본 논문에서는 비접촉 표면파 측정을 이용하여 콘크리트 슬래브에 발생한 표면균열의 깊이를 측정하기 위한 비파괴 검사법을 연구하였 다. 이를 위하여 표면파 측정, 해석 및 균열 깊이 평가의 과정을 포함한 새로운 측정모델을 제안하였다. 먼저, 3차원 유한요소해석 모델을 이용하여 표면파의 에너지와 콘크리트 균열의 깊이의 상관관계를 표현하는 표면파 전달함수를 구하였다. 제안된 측정모델은 실험을 통하여 증명하였다. 한 쌍의 비접촉 센서를 이용하여 깊이 0~100mm의 10개의 표면균열을 포함한 콘크리트 슬래브 (1500×1500×180mm3)을 통 과하여 전달되는 표면파를 측정하였다. 측정모델은 콘크리트 균열 깊이에 대하여 약 최대 10%의 오차를 보이며 실제 깊이를 예측하는 것 으로 나타났다. 비접촉 표면파 측정을 통하여 얻은 결과는 기존의 TOFD에 바탕을 둔 초음파법에서 얻은 결과보다 향상된 정확도를 보이 는 것으로 나타났다. 특히 비접촉 센서의 특성상 매우 향상된 측정 속도 및 측정값의 일관성을 얻을 수 있었다. 본 연구에서는 모델의 실제 구조물에 적용성에 관한 토의를 포함하고 있다.

Non-contact surface wave transmission (SWT) measurements are used to evaluate the depth of a surface-breaking crack in concrete slabs. The author propose a measurement model that includes an appropriate configuration of the source and receivers, and a transmission function for the given configuration. A series of numerical simulations using a 3D finite element model is used to obtain the transmission function. Then, validity of a proposed model is verified through experimental studies. Two air-coupled sensors are used to measured surface waves across surface-breaking cracks with varying depths from 0mm to 100mm with intervals of 10mm in a concrete slab (1500×1500×180mm3) in laboratory. As a result, the proposed method is demonstrated as to be effective for charactering the depth of a surface-breaking crack in concrete bridge deck with an average error of 10%. A discussion on practical applications of the proposed method is also included in this article.

Abstract
 1. 서 론
 2. 수치해석연구
  2.1 해석모델
  2.2 콘크리트 슬래브에서 표면파와 표면균열의 상호작용
  2.3 표면파 전달함수
 3. 실험연구
  3.1 실험체 제작 및 실험장치
  3.2 표면파전달율 및 속도 측정
 4. 결과 및 토론
  4.1 표면파 전달율과 균열 깊이의 상관관계
  4.2 표면파 속도와 균열깊이의 상관관계
  4.3 표면파 전달율과 균열깊이의 상관관계
  4.4 Time-of-flight diffraction (TOFD) 초음파법과 비교
  4.5 실제구조물의 적용
 5. 요약 및 결론
 감사의 글
 References
 요 지

• 기성훈(정회원, 동아대학교 건축공학과 조교수) | Seong-Hoon Kee 교신저자