IE-SASW Method for Nondestructive Testing of Geotechnical Concrete Structure : I. Numerical Studies

The Impact-Echo(IE) method has been used to evaluate the integrity of concrete structures. In this method, the P-wave velocity of concrete is a crucial parameter in determining the thickness of concrete lining, the location of cracks or other defects. In many field applications of the IE method, the P-wave velocity is obtained by testing the core or the portion of a structure where the exact thickness is known. Occasionally, however, the core can not be obtained in specific structures and the P-wave velocity determined from core testing may not be a representative value of the structure. This study introduces an IE-SASW method that may determine the P-wave velocity on a surface of each testing area using the Spectral Analysis of Surface Wave (SASW) method. Results obtained from numerical studies are presented in this paper (Part I), and results obtained from experimental studies are presented in the companion paper (Part II). In this paper, numerical analyses using ABAQUS were carried out to investigate the effectiveness and the limitations of the IE-SASW method.

콘크리트 지반구조물의 비파괴검사를 위한 충격반향-표면파병행기법 : I. 수치해석적 연구

콘크리트 지반구조물의 건전성 평가에 사용되는 충격반향기법에서는 콘크리트의 P파 속도가 부재의 길이 및 결함의 위치를 찾는데 있어서 매우 중요한 요소이다. 일반적으로 충격반향기법을 현장에 적용시에는 코어를 채취하거나 정확한 두께를 아는 위치에서 콘크리트의 P파 속도를 구한 후 이를 부재의 대표값으로 사용하여 부재의 두께 및 결함을 탐지한다. 그러나 경우에 따라서는 코어를 채취할 수 없고 대형 구조물의 경우 위치에 따라 콘크리트의 P파속도가 달라질 수 있다. 따라서 본 연구에서는 표면파기법을 이용하여 시험이 수행되는 위치에서 완전 비파괴적으로 P파 속도를 구하여 충격반향기법에 적용하고자 하였다. 이와 같이 제안된 충격반향-표면파 병행기법의 적용성 연구를 위해 먼저 유한요소법을 이용한 수치해석적 연구의 결과를 본 논문에, 모형부재 제작을 통한 실험연구의 결과를 다음 동반 논문에 소개하고자 한다. 수치해석 연구를 다루는 본 논문에서는, 표면파기법으로부터 P파 속도 추정의 검증을 위해 상용프로그램 ABAQUS를 이용한 슬래브 형태의 구조물의 모델링을 통하여 해석을 수행하였다. 또한 콘크리트 와 다른 매질로 이루어진 이질 매질층과 여러 가지 결함 형태를 포함하는 콘크리트 슬래브에 대한 충격반향기법에 대한 수치해석을 수행하여 기법의 적용성을 검증하였다.