• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제10권4호
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• pp.299-314
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• 2023

Long-gauge carbon fiber line (CFL) sensors have received considerable attention in the past decade. However, there is still a need for an in-depth investigation of their measuring accuracy. This study investigates the accuracy of carbon fiber line sensors to monitor and differentiate the flexural behavior of two beams, one reinforced with steel bars alone and the other reinforced with steel and basalt fiber-reinforced polymer bars. A distributed set of long-gauge carbon fiber line, Fiber Bragg Grating (FBG), and traditional strain gauge sensors was mounted on the tensile concrete surface of the studied beams to compare the results and assess the accuracies of the proposed sensors. The test beams were loaded monotonically under four-point bending loading until failure. Results indicated the importance of using long-gauge sensors in providing useful, accurate, and reliable information regarding global structural behavior, while point sensors are affected by local damage and strain concentrations. Furthermore, long-gauge carbon fiber line sensors demonstrated good agreement with the corresponding Fiber Bragg Grating sensors with acceptable accuracy, thereby exhibiting potential for application in monitoring the health of large-scale structures.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제54권2호
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• pp.379-392
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• 2015

A number of acceleration-based damage detection methods have been developed but they have not been widely applied in engineering practices because the acceleration response is insensitive to minor damage of civil structures. In this article, a damage detection approach using the long-gauge strain sensing technology and the principle component analysis technology is proposed. The Long gauge FBG sensor has its special merit for damage detection by measuring the averaged strain over a long-gauge length, and it can be connected each other to make a distributed sensor network for monitoring the large-scale civil infrastructure. A new damage index is defined by performing the principle component analyses of the long-gauge strains measured from the intact and damaged structures respectively. Advantages of the long gauge sensing and the principle component analysis technologies guarantee the effectiveness for structural damage localization. Examples of a simple supported beam and a steel stringer bridge have been investigated to illustrate the successful applications of the proposed method for structural damage detection.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 정보화시공 학술발표회
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• pp.61-78
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• 2001

Various kind of fiber optic gauge sensors are available that can be bonded to civil engineering structures such as bridges, dams, tunnels and pipelines. A new fiber optic long gauge has significant advantages over other fiber optic sensors. These gauges can vary in length from less than 10 cm up to 30 m and provide the structural engineer with accurate measurements of displacement. These displacements can be converted to strains by dividing the measurement by the long gauge length. Using new optical technology, the long gauge instrument developed by FOX-TEK can choose max. 30 meters of gauge length so as to measure the very early stress/strain correlation curve. And this gauge length to be extended up to 100 meter in 2002.

• 한국철도학회논문집
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• 제9권4호
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• pp.467-472
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• 2006

This paper deals with the applicability of long-gauge deformation fiber optic sensors (FOS) to prestressed concrete structures. A main motivation is the desire to monitor the deflection of the railway bridges without intervenes of the signal intensity fluctuations. A 25 m long, 1.8 m deep PSC girder was fabricated compositely with 22 cm thick reinforced concrete deck. Two pairs of 3 m long-gauge sensors are attached to the prestressed concrete girder with parallel topology. Using the relationship between curvature and vortical deflection and the quadratic regression of curvatures at the discrete point, it is possible to extrapolate the deflection curve of the girder. The estimated deflection based on the developed method is compared with the results using conventional strain gauges and LVDTS. It has been demonstrated that the proposed instrumentation technique is capable of estimating the vertical deflection and neutral axis position of the prestressed concrete girder up to weak nonlinear region.

• 대한치과보철학회지
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• 제40권3호
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• pp.236-245
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• 2002

The acrylic resin was first introduced as denture base materials in 1937 and it is commonly used for denture base fabrication nowadays. Three different curing cycles (Conventional curing cycle, short curing cycle and long curing cycle) and three commercially available heat-activated acrylic resins (Vertex RS, Lucitone 199 and ProBase Hot) were investigated to find the curing cycle and material that showed the minimum shrinkage of the resin during polymerization process. A brass master mold was fabricated and duplicated by additional silicone impression material. Stone molds were made by pouring of type III dental stone (SILKY-ROCK YELLOW, Whip-Mix, Louisville, Kentucky). It was embedded in the flask. Strain gauge and thermocouple were embedded in the specimen. Strain gauge and thermocouple were connected to signal conditioning amplifier and data was recorded by pre-programmed software. The parameters ESmax (Maximum expansion strain), Sb (Strain measured just before deflasking procedure), Sa (Strain measured just after deflasking procedure) and Sf (Strain measured at the end of the experiment) were measured. ${\Delta}$S was calculated from Sb and Sa (${\Delta}$S=Sb-Sa). In the experiment concerned about materials, the parameters 90-ESmax (Maximum expansion strain measured during early 90 minutes of curing procedure), 180-ESmax (Maximum expansion strain measured from 90 minutes to 180 minutes), Sb, Sa, ${\Delta}$S and Sf were measured and the following conclusions were made. 1. The ESmax value of conventional curing cycle showed the largest value and the 180-ESmax value of Lucitone 199 showed the smallest value. 90-ESmax values showed no significant difference (p<0.05). 2. ${\Delta}$S values of conventional curing cycle showed the positive values. ${\Delta}$S values of short curing cycle and long curing cycle showed the negative values. All three materials cured by conventional curing cycle showed the positive values. 3. The Sf values of long curing cycle and ProBase Hot (cured by conventional curing cycle) showed the smallest values.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제6권4호
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• pp.147-155
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• 2002

교량의 안전성과 사용성을 검토하기 위해서는 외적 하중에 대한 구조 부재의 거동 특성과 정확한 저항 능력 평가가 반드시 고려 되어야 한다. 구조 부재의 거동 특성과 저항능력을 평가하기 위해서는 구조물의 변형률과 변위가 반드시 측정 되어야 한다. 변형률 측정을 위해서 전기 저항식 변형률 게이지를 사용하는 것이 보통이다. 그러나 교량의 교각이 높고, 장지간을 갖는 경우 변형률 게이지 부착은 매우 어렵고 경제적이지 못하다. 또한 구조 부재에 균열이 많이 발생되어 있거나 습윤 상태라면 전기 저항식 변형률 게이지에 의한 변형률 계측은 추천할만한 방법이 못된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 단점을 보완 할수 있도록 측정 변위를 이용한 변형률 해석 알고리즘을 제안 하였다.

• 한국방재학회 논문집
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• 제6권3호
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• pp.9-16
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• 2006

기존 대부분의 구조물 건전도 모니터링 시스템에서는 제한적인 위치와 범위에서의 변형률 계측이 가능한 국부 변형률 센서를 이용하여 구조물 또는 구조 부재의 부재력을 계측하고 이에 기반하여 구조 안전성을 평가하고 있다. 그러나 실 구조물의 부재력 계측을 통한 안전성 평가는 하중의 크기 및 분포에 대한 불확실성 등의 다양한 이유로 부재 내 최대응력 작용점을 정확하게 파악하기 어렵다. 이러한 경우 구조물의 사이즈에 비하여 센서의 길이가 미소한 국부 변형률 센서를 이용한 안전성 평가의 적절성은 센서의 위치 및 개수에 좌우되는 한계를 가지게 된다. 이러한 한계를 극복하기 위하여 센서의 수를 증가시키면 처리해야하는 데이터의 양과 비용이 증가하게 되므로 현실적인 적용성에 문제점을 가지게 된다. 그러므로 본 연구에서는 이러한 한계와 문제점을 극복할 수 있는 대안으로 장대광변형센서에 의한 평균변형률을 이용한 보-기둥의 부재력 계측 기법을 제시하였다.

• Smart Structures and Systems
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• 제18권3호
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• pp.389-403
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• 2016

Structural deflection can be identified from measured strains from long gague sensors, but the sensor layout scheme greatly influences on the accuracy of identified resutls. To determine the optimal sensor layout scheme for accurate deflection identification of the tied arch bridge, the method of optimal layout of long-gauge fiber optic sensors is studied, in which the characteristic curve is first developed by using the bending macro-strain curve under multiple target load conditions, then optimal sensor layout scheme with different number of sensors are determined. A tied arch bridge is studied as an example to verify the effectiveness and robustness of the proposed method for static and dynamic deflection identification.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권1호
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• pp.45-51
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• 2005

말뚝을 설계함에 있어 극한지지력을 산정하는 것만으로는 말뚝의 장기 거동에 있어서의 하중분포를 고려할 수 없으므로 재하시험시 변형률계나 응력계를 사용하여 말뚝의 하중 재하에 따른 주면저항(the shaft resistance)의 분포를 측정하고 있다. 그러나 대부분의 재하시험시 하중이 '0'일 때를 'zero time'으로 하여 계측기의 값을 읽는 'zero reading'을 가정함으로써 현장타설말뚝이나 항타말뚝의 시공시 발생된 잔류응력(the residual stress 또는 the residual load)을 무시하고 있다. 이러한 'zero reading'의 가정은 말뚝 시공시 발생하는 말뚝 하방향으로의 부주면마찰력인 잔류응력을 고려하지 않으므로 실제 말뚝주면의 하중분포와는 다른 결과를 보이게 된다. 본 연구에서는 현장에 시험시공된 현장타설말뚝에 대하여 정재하시험을 수행하였고, 말뚝 주면의 하중분포 측정시 변형률계를 사용하여 콘크리트 타설 직후부터 계측을 실시함으로써 말뚝 시공에 따른 잔류응력을 측정하였다. 그 결과, 잔류응력이 고려된 경우는 초기에 부의 응력상태를 보이나 하중이 재하됨에 따라 부주면마찰력이 극복되면서 양의 주면마찰력으로 전환됨을 알 수 있었으나, 'zero reading'의 경우는 양의 주면마찰력 만을 보였다.

• 지질공학
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• 제18권2호
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• pp.153-158
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• 2008

진동현식 변형률 게이지는 습기가 많은 터널에서의 장기적 안정성이 우수하여 국내외 터널 현장에서 널리 사용되고 있다. 국내 터널 현장의 진동현식 게이지는 외국 제품도 일부 사용 되고 있으나 국내 게이지에 비하여 고가이어서 주로 국내에서 제작된 게이지가 이용되고 있다. 국산 진동현식 변형률 게이지는 상당히 많은 업체에서 제작되고 있으나 게이지의 신뢰상에 대해서는 검증이 제대로 이루어지지 못하고 있는 실정이다. 본 연구에서는 실내시험을 통하여, 국내 터널계측에 널리 사용되고 있는 2.5인치 진동현식 변형률 게이지에 대한 신뢰성을 검증하였다.