Abstract
The calculation of phase velocities in Spectral-Analysis -of-Surface -Waves (SASW) meas urements requires unwrapping phase angles. In case of layered systems with strong stiffness contrast like a pavement system, conventional phase unwrapping algorithm to add in teger multiples of 2n to the principal value of a phase angle may lead to wrong phase volocities. This is because there is difficulty in counting the number of jumps in the phase spectrum especially at the receiver spacing where the measurements are in the transition Bone of defferent modes. A new phase interpretation scheme, called "Impulse Response Fil traction ( IRF) Technique," is proposed, which is based on the separation of wave groups by the filtration of the impulse response determinded between two receivers. The separation of a wave group is based on the impulse response filtered by using information from Gabor spectrogram, which visualizes the propagation of wave groups at the frequency -time space. The filtered impulse response leads to clear interpretation of phase spectrum, which eliminates difficulty in counting number of jumps in the phase spectrum. Verification of the IRF technique was performed by theoretical simulation of the SASW measurement on a pavement system which complicates wave propagation.opagation.
표면파를 이용하여 지반의 강성을 추정하는 기법인 SASW 시험에서 위상속도(phase volocity)를 결정하기 위해서는 위상각(phase angle)의 전개(unwrapping)가 필수적이다. 포장 구조에서처럼 깊이에 따라 강성의 차이가 현저한 경우는 기존의 위상각 전개방식으조는 정확한 위상속도를 결정하기가 용이하지 않다. 이는 기존의 위상각 전개방식은 주위상각(principal phase angle)에 2n의 정수배를 더하는 것인데, 위상각 스펙트럼(phase spectrum)에서 정수배를 결정하는 데에 어려움이 있기 때문이다. 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 임펄스 응답 필터 기법(Impulse Response Filtration Technique), 또는 IRF기법이라고 하는 새로운 위상각 분석 기법을 제안하였다. IRF 기법의 원리는 임펄스 응답을 필터 처리함으로써 파군(wave group)을 분리하는 것인데,파군의 분리는 임펄스 응답에 대한 Gabor spectrogram을 분석한 정보를 근거로 한다. Gabor spectrogram은 전파되는 파의 에너지를 주파수-시간 공간에서 나타내는 contour 그림으로서, 파군의 전파 상황을 시각적으로 표현하는 수단이다. 이렇게 필터 처리된 임펄스 응답을 이용하면, 위상각 스펙트럼의 분석을 정확하게 할 수 있으며, 위상각의 전개에 있어서 난해함을 제거할 수 있다. 끝으로, 전쳔적인 포장 구조에 대하여 이론적으로 SASW 시험을 모사하였으며, 그 결과를 이용하여 IRF기법의 효용성을 입증하였다.