the surplus length l described above is used. And the following formula |
Ｓ＝αｌ＋βｆ＋γ （式１） S = αl + βf + γ (Formula 1)
そして、この式１中の余長ｌ、ピーク周波数ｆ、緊張力Ｓの各項に、上記した（１）〜（３）の工程で取得した値が入力されたデータベースから、複数のグラウンドアンカー毎に各々の実測値を代入して、緊張力Ｓについての複数の式を立て、重回帰分析により式１中の係数α、βおよび定数γを算出する。
Then, for each of the plurality of ground anchors, from the database in which the values obtained in the steps (1) to (3) described above are input to each term of the extra length l, the peak frequency f, and the tension S in the
この式１中の係数α、β、γが算出されれば、設置現場において、余長ｌとピーク周波数ｆを取得し、この式に代入するだけで緊張力Ｓを取得することができるようになる。
If the coefficients α, β, and γ in the
なお、上記した式１においては、健全度評価パラメータであるアンカー情報（余長ｌ）と振動特性（ピーク周波数ｆ）と健全度評価指標（緊張力Ｓ）とが線形的な関係であることが分かっているため、重回帰分析を利用して数式モデルを構築している。なお、これらの設計変数と目的変数が非線形な関係である場合には、ニューラルネットワークなどを用いることにより健全度評価数式モデルを構築することができる。
In
３．健全度評価工程
本実施の形態においては、上記した健全度評価モデルを構築した後に、評価対象のグラウンドアンカーについて、健全度評価工程を行う。
3. Soundness evaluation process In this Embodiment, after constructing | assembling the above-mentioned soundness evaluation model, a soundness evaluation process is performed about the ground anchor of evaluation object.
図４は本実施の形態に係る健全度評価方法の健全度評価工程を示すフローチャート図である。図４に示すように、本実施の形態の健全度評価工程は、評価対象のグラウンドアンカーの健全度評価パラメータを取得するために（１）評価対象のアンカー情報の調査と（２）評価対象の振動特性の取得の２つの工程を行った後に、評価対象の健全度を評価するために（３）振動異常判定（判定１）と（４）健全度の判定（判定２）を行う。 FIG. 4 is a flowchart showing the soundness evaluation process of the soundness evaluation method according to the present embodiment. As shown in FIG. 4, the soundness evaluation process of the present embodiment includes (1) an investigation of anchor information to be evaluated and (2) an evaluation object to obtain soundness evaluation parameters of the ground anchor to be evaluated. After performing the two steps of acquiring the vibration characteristics, (3) vibration abnormality determination (determination 1) and (4) soundness determination (determination 2) are performed in order to evaluate the soundness of the evaluation target.
（１）評価対象のアンカー情報の調査
本工程においては、評価対象のグラウンドアンカーについて、上記した健全度評価データベース構築工程のアンカー情報の調査工程で取得したアンカーの情報と同じ種類の健全度評価パラメータを同じ条件の下で取得する。
(1) Investigation of anchor information to be evaluated In this step, the same kind of soundness evaluation parameters as the anchor information acquired in the anchor information investigation step of the soundness evaluation database construction step described above for the ground anchor to be evaluated Is obtained under the same conditions.
例えば、上記した健全度評価データベース構築工程のアンカー情報の調査工程において、アンカー情報としてアンカー頭部の余長を取得している場合には、本工程においても、評価対象のアンカー頭部の余長を健全度評価データベース構築工程の場合と同じ手順で測定する。 For example, in the anchor information investigation process of the soundness evaluation database construction process described above, when the extra length of the anchor head is acquired as anchor information, the extra length of the anchor head to be evaluated also in this process Is measured in the same procedure as in the soundness evaluation database construction process.
（２）評価対象の振動特性の取得
本工程では、評価対象のグラウンドアンカーに振動検出センサー１８を取り付けて、ハンマー１７で打撃することにより評価対象の振動特性を取得する。なお、このときの測定条件は、健全度評価データベース構築工程の振動特性の取得工程と同じ条件に設定し、上記した健全度評価データベース構築工程で取得した振動特性と同じ種類の振動特性を健全度評価パラメータとして取得する。
(2) Acquisition of Evaluation Target Vibration Characteristics In this step, the
（３）振動異常判定（判定１）
本実施の形態においては、健全度評価指標の値を算出して評価する前に、上記で得られた振動特性が異常であるか否かを判定する振動異常判定工程を行う。これにより、グラウンドアンカーに断線などの異常が発生しているか否かを即座に判定することができる。
(3) Vibration abnormality determination (determination 1)
In the present embodiment, before calculating and evaluating the value of the soundness evaluation index, a vibration abnormality determination step is performed to determine whether or not the vibration characteristics obtained above are abnormal. Thereby, it can be determined immediately whether abnormality, such as a disconnection, has occurred in the ground anchor.
具体的には、評価対象の振動特性と、健全度評価データベースに記憶された通常の振動特性とが、同等の特性を有しているか否かを判定する。そして、同等でない場合には、評価対象のグラウンドアンカーに通常の振動特性が得られないような異常が発生している、あるいはデータベースに記憶された振動特性が不足していると判定し、健全度の評価を中止し、ジャッキを用いた引張試験などの詳細検査を実施する。一方、同等であれば、振動異常が無いと判定して次工程の健全度の判定を開始する。 Specifically, it is determined whether or not the vibration characteristics to be evaluated and the normal vibration characteristics stored in the soundness evaluation database have equivalent characteristics. If it is not equivalent, it is determined that there is an abnormality that prevents normal vibration characteristics from being obtained in the ground anchor to be evaluated, or the vibration characteristics stored in the database are insufficient, and the soundness level The detailed evaluation such as a tensile test using a jack is carried out. On the other hand, if they are equal, it is determined that there is no vibration abnormality, and determination of the soundness level of the next process is started.
なお、この異常判定工程において、比較に用いる振動特性としては、振動波形や周波数分布形状が好ましい。 In this abnormality determination step, the vibration waveform used for comparison is preferably a vibration waveform or a frequency distribution shape.
（４）健全度の判定（判定２）
そして、本工程においては、先ず、上記の「（１）評価対象のアンカー情報の調査」で得られた評価対象のアンカー情報と、「（２）評価対象の振動特性の取得」で得られた評価対象の振動特性を、「２．健全度評価数式モデルの構築工程」で構築した数式モデルに導入して健全度評価指標の値を算出する。
(4) Determination of soundness level (Decision 2)
In this step, first, the anchor information of the evaluation target obtained in the above “(1) Investigation of anchor information of the evaluation target” and “(2) Acquisition of vibration characteristics of the evaluation target” are obtained. The vibration characteristics to be evaluated are introduced into the mathematical model constructed in “2. Soundness evaluation mathematical model construction process” to calculate the value of the soundness evaluation index.
そして、算出後の健全度評価指標に基づいて、評価対象が健全であるか否かを判定して、評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価する。具体的には、健全度評価指標に対して基準値を設け、算出後の健全度評価指標の値と基準値とを比較することにより評価対象が健全であるか否かを評価する。これにより、評価対象のグラウンドアンカーの健全度を容易に評価することができる。 Then, based on the calculated soundness evaluation index, it is determined whether or not the evaluation object is sound, and the soundness of the ground anchor to be evaluated is evaluated. Specifically, a reference value is set for the soundness evaluation index, and whether the evaluation target is sound is evaluated by comparing the value of the soundness evaluation index after calculation with the reference value. Thereby, the soundness of the ground anchor to be evaluated can be easily evaluated.
本実施の形態によれば、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値と、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標の値とを測定し、その測定結果に基づいて構築した健全度評価数式モデルに基づいて、測定対象のグラウンドアンカーの健全度評価指標の値を算出することにより、施工現場における多様なパラメータが十分に反映された健全度評価指標の値を算出することができるため、グラウンドアンカーの健全度を精度高く評価することができる。 According to the present embodiment, the values of a plurality of soundness evaluation parameters that affect the soundness of the ground anchor and the values of soundness evaluation indexes for evaluating the soundness of the ground anchor are measured, and based on the measurement results Based on the health evaluation formula model constructed in this way, the soundness evaluation index value that fully reflects various parameters at the construction site is calculated by calculating the soundness evaluation index value of the ground anchor to be measured Therefore, the soundness of the ground anchor can be evaluated with high accuracy.
なお、本実施の形態においては、健全度評価工程において、健全度の判定（判定２）を行う前に振動異常判定（判定１）を行っているが、この振動異常判定は必ずしも行う必要はなく、評価対象の振動特性の取得を行った後、直ちに健全度の判定（判定２）を行ってもよい。この場合でも、評価対象のグラウンドアンカーの健全度評価指標の値を算出して、評価対象の健全度を評価することができるが、予め判定１において振動異常判定を行うことにより、効率的に健全度の評価を行うことができる。 In the present embodiment, the vibration abnormality determination (determination 1) is performed before the soundness determination (determination 2) is performed in the soundness evaluation step, but this vibration abnormality determination is not necessarily performed. After obtaining the vibration characteristics to be evaluated, the soundness level may be determined immediately (determination 2). Even in this case, the soundness evaluation index value of the ground anchor to be evaluated can be calculated and the soundness of the evaluation target can be evaluated. The degree can be evaluated.
以下、本発明に至るまでに本発明者が行った実験と検討を説明する。 Hereinafter, experiments and studies conducted by the present inventor up to the present invention will be described.
［１］実施例１
１．概要
本発明者は、上記した実施の形態に係る健全度評価方法を用いて、グラウンドアンカーの健全度を精度高く評価することができるか確認するための実験を行った。
[1] Example 1
1. Outline | summary This inventor conducted the experiment for confirming whether the soundness level of a ground anchor can be evaluated with high precision using the soundness level evaluation method which concerns on above-mentioned embodiment.
本実施例では、グラウンドアンカーの健全度に影響する健全度評価パラメータとして、アンカー情報のアンカー頭部の余長と、グラウンドアンカーの振動特性のピーク周波数を用いると共に、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標として緊張材の緊張力を用いた。 In this embodiment, the anchor head extra length of the anchor information and the peak frequency of the vibration characteristics of the ground anchor are used as the soundness evaluation parameters affecting the soundness of the ground anchor, and the soundness of the ground anchor is evaluated. The tension of the tendon was used as an index for evaluating the degree of soundness.
また、振動特性については、予め行った実験により、横方向の曲げ振動が緊張材の緊張力と相関があることが判明したため、この横方向の曲げ振動を示す振動のピーク周波数を用いた。なお、このピーク周波数として、周波数分布のうちの一番低周波側のピーク周波数を用いた。 As for the vibration characteristics, it has been found that the transverse bending vibration has a correlation with the tension force of the tendon material through experiments conducted in advance. Therefore, the vibration peak frequency indicating the transverse bending vibration was used. As this peak frequency, the peak frequency on the lowest frequency side of the frequency distribution was used.
次に、アンカー１〜５の５本のグラウンドアンカーに対して、上記した余長ｌ、緊張力Ｓ、ピーク周波数ｆの実測値を測定し、これらのパラメータの実測値に基づいて、上記した式１（Ｓ＝αｌ＋βｆ＋γ）中のα、β、γを重回帰分析により算出し、健全度評価数式モデルを構築した。
Next, for the five
そして、構築した健全度評価数式モデルを用いて、健全度評価指標として各々のグラウンドアンカーの緊張力の値を算出した。また、各々のグラウンドアンカーに対してリフトオフ試験を実施し、このリフトオフ試験による実測値と、上記した健全度評価数式モデルにより算出された値とを比較してその差を求めた。この結果、健全度評価数式モデルにより算出された値と、リフトオフ試験による実測値が概ね一致していることが確認され、この数式モデルがグラウンドアンカーの健全度評価指標の値の算出に十分適用できることが分かった。 And the value of the tension of each ground anchor was calculated as a soundness evaluation index using the constructed soundness evaluation formula model. Moreover, the lift-off test was implemented with respect to each ground anchor, and the difference was calculated | required by comparing the measured value by this lift-off test, and the value calculated by the above-mentioned soundness evaluation numerical formula model. As a result, it was confirmed that the value calculated by the soundness evaluation formula model and the actually measured value by the lift-off test were almost the same, and this formula model was sufficiently applicable to the calculation of the ground anchor health evaluation index value. I understood.
さらに、算出された緊張力に対して、上限値あるいは下限値を設けて健全度を評価する基準を考察した。加えて、断線や緊張力の著しい低下などの健全状態とは大きく異なる状態のアンカーを、緊張力の算出を行う前に判定する手段について検討した。 Furthermore, a criterion for evaluating the degree of soundness by setting an upper limit value or a lower limit value for the calculated tension was considered. In addition, we examined a means to determine anchors that are significantly different from the healthy state such as disconnection and significant decrease in tension before calculating tension.
以下、実施例１を詳細に説明する。 Hereinafter, Example 1 will be described in detail.
２．評価対象のグラウンドアンカー
本実施例では、評価対象のグラウンドアンカーとして、アンカータイプＳＥＥＥ Ｆ５０のグラウンドアンカー（エスイー社製）を５本施工した。なお、このグラウンドアンカーは、図１中の緊張材固定具１１ｂに代えて六角形のナットとネジ部により緊張材を固定するナット定着型のグラウンドアンカーであり、この主な仕様は以下の通りである。
支圧板（四角形）：（縦）２０８×（横）２０８×（厚さ）１９ｍｍ
ナット（六角形）：（平面間）６２×（頂点間）７１×（高さ）１９ｍｍ
ネジ部 ：（径）４２ｍｍ
2. Ground anchors to be evaluated In this example, five ground anchors (manufactured by S.E.) of anchor type SEEE F50 were constructed as ground anchors to be evaluated. This ground anchor is a nut-fixed ground anchor that uses a hexagonal nut and a screw portion to fix the tension material in place of the
Bearing plate (square): (vertical) 208 x (horizontal) 208 x (thickness) 19 mm
Nut (hexagon): (between planes) 62 x (between vertices) 71 x (height) 19 mm
Screw part: (diameter) 42mm
３．健全度評価データベース構築工程
以下、実施例１において行った健全度評価データベース構築工程について説明する。
3. Soundness evaluation database construction process Hereinafter, the soundness evaluation database construction process performed in Example 1 will be described.
（１）アンカー情報の取得
まず、データベースの構築に必要なアンカー情報として、アンカー頭部の余長を取得した。表１にアンカー１〜５の各々における余長の実測値を示す。
(1) Acquisition of anchor information First, the extra length of the anchor head was acquired as anchor information necessary for constructing the database. Table 1 shows actual measured values of the extra length in each of the
（２）振動特性の取得
ハンマーを用いてアンカー頭部に打撃を加えて、発生した振動を振動検出センサーで測定することによりグラウンドアンカーの振動波形を取得した。取得した振動波形の例を図５に示す。なお、図４中の縦軸は振幅（Ａｍｐｌｉｔｕｄｅ：ｍＶ）であり、横軸は時間（Ｔｉｍｅ：ｍｓ）である。図４に示すように、打撃により信号が発生し、時間経過によって減衰する振動波形が得られることが確認された。
(2) Acquisition of vibration characteristics A hammer was used to strike the anchor head, and the generated vibration was measured with a vibration detection sensor to acquire the vibration waveform of the ground anchor. An example of the acquired vibration waveform is shown in FIG. In FIG. 4, the vertical axis represents amplitude (Amplitude: mV), and the horizontal axis represents time (Time: ms). As shown in FIG. 4, it was confirmed that a signal was generated by impact and a vibration waveform that attenuated over time was obtained.
このとき、得られた振動波形よりアンカー底部からの反射信号を得ることも可能であり、全長などのアンカー情報を取得することができない場合には、反射信号と音速から全長を算出し、健全度評価の入力パラメータとすることも可能である。アンカー底部からの反射信号を含む振動波形の例を図８に示す。 At this time, it is also possible to obtain a reflection signal from the bottom of the anchor from the obtained vibration waveform, and when anchor information such as the total length cannot be obtained, the total length is calculated from the reflection signal and the sound speed, and the soundness level is calculated. It can also be used as an input parameter for evaluation. An example of a vibration waveform including a reflection signal from the anchor bottom is shown in FIG.
図８では円で囲った部分がアンカー底部からの反射信号を示している。このアンカー底部からの反射信号は、アンカー上部をハンマーで打撃して生じた振動がアンカー端部より先の岩盤にはほとんど透過せず、アンカー端部でほぼ全て反射されて振動波として返ってくることから、ハンマーによる打撃を行った後、ある程度遅い時間帯で大きな信号として得られる。 In FIG. 8, the circled portion indicates the reflected signal from the anchor bottom. In this reflected signal from the bottom of the anchor, the vibration generated by hitting the top of the anchor with a hammer hardly penetrates the bedrock beyond the end of the anchor, and is almost entirely reflected at the end of the anchor and returns as a vibration wave. Therefore, after hitting with a hammer, a large signal is obtained in a certain time zone.
（３）健全度評価指標の取得
本実施例では健全度評価指標として緊張力を用いており、データベースを構築するために、リフトオフ試験を用いて緊張力の実測値を測定した。測定結果を表２に示す。
(3) Acquisition of soundness evaluation index In this example, tension was used as the soundness evaluation index, and in order to construct a database, measured values of tension were measured using a lift-off test. The measurement results are shown in Table 2.
（４）データベースの構築
実施例１では、上記したように、アンカー情報として余長ｌ、振動特性としてピーク周波数ｆ、健全度評価指標として緊張力Ｓを用いて、健全度評価データベースを構築した。
(4) Construction of Database In Example 1, as described above, a soundness evaluation database was constructed using the extra length l as anchor information, the peak frequency f as vibration characteristics, and the tension S as a soundness evaluation index.
なお、本実施例においては、評価対象のグラウンドアンカーの種類が同じであるため、アンカー情報として余長ｌを用いると共に、健全度評価指標として緊張力Ｓを用いて健全度評価データベースを構築しているが、他にも、アンカー情報としてグラウンドアンカーの形状、材質および拘束条件（定着長、自由長、余長、支圧板や受圧板の形状や剛性等）を組み込み、健全度評価指標として評価対象グラウンドアンカーの固定状況（緊張状態、緩み、過緊張、断線など）を組み込むことで、評価可能な範囲を拡大することも可能である。 In this embodiment, since the types of ground anchors to be evaluated are the same, the surplus length l is used as anchor information, and the health evaluation database is constructed using the tension S as the health evaluation index. In addition, the ground anchor shape, material, and restraint conditions (fixing length, free length, extra length, bearing plate and pressure receiving plate shape and rigidity, etc.) are incorporated as anchor information, and are evaluated as soundness evaluation indices. It is also possible to expand the range that can be evaluated by incorporating ground anchoring conditions (tensioned state, looseness, over-tension, disconnection, etc.).
４．健全度評価数式モデル構築工程
上記した余長ｌ、ピーク周波数ｆから緊張力Ｓを算出する数式モデルの構築には、重回帰分析やニューラルネットワーク等の多変量解析を用いることができる。本実施例においては、余長ｌ、評価ピーク周波数ｆと、緊張力Ｓとの関係が線形的関係にあるため、重回帰分析を用いて数式モデルを構築した。数式モデルを構築するために本実施例で用いた式１を以下に示す。なお、式１においてγは、前記したように、余長ｌとピーク周波数ｆ以外の評価結果への影響を無視して差し支えないパラメータによる定数である。
4). Soundness Evaluation Formula Model Building Step For building the formula model for calculating the tension S from the extra length l and the peak frequency f, multivariate analysis such as multiple regression analysis or neural network can be used. In this example, since the relationship between the extra length l, the evaluation peak frequency f, and the tension S is linear, a mathematical model was constructed using multiple regression analysis.
Ｓ＝αｌ＋βｆ＋γ （式１）
Ｓ ：緊張力（ｋＮ）
ｌ ：余長（ｍｍ）
ｆ ：ピーク周波数（Ｈｚ）
α、β：係数
γ ：切片（定数）
S = αl + βf + γ (Formula 1)
S: Tension (kN)
l: Extra length (mm)
f: Peak frequency (Hz)
α, β: Coefficient γ: Intercept (constant)
そして、測定したアンカー１〜５のそれぞれの余長ｌ、評価ピーク周波数ｆを、上記した式１に代入して緊張力Ｓについての５つの式をたて、重回帰分析を用いて係数α、β、および切片γを求めた。
Then, the surplus length l of each of the
上記した工程において得られたアンカー１〜５の余長ｌ（ｍｍ）と評価ピーク周波数ｆ（Ｈｚ）の実測値を表３に示し、緊張力の実測値（残存緊張力）を表４に示す。そして、これらの値を式１に代入して求めたα、βおよびγを表５に示す。
The measured values of the extra length l (mm) and the evaluation peak frequency f (Hz) of the
得られたα、βおよびγを式１に代入することにより、アンカー１〜５を対象とした数式モデルが下記のように構築された。
Ｓ＝５．９８２ｌ＋０．４７９９ｆ＋（−１１７２）
By substituting the obtained α, β, and γ into
S = 5.982l + 0.4799f + (-1172)
５．健全度評価工程
次に、本実施例における健全度評価工程について説明する。
5. Soundness evaluation process Next, the soundness evaluation process in a present Example is demonstrated.
（１）振動異常判定
本実施例においては、上記した数式モデルに基づいて健全度評価指標の値を算出する前に、評価対象のグラウンドアンカーが健全に施工されているか、異常が生じているかを判定する異常判定を行った。ここでは、図２中の支圧板１１ａに振動検出センサー１８を取り付け、得られた振動特性に基づいて振動異常判定を行った。
(1) Vibration abnormality determination In this embodiment, before calculating the value of the soundness evaluation index based on the above mathematical model, it is determined whether the ground anchor to be evaluated is soundly constructed or whether an abnormality has occurred. An abnormality judgment was made. Here, the
健全アンカーの支圧板における振動波形を図６に示し、緊張力が極端に低いアンカーの支圧板における振動波形を図７に示す。ここでは、振動持続時間、減衰率の観点から対象のアンカーが異常であるか否かを判定した。図６に示す健全アンカーの支圧板における振動持続時間は１０ｍｓ程度であるのに対し、図７に示す緊張力が極端に低いアンカーでは、支圧板の振動持続時間が健全アンカーの４倍以上であった。このように、振動持続時間の差に基づいて異常を判定することができることが確認できた。 FIG. 6 shows a vibration waveform in the sound pressure plate of the healthy anchor, and FIG. 7 shows a vibration waveform in the pressure plate of the anchor having extremely low tension. Here, it was determined whether the target anchor is abnormal from the viewpoint of vibration duration and damping rate. The vibration duration of the healthy anchor shown in FIG. 6 is about 10 ms, whereas in the anchor shown in FIG. 7, the vibration duration of the bearing plate is more than four times that of the healthy anchor. It was. Thus, it was confirmed that an abnormality could be determined based on the difference in vibration duration.
また、アンカー本体ではなく、その他の周辺構造物の振動特性より目的のアンカーの健全度を評価することも可能である。具体的な一例として、グラウンドアンカーは現場ではキャップやコンクリートで埋められている場合があり、アンカー自体の振動を測定できない場合があるが、このような場合でも、アンカーが接触している部材の振動特性から、アンカー本体の振動特性を推測することができる。例えば、図２中のアンカー頭部１１の緊張材固定具１１ｂにキャップがつけられているような場合には、支圧板１１ａの振動特性を取得することによりアンカーの健全度を推定することができる。
In addition, it is possible to evaluate the soundness of the target anchor from the vibration characteristics of other peripheral structures instead of the anchor body. As a specific example, ground anchors may be buried with caps or concrete on site, and vibrations of the anchors themselves may not be measured. From the characteristics, the vibration characteristics of the anchor body can be estimated. For example, in the case where a cap is attached to the
次に、計測時のセンサーの設置状況や、打撃状況のばらつきが及ぼす影響を低減させて、上記した方法よりも精度が高い異常判定を行うために、振動波形に高速フーリエ変換（ＦＦＴ）処理を施して振動波形の周波数分布を取得すると共に、振動波形の測定を１０回実施し、全ての測定結果に基づいて平均化処理を施した。高速フーリエ変換と平均化処理を施して周波数分布の一例を図９に示す。図９の縦軸は強さ（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）であり、横軸は周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：Ｈｚ）である。 Next, fast Fourier transform (FFT) processing is applied to the vibration waveform in order to reduce the influence of variations in the installation status of the sensor at the time of measurement and the impact of the hitting situation, and to perform abnormality determination with higher accuracy than the above method. In addition to obtaining the frequency distribution of the vibration waveform, measurement of the vibration waveform was performed 10 times, and an averaging process was performed based on all measurement results. FIG. 9 shows an example of the frequency distribution after the fast Fourier transform and the averaging process. The vertical axis in FIG. 9 is strength (Magnitude), and the horizontal axis is frequency (Frequency: Hz).
そして、表１に示すアンカー１〜５のそれぞれのグラウンドアンカーについて、高速フーリエ変換と平均化処理を施し、周波数分布全体を確認した（図１０参照）。また、比較のために、健全に施工されていないことが判明しているグラウンドアンカーについても高速フーリエ変換と平均化処理を施して周波数分布全体を確認した（図１１参照）。図１０、図１１中の縦軸は強さ（Ｍａｇｎｉｔｕｄｅ）であり、横軸は周波数（Ｆｒｅｑｕｅｎｃｙ：Ｈｚ）である。 And about each ground anchor of the anchors 1-5 shown in Table 1, the fast Fourier transformation and the averaging process were performed, and the whole frequency distribution was confirmed (refer FIG. 10). For comparison, the entire frequency distribution was confirmed by applying a fast Fourier transform and an averaging process to ground anchors that were found not to be constructed properly (see FIG. 11). 10 and 11, the vertical axis represents strength (Magnitude), and the horizontal axis represents frequency (Frequency: Hz).
図１０および図１１に示すように、本実施例で用いたアンカー１〜５は、全体として近い形状の周波数分布が得られており、図１１のような明らかに異常を有しているグラウンドアンカーとは周波数分布の形状が、図１０のような健全なグラウンドアンカーとは異なっていることが確認できた。このことから、後述する健全度評価指標（緊張力）の値の算出を行う前に、振動特性が異常であるか否かを判定する異常判定工程を行えば、グラウンドアンカーに断線などの明らかな異常が発生しているか否かを即座に判定することができることがわかった。
As shown in FIGS. 10 and 11, the
なお、図１１中の「緊張力が極端に低いアンカー」のような波形は、単純な緊張力の低下だけではなく、材料劣化や損傷、腐食、自由長部の周囲との接触、定着部の岩盤状態に伴う緊張力の極端な低下が生じた場合でも確認されることから、この波形に基づけば材料劣化などの異常も検出できることを示している。 It should be noted that the waveform such as “anchor with extremely low tension” in FIG. 11 is not only a simple decrease in tension, but also material deterioration, damage, corrosion, contact with the surroundings of the free length, and the fixing portion. Since it is confirmed even when the tension force is extremely reduced due to the rock condition, it indicates that abnormalities such as material deterioration can be detected based on this waveform.
また、図１１中の「抜けが生じたアンカー」についても、単純に定着部から緊張材が抜けた場合だけはなく、緊張材が断線した場合も検出できる。さらに、「自由長部に構造物が接触している状態のアンカー」についても、単純に自由長部に構造物が接触していることだけではなく、経年変化によって斜面が徐々に変化して自由長部にボーリング孔の壁面が接触したりして起こるアンカー上部の拘束条件の変化（たとえば、支圧版や受圧板、ナット）を検出できることを示している。 Further, the “anchor where the pullout has occurred” in FIG. 11 can be detected not only when the tendon is simply removed from the fixing portion but also when the tendon is disconnected. Furthermore, with regard to “anchor in which the structure is in contact with the free length”, not only the structure is in contact with the free length but also the slope changes gradually over time. It shows that a change in the constraint condition of the upper part of the anchor (for example, a bearing plate, a pressure receiving plate, and a nut) that can be detected when the wall of the boring hole comes into contact with the long part.
上記した異常判定において健全に施工されたアンカーと判定された場合には、取得した振動特性に基づいてピーク周波数ｆを取得する。なお、実施例１では１次のモードに着目したが、２次以上のモードのピーク周波数を基に、振動異常判定用のデータベースを構築することもできる。 When it is determined that the anchor is soundly constructed in the above-described abnormality determination, the peak frequency f is acquired based on the acquired vibration characteristics. In the first embodiment, attention is paid to the primary mode. However, a vibration abnormality determination database can be constructed based on the peak frequency of the secondary or higher mode.
（２）健全度評価指標の値の算出
次に、上記した数式モデルの構築において得られた数式モデルに余長ｌおよび評価ピーク周波数ｆを代入してアンカー１〜５の緊張力を算出した。そして、算出した緊張力と、リフトオフ試験で測定した緊張力の実測値との差を求めた。結果を表６に示す。
(2) Calculation of soundness evaluation index value Next, the extra length l and the evaluation peak frequency f were substituted into the mathematical model obtained in the construction of the mathematical model described above to calculate the tension of the
表６より、アンカー１〜５では緊張力の算出値と実測値の差が−１０．５〜３３．４の範囲内であり、十分に高い精度で緊張力（健全度評価指標）を定量化できることが確認できた。
From Table 6, the difference between the calculated tension value and the actual measured value is within the range of -10.5 to 33.4 in
なお、本実施例では、数式モデルとして余長ｌ、評価ピーク周波数ｆと、緊張力Ｓとの関係を示す式として上記した式１を用いたが、下記の式２のように、「アンカー情報」および「振動特性」の各々に対して累乗の項を含めることにより、さらに評価精度を高めることができる。
In the present embodiment, the above-described
また、アンカー情報などの入力パラメータについては、出力パラメータである健全度評価指標に及ぼす影響が小さいパラメータを省略することで、実施例１のような余長と評価ピーク周波数という２つのパラメータからなる簡略化された数式モデルを作成することができる。 In addition, as for input parameters such as anchor information, a parameter having a small influence on the soundness evaluation index that is an output parameter is omitted, so that the simplified parameter is composed of two parameters such as the extra length and the evaluation peak frequency as in the first embodiment. A generalized mathematical model can be created.
また、入力パラメータと出力パラメータが非線形な関係であることが想定される場合、上記した式１を用いるような重回帰分析では、入力パラメータと出力パラメータを数式で表現することが難しいため、ニューラルネットワークなどを用いたモデルとすることもできる。この場合には、例えば、緊張力をニューラルネットワークの出力層に学習させ、振動特性や余長などのアンカー情報をニューラルネットワークの入力層として学習する。
In addition, when it is assumed that the input parameter and the output parameter are in a non-linear relationship, it is difficult to express the input parameter and the output parameter by a mathematical expression in the multiple regression analysis using the above-described
（３）健全度評価
健全度評価は、例えば、上記したように、構築した数式モデルを用いて緊張力を算出し、算出された緊張力に基づいて作業者が判断するという方法で行うこともできるが、緊張力に一定の基準値を設け、その基準値に対し、算出した値が低い或いは高いという診断をすることも可能である。例として、ＳＥＥＥ ７０ＵＡで設計時の緊張力が４００ｋＮであるアンカーの余長と評価ピーク周波数との関係を図１２に示す。図１２で縦軸は評価ピーク周波数ｆ（Ｈｚ）であり、横軸は余長ｌ（ｍｍ）である。
(3) Soundness evaluation The soundness evaluation may be performed by a method in which, for example, as described above, tension is calculated using the constructed mathematical model, and the operator determines based on the calculated tension. However, it is also possible to provide a certain reference value for the tension and diagnose that the calculated value is low or high with respect to the reference value. As an example, FIG. 12 shows the relationship between the surplus length of an anchor whose design tension is 400 kN and evaluation peak frequency in SEEE 70UA. In FIG. 12, the vertical axis represents the evaluation peak frequency f (Hz), and the horizontal axis represents the extra length l (mm).
図１２に示した例では、各々の評価対象が、数式モデルで算出した緊張力４００ｋＮのラインにほぼ一致しているため、設計時に近い緊張力を保っていることがわかる。また、評価ピーク周波数ｆについて破線で示す上限値及び下限値で健全領域を設定し、範囲内であれば健全であり、範囲外であれば健全ではないという手法で健全度を評価することもできる。このときの評価ピーク周波数ｆの上限値および下限値は、設計基準、現場の状況（例：地山の変状、受圧板の劣化）、施工後年数等を考慮して設定することが望ましい。
In the example shown in FIG. 12, since each evaluation object substantially coincides with the line of the
また、本実施の形態における健全度評価方法は、経年変化に伴い劣化したアンカーを評価できるだけでなく、施工時に正しく施工されているかどうかといった施工品質を評価することにも利用できる。 In addition, the soundness evaluation method according to the present embodiment can be used not only to evaluate anchors that have deteriorated with aging, but also to evaluate construction quality such as whether or not construction is correctly performed during construction.
以上のように、実施例１の結果より、上記した実施の形態に係る健全度評価方法を用いることにより、グラウンドアンカーの健全度を評価することが可能であり、この評価結果に基づいて、複数のグラウンドアンカーが設けられた法面全体を評価することで、法面の安定性を評価することも可能となる。 As described above, it is possible to evaluate the soundness of the ground anchor by using the soundness evaluation method according to the above-described embodiment from the results of Example 1, and based on the evaluation results, a plurality of It is also possible to evaluate the stability of the slope by evaluating the entire slope provided with the ground anchor.
なお、法面全体の安定性を評価する際には、健全度の異なる各々のグラウンドアンカーが法面全体に対してどのように分布しているかを評価することが必要である。また、より定量的に評価する場合は、アンカー単体の健全度（緊張力など）及びアンカーの設置角度などより抑止力を算出し、地山の地質・地形などより算出した地山すべり力と比較検討することが望ましい。 When evaluating the stability of the entire slope, it is necessary to evaluate how the ground anchors having different soundness levels are distributed over the entire slope. Also, when evaluating more quantitatively, the deterrence is calculated from the integrity (such as tension) of the anchor alone and the anchor installation angle, etc., and compared with the natural sliding force calculated from the geology and topography of the natural ground. It is desirable to consider.
［２］実施例２
上記した実施例１では、健全度評価パラメータとしてアンカー情報である余長と振動特性とを用いて健全度評価指標の値を精度高く算出できるかについて試験を行ったが、実験例２においては、上記した余長と振動特性に加えて、他のアンカー情報（径、断面積比、マンションの長さ、緊張材の種類、自由長）を複数組み込んだ健全度評価データベースを構築し、この健全度評価データベースに基づいた数式モデルを構築し、この数式モデルが健全度評価指標の値を精度高く算出できるかについて試験を行った。
[2] Example 2
In Example 1 described above, a test was performed as to whether the value of the soundness evaluation index can be calculated with high accuracy using the surplus length that is anchor information and the vibration characteristics as soundness evaluation parameters, but in Experimental Example 2, In addition to the extra length and vibration characteristics described above, a soundness evaluation database that incorporates multiple other anchor information (diameter, cross-sectional area ratio, apartment length, tendon type, free length) is built, and this soundness level A mathematical model based on the evaluation database was constructed, and a test was conducted to determine whether this mathematical model can accurately calculate the value of the soundness evaluation index.
１．実験１
（１）データベースの構築
本実験においては、データベース構築のために、φ２０．３ｍｍのＰＣ鋼より線１本から緊張材が構成されるグラウンドアンカー（Ｆ５０ＴＡ）と、φ９．５ｍｍのＰＣ鋼より線７本から緊張材が構成されるグラウンドアンカー（Ｆ７０ＵＡ）をそれぞれ４本ずつ用意した。
1.
(1) Construction of database In this experiment, in order to construct a database, a ground anchor (F50TA) in which a tension material is composed of one strand of φ20.3 mm PC steel, and a φ9.5 mm PC steel strand 7 Four ground anchors (F70UA) each comprising a tendon from the book were prepared.
本発明者は、仕様の異なるアンカーを評価するためには、振動特性に大きく寄与するアンカー材の形状と材質を考慮する必要があると考えた。具体的には、ＳＥＥＥタイプのアンカーでは、マンション上部まで緊張材が入っているため、緊張材の構成が異なると、マンション部の単位長さあたりの質量が異なる。したがって、緊張材の構成が異なる場合はマンション部と緊張材の割合などが考慮されたパラメータを用いることが望ましい。今回は、緊張材の有効断面積をマンションの断面積で割った値（断面積比）を用いた。 The present inventor considered that in order to evaluate anchors having different specifications, it is necessary to consider the shape and material of the anchor material that greatly contributes to the vibration characteristics. Specifically, in the SEEE type anchor, since the tension material is contained up to the upper part of the apartment, the mass per unit length of the apartment is different if the configuration of the tension material is different. Therefore, when the configuration of the tendon is different, it is desirable to use a parameter that takes into account the ratio between the apartment part and the tendon. This time, the value (cross-sectional area ratio) obtained by dividing the effective cross-sectional area of the tendon by the cross-sectional area of the apartment was used.
また、振動特性としてｎ次の振動モードを評価する場合は、マンション部の構成やマンション上部の拘束にかかわる部材（ナット、受圧板、支圧板など）の形状と材質を考慮する必要がある。本実験においては、グラウンドアンカーの仕様の違いを示すパラメータとして、緊張材の断面積とマンション全体の断面積の比（断面積比）を用いた。 Further, when evaluating the nth-order vibration mode as the vibration characteristic, it is necessary to consider the shape and material of the member (nut, pressure receiving plate, bearing plate, etc.) involved in the configuration of the apartment part and the restraint of the upper part of the apartment. In this experiment, the ratio (cross-sectional area ratio) between the cross-sectional area of the tendon and the cross-sectional area of the entire apartment was used as a parameter indicating the difference in specifications of the ground anchor.
上記した考察に基づいて複数のアンカー情報を入力したデータベースの例を表７に示す。なお、表７中の緊張力は実測値である。 Table 7 shows an example of a database in which a plurality of anchor information is input based on the above consideration. In addition, the tension in Table 7 is an actual measurement value.
（２）評価方法および評価結果
表７に示したデータベースに基づいて、実施例１と同様に重回帰分析を用いて、アンカー情報としてマンション長さ、断面積比、余長、評価ピーク周波数を採用した数式モデルを構築し、この数式モデルに基づいて表７に示す各アンカー１〜８の緊張力を算出した。
(2) Evaluation Method and Evaluation Results Based on the database shown in Table 7, the apartment length, cross-sectional area ratio, extra length, and evaluation peak frequency are adopted as anchor information using multiple regression analysis as in Example 1. The mathematical formula model was constructed, and the tension of each anchor 1-8 shown in Table 7 was calculated based on this mathematical formula model.
そして、各アンカー１〜８の緊張力について、数式モデルで得られた値と実測値（表６の緊張力）とを比較して誤差を求めた。評価結果を表８に示す。 And about the tension | tensile_strength of each anchor 1-8, the value obtained by the numerical formula model and the measured value (tensile force of Table 6) were compared, and the difference | error was calculated | required. The evaluation results are shown in Table 8.
表８より、本実施例では、アンカー１〜８について、誤差が１．４〜１０．６の範囲内に低減されており、数式モデルを構築する際に適切なアンカー情報を加えることにより、健全度評価指標の値の算出における誤差を低減させて非常に正確な健全度評価ができることを確認できた。
From Table 8, in this example, the error is reduced in the range of 1.4 to 10.6 for the
２．実験２
本実験においては、余長と自由長部の長さ（自由長）をアンカー情報として入力したデータベースを構築し、構築されたデータベースに基づいた数式モデルを構築し、この数式モデルを用いて健全度評価を行った。自由長が大きく異なる様々な仕様のグラウンドアンカーを評価する場合には、この自由長を入力パラメータとすることにより、より高い精度で評価が可能となると考えられる。
2.
In this experiment, a database was constructed in which the extra length and the length of the free length part (free length) were input as anchor information, and a mathematical model based on the constructed database was constructed. Evaluation was performed. When evaluating ground anchors of various specifications with greatly different free lengths, it is considered that evaluation can be performed with higher accuracy by using the free length as an input parameter.
４本のグラウンドアンカー（アンカー１〜４）について、表９に示す自由長と余長とピーク周波数と緊張力（実測値）の測定値に基づいて、実施例１と同じ方法で数式モデルを構築した。そして、構築された数式モデルを用いて緊張力を算出した。
For the four ground anchors (
そして、緊張力の実測値（定着時緊張力）との誤差を算出し、本実験で作成した数式モデルによる健全度評価の精度を調べた。結果を表１０に示す。なお、表１０中の「緊張力（算出値Ａ）」は、自由長をアンカー情報に含めなかった場合、「緊張力（算出値Ｂ）」は自由長をアンカー情報に含めた場合の緊張力の算出結果を示す。 Then, an error from the measured value of tension (fixed tension) was calculated, and the accuracy of soundness evaluation by the mathematical model created in this experiment was examined. The results are shown in Table 10. “Tension force (calculated value A)” in Table 10 is the tension force when the free length is not included in the anchor information, and “Tension force (calculated value B)” is the tension force when the free length is included in the anchor information. The calculation result of is shown.
表１０に示すように、自由長をアンカー情報に含めなかった場合の算出値Ａでは、実測値との誤差が３．０〜７．０（ｋＮ）となり、自由長をアンカー情報に含めた場合の誤差は、実測値との誤差が０．２〜５．４（ｋＮ）となっていた。このことから、自由長をアンカー情報に含めた場合の方が、誤差が小さく、より高い精度で評価できることが確認された。 As shown in Table 10, in the calculated value A when the free length is not included in the anchor information, the error from the measured value is 3.0 to 7.0 (kN), and the free length is included in the anchor information. The error from the actual measurement value was 0.2 to 5.4 (kN). From this, it was confirmed that when the free length is included in the anchor information, the error is smaller and the evaluation can be performed with higher accuracy.
以上、本発明を実施形態に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。本発明と同一および均等の範囲内において、上記の実施の形態に対して種々の変更を加えることが可能である。 While the present invention has been described based on the embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Various modifications can be made to the above-described embodiment within the same and equivalent scope as the present invention.
１ グラウンドアンカー（アンカー）
１１ アンカー頭部
１１ａ 支圧板（ベースプレート）
１１ｂ 緊張材固定具
１１ｃ 受圧板
１４ 緊張材
１４ａ 自由長部
１６ 定着部
１７ ハンマー
１８ 振動検出センサー
２０ ボーリング孔
ｌ 余長
1 Ground anchor (anchor)
11
11b
Claims (30)
複数のデータベース構築用のグラウンドアンカーの各々について、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値と、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標の値とを測定してデータベースを構築するデータベース構築工程と、
構築された前記データベースにおける各々の値に基づいて多変量解析することにより、設計変数である前記複数の健全度評価パラメータから、目的変数である前記健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築工程と、
評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記複数の健全度評価パラメータの値を測定して、前記健全度評価数式モデル構築工程で構築された健全度評価数式モデルに基づいて前記健全度評価指標の値を算出し、算出された値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価工程とを備えていることを特徴とするグラウンドアンカーの健全度評価方法。 A ground anchor soundness evaluation method for evaluating the soundness of the ground anchor based on vibration characteristics acquired by hitting the ground anchor from the outside,
For each of the ground anchors for constructing a plurality of databases, a database is obtained by measuring the values of a plurality of health evaluation parameters that affect the health of the ground anchor and the values of the health evaluation index for evaluating the health of the ground anchor. Database construction process to build
A soundness evaluation formula model for deriving the soundness evaluation index as a target variable from the plurality of soundness evaluation parameters as design variables by performing multivariate analysis based on each value in the constructed database. The soundness evaluation formula model construction process to be constructed,
For the ground anchor to be evaluated, the value of the plurality of soundness evaluation parameters is measured, and the value of the soundness evaluation index is based on the soundness evaluation formula model constructed in the soundness evaluation formula model construction step. And a soundness evaluation step for evaluating the soundness of the ground anchor to be evaluated based on the calculated value. A ground anchor soundness evaluation method comprising:
前記複数の健全度評価パラメータの内の一つとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの打撃による振動特性を測定する振動特性の取得工程と、
他の前記複数の健全度評価パラメータとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの施工に関する情報であるアンカー情報を取得する施工情報取得工程と、
前記データベース構築用のグラウンドアンカーの前記健全度評価指標の値を測定する健全度評価指標の取得工程とを備えており、
前記健全度評価工程が、
前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、打撃による振動特性を取得すると共に、前記施工情報取得工程で取得したアンカー情報と同じ種類のアンカー情報を取得する工程を備えていることを特徴とする請求項１に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法。 The database construction step includes
As one of the plurality of soundness evaluation parameters, a vibration characteristic acquisition step of measuring vibration characteristics by hitting a ground anchor for constructing the database;
As other plurality of soundness evaluation parameters, a construction information obtaining step for obtaining anchor information which is information relating to construction of the ground anchor for constructing the database,
Including a soundness evaluation index acquisition step of measuring a value of the soundness evaluation index of the ground anchor for building the database,
The soundness evaluation step
The vibration characteristic by hitting is acquired for the ground anchor to be evaluated, and the step of acquiring the same type of anchor information as the anchor information acquired in the construction information acquisition step is provided. The ground anchor soundness evaluation method according to 1.
取得された前記評価対象のグラウンドアンカーの振動特性の周波数分布および振動波形の全体的な形状を、前記データベース構築工程の前記振動特性の取得工程において得られた前記データベースの振動特性と照合して、前記評価対象のグラウンドアンカーの振動異常の有無を判定する振動異常判定工程を備えており、
前記振動異常判定工程において振動異常が無いと判定された前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記健全度評価指標の値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価することを特徴とする請求項２に記載のグラウンドアンカーの健全度評価方法。 The soundness evaluation step
The frequency distribution of the vibration characteristics of the acquired ground anchor to be evaluated and the overall shape of the vibration waveform are collated with the vibration characteristics of the database obtained in the vibration characteristics acquisition step of the database construction step, Comprising a vibration abnormality determining step of determining whether there is vibration abnormality of the ground anchor to be evaluated;
Evaluating the soundness of the evaluation target ground anchor based on the value of the soundness evaluation index for the evaluation target ground anchor determined as having no vibration abnormality in the vibration abnormality determination step, The ground anchor soundness evaluation method according to claim 2.
複数のデータベース構築用のグラウンドアンカーの各々について、グラウンドアンカーの健全度に影響する複数の健全度評価パラメータの値と、グラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価指標の値とを測定してデータベースを構築するデータベース構築手段と、
構築された前記データベースにおける各々の値に基づいて多変量解析することにより、設計変数である前記複数の健全度評価パラメータから、目的変数である前記健全度評価指標を導出する健全度評価数式モデルを構築する健全度評価数式モデル構築手段と、
評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記複数の健全度評価パラメータの値を測定して、前記健全度評価数式モデル構築工程で構築された健全度評価数式モデルに基づいて前記健全度評価指標の値を算出し、算出された値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価する健全度評価手段とを備えていることを特徴とするグラウンドアンカーの健全度評価システム。 A ground anchor soundness evaluation system used in the ground anchor soundness evaluation method according to any one of claims 1 to 15,
For each of the ground anchors for constructing a plurality of databases, a database is obtained by measuring the values of a plurality of health evaluation parameters that affect the health of the ground anchor and the values of the health evaluation index for evaluating the health of the ground anchor. A database construction means for constructing
A soundness evaluation formula model for deriving the soundness evaluation index as a target variable from the plurality of soundness evaluation parameters as design variables by performing multivariate analysis based on each value in the constructed database. Soundness evaluation formula model construction means to be constructed;
For the ground anchor to be evaluated, the value of the plurality of soundness evaluation parameters is measured, and the value of the soundness evaluation index is based on the soundness evaluation formula model constructed in the soundness evaluation formula model construction step. And a soundness evaluation means for evaluating the soundness of the ground anchor to be evaluated based on the calculated value. A ground anchor soundness evaluation system, comprising:
前記複数の健全度評価パラメータの内の一つとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの打撃による振動特性を測定する振動特性の取得手段と、
他の前記複数の健全度評価パラメータとして、前記データベース構築用のグラウンドアンカーの施工に関する情報であるアンカー情報を取得する施工情報取得手段と、
前記データベース構築用のグラウンドアンカーの前記健全度評価指標の値を測定する健全度評価指標の取得手段とを備えており、
前記健全度評価手段が、
前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、打撃による振動特性を取得すると共に、前記施工情報取得手段で取得されたアンカー情報と同じ種類のアンカー情報を取得する手段を備えていることを特徴とする請求項１６に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システム。 The database construction means
As one of the plurality of soundness evaluation parameters, vibration characteristic acquisition means for measuring vibration characteristics by hitting a ground anchor for constructing the database,
As other plurality of soundness evaluation parameters, construction information obtaining means for obtaining anchor information that is information relating to construction of the ground anchor for constructing the database,
Comprising a soundness evaluation index acquisition means for measuring a value of the soundness evaluation index of the ground anchor for building the database,
The soundness evaluation means
A vibration characteristic obtained by hitting is obtained for the ground anchor to be evaluated, and means for obtaining the same type of anchor information as the anchor information obtained by the construction information obtaining means is provided. Item 17. The ground anchor soundness evaluation system according to Item 16.
取得された前記評価対象のグラウンドアンカーの振動特性の周波数分布および振動波形の全体的な形状を、前記データベース構築手段の前記振動特性の取得手段において得られた前記データベースの振動特性と照合して、前記評価対象のグラウンドアンカーの振動異常の有無を判定する振動異常判定手段を備えており、
前記振動異常判定手段により振動異常が無いと判定された前記評価対象のグラウンドアンカーに対して、前記健全度評価指標の値に基づいて前記評価対象のグラウンドアンカーの健全度を評価することを特徴とする請求項１７に記載のグラウンドアンカーの健全度評価システム。 The soundness evaluation means
The frequency distribution of the vibration characteristics of the obtained ground anchor to be evaluated and the overall shape of the vibration waveform are compared with the vibration characteristics of the database obtained in the vibration characteristic obtaining means of the database construction means, Comprising vibration abnormality determining means for determining presence or absence of vibration abnormality of the ground anchor to be evaluated;
Evaluating the soundness of the evaluation target ground anchor based on the value of the soundness evaluation index with respect to the evaluation target ground anchor determined as having no vibration abnormality by the vibration abnormality determination means, The ground anchor soundness evaluation system according to claim 17.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016082657A JP6681776B2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Ground anchor soundness evaluation method and soundness evaluation system |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2016082657A JP6681776B2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Ground anchor soundness evaluation method and soundness evaluation system |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2017194275A true JP2017194275A (en) | 2017-10-26 |
| JP6681776B2 JP6681776B2 (en) | 2020-04-15 |
Family
ID=60156374
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2016082657A Active JP6681776B2 (en) | 2016-04-18 | 2016-04-18 | Ground anchor soundness evaluation method and soundness evaluation system |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6681776B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109297810A (en) * | 2018-07-17 | 2019-02-01 | 安徽理工大学 | A kind of test device and test method for simulating deep formation bolt pulling |
| JP2019148445A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Hammering sound inspection device |
| JP2021113754A (en) * | 2020-01-20 | 2021-08-05 | 株式会社ケー・エフ・シー | Buried anchor judgment device and buried anchor judgment method |
| CN116223235A (en) * | 2023-03-09 | 2023-06-06 | 山东科技大学 | A bolt pullout test device and test method for realizing staged confining pressure loading |
| CN119962152A (en) * | 2024-07-19 | 2025-05-09 | 武汉工程大学 | Tunnel anchor safety performance evaluation method, system and storage medium based on cloud computing |
| CN120180370A (en) * | 2025-05-19 | 2025-06-20 | 浙江省交通运输科学研究院 | Slope monitoring method and system based on multi-parameter fusion |
Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995027831A1 (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-19 | Aberdeen University | Integrity assessment of ground anchorages |
| JP2001074706A (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Aoki Corp | Method for diagnosing ground anchor |
| JP2001164568A (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-19 | Azuma Systems:Kk | Stress diagnosis method and stress diagnosis device for ground anchor |
| JP2001522458A (en) * | 1997-04-29 | 2001-11-13 | アバディーン ユニヴァーシティ | Ground anchor test system |
| JP2003121278A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Shikoku Electric Power Co Inc | Method and apparatus for detecting anchor loading load and program |
| JP2006125114A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Soai:Kk | Anchor maintenance and control support system and anchor maintenance and control method |
| CN1793898A (en) * | 2005-12-09 | 2006-06-28 | 重庆大学 | Non destructive detection mothod used for anchor rod anchored system |
| CN1793897A (en) * | 2005-12-09 | 2006-06-28 | 重庆大学 | Non destructive detection method of anchor rod ultimate bearing capacity |
| JP2008151538A (en) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Device for inspecting inside |
| JP2012233351A (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Just | Axial force measurement method for ground anchor |
| JP2014178220A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for measuring fixing force |
| JP2015025297A (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | ライト工業株式会社 | Tensioning force estimation method of existing anchor and ground soundness evaluation method |
| JP2015064351A (en) * | 2013-08-30 | 2015-04-09 | 原子燃料工業株式会社 | Anchor bolt condition evaluation method |
-
2016
- 2016-04-18 JP JP2016082657A patent/JP6681776B2/en active Active
Patent Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995027831A1 (en) * | 1994-04-06 | 1995-10-19 | Aberdeen University | Integrity assessment of ground anchorages |
| JP2001522458A (en) * | 1997-04-29 | 2001-11-13 | アバディーン ユニヴァーシティ | Ground anchor test system |
| JP2001074706A (en) * | 1999-09-02 | 2001-03-23 | Aoki Corp | Method for diagnosing ground anchor |
| JP2001164568A (en) * | 1999-12-13 | 2001-06-19 | Azuma Systems:Kk | Stress diagnosis method and stress diagnosis device for ground anchor |
| JP2003121278A (en) * | 2001-10-12 | 2003-04-23 | Shikoku Electric Power Co Inc | Method and apparatus for detecting anchor loading load and program |
| JP2006125114A (en) * | 2004-10-29 | 2006-05-18 | Soai:Kk | Anchor maintenance and control support system and anchor maintenance and control method |
| CN1793898A (en) * | 2005-12-09 | 2006-06-28 | 重庆大学 | Non destructive detection mothod used for anchor rod anchored system |
| CN1793897A (en) * | 2005-12-09 | 2006-06-28 | 重庆大学 | Non destructive detection method of anchor rod ultimate bearing capacity |
| JP2008151538A (en) * | 2006-12-14 | 2008-07-03 | Matsushita Electric Works Ltd | Device for inspecting inside |
| JP2012233351A (en) * | 2011-05-02 | 2012-11-29 | Just | Axial force measurement method for ground anchor |
| JP2014178220A (en) * | 2013-03-15 | 2014-09-25 | Hitachi Ltd | Apparatus and method for measuring fixing force |
| JP2015025297A (en) * | 2013-07-26 | 2015-02-05 | ライト工業株式会社 | Tensioning force estimation method of existing anchor and ground soundness evaluation method |
| JP2015064351A (en) * | 2013-08-30 | 2015-04-09 | 原子燃料工業株式会社 | Anchor bolt condition evaluation method |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019148445A (en) * | 2018-02-26 | 2019-09-05 | 日立オートモティブシステムズ株式会社 | Hammering sound inspection device |
| CN109297810A (en) * | 2018-07-17 | 2019-02-01 | 安徽理工大学 | A kind of test device and test method for simulating deep formation bolt pulling |
| CN109297810B (en) * | 2018-07-17 | 2021-11-05 | 安徽理工大学 | A kind of test device and test method for simulating deep formation bolt pulling |
| JP2021113754A (en) * | 2020-01-20 | 2021-08-05 | 株式会社ケー・エフ・シー | Buried anchor judgment device and buried anchor judgment method |
| JP7362213B2 (en) | 2020-01-20 | 2023-10-17 | 株式会社ケー・エフ・シー | Buried anchor determination device and buried anchor determination method |
| CN116223235A (en) * | 2023-03-09 | 2023-06-06 | 山东科技大学 | A bolt pullout test device and test method for realizing staged confining pressure loading |
| CN119962152A (en) * | 2024-07-19 | 2025-05-09 | 武汉工程大学 | Tunnel anchor safety performance evaluation method, system and storage medium based on cloud computing |
| CN120180370A (en) * | 2025-05-19 | 2025-06-20 | 浙江省交通运输科学研究院 | Slope monitoring method and system based on multi-parameter fusion |
| CN120180370B (en) * | 2025-05-19 | 2025-08-05 | 浙江省交通运输科学研究院 | Slope monitoring method and system based on multi-parameter fusion |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP6681776B2 (en) | 2020-04-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2017194275A (en) | Soundness evaluation method for ground anchor and soundness evaluation system | |
| Lee et al. | Experimental evaluation of vibration response of external post-tensioned tendons with corrosion | |
| Friedrich et al. | Damage process in glass fiber reinforced polymer specimens using acoustic emission technique with low frequency acquisition | |
| Limongelli et al. | Damage detection in a post tensioned concrete beam–Experimental investigation | |
| JP6371409B2 (en) | Method for evaluating the condition of members | |
| Tang et al. | An experimental study of acoustic emission methodology for in service condition monitoring of wind turbine blades | |
| JP6190781B2 (en) | Anchor bolt condition evaluation method | |
| CN103335747A (en) | Intelligent detection method for pre-stress steel strand tensioning force | |
| Singh et al. | The needs of understanding stochastic fatigue failure for the automobile crankshaft: A review | |
| Kindova-Petrova | Vibration-based methods for detecting a crack in a simply supported beam | |
| Hasníková et al. | Various non-destructive methods for investigation of timber members from a historical structure | |
| Luna Vera et al. | Flexural performance correlation with natural bending frequency of post-tensioned concrete beam: Experimental investigation | |
| Collini et al. | Vibration Analysis for Monitoring of Ancient Tie‐Rods | |
| CN112683425A (en) | Method for detecting effective stress of longitudinal prestressed tendon in bridge body | |
| Liu et al. | Correlation between acoustic emission distribution and stress variation through the depth of RC beam cross sections | |
| JP5897199B1 (en) | Anchor bolt soundness evaluation judgment method | |
| JP6238112B2 (en) | Ground soundness evaluation method | |
| JP7236945B2 (en) | Ground anchor tension evaluation method and tension evaluation system | |
| JP2001074706A (en) | Method for diagnosing ground anchor | |
| JP2014202682A (en) | Apparatus and method for inspecting soundness of anchor | |
| JP6775221B2 (en) | Deterioration judgment method and deterioration judgment device | |
| Civjan et al. | Method to evaluate remaining prestress in damaged prestressed bridge girders | |
| JP6554065B2 (en) | Method and system for evaluating deterioration state of metal structure | |
| Ceravolo et al. | Change in dynamic parameters and safety assessment of civil structures | |
| JP2018009354A (en) | Viaduct state monitoring apparatus and viaduct state monitoring method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20181120 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20190710 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190902 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191028 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200309 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200324 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6681776 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |