광학 스펙클 장비를 이용한 콘크리트 변형률 측정 시스템

김순희; 김수철; 송승리; 주철민

doi:10.7779/JKSNT.2019.39.1.15

주제분류

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저널정보

한국비파괴검사학회
비파괴검사학회지 학술저널
비파괴검사학회지 제39권 제1호
2019.2 15 - 19 (5page)
DOI : 10.7779/JKSNT.2019.39.1.15

저자정보

김순희 (한국철도기술연구원)
김수철 (연세대학교)
송승리 (연세대학교)
주철민 (연세대학교)

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콘크리트는 비균질 물질로 스트레인게이지의 길이 및 설치 방향에 따라 정확하지 않은 변형률 값이 측정될 수 있어 일반적으로 가장 큰 콘크리트 미립자의 최소 5배 이상의 측정 그리드를 활용하여 측정 범위내의 산술평균값을 측정한다. 콘크리트침목 또는 콘크리트 노반에서는 변형률 측정을 위하여 150 ㎜ 이상의 스트레인게이지를 부착하거나 내부에 측정기준이 되는 금속구조물을 삽입하여 양생하며 이러한 방법을 통해 측정그리드의 평균값을 산출해 낼 수 있다. 스펙클 변형률 측정장치의 경우 렌즈 화각(FOV, Field Of View)의 조절에 따라서 국소부위 또는 전체평균값을 모두 도출할 수 있으며, 푸아송 비 또는 구조물에 의하여 주어진 하중값에 따라 다양한 방향으로 발생하는 스트레인의 방향성을 각각 계산해 낼 수 있는 장점을 가진다. 본 연구에서는 30 ㎫ 압축강도의 콘크리트 공시체에 압력을 가하여 발생하는 변형률을 스펙클 변형률 측정장치로 계측하였으며 스펙클 변형률 측정장치가 콘크리트 변형률 측정에 적합함을 보였다.

Because concrete is a highly anisotropic material with varying grain size, a long strain-gauge sensor at least five times longer than the biggest grain of concrete was used, and the arithmetic average value was measured. In the railway field, a strain-gauge longer than 150 mm was used to measure a concrete sleeper in concrete track. Also, implantation with a reference metal structure during the concrete curing stage has been tried in several studies to measure average strain value between two or three metal structures, such as poles. In the case of optical speckle strain measurement technology, the local strain value and average strain value can be calculated by changing the field of view (FOV) and by a signal analysis algorithm. Because the speckle measurement system can calculate every direction of change in the FOV, it was possible to measure directly the Poisson ratio or strain direction, which changes according to the structure in the same stress condition. In this research, a lab-integrated speckle strain measurement system was tested on the concrete specimen under a onedirection compression condition, and the result was compared with the strain-gauge measurement value to show that the speckle strain measurement system is suitable for concrete strain measurement.

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