파일 파형표시시와 해석 PARAMETER설정 도움말
ITECS-6 Vel Wave Form
파일 파형표시시와 해석 PARAMETER설정 도움말
iTECS-6 Velocity MEM Spectrogram
콘크리트 구조물 비파괴진단장치
탄성파 RADAR SYSTEM
iTECS-6* 국토 교통성 : NETIS 등록 No. QS-040028
* 국토 교통성 : 미파괴・비파괴시험에 의한 Concrete 구조물의 강도측정시행요령(안)
* (독)토목연구소 : 충격탄성파시험 iTECS법に에 의한 신설의 구조체 Concrette 강도측정요령(안)
탄성파 Radar System은 충격 탄성파 법에 의한 구조물의 비파괴 진단장치 입니다.
구조물 표면에 가볍게 타격을 하여 탄성파의 거동을 측정하는 것에 의해 콘크리트의 두께, 균열의 깊이, 내부구조, 결함 등의 위치를 측정합니다.
iTECS-6는 탄성체 내부의 음향 임피던스가 변화하는 경계면과 측정 표면과의 사이에서 탄성파가 다중반사하고 고유진동수가 생성되는 것을 이용하고 있습니다.
반사파의 自己相關의 Spector해석, 時間窓MEM해석 등에 의한 탄성파의 반사면의 깊이를 측정합니다. 콘크리트 교 량, Tunnel 벽면, 옹벽 등의 건전성 진단을 하였던 실적이 있습니다.
표면 탄성파 속도 측정에 의한 압축강도의 추정
국토 교통성『미파괴 ․ 비파괴시험에 의한 콘크리트 구조물의 강도 측정 시행』(iTECS법)에 의한 측정요 령을 소개합니다.
1. 현지 구조물의 탄성파 속도 측정으로부터 콘크리트의 강도를 추정하는 흐름은 다음과 같습니다.
(1) 콘크리트 구조물의 특정의 장소에 비스듬하게 측정 선을 그어, 가속도계와 Impulse hammer에 의해 탄성파 를 측정합니다. 처음에 수회 시험 타격하여 파형이 유사하다는 것을 확인합니다.
표면 P파, 레일리파(R파)가 명료하다라고 하는 것이 포인트입니다.
(2) Impulse hammer와 가속도계의 측정 간격을 200, 300, 400, 500, 600㎜으로 바꾸고, 그 간격 마다 수회 측정합니다. 파형의 첫 시작점을 결정하여 전파 시간을 구합니다.
(3) 측정 간격과 전파시간의 Data를 종축에 측정간격, 횡축에 전파시간을 눈금, 플롯 합니다. 최소자승법에 의해 회귀식을 표시하고, 비정상인 data를 제거하여 탄성파 속도를 산출합니다.
(4) 타설시에 제박한 원주 공시체를 이용한 탄성파 속도-압축강도의 검량선(강도 환산식)에 현지 구조물의 탄성파 속도을 대입하여 강도를 추정합니다.
2. 표면 P파 속도와 Rayleigh 파 속도의 비교
그림-1에 나타내듯이, 표면 P파 속도와 Rayleigh 파 속도와는 거의 동등의 속도가 됩니다.
그림-1 P파와 R파
Impulse Hammer 타격파형
가속도계 수신파형
표면 P파의 첫 시작점이 P입니다.
P파의 탄성파 속도는
VP=L/TP=300㎜/75㎧=4000㎧
Rayleigh 파의 첫 시작점이 R입니다.
P파의 탄성파 속도는 프아송비의 계수를 더하여 VP=L/TP=300㎜/133㎧*1.76=3980㎧
3. 현지 측정 상황(사진-1)과 측정 간격과 전파시간(그림-3), 검량선(그림-4)
사진-1 탄성파속도 측정 상황
간격(㎜)
전파시간(㎧)
그림-3 탄성파속도의 결정
그림-2 측정파형
탄성파속도(㎧)
그림-4 검량선(강도추정식)
탄성파속도의 측정
가속도계 Impulse Hammer
압 축 강 도 (MPa) 타격입력파형
수신파형
두께의 측정
(그림-5를 참조하여 주십시오)Impacter의 타격에 의하여 발생한 탄성파는 타격점을 중심으로 하는 반원형으로 펼쳐져, 경계면(저면)에서 반사해 측정 면으로 돌아옵니다. 이 탄성파는 또 측정 면에서 반사하여 저면으로 향합니다. 이 경우에 측정면과 저면의 사 이에서 다중반사를 반복하고 탄성파가 콘크리트 구조물의 두께 방향을 1회 왕복하는 시간을 주기로하여 진동이 관 측됩니다. 그림-5와 같이 최초는 Impacter의 주기가 관측되지만, 그다음에 두께의 고유한 주기를 가지는 진동이 탁 월하게 됩니다. 이 진동을 주파수 분석하여 고유주파수(fo)를 구하면 두께(D)는 다음 식으로 산출됩니다.
탄성파 속도(Vp)는 다른 방법으로 측정합니다.
D : 두께 Vp :탄성파속도 fo : 고유주파수
그림-5 탄성파의 다중반사
교각(두께 2m)의 측정
사진-2 교각의 측정
두 께
⌢
m
⌣m
그림-6 교각 두께의 Radar 화상
개수로 옹벽(상단250㎜ 하단 400㎜)의 측정
사진-3 개수로 옹벽의 측정 그림-7 Multe Line 표시
개수로의 옹벽 콘크리트는 유수작용에 의해 콘 크리트 표면의 열화가 진행되고 있다.
측정의 목적은
1) 표면이 열화한 콘크리트에서도 iTECS법에 의해 두께가 측정되는가?
2)상단 250㎜ 하단 400㎜로 두께가 증가하는 구조물에서도 다중반사 탄성파에 의해 두께가 측정이 되는가?
3) 콘크리트의 배면이 지반에 접하여 있는 경유 탄성파가 지반에 누설 되지만 측정할 수 있을 까?
4) 내부의 콘크리트의 건전성을 탄성파속도로 추정이 되는가?
이상을 검토한 결과 전 항목에서 양호한 결과를 얻었다.
주기
두께 2000㎜이 측정되면 건전 원형단부는 측정불가
케이씨씨엔지니어링
콘크리트건전성측정기(CTS-02)/철근탐사기(Iron Seeker) 콘크리트탄성파레이더시스템(iTECS-5)/철근부식측정기(TR-01) 동적평판재하시험장치(Impact Soil Tester)(IST-03)
정밀안전진단장비. 계측기기. 철근탐사-콘크리트내부탐사. 장비수리 외
우137-804 서울특별시 서초구 반포동 65-1 궁전 206호 전화 : 02)595-5367 / 팩스 : 02)534-5377
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균열깊이의 측정
초음파법의 직각회절파법(JCMS-Ⅲ B-5705)와 같은 측정방법을 채용하였습니다. 초음파 법과의 다른 점은 표면을 평탄하게 하는 측정 전 처리가 필요하지 않다는 것과 물리적 충격력에 의한 커다란 입력신호, 측정시간의 단축입니 다.
1. 측정 방법의 선택
(1) 균열이 표면에 직각으로 예상 되는 경우는 등거리 방식(그림-8)을 채용합니다.
(2) 기울어진 균열이라고 추측되는 경우는 가속도계 2회 설정방식(그림-9)를 채용합니다.
2. 등거리 방식(직각 균열)(그림-8)
균열 깊이를 예를 들어 80㎜의 경우는 균열로부터 가속도계 까지의 거리를 50㎜에 취해, Impacter로 균열을 사이에 두고 대칭등거리의 점을 타격 하면 초기 파형은 하향이 됩니다.
100㎜의 점을 타격 하면 초기 파형은 상향이 됩니다.
하향 파형은 균열이 더 깊다는 것, 상향 파형은 탄성파의 회절각이 직각보다 크다는 것을 나타냅니다.
하향 파형(인장파)에서 상향파형(압축파)로 변하는 경계점의 각도가 직각으로 됩니다.
균열 깊이는 50㎜보다 깊고, 100㎜보다는 얕은 것을 알수 있다는 것으로 한층 더 간격을 바꾸어 측정해 갑니다.
3. 가속도계 2회 설정방식(기울어진 균열)(그림-9) 기울어진 균열의 측정은 가속도계를 2회 설치합니다.
균열 근방의 A에 가속도계를 설치하고 Impacter의 타 격점 위치를 이동시킴으로써 하향 파형에서 상향 파형 으로 변화하는 점을 찾아내 그 거리를 L1으로 합니다.
다음에 가속도계를 B에 설치합니다. Impacter로 상향 파형으로 변화하는 지점을 찾아내 그 거리를 L2로 합 니다.
A를 토대로 L1를 직경으로 하는 원을 그립니다. B를 토대로 L2를 직경으로 하는 원을 그립니다. 2개의 원
의 교점 P가 균열의 끝단이 됩니다. 그림-9 가속도계 2회 설정 방식(기울어진 균열) 균열
직각 인장파
압축파
확대
타격응답파형 하향파형(더 깊다) 상향파형(균열이 없다)
초기파형에 주목 초기파형에 주목
균 열
