• 비파괴검사학회지
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• 제28권2호
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• pp.164-176
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• 2008

기존 사회기반 시설의 안전성 평가를 위해서는, 콘크리트 부재에 존재하는 균열에 대해 정량적인 평가가 필요하다. 이 논문에서는 균열의 깊이를 측정할 수 있는 비파괴검사 중 표면파 투과기법에 대해 고찰하였다. 특히, 콘크리트 부재 내부에 위치하는 철근이 표면파에 미치는 영향을 분석하여, 표면파 투과기법을 통한 균열깊이 추정 시 철근에 의해 발생하는 오차가 크지 않음을 확인하였다. 또한, 콘크리트 부재의 형상에 따라 발생하는 여러 반사파의 영향을 최소화하기 위해 치적의 윈도우 크기를 제안하여 그 타당성을 검증하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.247-253
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• 2007

현장에서 콘크리트 구조물의 균열 깊이를 추정하기 위한 자기 보정 표면파 투과 측정과 측정된 투과 함수의 차단주파수를 이용하는 기존의 방법은 측정 조건에 따른 투과 함수의 변동성이 매우 커서 실제로 적용하기가 어려운 단점이 있다. 본 연구에서는 차단주파수와 같이 특정 주파수를 선정하여 균열 깊이를 추정하는 방법 대신에 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수 자체를 균열 깊이 추정에 이용하는 방법을 제안하고자 한다. 이를 위하여 다양한 균열 깊이에서 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수를 주성분 분석법을 이용하여 차원을 축소한 후, 축소된 투과 함수를 인공신경망의 입력으로 사용하여 이로부터 균열 깊이를 추정하는 방법을 제시하였다. 한편, 제안된 방법의 유효성을 판단하기 위하여 서로 다른 균열 깊이를 가진 5개의 실험체에 대하여 실험적인 연구를 수행하였으며, 실험 결과 제안된 방법이 콘크리트 구조물이 균열 질이 평가에 매우 유효한 방법임을 알 수 있었다.

• 비파괴검사학회지
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• 제27권2호
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• pp.164-172
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• 2007

콘크리트 구조물에서 발생하는 균열은 구조물의 심각한 성능 저하와 파괴를 유발할 수 있으며, 따라서 이러한 균열 손상의 조기 탐지 및 평가, 보수는 구조물의 건전성에 있어서 매우 중요한 부분이다. 특히, 균열의 평가를 위한 많은 방법들이 제안되었으며, 그 중에서도 자기 보정 표면파 투과 기법을 이용한 균열 깊이 추정법은 다른 방법에 비하여 균열의 깊이 변화에 가장 민감한 장점이 있는 방법이다. 그러나 자기 보정 표면파 투과 기법은 주파수에 따른 투과 함수의 변동성으로 인하여 정량적인 평가는 아직 어려운 실정이다. 본 연구에서는 측정된 자기 보정 표면파 투과 함수의 스펙트럼 에너지를 이용하여 균열 깊이를 추정하는 기법을 제안하고자 하며, 이 기법의 유효성을 판단하기 위하여 다양한 균열 깊이를 가진 콘크리트 슬래브를 이용하여 실험적인 연구를 수행하였다. 연구 결과 제안된 방법이 균열 깊이 평가에 유효하게 사용할 수 있으며, 또한 기존의 방법에 비하여 보다 정확한 균열 깊이를 추정하는 방법임을 알 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4A호
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• pp.295-302
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• 2011

초장대교 콘크리트 고주탑 시공시에 사용되고 있는 슬립폼 시스템의 상승속도를 결정하는 요소인 초기경화시간은 콘크리트가 거푸집에서 안전하게 빠져나올 수 있는 굳기를 갖게 되는 콘크리트 타설 후 경화시간으로서, 배합 시 단위시멘트량 및 타설시 여러 현장 환경에 크게 영향을 받으므로, 콘크리트 타설 전에 초기경화시간을 정확히 파악하는 것은 매우 어렵다. 따라서 슬립폼 시스템의 안전성 확보 및 콘크리트면의 유지관리 문제가 발생하지 않도록 초기경화시간 결정을 위한 콘크리트 경화정도를 파악하는 기술이 필요하다. 더구나 슬립폼 공법은 연속적인 시공이 이루어지므로 거푸집 탈형 전 콘크리트의 경화정도를 연속적으로 파악할 수 있어야 한다. 초음파를 이용한 기법은 콘크리트면에 초음파를 투과시켜 투과된 신호를 측정 및 분석하는 방법으로 정량적이며 연속적으로 콘크리트의 경화정도를 파악할 수 있다. 특히 표면파 속도를 이용하는 기법은 표면을 따라 전파하는 표면파의 특성을 이용한 것으로서 표면파 속도의 변화를 통해 콘크리트 경화정도를 알 수 있으며, 주탑과 같이 두께가 두꺼운 콘크리트 구조물에 적용이 적합하다. 따라서 본 논문에서는 표면파 속도를 이용하여 콘크리트의 경화정도를 추정함으로서 슬립폼 시스템의 상승속도를 결정하는 연구를 수행하였다. 먼저 슬립폼 시스템 상승속도와 초기경화시간과의 관계식을 유도하였으며, 표면파 진행문제의 수치해석 결과를 연속웨이블릿변환 하여 표면파 속도를 추정하였다. 이때 탄성파 발생위치와 두 개의 수신점 거리에 따른 추정된 표면파 속도의 정밀도를 조사하였으며, 추정된 표면파 속도와 탄성계수와의 관계를 조사하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제20권4호
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• pp.269-275
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• 2000

동결-융해 피로로부터 발생되는 손상이 콘크리트의 열화 및 붕괴를 초래하는 중대한 문제가 된다는 것은 이미 널리 알려져 있다. 일반적으로 동결-융해 피로가 지속되면 콘크리트의 미시조직에 내부응력과 크랙을 유발시킨다. 본 연구에서는 콘크리트에서의 동결-응해 손상을 평가하기 위해 종파와 표면파속도를 동시에 측정하는 one-sided 응력파 속도측정기법이라는 새로운 기법을 사용하였다. 상업용 시험장치를 이용하여 ASTM C666에 따라 제작된 $400{\times}350{\times}100mm$ 크기의 콘크리트 시편에 동결-융해 손상을 발생시켰다. 1사이클은 온도변화를 -14에서 $4^{\circ}C$로 하였고, $4{\sim}5$시간이 소요되었다. 매 5사이클마다 one-sided 응력파 속도측정기법에 기초하여 종파 및 표면파속도를 측정하였다. 동결-융해 손상이 증가함에 따라 종파 및 표면파속도의 변화가 있었고 이것은 동결-등채 피로 손상과정을 보다 유효하게 나타낸다는 것을 입증하였다. 또한 one-sided 기법에 의해 측정된 종파속도의 변화를 투과법을 이용하여 측정된 결과와 비교하였다.

• 한국전산구조공학회:학술대회논문집
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• 한국전산구조공학회 2007년도 정기 학술대회 논문집
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• pp.27-32
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• 2007

Determination of crack depth in filed using the self-calibrating surface wave transmission measurement and the cutting frequency in the transmission function (TRF) is very difficult due to variations of the measurement conditions. In this study, it is proposed to use the measured full TRF as a feature for crack depth assessment. A principal component analysis (PCA) is employed to generate a basis of the measured TRFs for various crack cases. The measured TRFs are represented by their projections onto the most significant principal components. Then artificial neural networks (NNs) using the PCA-compressed TRFs is applied to assess the crack in concrete. Experimental study is carried out for five different crack cases to investigate the effectiveness of the proposed method. Results reveal that the proposed method can be effectively used for the crack depth assessment of concrete structures.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제16권4호
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• pp.53-58
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• 2016

밀리미터파 실내 무선통신시스템을 위한 전파 채널 특성의 분석을 위하여 광선 추적 기법을 제안하였다. 반사파는 밀리미터파의 초단파 특성상 거친 표면의 매질을 포함하여 분석하였고, 투과파는 유전체 매질을 통과한 경우를 고려하였다. 밀리미터파 대역에서의 전송되어 수신된 전력 레벨의 지도와 사각형 방안의 송신기로부터의 RMS 지연확산분포 결과를 나타내었다. 바닥면의 표면 거칠기 인자는 0과 0.13으로 가정하여 수신 파워 레벨을 빈방에서 나타내었다. 시뮬레이션 결과 반사계수를 이용한 퓨리스 방정식의 계산은 매우 잘 일치하였다. 시뮬레이션은 어떠한 가구 형태의 크기를 방의 어떠한 곳에 위치 시켜도 계산이 가능하다.

• 한국지구과학회지
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• 제35권1호
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• pp.29-40
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• 2014

콘크리트 도로 하부의 이상대를 찾기 위해 전기비저항 탐사를 수행하였다. 콘크리트의 접지저항효과를 줄이기 위해 전기전도성이 좋은 매질과 평판 전극을 이용하였다. 전기비저항 탐사 결과를 분석하고 같은 장소에서 수행한 지하투과레이더 탐사, 충격응답기법, 다중채널 표면파 탐사 결과와 비교하였다. 전기비저항 탐사 결과는 함몰과 포장 구간에서 높은 비저항 분포를 보였으며, 지하투과레이더 탐사 결과는 보강으로 인한 형태를 보였다. 또한 충격응답기법과 전기비저항 탐사 결과의 비교를 통하여 보강 구간에서의 높은 동적강성도가 높은 비저항 분포의 원인임을 확인하였다. 동일한 장소에서 수행한 전기비저항 탐사와 다중채널 표면파 탐사 결과를 공동 크리깅한 결과, 지구통계학적 복합 해석이 각 지구물리 탐사결과에 대한 개별적인 분석보다 더 명확하게 이상대를 확인 할 수 있었다. 이 연구는 지구물리 탐사에 기초한 의사결정 과정에서 지구통계학을 이용한 복합 해석 결과의 활용 가능성을 제시한다.

• 자원환경지질
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• 제50권6호
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• pp.487-495
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• 2017

경상북도 군위군 부계면 동산리에 위치한 팔공산 도립공원의 한 등산로에는 '북바위'라 불리는 화강암질 암체가 존재한다. 이 암체에서는 특정 부위를 타격했을 때 북과 같은 타악기에서 발생하는 공명음과 유사한 공명 현상이 발생한다. 이러한 소리를 발생시키는 공명 현상의 지질학적 원인으로는 화강암 생성 과정에서 내부 기체가 빠져나가면서 형성된 공동이 존재할 가능성과 생성 이후 지질학적으로 오랜 기간 동안 겪은 풍화 작용에 의한 박리 현상에 기인할 가능성이 있다. 이 연구에서는 북바위 화강암체에서 공명을 일으키는 내부구조를 보다 정밀하게 파악하기 위하여 비파괴 탐사기법인 지하투과레이더 탐사를 수행하였다. 지하투과레이더 탐사 기법은 수 MHz에서 수 GHz범위의 고주파 레이더 신호를 탐사 대상의 표면에서 내부로 투과시켜 물성의 변화 혹은 불연속면이 존재하는 곳에서 반사되는 반사파들의 진폭을 기록하여 해석한다. 화강암체 최외곽 표면에 존재할 것으로 추정되는 내부구조를 영상화하는 것이 연구 목표이므로 탐사 심도는 얕지만 고해상도 자료 획득이 가능한 1 GHz 레이더를 이용하였다. 3차원 내부구조 영상화를 위하여 암체 표면에 격자를 구성하여 탐사를 수행하였다. 탐사 자료 해석 결과 북소리와 같은 공명이 일어나는 지점들에서 강한 반사 레이더파가 관찰되었으며, 위치에 따라 균열과 공동에서의 반사파 특징이 모두 관찰되었다. 또한 공명이 가장 크게 일어나는 지점에서 두 불연속면이 교차하면서 만들어진 공동 구조가 관찰되었다. 주어진 균열 구조를 반영하는 수치 모델을 적용하여 계산한 결과, 공명 현상에는 화강암의 박리 작용에 의한 균열과 암석 생성 당시의 미아롤리틱 구조가 함께 기여한 것으로 보인다. 이와 같이 일반 대중의 흥미를 유발하는 지질 구조체에 대한 비파괴 탐사 기반의 영상화 연구 활동은 지구과학 대중화에 많은 기여를 할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2005년도 학술발표회 논문집
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• pp.996-1000
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• 2005

본 연구에서는 마포대교 확장 공사의 인해 일부 교각의 우물통 기초 주변 하상변화와 세굴 현상을 파악하기 위한 심도추정 방법으로 현재 다양하게 토목분야에서 적용되고 있는 치하투과레이더 탐사기법을 사용하였다. 교각 우물통 주변의 안정적인 GPR 탐사를 수행하기 위한 보조장비를 고안하여 마포대교 P6의 우물통 주변을 2004년 6월(1차)과 2004년 10월(2차)에 걸쳐 탐사를 실시하였으며, 탐사 기간 중 약 12,000 cms의 유출량이 발생하여 국부세굴과 하상 변화 가능성을 충분히 검토 할 수 있을 것으로 판단되었다. 수집된 자료를 통해 양질의 자료 획득을 위해서 자료의 보정 과정을 마친 후 각각의 구간에 대해서 1, 2차 탐사된 두 개의 자료를 비교 분석하였다. 전구간의 반사파를 이용하여 기존의 연구결과에서 얻어진 반사파의 양상(Beres and Haeni, 1991)과 비교한 결과 하상 표면은 미사 혹은 실트로 구성되어 있고 주요한 하상 하부 매질은 전석(boulder), 호박돌 등으로 이루어져 있었다. 그리고 1차 및 2차 탐사 자료와 DATAPCS의 세굴센서가 설치된 측점을 기준으로 심도 및 위치 보정을 한 결과 큰 오차는 발생하지 않았으며, 400 MHz 안테나를 활용하여 최대수심 약 10 m 이상 하상을 탐사할 수 있었다. 수심이 깊은 구간은 하상과 가까운 위치에서 탐사를 실시하여 양질의 하상 변화 양상을 파악할 수 있어 하상 재료의 정성적인 평가를 높일 수 있도록 하였다. 마포대교의 탐사 대상 교각 우물통 주변은 계획홍수량의 1/3 수준으로 비교적 적은 홍수량이 발생한 2004년의 호우사상으로 인해 일부구간이 약 $10\~20\;cm$ 정도의 퇴적과 세굴 영향이 나타난 것을 제외하고는 유의할 만한 세굴과 하상 변화가 발생하지 않고 매우 안정적인 상태를 보이고 있으며 되메움이나 두드러진 퇴적층의 양상 또한 확인할 수 없었다. 대상구간에 설치한 유속계 최대유속이 2.0 m/s 이상 발생하였지만 우물통 주변의 자갈 및 호박돌 등과 같은 평균입경이 큰 유사의 이동에 절대적인 한계유속을 초과하지 못한 것으로 판단된다. GPR 탐사의 적용 한계성을 극복한 본 연구는 홍수 전$\cdot$후의 하상변화 및 최대세굴심, 되메움 깊이 및 범위 등의 세굴현상을 현장탐사를 바탕으로 현재 다양하게 적용하고 있는 세굴 실험식과 비교 분석함으로써 우물통 주변의 효율적인 세굴 보호 대책을 강구하는 목적으로 그 활용성을 증대할 수 있을 것이다.