주요 토목구조물의 신뢰성은 사회, 경제, 국민의 생명과 재산의 안전에 중요한 영향을 미치며, 구조물의 실제 거동을 정확하게 평가하는 것은 신뢰성을 결정하는 전제조건이며, 이는 건물 구조 검사 기술의 사용이 필요합니다.

구조 감지 방법은 일반적으로 정적 감지 방법과 동적 감지 방법의 두 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 본 글은 현재 상황과 발전 동향을 분석하고 전망하고자 한다.

정적 감지 방법 정적 감지 방법은 전통적인 감지 방법으로, 이 방법의 데이터는 더 정확하지만 부피가 크고 구성 요소가 많기 때문에 대형 구조물에 제한되며 일부 부품은 감지할 수 없습니다. 감지되었습니다.

리바운드 방식 리바운드 방식은 리바운드 기구를 이용해 콘크리트 표면에 부딪히는 방식으로, 기구 무게의 반발 에너지 변화를 반영해 콘크리트의 표면 경도를 측정한다. 압축강도를 계산합니다. 리바운드 방법의 장점은 간단한 계측, 높은 감지 효율성 및 저렴한 비용이지만 리바운드 값은 탄화 깊이와 테스트 각도에 따라 영향을 받습니다. 인력과 시간이 많이 소모됩니다.

레이더 방식 레이더 방식은 광대역 단펄스 형태를 이용해 지상에서 고주파 전자파를 송신 안테나를 통해 지상으로 보내고, 반사된 뒤 지상으로 되돌아오는 방식이다. 전기적 차이가 있는 콘크리트이며 수신 안테나에 의해 수신됩니다. 송신 안테나와 수신 안테나가 조사선을 따라 일정한 거리로 동기적으로 이동하면 조사선에서의 지하 콘크리트 품질 결함 분포를 반영한 ​​레이더 영상을 얻을 수 있습니다. 허니콤, 오버헤드 현상 등과 같이 콘크리트의 균일성이 좋지 않은 경우 이 영역과 주변 콘크리트 사이의 전기적 차이가 증가하고 완전하고 조밀한 경우 반사파가 향상되어 특성이 비교적 균일합니다. 반사파는 매우 약합니다. 이러한 방식으로 콘크리트의 품질을 감지할 수 있습니다.

충격 에코법(Impact Eco Method) 충격 에코법은 비파괴 검사에 적용되는 과도 응력파를 기반으로 한 기술로, 응력파가 콘크리트 내부에 전파되어 결함 및 바닥면을 만나면 왕복 반사를 일으키며, 원인 콘크리트 양쪽의 작은 변위에도 반응합니다. 이 응답을 수신하고 스펙트럼 분석을 수행하면 스펙트로그램이 생성됩니다. 스펙트럼 차트에서 눈에 띄는 피크는 콘크리트 표면, 바닥 표면 및 결함 사이의 응력파가 앞뒤로 반사되어 발생합니다. 결함의 존재 여부와 깊이는 주파수 피크를 기준으로 확인할 수 있습니다. 충격 에코법은 구조용 콘크리트 두께를 측정하는 데 사용할 수 있는 새로운 비파괴 검사 방법입니다. 단면 구조에 특히 적합합니다. 그러나 콘크리트 구조물의 복잡성과 다양성으로 인해 두께 감지가 복잡합니다.

수직 반사 방식 수직 반사 방식은 고출력 고주파 음파를 사용하여 펄스 신호를 콘크리트에 전송한 다음 가속도(또는 속도) 감지기를 사용하여 신호를 수신합니다. 탐지 방법은 거의 0입니다. 다양한 신호 기술로 처리된 수직 반사의 파형 특성을 사용하여 결함의 유무와 깊이를 판별할 수 있습니다.

레일리 표면파법 레일리 표면파법은 종파와 전단파가 상호간섭, 중첩되어 발생하는 2차파를 이용하여 매질의 표면을 따라 전파되는 곡선 형태를 형성하여 매질의 이상현상을 판별하는 방법이다. 매체. 균일하고 연속적인 매질에서 전파되는 레일리 표면파 곡선은 부드럽고 연속적이어야 합니다. 매체에 불연속적인 불연속성 또는 불균일한 이상이 있는 경우 곡선이 중단되고 "지그재그" 모양이 나타납니다.

적외선 열화상 적외선 감지 기술은 건물 외벽의 접착 품질을 식별하는 데 효과적인 새로 개발된 비파괴 검사 방법으로 적외선을 사용하여 물체나 재료의 표면을 감지하고 측정합니다. 외벽에는 적외선 열화상에서 "핫스팟"으로 나타나는 벗겨짐 및 빈 공간과 같은 접착 결함이 있습니다. 감지 결과는 직관적이고 신뢰할 수 있습니다. 외벽의 적외선 열화상 특성 맵이 분석되고 이론적 계산이 수행됩니다. .외벽의 접착 품질을 결정할 수 있습니다. 비접촉, 장거리, 실시간, 고속, 전체 필드 측정이라는 장점이 있지만 장비 비용이 높습니다.

광도 측정 디지털 이미지 처리 기술의 결합으로 구조 테스트에 광도 측정이 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 주요 특징은 높은 테스트 정확도와 전체 필드 측정이지만 현장 테스트 조건에 대한 요구 사항은 상대적으로 높습니다. 홀로그램 간섭법, 스펙클법, 모아레법 등이 있습니다. 홀로그램 간섭법은 두 개 이상의 파동(이 중 적어도 하나는 홀로그램 재생파임)의 간섭 측정값을 비교하여 간섭 무늬 패턴을 형성하고, 간섭 무늬 패턴의 해석을 통해 물리량을 측정하는 방법입니다. 스펙클법은 간섭성이 좋은 빛을 이용해 물체의 거친 표면을 조명하여 표면 앞 공간에 무작위로 분포된 명점과 암점(스페클)을 형성하고 물체 표면의 변형에 따라 움직이는 빛과 암점(스페클)을 기록하는 방식이다. 물체가 변형되기 전과 후의 스펙클 패턴은 변형 전과 후의 스펙클 패턴의 변화를 비교하여 물체 표면의 각 지점의 변위나 변형을 높은 정밀도로 감지할 수 있습니다.

모아레 검출 기술은 시편 그리드와 기준 그리드의 상대적인 변화를 이용하여 광학적 모아레 패턴을 형성하여 물체의 표면 변위나 변형률을 검출하는 기술로 엔지니어링 구조물의 변형 해석에 널리 사용되어 왔습니다. 디지털 영상처리 기술과 결합하여 검출 속도와 분석 정확도가 크게 향상되었습니다.

레이저 감지 방식 역시 새로운 감지 방식으로 레이저 감지 시스템은 많은 장점을 갖고 있다. 첫째, 단일 위치에서 여러 감지 지점을 감지할 수 있습니다. 둘째, 레이저 시스템에는 특정 목표 요구 사항이 없으며 작업을 완료하기 위해 접근할 수 없는 링크에 들어가는 기존 방법은 과거의 일이 되었습니다. 마지막으로 레이저 감지 시스템은 설치가 쉽고 감지 결과를 빠르게 얻을 수 있습니다. 레이저 장비의 감지 정확도는 매우 높고 작동이 쉬우며 컴퓨터와 결합하면 결과를 더 쉽고 정확하게 얻을 수 있습니다.

광섬유 감지 기술은 1990년대 후반에 개발된 신기술로, 빛이 광학계에서 전파될 때 빛의 세기, 위상, 편광 상태, 파장, 주파수 등의 특성 매개변수를 변화시키는 외부 요인을 이용합니다. 광섬유를 통해 외부 요인을 감지하고 신호를 전송합니다. 이 신기술은 항공, 우주항공 등 다양한 분야에서 활용되고 있으며, 복합재료에 내장된 광섬유 센서를 이용해 구조물 내부의 변형률을 감지하고 구조물의 손상 여부를 감지하는 효과적인 신기술임을 충분히 입증했다. 비파괴 테스트. 현재 감지에 사용되는 기존 스트레인 게이지 감지 기술과 비교할 때 이 새로운 기술은 분명한 장점이 있으며 큰 개발 잠재력을 보여줍니다.

자기 검출 방법 누설 자기장 검출 기술은 최근 급속히 발전하고 있는 자기 검출 기술로, 자기에 민감한 부품과 전자 기기를 이용하여 부품 결함으로 인해 형성되는 누설 자기장을 검출하고 분석합니다. 균열 깊이 및 폭 분석에 있어서, 검출 대상의 자화 수준은 적어도 포화 상태에 도달해야 하며, 검출 장치는 검출 대상의 넓은 영역을 스캔할 수 있으며 검출 효율이 높습니다.

금속 자기 메모리 탐지 방법은 전통적인 비파괴 검사 방법과 비교할 때 금속 자기 탐지 방법의 주요 장점은 다음과 같습니다. 기존 탐지 방법은 기존 결함을 탐지하는 데만 사용할 수 있지만 금속 자기 방법은 가능합니다. 결함이 발생할 수 있는 위험한 부분, 즉 최대 응력과 변형이 집중되는 부분을 예측하여 적시에 조치를 취하여 손상 및 사고를 예방할 수 있습니다. 인공 자화 장치가 필요하지 않습니다. 원래의 금속을 유지할 수 있습니다. 조건에서 감지가 수행되므로 감지 대상을 특별히 청소할 필요가 없으며 결합 기술을 사용할 필요가 없습니다(예: 초음파 사용 시) 발각). 따라서 이 방법은 생산 현장, 현장 조건 및 인구 조사 작업에 더 적합하며, 다른 자기 탐지 방법보다 탐지 감도가 높으며, 크기가 작고 무게가 가벼우며 독립적인 전원 공급 장치와 기록 장치가 있습니다. 휴대가 간편하고 사용이 간편하며 감지 효율이 높습니다.

초음파 펄스 공법으로 콘크리트 구조물을 설계하면 다양한 원인으로 인해 균열이 발생하는 경우가 많습니다. 균열이 있으면 구조물의 안전성과 내구성이 손상됩니다. 일반적으로 균열의 위치는 육안 검사를 통해 알 수 있으며, 균열의 깊이는 초음파 방식을 사용하여 감지할 수 있습니다. 음향학의 원리에 따르면 음파가 전파 중에 다른 매체의 경계면을 만나면 반사와 전송이 발생합니다. 균열에 의한 음파의 반사로 인해 구조용 콘크리트에 결함 및 손상이 있는 경우 초음파 펄스가 결함을 통과할 때 회절되어 전파 음속이 동일 재질의 결함이 없는 콘크리트에 비해 느려집니다. , 소리 시간이 길어집니다. 결함 인터페이스에서 반사가 발생하여 에너지가 크게 감쇠되고 진폭과 주파수가 크게 감소하며 파형을 수신하는 신호가 평평하거나 심지어 왜곡됩니다. 균열의 존재는 수신된 신호 진폭을 구조물의 정상적인 부분의 진폭과 비교하여 찾을 수 있습니다. 초음파 방식의 적용은 수중 구조물의 균열 탐지에 특히 두드러집니다.

동적 감지 방법 동적 감지 방법은 진동 반전 이론을 엔지니어링에 적용한 것으로, 맥동 및 시동 진동과 같은 가진 모드에서 구조물의 주파수 및 진동 형상 및 기타 매개변수를 측정하여 층간 강성을 측정합니다. 시스템 식별 이론에 따라 얻어집니다. 구조 동적 탐지의 기본 문제는 동적 응답을 기반으로 구조물의 현재 상태를 식별하는 것으로, 이는 구조 모달 매개변수 식별(고유 진동수 및 모드 형상)과 구조 물리적 매개 변수 식별 강성으로 구분됩니다.

동적 검출 방법은 정현파 정상상태 여기, 환경 여기 검출 방법, 국부 여기 검출 방법으로 나눌 수 있습니다.

정현파 정상상태 가진 방법 사인파 정상상태 가진은 특정 장치를 사용하여 구조물에 안정적인 단순 조화 진동을 가하는 방법입니다. 정현파 정상 상태 여기의 장점은 집중된 여기 에너지, 높은 신호 대 잡음비 및 높은 테스트 정확도입니다. 그러나 테스트에는 특수한 여자 장비가 필요하며 이는 비용이 많이 들고 테스트 중 건물의 정상적인 사용에 영향을 미칠 수 있습니다.

환경 자극 감지 방법 건물 주변의 지상 환경의 작은 진동(지반 맥동이라 함)과 공기 환경의 흐름(즉, 바람)은 공학 구조물의 진동을 일으킬 수 있으며, 진동을 일으키는지면은 진동을 유발합니다. 구조물의 맥동과 바람을 환경 자극으로 감지할 수 있습니다. 가진방식에 따라 자연맥동, 인공맥동, 지반진동, 맥동풍으로 나눌 수 있다. 환경 무작위 여기의 장점은 테스트가 간단하고 여기 장비가 필요하지 않으며 구조의 모양과 크기에 제한을 받지 않으며 테스트 비용이 낮다는 것입니다. 그러나 녹음 신호 대 잡음비는 낮습니다. 시험시간이 길어요.

고층 건물의 진동 시험에는 자연 지반 맥동과 맥동풍이 더 적합합니다. 지진 발생 가능성이 높기 때문에 지반 진동을 가진원으로 사용하는 것은 적합하지 않습니다.

엔지니어링 구조의 국부적 손상에 대한 국부적 가진 감지는 구조의 전체 성능에 거의 영향을 미치지 않는 경우가 많으며, 구조적 동적 응답 측정의 영향과 결합되어 구조적 손상을 동적으로 감지하는 것은 매우 어렵습니다. 때로는 정확한 결과를 얻지 못하는 경우도 있습니다. 구조물의 국부진동은 구조물 전체의 진동보다 구조물의 국부적인 특성을 더 정확하게 반영하므로, 구조물의 국부적인 진동응답을 이용하면 구조물의 국부적인 특성을 정확하게 파악하는 데 도움이 됩니다. 전반적인 수준의 감지를 사용하여 먼저 구조적 손상 위치를 대략적으로 파악한 다음 이를 자극하여 구조의 국부적인 진동 응답을 측정합니다.

환경 자극 감지 방법은 구조물의 전반적인 성능을 더 잘 파악할 수 있으며 구현이 쉽습니다. 국부 가진 검출 방법은 구조물의 국부 구성요소의 물리적 매개변수를 정확하게 파악할 수 있습니다. 구조적 동적 감지 방법은 접근 가능한 구조적 위치에 동적 응답 센서가 설치되어 있는 한 구조물의 크기와 은폐 여부에 의해 제한되지 않습니다. 탐지 장비 기술의 발전으로 결과의 정확도가 점점 더 높아지고 있습니다. 현재 효율적인 모듈식 및 디지털 구조 동적 응답 측정 기술은 구조 동적 탐지 방법에 대한 견고하고 효과적인 기술 지원을 제공하고 있습니다. 구조 동적 탐지 방법은 적용 조건이 적고 효율적이지만, 구조 동적 측정 신호의 품질과 수량의 한계로 인해 구조 동적 탐지 결과의 신뢰성을 보장할 수 없는 경우가 있습니다.