• 비파괴검사학회지
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• 제36권2호
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• pp.121-129
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• 2016

As the lifespan of concrete structures increases, their load carrying capacity decreases owing to cyclic loads and long-term effects such as creep and shrinkage. For these reasons, there is a necessity for stress state monitoring of concrete members. Particularly, it is necessary to evaluate the concrete structures for behavioral changes by using a technique that can overcome the measuring limitations of usual ultrasonic nondestructive evaluation methods. This paper proposes the use of a nonlinear ultrasonic method, namely, nonlinear resonant ultrasonic spectroscopy (NRUS) for the measurement of nonlinearity parameters for stress monitoring. An experiment compared the use of NRUS method and a linear ultrasonic method, namely, ultrasonic pulse velocity (UPV) to study the effects of continuously increasing loads and cyclic loads on the nonlinearity parameter. Both NRUS and UPV methods found a similar direct relationship between load level and that parameter. The NRUS method showed a higher sensitivity to micro-structural changes of concrete than UPV method. Thus, the experiment confirms the possibility of using the nonlinear ultrasonic method for stress state monitoring of concrete members.

• 비파괴검사학회지
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• 제19권4호
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• pp.259-269
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• 1999

최근 초음파속도법과 충격반향기법 등과 같이 탄성파를 이용한 비파괴검사 방법이 콘크리트의 강도나 탄성계수를 결정하는데 유용하게 사용되고 있다. 하지만 탄성파 속도에 영향을 미치는 다양한 인자들이 고려되지 않은 상태에서 비파괴검사가 행해지고 있어 실제로 만족할 만한 결과를 주지 못하고 있다. 이 연구에서는 다양한 영향인자들 중에서 특히 콘크리트의 수분함유량이 종파 속도에 미치는 영향정도를 실험을 통해 조사하였다. 콘크리트 내부의 수분함유량이 감소하면, 즉 콘크리트가 건조해지면 종파 속도는 점점 감소하며, 충격반향기법에 의해 측정된 막대파 속도가 초음파 속도보다 수분의 영향을 더 많이 받는 것으로 나타났다. 또한 기건양생하에서는 재령이 증가함에 따라 수분함유량이 감소하게 되어 콘크리트의 종파 속도는 거의 증가하지 않는 반면에 강도는 점차적으로 증가하는 경향을 보이기 때문에 종파 속도와 콘크리트 강도의 상관관계 설정시 이를 반드시 고려해야 할 것으로 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 1999년도 봄 학술발표회 논문집(I)
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• pp.697-702
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• 1999

Among several non-destructive testing methods, ultrasonic pulse velocity method has been widely used for the evaluation of concrete strength. However, this method might not provide accurate estimated results since factors influencing the relationship between strength and wave velocity is not considered. In this study, the evaluation methods of concrete strength using compression wave velocities measured by either ultrasonic pulse velocity method or impact-resonance method are proposed. A basic equation is obtained by the linear regression with velocity vs. strength data at a specific age and then, ageing factor is employed in the equation to consider the difference of the increasing rate between wave velocity and strength. Strengths predicted by the proposed equation agree well with test results.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.795-800
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• 2001

Two evaluation techniques of the tunnel lining concrete using ultra sonic velocity method are developed. Modified linear regression technique is proposed to enhance the corelation between the pulse velocity and the compressive strength of core specimens. And bivariate normal distribution is assumed to evaluate the quality of concrete as a terms of compressive strength. A simple corelation table between the pulse velocity and the compressive strength of core specimens are proposed.

• 한국항해학회지
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• 제20권3호
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• pp.85-95
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• 1996

In the velocimeter, the ultrasonic pulse signal is used for measuring the profile velocity of moving targets distributed in space because of the merits of its high distance resolution and harmless affect to the human body. The velocity reading in conventional ultrasonic pulsed velocimeter depends on the wave pattern reflecting the spatial distribution of scatters and includes observational error due to the signal processing of analyzing pulse signal. In this paper, we evaluate an influence of the received waveform of pulsed signal on the velocity information by setting a model. Subsequently, in order to improve the distance resolution and to obtain precise velocity information without the influence of the spatial distribution of scatterers, we propose a new method for the analysis of Doppler pulsed signal, in which the pulsed signal is transformed into a phase function with local data. Finally, it is confirmed that the performance of the velocimeter is more improved in the proposed method than in the conventional one.

• 한국건설순환자원학회논문집
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• 제2권3호
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• pp.209-216
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• 2014

본 연구는 비파괴 검사 중 하나인 초음파 펄스 속도법(Ultrasonic Pulse Velocity Method)은 시험 물질의 초음파 펄스의 이동시간을 결정하는 것으로, 지금까지 대부분의 연구는 시간 영역에서 표현된 결과만을 이용하여왔다. 그러나 시간 영역에서 초음파 펄스의 신호는 고속 푸리에 변환(FFT)를 통해 주파수 영역으로 변환할 수 있으며, 보다 유용한 정보를 얻을 수 있어, 그 방법을 활용하고자 한다. 이 논문에서는 경량 잔골재를 사용하여 다양한 하중 이력에 대한 콘크리트의 펄스 속도와 주파수 영역 신호의 변화에 대한 비교를 통해, 일반 콘크리트의 강도식의 적용성 여부, 골재 치환율 별 주파수 변화 양상, 최대주파수 분석 등의 연구를 진행하였다. 초음파 속도 측정과 강도 측정을 통해 경량 잔골재 콘크리트에 기존 압축강도식의 적용성 여부를 판단하였지만, 신뢰도 저하로 기존 제안식의 사용은 어렵다는 것을 확인하였고, 하중이력 상태에서 경량 잔골재를 사용한 콘크리트의 초음파 펄스가 주파수 영역에서 보이는 신호가 보통 콘크리트와 비교하여 차이를 보여주지 않았으며, 응력 증가 추세에 따라 초음파 속도와 최대주파수의 상관관계는 존재하나, 초음파 속도와 최대주파수는 상호 독립적인 관계임을 확인하였다.

• Computers and Concrete
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• 제3권6호
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• pp.423-437
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• 2006

Stress wave propagation through concrete is simulated by finite element analysis. The concrete medium is modeled as a homogeneous material with smeared properties to investigate and establish the suitable finite element analysis method (explicit versus implicit) and analysis parameters (element size, and solution time increment) also suitable for rigorous investigation. In the next step, finite element analysis model of the medium is developed using a digital image processing technique, which distinguishes the mortar and aggregate phases of concrete. The mortar and aggregate phase topologies are, then, directly mapped to the finite element mesh to form a heterogeneous concrete model. The heterogeneous concrete model is then used to simulate wave propagation. The veracity of the model is demonstrated by evaluating the intrinsic parameters of nondestructive ultrasonic pulse velocity testing of concrete. Quantitative relationships between aggregate size and testing frequency for nondestructive testing are presented.

• 비파괴검사학회지
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• 제14권2호
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• pp.90-100
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• 1994

초음파의 속도는 재료의 성질 연구에 폭넓게 사용되고 있다. 본 논문에서는 탄화규소(SiC)와 같은 구조용 세라믹스에서 기공으로 인한 밀도 변화를 미시역학 모델과 초음파의 속도 측정으로부터 결정할 수 있는 비파괴 평가법을 연구하였다. 기공의 특성은 재료의 탄성계수에 민감한 영향을 미치며, 따라서 제시한 미시역학 모델은 기공의 모양과 방향을 모두 고려할 수 있으며, 또한 기공 사이의 상호 작용을 반영하므로 기공량이 높은 경우에도 적용이 가능하다. 이론 밀도의 약 85-100% 밀도를 가진 SiC 시편들의 초음파 속도를 접촉식, 펄스겹침법(pulse overlap method)을 이용하여 측정하였으며, 속도-밀도 (또는 기공) 사이에 좋은 선형 관계가 있는 것으로 나타났다. 측정한 종파 또는 횡파 속도값과 모델로부터 기공의 부피 분율과 밀도를 계산하는 절차를 소개하였으며, 계산한 밀도값은 아르키메데스의 방법으로 측정한 값과 잘 일치하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제23권6호
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• pp.683-692
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• 2023

본 연구에서는 보통 및 경량 굵은 골재를 사용한 콘크리트의 역학적 특성을 평가하기 위해 압축강도와 초음파 속도를 측정하였다. 압축강도에서는 재령 초기에서 보통골재 콘크리트가 높은 경향을 나타냈으나 시간 경과에 따라 경량골재 콘크리트가 높아지는 것을 알 수 있으며, 경량골재의 특징 중 높은 흡수율의 영향이라고 판단된다. 초음파 속도에서는 일정 시간을 제외하고 대부분 보통골재가 높은 경향을 나타냈으며, 골재의 내부 공극의 차이라고 판단된다. 압축강도와 초음파 속도의 상관관계를 통한 예측식의 상관계수(R²)가 0.95를 상회하며, 본 실험을 통한 예측식으로 강도 예측의 신뢰성이 높다고 판단된다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.165-168
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• 2008

콘크리트 시험체 내의 다양한 공동형상을 상세히 검출하기 위해 초음파속도법을 이용하여, 공동형상에 따른 3차원 검사해석을 실시하였다. 내부공동은 무공극 시험체와 정사각형, 직사각형 등 2종의 형식을 3차원 스티로폼 공동형상으로 제작하여, $500{\times}500{\times}500mm$ 크기의 무근콘크리트 시험체 내에 삽입 하였다. 비파괴시험은 초음파속도법에 대한 토모그래피법을 이용하였다. 그 결과, 공동의 형상을 3차원으로 화상화 처리가 가능하여, 콘크리트 내부공동을 보다 상세하게 비파괴검사방법으로 해석할 수 있음을 알 수 있었다.