• 대한토목학회논문집
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• 제40권4호
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• pp.363-370
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• 2020

본 논문은 구조물 보강을 위해 부착된 CFRP 쉬트의 박락 위치를 탐색하기 위해 BOTDR 센서를 적용한 실험적 연구 결과를 보고한다. CFRP 쉬트를 부분적으로 비부착한 실험체가 본 연구를 위해 제작되었으며, 그 위에 BOTDR 센서를 나일론 망을 이용하여 부착되었다. 보강된 RC 보의 휨실험 동안 CFRP 쉬트의 변형률은 BOTDR 센서와 전기저항식 게이지를 통해 계측되었다. 연구결과로부터 BOTDR 센서를 통해서 획득된 변형률 분포는 CFRP 보강재의 탈락 구간을 시각화하고, 탐지하는데 효과적으로 이용될 수 있음이 확인되었다. 또한 BOTDR 센서를 통해 계측된 변형률은 국부적인 변형률이 얻어지는 전기저항식 게이지보다 구조물 전체의 거동을 분석하는데 효과적임이 확인되었다. 100 mm 이하의 계측장을 갖는 BOTDR 센서의 개발은 CFRP 쉬트의 국부적인 탈락의 위치의 정확한 탐지를 가능하게 할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제42권3호
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• pp.311-322
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• 2022

본 연구에서는 분포형 광섬유 시트와 탄소섬유 시트를 콘크리트 표면에 부착하여 철근 콘크리트를 사용하는 구조물의 보강 효과 및 BOTDR 센서를 활용한 상태 평가를 4점 휨 실험을 통해 수행하였다. 부착 정도에 따른 보강 효과를 확인하기 위하여 탄소섬유 시트의 부착 형태를 다양하게 제작하였으며, BOTDR 센서의 활용성을 확인하기 위하여 실험체에 다수의 전기저항식 변형률 게이지를 부착하여 BOTDR 센서의 변형률과 비교하였다. 실험 결과를 살펴보면, 우선 CFRP시트 부착 정도에 따른 보강 효과에 분명한 차이가 나타나는데, 이는 부착 면적보다는 부착 형태에 더 영향을 받는 것으로 확인되었다. BOTDR 센서로부터 계측된 변형률로부터 하중 증가에 따른 철근 콘크리트 실험체의 구조적 거동을 시각화 할 수 있었으며, CFRP 보강 부위에서 하중이 집중되는 것을 알 수 있다. BOTDR 센서에서 계측된 변형률이 전기저항식 게이지로부터 계측된 변형률과 유사하게 계측되는 것을 알 수 있는데, 이를 통해 대형 토목 구조물의 전체적 거동을 분석하는데 BOTDR 센서가 효과적일 수 있음을 확인하였다. 다시 말해서, 국부적 변형률을 측정하는 전기식 변형률 게이지로 계측을 하면 계측 오차는 상당할 수 있는 반면에, 분포형으로 측정되는 BOTDR 센서는 이러한 문제를 줄일 수 있는 대안으로 판단된다. 마지막으로, CFRP 시트 탈락이 발생되는 부분에서 계측 BOTDR 센서 변형률이 높게 나타나는데 이를 활용하면 CFRP 시트의 국부적 손상 위치를 효율적으로 추적할 수 있을 것으로 판단된다.

• Smart Structures and Systems
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• 제13권1호
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• pp.41-53
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• 2014

Optical fiber Brillouin sensor in a coil winding setup is proposed in this paper to measure the expansion deformation of a concrete column with a central rebar subjected to accelerated corrosion. The optical sensor monitored the whole dynamic corrosion process from initial deformation to final cracking. Experimental results show that Brillouin Optical Time Domain Reflectometer (BOTDR) can accurately measure the strain values and identify the crack locations of the simulated reinforced concrete (RC) column. A theoretical model is used to calculate the RC corrosion expansive pressure and crack length. The results indicate that the measured strain and cracking history revealed the development of the steel bar corrosion inside the simulated RC column.

• 지구물리
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• 제7권4호
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• pp.269-276
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• 2004

광섬유 센서는 구조물의 실시간 건전도 모니터링의 가능성을 보여주고 있다. 구조물에 설치가 용이하고 전자기장에 영향을 받지 않는 장점이 있다. 더욱이 광섬유 센서는 센서크기의 융통성과 함께 매우 정밀한 특징을 보이고 있다. 본 연구에서는 부착된 bare fiber가 보호 피복을 가진 것에 비해 모재와의 일체성과 민감도(sensitivity)가 높은 것을 보여주고 있으며, 특히, 산란파를 이용한 광센서(BOTDR)의 경우, 여타의 다른 광섬유센서와는 달리 센싱 소자의 역할과 데이터 전송의 기능을 동시에 수행함으로써, 대형 토목구조물에 적합한 광섬유 센서로 그 유용성이 높은 것으로 판단된다.

• 지구물리
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• 제8권2호
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• pp.75-80
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• 2005

Optical fibre sensors have shown a potential to serve real time health monitoring of Slope and structure. They can be easily embedded or attached to the structures and are not affected by the electro-magnetic field. Furthermore, they have the flexibility of the sensor size and very highly sensitive. In this study, we conducted several laboratory on slope and field tests using a novel optical sensor based on Brillouin scattering and PVC pipe. One of the advantages of this technique is that the bare fibre itself acts as sensing element without any special fibre processing or preparation. Test results have shown that BOTDR can be a great solution for sensor systems of Slope.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2002년도 가을 학술발표회 논문집
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• pp.475-482
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• 2002

Optical fibre sensors have shown a potential to serve real time health monitoring of Slope and structure. They can be easily embedded or attached to the structures and are not affected by the electro-magnetic field. Furthermore, they have the flexibility of the sensor size and very highly sensitive. In this study, we conducted several laboratory on slope and field tests using a novel optical sensor based on Brillouin scattering and PVC pipe. One of the advantages of this technique is that the bare fibre itself acts as sensing element without any special fibre processing or preparation. Test results have shown that BOTDR can be a great solution for sensor systems of Slope.

• Geomechanics and Engineering
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• 제9권3호
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• pp.397-414
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• 2015

Three different applications for monitoring displacements in underground structures using a BOTDR-based distributed optical fiber strain sensing system are presented. These applications are related to the strain measurements of (1) instrumented PVC tube designed to be attached to tunnel side wall and ceiling as a sensor; (2) rock bolts for tunnels; and (3) shotcrete lining under loading. The effectiveness of using the proposed strain sensing system is evaluated by carrying out laboratory tests, in-situ measurements, and numerical simulations. The results obtained from this validation process provide confidence that the optical fiber is able to quantify strain fields under a variety of loading conditions and consequently use this information to estimate the behavior of rock mass during mining activity. As the measuring station can be located as far as 1 km of distance, these alternatives presented may increase the safety of the mine during mining process and for the personnel doing the measurements on the field.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2000년도 사면안정 학술발표회
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• pp.223-232
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• 2000

Optical fibre sensors have shown a potential to serve real time health monitoring of the structures. They can be easily embedded or attached to the structures and are not affected by the electro-magnetic field. Furthermore, they have the flexibility of the sensor size and very highly sensitive. In this study, we conducted several laboratory and field tests using a novel optical sensor based on Brillouin scattering. One of the advantages of this technique is that the bare fibre itself acts as sensing element without any special fibre processing or preparation. Test results have shown that BOTDR can be a great solution for sensor systems of Civil Engineering Smart Structures.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.927-932
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• 2010

본 연구는 치수효과가 높은 하천제방의 안전도 향상을 위한 관리 고도화 기술 개발을 위하여 수위, 유량이 제방의 안전에 미치는 영향을 규명하고 센서 기술 적용하여 실시간 제방 안전관리 모니터링 기술을 확보하는데 있다. 이를 위해, 국내외 기술동향 및 사례분석하고, 변위발생 및 안전성 모니터링을 위한 센서 기술 적용 방안, 센서 적용시 문제점 및 개선방안, 분석방법 등에 대해 정리하였으며, 대형 토조를 이용하여 집중강우 등에 의한 수위 및 유속의 증가에 따른 하천제방에 미치는 영향을 실험적으로 규명하고, 이를 센서 기술을 적용하여 실시간 모니터링을 통한 안전성 평가 방법을 제시하고자 하였다. 하천제방은 종방향으로 긴 구조적 특성을 갖고 있으며 이러한 특성상 모든 구간에 정밀한 계측 장비를 설치하여 운영 관리함에 있어 경제적, 효율적인 측면에 있어 문제가 있는 것으로 사료된다. 따라서 주요 하천시설물 중 구조물이 하천제방을 횡단할 경우 주요 구조물에는 집중형 센서인 FBG 타입을 도입하고, 제방 연통실험 등을 통해 조사 분석된 취약 구간에 대해서는 분포형 센서인 BOTDR 타입의 광섬유 센서를 적용하여 종합적인 관리가 가능하도록 시스템 구성이 필요한 것으로 판단된다.