콘크리트 구조물 또는 조적식 구조물을 비파괴적으로 평가하는 충격반향시험은 타 기법과 비교하였을 때, 현장 적용면에서 탁월하게 우수하며, 그 신뢰성도 매우 높게 평가되고 있다 그러나 경우에 따라서 충격반향기법은 낮은 신뢰성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 수치해석에 의해 검토하였다. 유한요소해석 및 이론을 근거로 하는 동강성행렬법을 이용하여 균질한 강성구조 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단강성구조, 샌드위치형 전단강성구조 등 대표적 유형의 전단강성구조를 가지는 콘크리트 터널벽체에 대해 충격반향실험의 수치 모사를 수행하였다. 이를 바탕으로 충격반향기법의 실험자료 분석 및 해석에 있어서 보다 신뢰성 있는 결과 도출을 위한 제언을 하였다.
콘크리트 구조물 또는 조적식 구조물을 비파괴적으로 평가하는 충격반향시험은 타 기법과 비교하였을 때, 현장 적용면에서 탁월하게 우수하며, 그 신뢰성도 매우 높게 평가되고 있다 그러나 경우에 따라서 충격반향기법은 낮은 신뢰성을 나타내고 있다. 본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 수치해석에 의해 검토하였다. 유한요소해석 및 이론을 근거로 하는 동강성행렬법을 이용하여 균질한 강성구조 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단강성구조, 샌드위치형 전단강성구조 등 대표적 유형의 전단강성구조를 가지는 콘크리트 터널벽체에 대해 충격반향실험의 수치 모사를 수행하였다. 이를 바탕으로 충격반향기법의 실험자료 분석 및 해석에 있어서 보다 신뢰성 있는 결과 도출을 위한 제언을 하였다.
The impact-echo test, which is to evaluate the integrity of concrete and masonry structures nondestructively, is an excellent method in the practical application. However, there are cases that the Impact-Echo testing nay result in the low reliability. In this study, the reliability of the Impact-Ech...
The impact-echo test, which is to evaluate the integrity of concrete and masonry structures nondestructively, is an excellent method in the practical application. However, there are cases that the Impact-Echo testing nay result in the low reliability. In this study, the reliability of the Impact-Echo testing was investigated through the numerical simulation of the Impact-Echo testing. The finite element analysis and the analysis based on the dynamic stiffness matrix method was incorporated for the numerical simulation, in which the cases of a sandwiched shear stiffness, an incr＋easing or decreasing stiffness, and a homogeneous stiffness. Based on the results of the analysis were considered, this study proposed the approaches to Improve the reliability of the Impact-Echo testing.
The impact-echo test, which is to evaluate the integrity of concrete and masonry structures nondestructively, is an excellent method in the practical application. However, there are cases that the Impact-Echo testing nay result in the low reliability. In this study, the reliability of the Impact-Echo testing was investigated through the numerical simulation of the Impact-Echo testing. The finite element analysis and the analysis based on the dynamic stiffness matrix method was incorporated for the numerical simulation, in which the cases of a sandwiched shear stiffness, an incr＋easing or decreasing stiffness, and a homogeneous stiffness. Based on the results of the analysis were considered, this study proposed the approaches to Improve the reliability of the Impact-Echo testing.
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문제 정의
Kausel과 Rxsset가 제안한 동강 성 행렬법은 반무한 탄성체에서 탄성파가 전파될 때 지표면에서 측정되는 수직방향 변위의 정해(exact solution) 를 계산할 수 있도록 하는 것으로서, FIT7은 SASW 실험, 충격반향실험 등과 같이 표면에서 충격파를 가하고 동일 표면에서 가해진 충격파에 대한 응답을 계산할 수 있도록 한다. FIT7은 해석조건에서 평면파 또는 원통형 파를 적용할 수 있는데, 본 연구에서는 유한요소 모델 하중 재하 조건 등을 3차원으로 하기 위하여 원통형파를 사용하는 것으로 모델링 하였다. 콘크리트 라이닝과 숏크리트의
특히, 기존의 연구히5)어】 의하면, 터널의 콘크리트 라이닝과 같은구조물은 깊이에 따라 균질하지 않은 음향 임피던스를 가지고 있음이 보고되고 있다. 따라서 본 절에서는 음향 임피던스 측면에서 다층구조로 되어 있는 구조물에서의 충격 반향 실험 시탄성파의 전파 특성을 살펴보고, 강성구조가 파동전파 특성에 미치는 영향을 연구함으로써 균질하지 않은 일반 구조물에서의 충격반향기법의 신뢰성과 적용성을 제고하고자 하였다.
따라서 본 연구에서는 탄성파를 이용하는 비파괴 기법으로 뛰어난 현장 적용성을 가지고 있는 충격 반향 기법의 신뢰성 향상과 정확도의 개선을 위한 연구의 기초 단계로서, 콘크리트 구조물을 전파하는 탄성파의 전파특성을 연구하고자 하였다. 본 연구는 충격반향기법의 수정이론을 제시하는 기초연구이기 때문에, 현장실험에서 도입될 수 있는 오류의 개연성을 배제하기 위하여 유한요소해석과 이론적 정해를 제시하는 동강성행렬법을 이용하여 충격 반향실험을 연구하였다.
사실이다. 본 연구에서는 이와 같은 현상을 구명하기위하여 FIT7, ABAQUS 등에 의한 수치실험을 통하여 탄성파의 전파특성을 분석하고 이해하고자 하였다. 충격 반향 실험 시 공진현상을 초래하는 탄성파가 각기 다른 층상구조의 콘크리트 벽체에서 전파될 때, 깊이별로 발생하는 입자의 수직변위 분포를 살펴보았다.
본 연구에서는 충격반향기법의 신뢰성을 검토키 위해충격반향실험시 발생되는 탄성파 파동전파 특성을 분석하였다. 이는 경계면에서의 탄성파 반사, 체적파(P파, S파) 와 표면파의 중첩에 의한 탄성파의 교란, 다중반사에 의한감진기의 위치에 따른 파동의 전파특성을 이해하는데 있다.
본 연구에서는 콘크리트 구조물의 건전도 평가에 널리활용되고 있는 충격반향기법의 수치 모사를 통하여 탄성파 파동전파 특성을 이해하고 분석하였으며, 타 기법에 비해 현장적용성이 탁월한 충격반향기법의 정확성 및 신뢰성을 더욱 향상시키고자 하였다. 본 연구를 통하여 획득된 연구 성과와 결론을 요약하면 다음과 같다.
본 장에서는 전절에서 언급된 수치해석 결과를 이용하여 전단강성구조가 충격반향실험의 해석결과에 미치는 영향을 중점으로 고찰하였다.
가설 설정
탄성파의 공진현상을 활용하여 구조물의 두께나 탄성파속도를 평가하는 충격반향기법은 평가대상 구조물 매질의음향 임피던스 (acoustic impedance)7} 균질하다고 가정하고 있다. 그러나 콘크리트는 골재와 시멘트가 혼합된 혼합재료이기 때문에, 시공불량으로 골재분리가 일어난 부재나 복잡한 단면을 가진 부재의 경우, 균질한 음향 임피던스의 매질이라는 가정은 유효하지 않을 수 있다.
제안 방법
균질한 전단강성을 가지는 구조물에서의 충격 반향 기법실험 시 해석결과의 정확도를 향상시키기 위하여 Sansalone 와 Streets가 도입한 형상계수의 적합성을 평가하기 위하여 FIT7 해석을 수행하였다. 형상계수를 결정하기 위한 HT7 모델은 Fig 2에 제시된 모델과 동일하나, 구조물 두께는 0.
일반적으로 정적해석의 경우처럼 측면과 바닥면의 자유도를 없애버리면, 측면과 바닥면은 고정경계면이 되어서 탄성파가 그 위치에 도달하였을 때, 경계면을 투과하기보다는 반사되어서 다시 중격원위치로 돌아가게 되고, 전방으로 전파되어 오는 탄성파와반사되어 후방으로 돌아가는 탄성파가 중첩되는 문제점이발생한다. 따라서 이러한 문제를 해결하기 위해서 일반적으로 경계면의 절점에 감쇠기와 용수철을 달아서 탄성파를 흡수하도록 조치하지만 본 연구에서 채택한 ABAQUS 는 무한요소의 조건을 제공하기 때문에, 감쇠기 및 용수철대신에 무한요소를 사용하여서 반사파가 발생하지 않도록조치하였다.
본 연구에서 사용된 구조물의 경계조건은 3차원 효과를 얻기 위해 축대칭 요소로 구성하고 하부와 파동전파 진행방향에 대해서는 탄성파의반사를 최소화하기 위해 무한요소를 경계조건으로 사용하였다. 또한 탄성파의 최소파장을 고려하여 유한요소의 크기를 Fig. 1에 도시한 것처럼 1.25x1.25cm로 설정하였으며, 탄성파의 파동을 얻기 위해 단위 중격하중을 하프-사인(half-sign) 형태로 재하하고, 발진원으로부터 2.5 cm에서 30.0 cm 까지 2.5 cm 간격의 총 12 개 지점에서 단위충격하중에 대한 수직방향 변위응답을 구하였다. 임의의동적 하중에 대한 구조물의 응답을 구하기 위한 유한요소해석은 직접적분법 (direct integration method), 모드중첩법 (modal superposition method) 등 크게 두 가지로 대별되는데, 일반적으로 파동전파 해석을 위한 유한요소해석은 직접적분법에 의해 수행한다.
물성치는 동일하게 산정하고 방수층의 경우에는 현재 시공되고 있는 재료적인 특성을 감안하여 산정하였다. Fig.
8 kHz의 중심주파수를 갖는 하프-사인(half-sign) 파를 사용하였다. 발진원에 의해 발생된 탄성파를 감지하기 위한 감진기의 위치는 감진기 위치에 따른 공진주파수의 변화추세를 파악하기 위해 0.075, 0.15, 0.30 m 위치에 설정하여, 각 지점에서 변위 시간이력과 주파수 영역에서의 진폭스펙트럼을 획득하였다.
특히 중격하중 재하 후 파동 전파 상황을 시간 단계별로 추정하므로 P파, S파 등의 파동 전파를 시각적으로 표현할수 있는 장점을 가지고 있다. 본 연구에서 사용된 구조물의 경계조건은 3차원 효과를 얻기 위해 축대칭 요소로 구성하고 하부와 파동전파 진행방향에 대해서는 탄성파의반사를 최소화하기 위해 무한요소를 경계조건으로 사용하였다. 또한 탄성파의 최소파장을 고려하여 유한요소의 크기를 Fig.
1, 2의 터널 콘크리트 벽체구조에 대해 적용되었으며, 각 층의 P-파 속도는 Table 1에 제시된 바와 같다. 본 연구에서는 총 8 개의 경우에 대해 수치실험을 수행하였고, Tablel에서 나타낸 8가지 CASE는 콘크리트 라이닝에서 발생될 수 있는 전단강성의 차이를 모사한 것으로 전단강성이 라이닝 두께에 따라 변화하는 양상을 경우에 수를 산정한 것이다. 즉 CASE Al의 경우 콘크리트 라이닝에 있어서 방수막을 처리하지 않았을 경우로 라이닝이 두께에 상관없이 일정하게 이상화된 경우를 모사한 것이고, 나머지 CASE A군은 콘크리트 라이닝은 두께에 관계없이 일정한 강성 구조를 갖는 대신 숏크리트라이닝의 전단강성이 콘크리트 라이닝의 전단강성보다 클 때(A4)와 작을 때(A3) 그리고 동일한 경우를 가정하여 해석하도록 한 것이다.
이를 위하여 선정한 콘크리트 구조물은 터널 콘크리트 벽체 구조물로서 콘크리트 라이닝-방수막-숏크리트의 구조로 이루어져 있어서, 충격반향실험의 기본조건인 자유단-자유단 조건이 벽체표면과 방수막 경계면에서 만족되는 층상구조라고 할 수 있다. 유한요소해석은 재료 및 구조물의 형태, 하중 조건이 3차원적으로 적용될 수 있는 장점이 있는 수치해석법이고, 동강성행렬법에 의한 해석은 해석적 해를수치적으로 풀어내기 때문에 해석결과는 거의 정해에 근접하는 장점이 있어서 두 가지 해석을 모두 적용하였다. 아래에 각 해석에 적합한 터널벽체 구조물의 수치모델과해석조건에 대하여 구체적으로 언급하였다.
이러한 추론은 매질의 최대수직변위 분포, 매질 입자의 변위분포 등을 통하여 확인하였다.
본 연구에서는 이와 같은 현상을 구명하기위하여 FIT7, ABAQUS 등에 의한 수치실험을 통하여 탄성파의 전파특성을 분석하고 이해하고자 하였다. 충격 반향 실험 시 공진현상을 초래하는 탄성파가 각기 다른 층상구조의 콘크리트 벽체에서 전파될 때, 깊이별로 발생하는 입자의 수직변위 분포를 살펴보았다. 이를 위해서 동강성행렬법을 구현한 FIT7을 사용하였고, 그 결과는
충격 반향 실험 시 콘크리트 벽체 모델 내부에 발생하는 변위벡터 분포를 살펴보았다. 이를 위하여 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 그 결과를 Fig.
이는 경계면에서의 탄성파 반사, 체적파(P파, S파) 와 표면파의 중첩에 의한 탄성파의 교란, 다중반사에 의한감진기의 위치에 따른 파동의 전파특성을 이해하는데 있다. 충격반향실험시의 파동전파 특성에 대한 분석은 대표적인 콘크리트 구조물을 선정하고 이에 대한 충격반향실험의 수치 해석적 모사에 의해서 수행되었다. 이를 위하여 선정한 콘크리트 구조물은 터널 콘크리트 벽체 구조물로서 콘크리트 라이닝-방수막-숏크리트의 구조로 이루어져 있어서, 충격반향실험의 기본조건인 자유단-자유단 조건이 벽체표면과 방수막 경계면에서 만족되는 층상구조라고 할 수 있다.
4와 5에 도시하였다. 충격반향실험으로 인한 탄성파의 파동전파를 이해하기 위하여 단순하게 전단강성이 일정한 벽체 모델 A2와 층 간 전단강성 대비가 뚜렷한 벽체모델 B3에 대하여 유한요소해석을 실시하였다. 시간 경과 별로 변화하는 변위벡터 분포는 탄성파 파동전파를 시각적으로 용이하게 알아볼 수 있게 한다.
따라 서동 강성 행렬법에 의해 해석적 해를 제시하는 FIT7, 유한요소해석에 의해 수치 해석적 해를 구하는 ABAQUS 모두, 탄성파속도-주파수-파장 관계식이 실제 충격 반향실험으로 구한 공진주파수와는 상이하게, 그리고 형상계수를 사용하지 않은 경우에는 다소 과다하게 공진주파수를 평가하고 있음을 인하여 주고 있다. 한편, 충격반향실험에서의 공진주파수가 의미하는 바를 매질의 평균 탄성파 속도의 형태로 살펴보았다.
FIT7 해석을 수행하였다. 형상계수를 결정하기 위한 HT7 모델은 Fig 2에 제시된 모델과 동일하나, 구조물 두께는 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7 m 로 변화시켰고, 또한 구조물의 P-파 속도도 2364, 2786, 3209, 3631, 4053 m/sec 로 변화시켜 모두 35 모델에 대해 FIT7 해석을 수행하여, 각 경우에 대한 공진주파수를 구하고 그로부터 형상 계수를 개별적으로 결정하였다. 구조물 두께별로 35 개 모델에 대한 형상계수의 분포를 살펴보면 Fig.
대상 데이터
Fig. 2의 모델에 대한 충격반향실험시 예상되는 공진주파수가 4~6 kHz 정도이기에, 본 해석에서는 주파수대역을 25.6 kHz로 설정하였고, 탄성파를 발생시키기 위한 발진 원으로는 12.8 kHz의 중심주파수를 갖는 하프-사인(half-sign) 파를 사용하였다. 발진원에 의해 발생된 탄성파를 감지하기 위한 감진기의 위치는 감진기 위치에 따른 공진주파수의 변화추세를 파악하기 위해 0.
일반적으로 요구되는 단위 요소의 크기는 해석에 사용되는 최소파장의 1/10보다 작아야 하며, 해석시간 증분은 매질의 탄성파 속도를 가지는 탄성파가 한 단위요소를 전파해 갈 때걸리는 시간보다 작도록 설정되어야 한다. 본 연구의 유한요소 해석은 이러한 조건에 모두 부합하도록 유한요소모델을 설정하였으며, 해석모델은 총 20, 726개의 절점과 20, 202개의 요소로 구성되었다. 또한 동적 하중에 대한 유한요소해석에서 중요한 요소 중의 하나는 모델의 측면과바닥면에 대한 경계조건이다.
충격반향실험시의 파동전파 특성에 대한 분석은 대표적인 콘크리트 구조물을 선정하고 이에 대한 충격반향실험의 수치 해석적 모사에 의해서 수행되었다. 이를 위하여 선정한 콘크리트 구조물은 터널 콘크리트 벽체 구조물로서 콘크리트 라이닝-방수막-숏크리트의 구조로 이루어져 있어서, 충격반향실험의 기본조건인 자유단-자유단 조건이 벽체표면과 방수막 경계면에서 만족되는 층상구조라고 할 수 있다. 유한요소해석은 재료 및 구조물의 형태, 하중 조건이 3차원적으로 적용될 수 있는 장점이 있는 수치해석법이고, 동강성행렬법에 의한 해석은 해석적 해를수치적으로 풀어내기 때문에 해석결과는 거의 정해에 근접하는 장점이 있어서 두 가지 해석을 모두 적용하였다.
데이터처리
변위벡터 분포를 살펴보았다. 이를 위하여 유한요소해석 프로그램인 ABAQUS를 사용하였으며, 그 결과를 Fig. 4와 5에 도시하였다. 충격반향실험으로 인한 탄성파의 파동전파를 이해하기 위하여 단순하게 전단강성이 일정한 벽체 모델 A2와 층 간 전단강성 대비가 뚜렷한 벽체모델 B3에 대하여 유한요소해석을 실시하였다.
이론/모형
FIT7과 ABAQUS에 의해 수치적으로 충격반향기법을 모사하였고, 그 결과인 공진주파수는 Table 2와 Table 3에 정리되어 있다. 형상계수를 이용하여 수정한 구조물의 탄성파 속도가 2, 935 m/sec이고 이를 이용하여 예측한 공진주파수가 4, 891 Hz인데 반하여, FIT7과 ABAQUS 해석에 의하여 획득한 공진 주파수는 모델 B1의 경우는 거의 동일한 결과를 제시하고 있다.
본 연구에서의 유한요소해 석은 상용프로그램인 ABAQUS 에 의해서 수행하였다. 유한요소해석 프로그램 ABAQUS 는 다양한 경계조건 (축대칭, 무한 요소등)을 설정할 수있도록 프로그램 되어 있고 탄성 반무한체로 가정한 터널벽체에 대해서 변위, 가속도, 시간이력 등을 제시한다.
충격 반향 실험 시 공진현상을 초래하는 탄성파가 각기 다른 층상구조의 콘크리트 벽체에서 전파될 때, 깊이별로 발생하는 입자의 수직변위 분포를 살펴보았다. 이를 위해서 동강성행렬법을 구현한 FIT7을 사용하였고, 그 결과는 Fig. 3에 도시하였다. 우선적으로 방수막이 없이 균질한 콘크리트로만 반무한체를 구성하고 있는 모델인 A1의 경우는매질의 내부로 들어갈수록 매질입자의 수직변위가 기하급수적으로 감소하는 것을 볼 수 있다.
경우라고 할 수 있다. 즉, 전체적으로 균질한 전단 강성 또는 획일적으로 증가, 감소하는 전단강성 구조보다는 중간 중간 취약한 층이 존재하는 경우가 보다 자연스럽고 일반적인 콘크리트 구조물인데, 이러한 층상구조를 가지고 있는 콘크리트 구조물에 대하여 중격반향기법을수행하였을 때의 상황을 FIT7과 ABAQUS 해석에 의하여 모사하였다. 충격반향실험의 수치해석적 모사결과를 Table 2와 3에 콘크리트 라이닝 모델 B3, B4에 정리하였다.
콘크리트 구조물에서의 파동전파 특성 및 충격 반향실험의 수치 해석적 모사를 위하여 Kausel과 Roesset가 제안한 동강성행렬법 (dynan瓦c stiffness matrix method)을 구현한 FIT7®을 채택하였다. Kausel과 Rxsset가 제안한 동강 성 행렬법은 반무한 탄성체에서 탄성파가 전파될 때 지표면에서 측정되는 수직방향 변위의 정해(exact solution) 를 계산할 수 있도록 하는 것으로서, FIT7은 SASW 실험, 충격반향실험 등과 같이 표면에서 충격파를 가하고 동일 표면에서 가해진 충격파에 대한 응답을 계산할 수 있도록 한다.
성능/효과
1) 균질한 강성구조와 깊이에 따라 증가 또는 감소하는 전단 강성구조의 경우에는 허용할만한 오차 범위내에서 충격반향기 법의 이론이 적용되었으나, 샌드위치 형 전단 강성구조를 갖는 경우에는 중격반향실험에 있어서의 파동전파는 P-파 보다는 SV-파에 의해 지배되는 것으로 추론된다. 이러한 추론은 매질의 최대수직변위 분포, 매질 입자의 변위분포 등을 통하여 확인하였다.
2) 형상계수의 신뢰성 검토를 위하여 실시된 구조물 두께와 P-파 속도, 감진기 위치 등을 달리한 수치실험에서는 형상계수의 범위가 0.91 ~ 1.1의 넓은 범위를 갖는 것으로 결과가 나타나므로 형상계수의 신뢰성이 결여됨을 확인하였다.
즉, 수치모델 A군의 경우, 실제 매질의탄성파 속도가 3209 Wsec이고, 수치모델 B군의 경우 slowness에 근거한 매질의 평균 탄성파 속도가 3057 m/sec라는 사실을 고려하여 볼 때, 탄성파속도-주파수-파장 관계에 의해 추정한 탄성파 속도가 실제 매질의 탄성파 속도보다 과대평가하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 공진 주파수의 측면이나, 매질의 탄성파 속도 측면 모두에 있어서, 탄성파속도-주파수-파장 관계를 이용하는기존의 충격반향기법의 해석결과에 정확성과 신뢰성이 결여되어 문제가 있음을 알 수 있다.
있다. 따라서 이렇게 SV파 공진현상을 가정한 충격반향실험의 추정치와 FIT7 및 ABAQUS의 수치해석결과가 유사하게 일치한다는 사실은 본 연구에서 가정한 SV파 공진현상이 합리적으로 가능한 파동전파 양상임을 확인하고있다.
1의 다양한 분포를 가지고 있음을 알 수 있다. 따라서 충격반향실험의 적용대상이 단순히 균질한 전단 강성의 콘크리트 슬래브형 구조물이라 하더라도, 반사경 계면까지의 두께, 콘크리트 P-파 속도 등에 따라 충격 반향 기법의 이론수정을 위한 형상계수는 저마다 차이가 있음을 알 수 있고 획일적인 형상계수를 적용할 수 없음을 알 수 있다. 한편, 구조물이 균질하지 않고 전단강성이 변하는 다층구조로 되어 있는 경우는 충격반향기법의 이론을 수정하기 위한 시도가 무의미하다고 할 수 있다.
그리고 B군의 경우도 이론 식으로부터 추정한 공진주파수는 50® Hz(수정이 론식에 의해서는 4, 891 Hz)이지만, FIT7에 의한 공진주파수는 4322-5113 Hz의 범위를 나타내고 있다. 수치실험을 위해 사용한 프로그램 FIT7이 동강성행렬법에 의한 정해를 구하는 것이라는 사실을 고려하여 볼 때, 탄성 파속도-주파수-파장 관계는 부정확하게 공진주파수를 추정하며, 형상 계수(3)를 채택하지 않는 초기이론식을 사용하는 경우에도 공진주파수를 다소 과다하게 산정 한다는 것을 알 수 있다. 이러한 결론은 상용유한요소해석 프로그램인 ABAQUS에 의한 충격반향실험의 수치해석 결과로부터도 확인 할 수 있다.
한편, 공진주파수로부터 추정한 구조물의 P-파 속도에 있어서도 FIT7과 ABAQUS 해석 결과에 의한 속도는 약 2, 600 n/sec 이지만, 충격반향기법의 수정이론식은 2, 935 Esec를 제시하고 있다. 이는 무려 13%에 달하는 오차로서 충격반향기법의 수정이론식에 의한 공진주파수 또는 P 파 속도의 추정이 신뢰성이 결여됨을 확인할 수 있다. 또한, 전 절에서 ABAQUS 해석에 의해 분석한 파동전파 형태에 의하면, 모델 B3의 경우 탄성파의 파동전파가 상부 두 층에 구속되어 전파되고, 전체 파동전파 거동도 P파보다는 SV파 성분에 의해서 지배적으로 좌우된다고 하였다.
그러나 모델 B2의 경우는 ABAQUS는 거의 유사한 결과를 제시하지만, FIT7은 다소 차이가 있는 결과를 제시하고 있다. 즉 모델 B1의 경우 FIT7과 ABAQUS의 해석결과는 각각 4, 819 Hz, 4, 858 Hz로서 충격반향기법 수정이론식에 의한 예측치인 4, 891 Hz와 거의 일치하지만, 모델 B2의 경우 HT7 해석결과는 4, 500 Hz, ABAQUS 해석결과는 4, 736 Hz로서 수정이론식에 의한 것과 다소 차이가 있게 나타났다. 따라서 깊이에 따라 전단강성이 일정하게 증가하는 구조물의 경우는 충격 반향기법의 수정 이론식이 합리적인 추정치를 제시하지만, 전단강성이 일정하게 감소하는 구조물의 경우는 다소 정확도가 떨어지는 추정치를 제시함을 알 수 있다.
보이고 있다. 즉, 수치모델 A군의 경우, 실제 매질의탄성파 속도가 3209 Wsec이고, 수치모델 B군의 경우 slowness에 근거한 매질의 평균 탄성파 속도가 3057 m/sec라는 사실을 고려하여 볼 때, 탄성파속도-주파수-파장 관계에 의해 추정한 탄성파 속도가 실제 매질의 탄성파 속도보다 과대평가하고 있음을 확인할 수 있다. 따라서 공진 주파수의 측면이나, 매질의 탄성파 속도 측면 모두에 있어서, 탄성파속도-주파수-파장 관계를 이용하는기존의 충격반향기법의 해석결과에 정확성과 신뢰성이 결여되어 문제가 있음을 알 수 있다.
참고문헌 (7)
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Sansalone, M. J., Lin, J. M. and Streett, W. B, "A New Procedure for Determining the Thickness of Concrete Highway Pavements Using Surface Wave Speed Measurements and the Impact-Echo Method," Innovations in Node-structive Testing, a Special Publication of the American Concrete Institute, 1996.
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김기봉, 추진호, 조성호, 조미라, “터널 콘크리트 라이닝의 구조적 특성평기를 위한 탄성파기법, MiSA의 개발." 한국지반공학회, 봄학술발표회 논문집, 2001, pp.49- 56.
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