선택한 단어 수는 입니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
최소 단어 이상 선택하여야 합니다.
선택한 단어 수는 30입니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
최대 10 단어까지만 선택 가능합니다.
문제 정의
- 2003). GPR 탐사의 원리는 널리 알려져 있으므로, 본 논문에서는 IE 및 IR 기법에 대해서만 간단히 소개하고자 한다.
- 기존의 연구는 GPR 탐사 결과에 바탕을 두고 진단을 실시하였는데, 대부분의 콘크리트는 철근이 배근되어 있어 전자파가 투과하기 어렵고 전파현상 또한 복잡하기 때문에 공동을 탐지하기가 쉽지 않았다. 본 연구에서는 현재 운용되고 있는 수리시설물의 규격과 동일한 크기의 철근콘크리트 구조물 모형을 제작하여 기존의 안전진단방법으로 사용되는 GPR 탐사와 현재 국내외에서 활발히 연구되고 있는 IE 및 IR 기법을 복합적으로 적용하여 공동의 위치를 확인하고자 하였다. IE 기법은 주로 콘크리트 구조물의 두께 측정을 위해 많이 이용되었으나 본 연구에서 공동의 유무에 따른 반응을 조사하기 위해 적용하였고, 말뚝의 건전도 시험 등에 적용되었던 IR 기법은 콘크리트 배면의 공동 탐지를 위해 적용하였다.
- 주로 이용되어 왔던 비파괴 검사기법이다. 본 연구에서는이를 확장하여 콘크리트 배면의 상태에 따른 반응을 살펴보았다. IR 기법으로 층의 두께를 결정하기 위해서 콘크리트의 속도는 IE 기법에서 사용한 것과 동일하게 3400 m/s로 적용하였다.
제안 방법
- 공동의 상부에는 Fig. 3(a)에서 나타낸 바와 같이, 콘크리트 부분과 철근+콘크리트 부분을 분리시켜 각 조건에 따른 변화를 살펴보았다.
- 5). 각 지점의 콘크리트의 속도를 구하여 콘크리트 두께를 계산하였다. 향후 전체 영역에서의 동적 강성도를 측정하기 위해, Fig.
- 4이를 step모드로 측정하였다. 강성체인 철근 하부로 투과하는 전자파는 감쇠가 심하기 때문에 시간에 따른 게인(gain)의 변화를 주어 공동 부근에서 반사된 파를 강조하여 살펴보았다.
- 공동이 존재하는 지점에서는 진폭이 가장 큰 주파수와 더불어 보다 저주파수(1500 Hz 부근)에서 작은 피크가 발생하는 것을 볼 수 있는데, 이는 공동의 존재에 의한 것으로 판단된다. 공동 주변에서의 이와 같은 반응을 예상하고 철근+콘크리트 영역에서의 반응을 살펴보았다.
- 모형실험을 수행하기 전에 콘크리트 부분에서 IE 기법을 이용하여 콘크리트 속도를 계산하여 보았다. 콘크리트의 평균속도는 3000~4000m/s로 알려져 있는데 실제로 각 지점에서 측정을 수행한 결과, 평균 속도가 3400 m/s로 나타났다.
- (김형우 등, 2006). 본 기법에서는 Fig. 2에 나타낸 바와같이, 주파수영역에서의 운동성에 대한 해석을 실시한다. 운동성은 주파수 반응곡선에서 전파속도(V)에 대한 힘(F)의 비로 계산된다.
- 본 연구에 사용한 GPR탐사 장비는 캐나다 Sensor & Software사의 PulseEkko 1000을 사용하였고, IE 기법과 IR 기법은 자체 제작한 장비를 이용하여 자료를 수집, 분석하였다.
- 측정한 평균 속도는 층의 두께를 추정하는데 이용된다. 시간 영역의 측정결과를 푸리에 (Fourier) 변환하여 주파수 영역에서 반응을 분석하였다.
- 실제 구조물 크기의 콘크리트 모형을 제작한 후 그 콘크리트의 배면에 공동을 만들고, GPR 탐사와 IE 기법, IR 기법을 이용하여 공동의 존재에 따른 반응을 조사하였다.
- 지금까지 GPR 탐사와 IE 및 IR 기법을 이용하여 공동의 존재에 따른 각 탐사에서의 반응을 살펴보았다. 그 결과 일부 탐사의 경우 특수한 조건에서 단일 탐사만으로도 공동을 잘 구분할 수 있는 것도 있었지만, 공동의 존재를 한 가지의 탐사만으로 결정하기는 어려웠다.
- 3(b)). 철근 간격은 20 cm로 조밀하게 배근하여 탐사를 실시하였다. 공동의 상부에는 Fig.
- 콘크리트 모형에 대한 GPR 결과의 양상을 보기 위해 0.01 m 간격으로 5.4이를 step모드로 측정하였다. 강성체인 철근 하부로 투과하는 전자파는 감쇠가 심하기 때문에 시간에 따른 게인(gain)의 변화를 주어 공동 부근에서 반사된 파를 강조하여 살펴보았다.
대상 데이터
- 영역별로 5지점을 선정하여 측정하였다(Fig. 5). 각 지점의 콘크리트의 속도를 구하여 콘크리트 두께를 계산하였다.
- 탐사의 적용을 위한 콘크리트 모형은 강원도 춘천시 서면 방동리에 2.4x6.0><1.0(가로X세로X높이)nF의 크기로 제작하였다. 공동의 규격은 Fig.
이론/모형
- GPR 탐사 결과를 보강하기 위해 IE 및 IR 기법을 함께 적용하였다. IE 기법의 경우, 공진주파수를 이용하여 콘크리트의 두께(0.
- 본 연구에서는 현재 운용되고 있는 수리시설물의 규격과 동일한 크기의 철근콘크리트 구조물 모형을 제작하여 기존의 안전진단방법으로 사용되는 GPR 탐사와 현재 국내외에서 활발히 연구되고 있는 IE 및 IR 기법을 복합적으로 적용하여 공동의 위치를 확인하고자 하였다. IE 기법은 주로 콘크리트 구조물의 두께 측정을 위해 많이 이용되었으나 본 연구에서 공동의 유무에 따른 반응을 조사하기 위해 적용하였고, 말뚝의 건전도 시험 등에 적용되었던 IR 기법은 콘크리트 배면의 공동 탐지를 위해 적용하였다.
- 본 연구에서는이를 확장하여 콘크리트 배면의 상태에 따른 반응을 살펴보았다. IR 기법으로 층의 두께를 결정하기 위해서 콘크리트의 속도는 IE 기법에서 사용한 것과 동일하게 3400 m/s로 적용하였다. 그 결과, 콘크리트의 두께는 철근+크리트+공동 영역을 제외하고는 0.
성능/효과
- 7 m와 근사한 값을 나타내고, 철근의 위치도 38 cm와 39 cm 로 나타나 실제 35 cm와 차이가 거의 없음을 알 수 있었다. 공동 구간인 1.7 이에서 3.7 이의 위치에서 450MHz에 의한 결과는 지반과 공동에서 큰 차이를 볼 수 없었고, 900 MHz 영역에서는 전자파의 양상이 공동과 지반에서 차이가 나타나는 것을 볼 수 있었다. 분해능 차이로 900 MHz 영역에서 공동위치가 보이기는 하지만 두 주파수 영역 대에서 공동의 양상이 쉽게 구분되지 않았다.
- IR 기법으로 층의 두께를 결정하기 위해서 콘크리트의 속도는 IE 기법에서 사용한 것과 동일하게 3400 m/s로 적용하였다. 그 결과, 콘크리트의 두께는 철근+크리트+공동 영역을 제외하고는 0.7 이에 수렴하는 결과를 얻을 수 있었으나, 공동의 존재에 따라 스펙트럼의 양상이 다양하게 나타났다.
- 7 이인데 이를 측정한 콘크리트의 전파 속도를 고려하여 계산하면 예상되는 공진주파수는 대략 2430Hz이다. 실험결과인 Fig. 9에서 볼 수 있는 바와 같이, P3 에서 공진주파수는 2400 Hz를 나타내고, P7에서는 2555 Hz에서 공진주파수가 나타나 예상주파수와 비슷한 것을 확인할 수 있었다. 공동이 존재하는 지점에서는 진폭이 가장 큰 주파수와 더불어 보다 저주파수(1500 Hz 부근)에서 작은 피크가 발생하는 것을 볼 수 있는데, 이는 공동의 존재에 의한 것으로 판단된다.
- 콘크리트 부분과 철근+콘크리트 부분에서 공통적으로 공동이 존재하는 경우, 주파수가 5000 Hz 이상에서 주파수 반응곡선의 주기에 변화가 생겨 공동 예측이 가능할 것으로 보였다. 이후 추가적인 자료획득을 통해 동적강성도를 추정한 결과, 전반적으로 공동이 있는 부분에서 동적강성 값이 낮은 것을 확인할 수 있었다.
- 그러나 IE 기법과 IR 기법을 복합적으로 분석해 보면 공동의 존재를 예상할 수 있다. 즉, IE 기법에서 공동이 존재할 때 나타났던 저주파수(1500 Hz 부근)에서 피크 반응이 보이고 있으며, IR 기법의 결과로부터 콘크리트에서와 같이 주파수반응곡선의 주기가 5000Hz 이후로 짧아지고 불규칙적으로 변하는 현상이 나타나고 있다. 이와 같은 반응을 고려할 때, IE 기법과 IR 기법으로부터 파의 양상에 따른 변화를 이용하여 철근+콘크리트 영역에서 복합적인 해석을 한다면 실제 현장에서 공동의 위치를 발견할 수 있는 확률을 높일 것으로 생각된다.
- 콘크리트 부분과 철근+콘크리트 부분에서 공통적으로 공동이 존재하는 경우, 주파수가 5000 Hz 이상에서 주파수 반응곡선의 주기에 변화가 생겨 공동 예측이 가능할 것으로 보였다. 이후 추가적인 자료획득을 통해 동적강성도를 추정한 결과, 전반적으로 공동이 있는 부분에서 동적강성 값이 낮은 것을 확인할 수 있었다.
- 콘크리트의 두께는 450 MHz의 영상(Fig. 6)과 900 MHz의 영상(Fig. 7) 모두, 콘크리트에서 반사되어 나온 파의 깊이가 0.7 m와 근사한 값을 나타내고, 철근의 위치도 38 cm와 39 cm 로 나타나 실제 35 cm와 차이가 거의 없음을 알 수 있었다. 공동 구간인 1.
후속연구
- 모형실험의 결과로부터 실제 공동의 탐지를 위해서, GPR 탐사 결과와 IR 기법에 의한 동적강성도의 분포를 통해 공동이 존재할 가능성이 높은 영역을 대략적으로 선정하고, IE 기법을 추가적으로 적용하여 공진주파수의 특성을 정밀하게 분석한다면, 공동 탐지를 위한 좋은 성과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.
- 경우 다소 다른 경향이 나타날 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 신속하게 많은 영역을 조사할 수 있는 GPR 기법의 장점과 함께, 본 연구에서 제안한 IE 및 IR 기법을 복합적으로 적용한다면 배면 공동 탐지에 대한 정확성을 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다.
- 철근+콘크리트 영역에서 공동이 있는 부분과 없는 부분의 IE 조사의 반응 양상은 콘크리트만 존재하는 영역과 비슷한 저주파수(1500 Hz)의 작은 피크의 양상을 볼 수 있었다. 이를 통해 철근의 존재와 상관없이 공동 탐지를 위해 IE 기법이 활용될 수 있을 것으로 생각된다.
- 즉, IE 기법에서 공동이 존재할 때 나타났던 저주파수(1500 Hz 부근)에서 피크 반응이 보이고 있으며, IR 기법의 결과로부터 콘크리트에서와 같이 주파수반응곡선의 주기가 5000Hz 이후로 짧아지고 불규칙적으로 변하는 현상이 나타나고 있다. 이와 같은 반응을 고려할 때, IE 기법과 IR 기법으로부터 파의 양상에 따른 변화를 이용하여 철근+콘크리트 영역에서 복합적인 해석을 한다면 실제 현장에서 공동의 위치를 발견할 수 있는 확률을 높일 것으로 생각된다.
- 각 지점의 콘크리트의 속도를 구하여 콘크리트 두께를 계산하였다. 향후 전체 영역에서의 동적 강성도를 측정하기 위해, Fig. 5에 나타난 측정 지점을 기준으로 보다 좁은 간격으로 IR 자료를 추가적으로 획득하였다.
※ AI-Helper는 부적절한 답변을 할 수 있습니다.