JP3405207B2 - Judgment method of ground supported by excavator - Google Patents
Judgment method of ground supported by excavatorInfo
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- JP3405207B2 JP3405207B2 JP18874598A JP18874598A JP3405207B2 JP 3405207 B2 JP3405207 B2 JP 3405207B2 JP 18874598 A JP18874598 A JP 18874598A JP 18874598 A JP18874598 A JP 18874598A JP 3405207 B2 JP3405207 B2 JP 3405207B2
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Landscapes
- Investigation Of Foundation Soil And Reinforcement Of Foundation Soil By Compacting Or Drainage (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】この発明は、掘削機による支
持地盤の判定方法に関し、特に、掘削機の振動データを
取得して、その周波数解析を行い、この周波数解析に基
づいて支持地盤の位置を判定する方法に関するものであ
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for determining a supporting ground by an excavator, and more particularly, it obtains vibration data of an excavator, analyzes its frequency, and determines the position of the supporting ground based on this frequency analysis. The present invention relates to a determination method.
【0002】[0002]
【従来の技術】建設工事のうち、地中に構築される基礎
杭や遮水壁などにおいては、支持力や遮水性を確保する
ため、地中の支持地盤の位置を把握する必要がある。こ
のような支持地盤の把握方法としては、予め、工事範囲
内の所定位置でボーリング調査を実施し、この調査結果
から作成された土質柱状図を基にして、工事範囲内の想
定地質図を作り、地層の変化や基礎の根入れ位置を決定
していた。2. Description of the Related Art Among the construction works, it is necessary to grasp the position of the supporting ground in the ground in order to secure the bearing capacity and water impermeability of foundation piles and impermeable walls constructed in the ground. As a method of grasping such supporting ground, a boring survey is carried out in advance at a predetermined position within the construction range, and an assumed geological map within the construction range is created based on the soil column diagram created from this survey result. , The change of the stratum and the location of the foundation were decided.
【0003】ところが、このような支持地盤の把握方法
では、ボーリング調査の範囲が限られているので、支持
地盤の深度が急激に変化している場合などに不都合が起
こる。However, in such a method of grasping the supporting ground, since the range of the boring survey is limited, a problem occurs when the depth of the supporting ground is rapidly changed.
【0004】そこで、例えば、オーガ系掘削機で掘削工
事を行う場合に、5〜10Hzの周波数範囲内の振動の
大きさをを測定し、この振動の大きさの変化と、予め作
成しておいた土質柱状図とを対比することにより支持地
盤の位置を把握する方法が、特公平2−43846号公
報に開示されている。Therefore, for example, when excavation work is carried out with an auger type excavator, the magnitude of vibration in the frequency range of 5 to 10 Hz is measured, and the change in the magnitude of this vibration is prepared in advance. A method for grasping the position of the supporting ground by comparing it with the existing soil column diagram is disclosed in Japanese Patent Publication No. 2-43846.
【0005】しかしながら、この公報に開示されている
支持地盤の把握ないしは確認方法には、以下に説明する
技術的な課題があった。However, the method of grasping or confirming the supporting ground disclosed in this publication has the technical problems described below.
【0006】[0006]
【発明が解決しようとする課題】すなわち、上記公告公
報に開示されている支持地盤の確認方法では、5〜10
Hzの周波数範囲内の振動の大きさをを測定し、この振
動の大きさの変化と、予め作成しておいた土質柱状図と
を対比することにより支持地盤の位置を把握する。That is, in the method of confirming the supporting ground disclosed in the above-mentioned official gazette, it is 5 to 10
The magnitude of the vibration within the frequency range of Hz is measured, and the position of the supporting ground is grasped by comparing the change in the magnitude of the vibration with the soil column diagram prepared in advance.
【0007】ところが、例えば、地盤中に大礫などが存
在していて、このような個所を掘削した際に、振動の大
きさが非常に大きくなって、支持地盤と誤認するなど正
確な支持地盤の位置を求めることが難しい。However, for example, when gravel or the like exists in the ground, and when excavating such a place, the magnitude of vibration becomes very large, and it is mistakenly recognized as a supporting ground. It is difficult to find the position.
【0008】本発明は、このような従来の問題点に鑑み
てなされたものであって、その目的とするところは、よ
り正確に支持地盤の位置を確認することができる掘削機
による支持地盤の判定方法を提供することにある。The present invention has been made in view of such conventional problems, and an object of the present invention is to provide a support ground of an excavator capable of more accurately confirming the position of the support ground. It is to provide a determination method.
【0009】[0009]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、掘削機に取付けた振動センサの掘削深度
に対応した振動データを周波数スペクトラムデータに変
換して支持地盤の位置を判定する方法において、前記周
波数スペクトラムデータの周波数帯域毎の最大値の平均
値を求め、この平均値の変化から前記支持地盤の位置を
求める方法であって、前記平均値は、前記周波数帯域毎
の最大値を複数求めた後に、新たな最大値を求める度に
旧い最大値を除去して、複数の前後測定値の平均値を順
次求める移動平均値とする。このように構成した支持地
盤の判定方法によれば、周波数スペクトラムデータの周
波数帯域毎の最大値の平均値を求め、この平均値の変化
から支持地盤の位置を求めるので、単に、振動の大きさ
を測定して支持地盤を確認する場合のように、大礫に遭
遇したときのような特異な測定値の影響が少なくなっ
て、より正確な判断が行える。この場合、平均値は、周
波数帯域毎の最大値を複数求めた後に、新たな最大値を
求める度に旧い最大値を除去して、複数の前後測定値の
平均値を順次求める移動平均値とするので、掘削機によ
る掘削とリアルタイムに支持地盤を判定,確認すること
ができる。前記振動センサは、前記掘削機のロッドに取
付けられた加速度センサ,前記ロッドを支持するリーダ
ーに取付けられた加速度センサ,前記掘削機の近傍の地
表上に設置された音響センサのいずれか1つから選択す
ることができる。この構成の場合には、特に、ロッドを
支持するリーダーに取付けられた加速度センサまたは掘
削機の近傍の地表上に設置された音響センサを選択する
と、装置の構成が簡単になる。前記周波数帯域は、前記
ロッドの固有周波数以下であって、200Hz以下の低
周波数帯に複数設定することができる。このような周波
数帯域に設定すると、掘削機の固有振動数の影響を排除
することができるとともに、複数の周波数帯域で支持地
盤を判定するので、より一層確実に支持地盤の位置を確
認することができる。To achieve the above object, the present invention converts the vibration data corresponding to the excavation depth of a vibration sensor attached to an excavator into frequency spectrum data to determine the position of the supporting ground. In the method, the average value of the maximum value for each frequency band of the frequency spectrum data is obtained, and the position of the supporting ground is obtained from the change of the average value, wherein the average value is for each frequency band.
After finding multiple maximum values of
Remove the old maximum and order the average of multiple front and rear measurements.
The moving average value is calculated next . According to the supporting ground determination method configured in this way, the average value of the maximum values for each frequency band of the frequency spectrum data is calculated, and the position of the supporting ground is calculated from the change in this average value. As in the case where the support ground is measured by measuring, the influence of a peculiar measurement value such as when encountering a large gravel is reduced, and a more accurate judgment can be performed. In this case, the average value is
After obtaining multiple maximum values for each wave number band, set a new maximum value.
Remove the old maximum value each time you want to
Since the average value is used as the moving average value,
Excavation and judgment and confirmation of supporting ground in real time
You can The vibration sensor may be any one of an acceleration sensor attached to a rod of the excavator, an acceleration sensor attached to a reader supporting the rod, and an acoustic sensor installed on the ground surface near the excavator. You can choose. In the case of this configuration, the configuration of the device is simplified by selecting an acceleration sensor attached to a leader supporting the rod or an acoustic sensor installed on the ground surface in the vicinity of the excavator. The frequency band may be set to a low frequency band equal to or lower than the natural frequency of the rod and equal to or lower than 200 Hz. By setting such frequency band, it is possible to eliminate the influence of the natural frequency of the excavator and determine the support ground in multiple frequency bands, so it is possible to more reliably confirm the position of the support ground. it can.
【0010】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
について、添付図面に基づいて詳細に説明する。図1か
ら図3は、本発明にかかる掘削機による支持地盤の判定
方法の一実施例を示している。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Preferred embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. 1 to 3 show an embodiment of a method for determining a supporting ground by an excavator according to the present invention.
【0011】同図に示した掘削機10は、いわゆる、ソ
イルセメント連続壁工法(SMW工法)に使用されるも
のであって、オーガロッド12を備えている。オーガロ
ッド12は、先端に掘削ビットが設けられるとともに、
その外周面には、オーガスクリュー14が上下方向に間
隔をおいて間欠的に突設されている。The excavator 10 shown in FIG. 1 is used for a so-called soil cement continuous wall construction method (SMW construction method) and has an auger rod 12. The auger rod 12 has a drill bit at the tip,
On the outer peripheral surface, auger screws 14 are intermittently projected at intervals in the vertical direction.
【0012】オーガロッド12は、図1の紙面と直交す
る方向に、複数本が直列状に配置されていて、隣接する
オーガロッド12間において、平面的にみて、オーガス
クリュー14の回転半径が一部重複するように配置され
ている。A plurality of auger rods 12 are arranged in series in a direction perpendicular to the plane of the drawing of FIG. 1, and between adjacent auger rods 12, the auger screw 14 has a uniform radius of rotation when seen in a plan view. It is arranged so as to overlap.
【0013】各オーガロッド12には、その軸方向に沿
って硬化材(セメントミルクなど)の供給通路が形成さ
れるとともに、側面には、硬化材の噴射口が開口形成さ
れている(図示省略)。A supply passage for a hardening material (cement milk or the like) is formed along the axial direction of each auger rod 12, and an injection port for the hardening material is formed on the side surface (not shown). ).
【0014】そして、オーガロッド12の上端側は、回
転駆動部16により支持されている。回転駆動部16
は、リーダー18に上下移動自在に支持されており、回
転駆動部16は、図外の上下移動装置により、リーダー
18に沿って上下移動させられる。The upper end side of the auger rod 12 is supported by the rotary drive unit 16. Rotation drive unit 16
Is vertically movably supported by the reader 18, and the rotation drive unit 16 is vertically moved along the reader 18 by an up / down moving device (not shown).
【0015】リーダー18は、クローラ式の走行車20
の一端に、伸縮ジャッキ22を介して垂設状態になるよ
うに支持されている。The leader 18 is a crawler type traveling vehicle 20.
Is supported at one end thereof via a telescopic jack 22 in a vertically extending state.
【0016】回転駆動部16の上部側には、オーガロッ
ド12の先端位置の貫入深度を検出する深度センサ24
が配置されている。この深度センサ24は、例えば、ロ
ータリーエンコーダ式のものであって、その設置箇所
は、図示の場所に限ることはない。A depth sensor 24 for detecting the penetration depth at the tip position of the auger rod 12 is provided on the upper side of the rotary drive unit 16.
Are arranged. The depth sensor 24 is, for example, of a rotary encoder type, and its installation location is not limited to the illustrated location.
【0017】また、オーガロッド12の上端側には、振
動センサ26が設置されている。この振動センサ26
は、3次元方向(鉛直,水平,周方向)の振動が測定で
きる加速度センサから構成され、図2に示すように、オ
ーガロッド12の側面に設けられた凹部に嵌着固定され
ている。A vibration sensor 26 is installed on the upper end side of the auger rod 12. This vibration sensor 26
Is composed of an acceleration sensor capable of measuring vibration in three-dimensional directions (vertical, horizontal, circumferential), and is fitted and fixed in a recess provided on the side surface of the auger rod 12, as shown in FIG.
【0018】なお、この振動センサ26の設置個所は、
オーガロッド12の上端側に限ることはなく、例えば、
図1に示したように、リーダー18の底部に設置するこ
ともできる。The location where the vibration sensor 26 is installed is
Not limited to the upper end side of the auger rod 12, for example,
It can also be installed on the bottom of the reader 18, as shown in FIG.
【0019】また、低周波領域で高感度の音響センサ2
8、例えば、マイクロフォンを用いる場合には、図1に
示すように、オーガロッド12の掘削孔の近傍に設置し
てもよい。Further, the acoustic sensor 2 having high sensitivity in the low frequency region
8. For example, when a microphone is used, it may be installed near the excavation hole of the auger rod 12, as shown in FIG.
【0020】この場合、ロッド12を支持するリーダー
18の底部に加速度センサを取付けた場合や、掘削機1
0の近傍の地表上に音響センサ28を設置すると、オー
ガロッド12の上端に振動センサ26を設けた場合に必
要になる無線設備が不要になり、装置の構成が簡単にな
るという利点がある。In this case, an acceleration sensor is attached to the bottom of the leader 18 that supports the rod 12, or the excavator 1
If the acoustic sensor 28 is installed on the surface of the ground near 0, the radio equipment required when the vibration sensor 26 is provided at the upper end of the auger rod 12 is not required, and there is an advantage that the structure of the device is simplified.
【0021】オーガロッド12に設置された振動センサ
26には、送信機30が接続されている。一方、走行車
20側には、振動センサ26の検出信号を受信して、受
信した検出信号を増幅して送出する無線中継機32が設
置されている。また、この走行車20から離れた場所に
は、演算制御器34が設置されている。A transmitter 30 is connected to the vibration sensor 26 installed on the auger rod 12. On the other hand, a wireless repeater 32 that receives a detection signal of the vibration sensor 26 and amplifies and outputs the received detection signal is installed on the traveling vehicle 20 side. Further, an arithmetic controller 34 is installed at a place away from the traveling vehicle 20.
【0022】無線中継機32は、図3に構成ブロック図
を示すように、受信アンテナ32aと、送信アンテナ3
2bと、装置本体32c内に内蔵された増幅回路などを
備えており、振動センサ26で検出した信号を遠距離ま
でより確実に伝達するために設けているが、正確な検出
信号が演算制御部34に直接伝達できる場合には、必ず
しも必要としない。The wireless repeater 32 has a receiving antenna 32a and a transmitting antenna 3 as shown in the block diagram of FIG.
2b and an amplifier circuit and the like built in the device main body 32c are provided so as to more reliably transmit the signal detected by the vibration sensor 26 to a long distance. If it can be directly transmitted to 34, it is not always necessary.
【0023】演算制御部34は、いわゆる、マイクロコ
ンピュータを主構成とするものであって、受信アンテナ
34aと、装置本体34bとを備えている。装置本体3
4b内には、受信アンテナ34aに接続された受信部3
4cと、受信部34cに接続されたA/D変換器34d
と、CPU34eと、メモリ34fおよびディスプレイ
34gとが設けられている。The arithmetic and control unit 34 has a so-called microcomputer as a main component, and is provided with a receiving antenna 34a and an apparatus main body 34b. Device body 3
The receiving portion 3 connected to the receiving antenna 34a is provided in 4b.
4c and the A / D converter 34d connected to the receiver 34c
A CPU 34e, a memory 34f, and a display 34g are provided.
【0024】受信部34cは、振動センサ26で検出さ
れ、無線中継機32から送出される振動信号を、受信ア
ンテナ34aを介して受信する。A/D変換器34d
は、受信部34cで受信された振動信号と、深度センサ
24から送出される深度信号とをデジタル信号に変換し
て、CPU34eに送出する。The receiving section 34c receives the vibration signal detected by the vibration sensor 26 and transmitted from the wireless repeater 32 via the receiving antenna 34a. A / D converter 34d
Converts the vibration signal received by the receiving unit 34c and the depth signal sent from the depth sensor 24 into a digital signal and sends the digital signal to the CPU 34e.
【0025】CPU34eは、A/D変換器34dから
送出される振動信号,深度信号に基づいて、予めメモリ
34fに格納されている手順に従って、地盤中の支持地
盤位置を判定する。ディスプレイ34gは、CPU34
eで判断した結果などを表示する。The CPU 34e determines the supported ground position in the ground based on the vibration signal and the depth signal sent from the A / D converter 34d according to the procedure stored in the memory 34f in advance. The display 34g is the CPU 34
The result determined by e is displayed.
【0026】図4は、CPU34eで支持地盤の判定を
行う際の実行手順の一例が示されている。同図に示す手
順がスタートすると、まず、ステップs1で初期設定が
行われる。FIG. 4 shows an example of an execution procedure when the CPU 34e determines the support ground. When the procedure shown in the figure starts, first, in step s1, initialization is performed.
【0027】この初期設定は、予め行われるボーリング
調査により、地質柱状図を作成し、この地質柱状図か
ら、各地層1〜nに対応した地層深度H1〜Hnを設定し
たり、あるいは、振動センサ26による振動測定のサン
プリング周期を入力する。For the initial setting, a geological column diagram is created by a boring survey conducted in advance, and the geological depths H 1 to H n corresponding to the layers 1 to n are set from the geological column diagram, or The sampling period for vibration measurement by the vibration sensor 26 is input.
【0028】図5に入力される地盤条件、すなわち、地
層1〜nと地層深度H1〜Hnとの関係を示している。FIG. 5 shows the ground conditions input, that is, the relationship between the formations 1 to n and the formation depths H 1 to H n .
【0029】初期設定が終了すると、回転駆動部16に
よりオーガロッド12を回転させながら地盤中に貫入
し、この操作を継続しながら、振動および深度センサ2
6,24の測定値が取込まれて、メモリ34gに記憶さ
れる(ステップs2)。When the initial setting is completed, the rotation driving unit 16 rotates the auger rod 12 to penetrate into the ground, and while continuing this operation, the vibration and depth sensor 2
The measured values of 6, 24 are fetched and stored in the memory 34g (step s2).
【0030】続くステップs4では、深度センサ24の
測定値が設定された地層深度H1〜Hnに到達したか否か
が判断され、深度が到達していないと判断された場合に
は、ステップs1に戻り同様な処理が継続される。In the following step s4, it is judged whether or not the measured value of the depth sensor 24 has reached the set formation depths H 1 to H n , and if it is judged that the depth has not been reached, the step is carried out. Returning to s1, the same processing is continued.
【0031】ステップs4で設定された地層深度H1〜
Hnに到達したと判断されると、ステップs5が実行さ
れる。ステップs5では、設定された地層深度H1〜Hn
内で得られた振動センサ26の測定値の平均化処理が行
われ、平均化処理して得られたn個の時系列データが振
動データf(t1)〜f(tn)としてメモリ34fに
記憶される。The geological depth H 1 set in step s4
If it is determined that Hn has been reached, step s5 is executed. In step s5, the set formation depth H 1 to H n
The measurement values of the vibration sensor 26 obtained inside are averaged, and n time-series data obtained by the averaging process are stored in the memory 34f as vibration data f (t1) to f (tn). To be done.
【0032】ここで行われる平均化処理は、例えば、予
め、オーガロッド12の空転状態で測定された暗振動デ
ータを各測定値から減算する処理や、明らかに誤データ
であると思われるものを除去することなどである。The averaging process performed here is, for example, a process of subtracting dark vibration data previously measured in the idling state of the auger rod 12 from each measurement value, or a process which is apparently erroneous data. Such as removing.
【0033】なお、振動データf(t1)〜f(tn)
の個数は、設定したサンプリング周期,各地層1〜nの
地層深度H1〜Hnおよびオーガロッド12の貫入速度か
ら決まる。The vibration data f (t1) to f (tn)
Is determined from the set sampling period, the formation depths H 1 to H n of the formations 1 to n, and the penetration speed of the auger rod 12.
【0034】このようにして得られた振動データf(t
1)〜f(tn)の波形図を図6に示している。得られ
た各振動データf(t1)〜f(tn)は、横軸が時間
であって、縦軸が振動の大きさとなっている。The vibration data f (t obtained in this way
Waveform diagrams of 1) to f (tn) are shown in FIG. In each of the obtained vibration data f (t1) to f (tn), the horizontal axis represents time and the vertical axis represents the magnitude of vibration.
【0035】続くステップs5では、n個の振動データ
f(t1)〜f(tn)をそれぞれフーリエ変換する処
理が行われ、フーリエ変換によって得られたn個の周波
数スペクトラムデータF1(w)〜Fn(w)がメモリ
34fに記憶され、ステップs7に移行する。In the subsequent step s5, a process of Fourier transforming each of the n pieces of vibration data f (t1) to f (tn) is performed, and n pieces of frequency spectrum data F1 (w) to Fn obtained by the Fourier transform. (W) is stored in the memory 34f, and the process proceeds to step s7.
【0036】フーリエ変換後の周波数スペクトラムデー
タF1(w)〜Fn(w)の波形図を図7に示してい
る。得られた周波数スペクトラムデータF1(w)〜F
n(w)は、横軸が周波数であり、縦軸が振動の大きさ
に対応している。FIG. 7 shows a waveform diagram of the frequency spectrum data F1 (w) to Fn (w) after the Fourier transform. Obtained frequency spectrum data F1 (w) to F
In n (w), the horizontal axis represents frequency and the vertical axis corresponds to the magnitude of vibration.
【0037】ステップs7では、周波数スペクトラムデ
ータF1(w)〜Fn(w)の複数の周波数帯域b1〜
bn毎の最大値Fmaxが演算され、各周波数帯域b1〜
bn毎に最大値Fmaxの平均値Fmaxavが求められて記憶
される。At step s7, a plurality of frequency bands b1 to b1 of the frequency spectrum data F1 (w) to Fn (w).
The maximum value F max for each bn is calculated, and each frequency band b1
The average value F maxav of the maximum values F max is calculated and stored for each bn.
【0038】この場合、複数の周波数帯域b1〜bn
は、例えば、2〜5Hz,5〜20Hz,20〜40H
zと行った、オーガロッド12の固有振動数よりも低い
低周波数に設定する。In this case, a plurality of frequency bands b1 to bn
Is, for example, 2 to 5 Hz, 5 to 20 Hz, 20 to 40 H
z is set to a low frequency lower than the natural frequency of the auger rod 12.
【0039】続くステップs8では、設定した地層深度
H1〜Hn間で、周波数帯域毎の最大値Fmaxの平均値F
maxavが大きく変化しているか否かが判断され、大きく
変化していなければ、ステップs2に戻り、測定を継続
する。At the subsequent step s8, the average value F of the maximum values F max for each frequency band is set between the set formation depths H 1 to H n.
It is determined whether maxav has changed significantly. If it has not changed significantly, the process returns to step s2 to continue the measurement.
【0040】一方、ステップs8で、平均値Fmaxavが
大きく変化したと判断された場合には、変化があった地
層間の近傍に支持地盤層があると判定して、手順を終了
する。On the other hand, if it is determined in step s8 that the average value F maxav has changed significantly, it is determined that there is a supporting ground layer in the vicinity of the changed ground layer, and the procedure ends.
【0041】図8は、上記手順で行われる支持地盤の判
定方法を実施工に適用した場合の測定結果を示してい
る。この実施工では、予め行われたボーリング調査で作
成した図9に示す地質柱状図において、下方から知念砂
岩,砂質石灰岩,石灰藻球石灰岩,有孔虫石灰岩を対象
として支持地盤を判定し、3つの掘削孔でそれぞれ測定
を行った。FIG. 8 shows the measurement results when the method for determining the supporting ground, which is carried out by the above procedure, is applied to the actual work. In this execution work, in the geological columnar diagram shown in FIG. 9 created by the boring survey performed in advance, the supporting ground is determined from the bottom for Chinen sandstone, sandy limestone, lime algae limestone, and foraminiferal limestone, Measurements were made at each of the three drill holes.
【0042】振動センサ26は、リーダー18の底部に
設置し、無線システムを使用せず、振動センサ26を直
接A/D変換器34Dに接続した。図8に示したグラフ
が、各地層での周波数帯域(2〜5Hz,5〜20H
z,20〜40Hz)毎の最大値Fmaxの平均値Fmaxav
である。The vibration sensor 26 was installed at the bottom of the reader 18, and the vibration sensor 26 was directly connected to the A / D converter 34D without using a wireless system. The graph shown in Fig. 8 shows the frequency band (2-5Hz, 5-20H) in each layer.
z, 20 to 40 Hz) average value F maxav of maximum values F max
Is.
【0043】同図に示した測定結果から、最大値Fmax
の平均値Fmaxavは、どの周波数帯域においても、砂質
石灰岩と知念砂岩との間で大きく変化しており、各地層
での周波数帯域(2〜5Hz,5〜20Hz,20〜4
0Hz)毎の最大値Fmaxの平均値Fmaxav変化を求める
ことにより、支持地盤の判定が行えることが判る。な
お、この知念砂岩は、当業者間では、硬い地盤として知
られている。From the measurement results shown in the figure, the maximum value F max
The mean value F maxav of F varies significantly between sandy limestone and Chinen sandstone in any frequency band, and the frequency band in each layer (2 to 5 Hz, 5 to 20 Hz, 20 to 4)
It is understood that the support ground can be determined by obtaining the average value F maxav change of the maximum value F max for each 0 Hz). The Chinen sandstone is known as a hard ground by those skilled in the art.
【0044】さて、以上のようにして行う支持地盤の判
定方法によれば、周波数スペクトラムデータF1(w)
〜Fn(w)の周波数帯域毎の最大値Fmaxの平均値F
maxavを求め、この平均値Fmaxavの変化から支持地盤の
位置を求めるので、単に、振動の大きさを測定して支持
地盤を確認する場合のように、大礫に遭遇した場合のよ
うな特異な測定値の影響が非常に少なくなって、正確な
判断が行える。By the way, according to the supporting ground judging method performed as described above, the frequency spectrum data F1 (w)
~ Fn (w) average value F of maximum values F max for each frequency band
Since maxav is calculated and the position of the supporting ground is calculated from the change in this average value F maxav , it is peculiar to the case where a large gravel is encountered, such as when simply measuring the magnitude of vibration to confirm the supporting ground. Accurate judgment can be made because the influence of various measurement values is very small.
【0045】図10は、前述した場合と同じ実施工個所
において、別の判定方法を行った場合の測定結果のグラ
フである。この判定方法は、図4に示した手順におい
て、平均値Fmaxavを求めるステップs7が以下のよう
に変更される。FIG. 10 is a graph of the measurement results when another determination method is performed at the same working point as in the case described above. In this determination method, step s7 for obtaining the average value F maxav in the procedure shown in FIG. 4 is changed as follows.
【0046】すなわち、前述した手順では、周波数スペ
クトラムデータF1(w)〜Fn(w)の周波数帯域毎
の最大値Fmaxを演算した後に、その平均値Fmaxav求め
たが、この判定方法では、周波数帯域毎の最大値Fmax
を複数求めた後に、複数の前後最大値Fmaxの平均値を
順次求める移動平均値とし、この移動平均値を比較し
て、その変化が大きい個所を支持地盤であると判断す
る。That is, in the above-mentioned procedure, the maximum value F max of each frequency band of the frequency spectrum data F1 (w) to Fn (w) is calculated, and then the average value F maxav is obtained. Maximum value F max for each frequency band
After a plurality of values are obtained, an average value of a plurality of front and rear maximum values F max is sequentially set as a moving average value, and the moving average values are compared, and a portion having a large change is determined to be a support ground.
【0047】より具体的に説明すると、今例えば、図7
において、周波数帯域b1で3個の最大値Fmax1〜3
が求められた場合に、まずその平均値を求めるととも
に、次の最大値Fmax4が求められると、最も旧い最大
値Fmax1を除去して、残りの最大値Fmax2〜4の平均
値を求め、その後は、新たな最大値が求められる度に旧
いデータを除いて新たなデータを加えた平均値を順次求
める。More specifically, referring now to FIG.
In the frequency band b1, three maximum values F max 1-3
When the maximum value F max 4 is calculated, the oldest maximum value F max 1 is removed and the average of the remaining maximum values F max 2 to 4 is calculated. The value is obtained, and thereafter, each time a new maximum value is obtained, the old data is removed and new data is added to obtain an average value.
【0048】そして、このようにして求められた平均値
を順次比較することにより、その変化が大きい個所を支
持地盤であると判断する。図10おいて、移動平均値
が、図8と同様に、どの周波数帯域においても、砂質石
灰岩と知念砂岩との間で大きく変化しており、支持地盤
の判定が行えることが判る。Then, by sequentially comparing the average values thus obtained, it is determined that a portion having a large change is the support ground. In FIG. 10, the moving average value greatly changes between sandy limestone and Chinen sandstone in any frequency band, as in FIG. 8, and it can be seen that the support ground can be determined.
【0049】このようにして、周波数帯域毎の最大値F
maxを複数求めた後に、新たな最大値を求める度に旧い
最大値を除去して、複数の前後最大値Fmaxの平均値
を、順次求める移動平均値を求め、この移動平均値の変
化により支持地盤の反対を行うと、掘削機10による掘
削とリアルタイムに支持地盤を判定,確認することがで
きる。In this way, the maximum value F for each frequency band
After obtaining a plurality of max values, the old maximum value is removed each time a new maximum value is obtained, the average value of a plurality of front and rear maximum values F max is sequentially obtained, and the moving average value is obtained. If the support ground is reversed, the support ground can be determined and confirmed in real time as the excavator 10 excavates.
【0050】なお、この移動平均を求める最大値Fmax
の個数は、3に限ることはなく、複数であればその数は
問わない。The maximum value F max for obtaining this moving average
Is not limited to 3, and any number may be used as long as it is plural.
【0051】[0051]
【発明の効果】以上、実施例で詳細に説明したように、
本発明にかかる掘削機による支持地盤の判定方法によれ
ば、従来の判定方法よりもより正確に支持地盤の位置を
確認することができる。As described above in detail in the embodiments,
According to the method for determining the supporting ground by the excavator according to the present invention, the position of the supporting ground can be confirmed more accurately than the conventional determination method.
【図1】本発明にかかる支持地盤の判定方法が適用され
る掘削機の全体図である。FIG. 1 is an overall view of an excavator to which a supporting ground determination method according to the present invention is applied.
【図2】図1の掘削機に取付けられた振動センサの正面
図と側面図である。2 is a front view and a side view of a vibration sensor attached to the excavator of FIG. 1. FIG.
【図3】本発明にかかる支持地盤の判定方法に用いる制
御系のブロック図である。FIG. 3 is a block diagram of a control system used in the method for determining a supporting ground according to the present invention.
【図4】図3に示した演算制御器の処理手順の一例を示
すフローチャート図である。FIG. 4 is a flowchart showing an example of a processing procedure of the arithmetic controller shown in FIG.
【図5】本発明が判定対象とする地盤条件の一例を示す
説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing an example of a ground condition to be determined by the present invention.
【図6】本発明の判定方法で用いる振動データの波形図
である。FIG. 6 is a waveform chart of vibration data used in the determination method of the present invention.
【図7】本発明の判定方法で用いる振動データのフーリ
エ変換後の波形図である。FIG. 7 is a waveform diagram after Fourier transform of vibration data used in the determination method of the present invention.
【図8】本発明の判定方法を実施工に適用した場合の測
定結果のグラフである。FIG. 8 is a graph of measurement results when the determination method of the present invention is applied to a working process.
【図9】同実施工の地質柱状図である。FIG. 9 is a geological column diagram of the same construction work.
【図10】本発明の判定方法の他の例を実施工に適用し
た場合の測定結果のグラフである。FIG. 10 is a graph of a measurement result when another example of the determination method of the present invention is applied to a working process.
10 掘削機 12 オーガロッド 14 オーガスクリュー 16 回転駆動部 18 リーダー 24 深度センサ 26 振動センサ 34 演算制御器 10 excavator 12 Auger rod 14 Auger screw 16 rotary drive 18 leader 24 depth sensor 26 Vibration sensor 34 Arithmetic controller
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平9−158244(JP,A) 特開 昭62−291392(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G01V 9/00 E02D 1/02 G01B 17/00 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (56) References JP-A-9-158244 (JP, A) JP-A-62-291392 (JP, A) (58) Fields investigated (Int.Cl. 7 , DB name) G01V 9/00 E02D 1/02 G01B 17/00
Claims (3)
に対応した振動データを周波数スペクトラムデータに変
換して支持地盤の位置を判定する方法において、 前記周波数スペクトラムデータの周波数帯域毎の最大値
の平均値を求め、この平均値の変化から前記支持地盤の
位置を求める方法であって、 前記平均値は、前記周波数帯域毎の最大値を複数求めた
後に、新たな最大値を求める度に旧い最大値を除去し
て、複数の前後測定値の平均値を順次求める移動平均値
とする ことを特徴とする掘削機による支持地盤の判定方
法。1. A method for determining the position of a supporting ground by converting vibration data corresponding to an excavation depth of a vibration sensor attached to an excavator to determine the position of a supporting ground, the maximum value of each frequency band of the frequency spectrum data A method of obtaining an average value and obtaining the position of the supporting ground from the change of the average value , wherein the average value is a plurality of maximum values for each frequency band.
Later, each time a new maximum value is obtained, the old maximum value is removed.
The moving average value that sequentially obtains the average value of multiple front and rear measurement values.
The method for determining the support ground by an excavator is characterized by:
に取付けられた加速度センサ,前記ロッドを支持するリ
ーダーに取付けられた加速度センサ,前記掘削機の近傍
の地表上に設置された音響センサのいずれか1つから選
択されることを特徴とする請求項1記載の掘削機による
支持地盤の判定方法。 2. The vibration sensor is a rod of the excavator.
Acceleration sensor mounted on the
Accelerometer mounted on the feeder, near the excavator
Select from one of the acoustic sensors installed on the ground surface
The excavator according to claim 1, characterized in that
Judgment method of supporting ground.
波数以下であって、200Hz以下の低周波数帯に複数
設定することを特徴とする請求項2記載の掘削機による
支持地盤の判定方法。 3. The frequency band is the natural circumference of the rod.
Multiple in the low frequency band below 200Hz, which is less than the wave number
The excavator according to claim 2, wherein the setting is performed.
Judgment method of supporting ground.
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