철근에 의한 콘크리트 표면파의 산란 효과

Abstract

본 논문은 철근콘크리트에서 표면파의 산란 특성이 여러 변수에 의해 어떻게 달라지는가를 유한요소해석으로 검증하는 것이 주요 목적이다. 철근에 의한 산란 특성을 정확하게 모사하기 위해 3차원 유한요소해석을 이용하였다. 표면파의 진행 방향에 대한 신호 특성을 분석하기 위해 표면파의 진행방향과 평행인 방향에 대해서 모델링을 실시하였다. 피복 두께, 철근 직경, 충격 가진 주파수와 측정 지점 거리가 주요 해석 변수이다. 유한요소해석 결과를 확인해보기 위해 철근을 매설한 콘크리트를 제작하고 표면파 시험을 실시하였고, 그 결과 수치해석 결과의 특성과 표면파 시험의 특성이 비슷한 경향을 나타내었다. 1) 피복두께가 증가할수록 순수 표면파 이후 철근 산란파의 산란 효과가 감소하여 무근 콘크리트에서의 신호에 가까워졌다. 2) 철근 직경이 증가할수록 철근 산란파의 산란 정도가 증가하였다. 3) 순수 표면파의 1st peak가 철근에 의한 영향을 적게 받으므로 이를 이용한 콘크리트의 물성치 추정이 비교적 신뢰성 있는 결과를 나타낼 것으로 예측되었다. 이를 토대로 각 신호를 푸리에 변환, 웨이블릿 변환을 이용하여 시간영역에서 보지 못하는 신호의 특성과 각 변환 방법의 특징을 분석하고자 했다.