Defect ratio evaluation of the rock bolt grouting using the reflection method of guided ultrasonic waves

유도초음파의 반사법을 이용한 록볼트 그라우팅의 결함비율 평가

Rock bolts have been installed into rockmass as a main support system. In order to evaluate the rock bolt integrity using non-destructive technique, the transmission method of the guided ultrasonic wave has been successfully performed. For the transmission method, however, the source for the generation o# guided ultrasonic waves should be installed at the end of the steel bar during construction of the rock bolt in the field. The purpose of this study is to suggest a reflection method that the source and the receiver are installed on the head of the steel bar. The reflection method is compared with the transmission method using non-embedded rock bolts and rock bolts embedded in concrete block. In this experiment, the piezo disc element is used as the source and the AE sensor is used as the receiver. The wavelet transform is applied to determine the energy velocity. The experimental studies show that the reflection method produces almost identical value of the transmission method, and the energy velocity increases with the defect ratio. This study suggests that the reflection method of the guided ultrasonic wave may be a suitable method fur the rock bolt integrity evaluation in the field.

록볼트는 지하구조물의 주지보재로 적용되고 있다. 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 방법으로 유도초음파의 투과법을 이용한 기법이 우수한 결과를 보여주고 있다. 하지만 투과법은 철근의 양 끝단에 센서를 부착하기 때문에 암반에 이미 설치되어 있는 록볼트의 건전도 평가는 불가능하다. 본 연구의 목적은 록볼트 철근 두부에 가진센서와 수진센서를 나란히 설치하여 선단에서 반사되어 오는 파를 측정하는 반사법을 자유구속조건 및 지중관입조건에 적용하며, 이를 투과법과 비교하는데 있다. 유도초음파의 가진과 수진을 위해 피에조 디스크 엘리먼트와 AE 센서를 사용하였으며, 측정된 신호로부터 웨이브렛 변환을 통하여 에너지 속도를 산정하였다. 실험결과, 반사법의 결과가 투과법과 거의 일치하였으며, 결함비율이 증가함에 따라 에너지 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 본 논문은 유도초음파의 반사법이 록볼트 건전도 평가에 있어 현장 적용 가능성 있는 방법이 될 수 있음을 보여준다.