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과제기본정보

콘크리트 구조물의 손상평가를 위한 능동/수동 결합형 NDT 신기술 개발 - 수동형 NDT 신기술 개발1년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 05CCTI-C043082-01
국가과학표준분류 1순위 None | None | None 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 -
3순위 None | None | None 과제유형 -
과제명 콘크리트 구조물의 손상평가를 위한 능동/수동 결합형 NDT 신기술 개발 - 수동형 NDT 신기술 개발
주관연구기관 한국표준과학연구원
총괄연구 책임자 성명 윤동진
소속 (재단)한국표준과학연구원 직위 센터장
전화번호 1-479-575-2563 FAX 1-479-575-8431
총 연구기간 2005-07-29 ~ 2008-08-16
당해연도 연구기간 2005-07-29 ~ 2006-07-28

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
1차년도 278,000,000 0 0 0 278,000,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 본 연구에서는 콘크리트에서의 음향방출 발생특성에 대한 데이터, 위험도 평가를 위한 신호분석 알고리즘을 얻기 위한 연구를 수행하게 되며 이를 근거로 하여 현장에 음향방출 기술을 적용하기 위한 장비 설치 및 신호처리 절차서, 그리고 이상신호 판정 기준 등의 최종 결과물로 제시하고자 한다. 한편 표면탄성파를 이용한 Active 기술 개발을 통하여서는 균열의 깊이를 측정하기 위한 신호 해석 기법, 이를 정량화하기 위한 판정 알고리즘, 그리고 현장 응용을 위한 시스템 구성 방안을 최종 결과물로 제시한다.
최종목표 본 연구의 최종 목표는 “콘크리트 구조물의 손상 모니터링 및 현장 측정을 위한 능동/수동 비파괴 검사 신기술 개발 (Development of the Passive/Active New Nondestructive Testing Techniques for Damage Monitoring and In-situ Measurement of Concrete Structures)” 이며, 최종 목표를 달성하기 위하여 주관기관에서 1 세부과제인 Passive 기술 개발, 협동기관에서 2 세부과제인 Active 기술 개발을 담당한다.
본 연구의 Passive 기법에서는 현장에 음향방출 기술을 적용하기 위한 장비 설치 및 신호처리 절차서, 그리고 프로토타입 장비 개발 등의 최종 결과물로 제시하고자 한다. 한편 표면탄성파를 이용한 Active 기술 개발을 통하여서는 균열의 깊이를 측정하기 위한 신호 해석 기법, 이를 정량화하기 위한 판정 알고리즘, 그리고 현장 응용을 위한 프로토타입 시스템 구성 방안을 최종 결과물로 제시한다.
연구내용 및 범위 음향방출 기술은 재료의 파손기구를 연구하거나 내부에 존재하는 결함을 검출하는 기술로 최근 많은 관심을 끌고 있다. 이는 광범위한 부분에 대해 표면에서는 검출되지 않는 재료의 내부 손상을 검출할 수 있다는 큰 장점이 있기 때문일 것이다. 콘크리트 및 토목 분야에서는 다른 분야에 비해 적은 수이지만 최근 많은 연구자들에 의해 콘크리트 재료나 구조물에의 적용이 되어 왔다. 대체적으로 이전의 연구 분야들은 크게 두 부류로 나눌 수 있다. 첫째는 균열 선단에서 전개되는 파괴진행영역(fracture process zone, FPZ)에 대해 파괴 메카니즘을 규명하거나, 균열의 위치 또는 균열의 전파과정을 설명하는 것이었다. 두 번째 연구 분야는 음향방출 기술을 실제 구조물의 안전성 진단의 개념에서 구조물의 건전성을 평가하거나 손상을 검출하는데 초점이 두어졌다. 이 분야에 대한 국내/외의 관심도는 매우 고조되고 있으나 아직까지 실용기술은 개발되지 않은 상태이다. 따라서 본 연구의 지속적이며 급속한 연구개발의 진행은 향후 안전진단 관련 분야에의 새로운 진단 기법으로 촉망을 받을 것으로 사료된다.
실내 시편 실험을 통한 음향방출 위험도평가 핵심기술 도출
콘크리트 표면탄성파 해석을 위한 거동 연구
콘크리트에서 이상거동 판정을 위한 음향방출 신호 분석？평가 알고리즘 개발
콘크리트 균열 깊이 측정 Active 기법 개발
음향방출 기술의 현장 적용을 위한 절차서 개발 및 적용성 검증
현장 응용을 고려한 균열 깊이 측정 Active 기술개발
이를 바탕으로 최종 목표의 성격을 설정하면 현장 또는 실무에서 사용 가능한 실용화 NDT 기술의 개발이라는 것이다. 이를 위하여 실험실 규모의 하중 부가 실험 및 파괴 실험을 통해 AE 및 SAW 신호 특성을 취득하고 콘크리트 구조물에 적합한 현장용 프로토타입 장비를 구성한 후 현장 실험을 통해 적용성을 검증하는 것 까지를 연구 범위로 하였다. 따라서 최종 목표의 성격은 이론적 아이디어와 시작품 개발 그리고 공정 개발 등실용화를 위한 종합적 성격의 연구에 해당된다. 이러한 연구의 최종 목표를 설정한 또 다른 근거는 현재 기술 수준이 요소 기술에 국한되어 있고, 각각의 요소 기술들이 아직까지 실용적으로 사용할 수 있는 기술의 수준으로 발전되지 않은 상태이기 때문에 이를 높이기 위한 연구가 필요하기 때문이다.
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
1차년도 - 실내 시편 실험을 통한 음향방출 위험도평가 핵심기술 도출
- 파동 전파 해석을 통한 콘크리트에서의 균열 깊이에 따른 표면탄성파 특성 분석
- 표면탄성파 출력 특성에 맞는 신호 처리 기법 연구
- 콘크리트의 특성을 고려한 표면탄성파 발신 및 수신 시스템 연구 		- 콘크리트 파괴거동 단계 분류
- 파괴 단계별 음향방출 신호원 분석
- 시편실험을 통한 파괴 단계별 음향방출 신호 취득
- 기존 연구 조사
- 파동 해석 기법 연구
- 상용 코드를 이용한 모델링 및 파동 전파 해석
- 시간 영역 분석
- 주파수 영역 분석
- 시간-주파수 분석
- 기존 연구 사례 조사
- transmitter/receiver 특성 연구
- 전문가 자문
연구성과 기술적 기대성과 * 구조물의 모니터링 및 현장 측정 기술의 개선, 보완 또는 대체 기술 확보
* 콘크리트 구조물의 특성에 맞는 음향방출기술 개발
* 균열 깊이 검사 기술의 신뢰성 향상 및 기존 기술에 대한 대안 확보
* 외국 기술에 대한 기술 경쟁력 강화
사회 경제적 파급효과 * 고급기술의 국내 개발로 기술도입비의 절감효과
* 체계화된 모니터링 기술 구축으로 유지관리비 절감
* 첨단 비파괴검사기술의 적용을 통한 국가기간 시설물의 안전성 확보
* 건설 분야의 신뢰 회복 및 사회적 불안요소의 해소
활용방안 * 현장 실 구조물의 안전 진단에 있어서 파괴의 조짐을 음향방출을 통하여 직접적으로 감시하고, 균열의 깊이를 정량적으로 측정함으로써 한 단계 정밀하고 진보된 기법으로서 현장구조물에 매우 유용하게 적용될 것으로 판단된다.
* 이 기술의 활용도는 산업설비에서의 대형구조물이나 원자력 발전설비의 콘크리트 구조물 등의 안전 관리 차원에서도 활용될 수 있으므로 그 사용 영역은 매우 넓다고 볼 수 있다.
* 본 연구에서 개발된 내용은 향후 한국도로공사, 시설안전기술공단, 주택공사, 철도청, 안전진단 전문기관, 설계회사, 건설회사 등이 현장에서 유용하게 활용할 수 있도록 실제 홍보를 통하여 활용 가능하도록 할 예정임.
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 음향방출 표면탄성파 콘크리트 균열 감시 비파괴검사
영문 Acoustic Emission(AE) Surface Acoustic Wave(SAW) Concrete Crack Monitoring Nondestructive Testing(NDT)
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 0694_콘크리트 구조물의 손상평가를 위한 능동수동 결합형 NDT 신기술 개발.pdf   다운로드

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