콘크리트 시설물 내부 철근 및 공극 구별을 위한 GPR 기반 이미징 기법 개발 = Development of a GPR Imaging Algorithm to Detect Void-like Defects in Reinforced Concrete Elements

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, a GPR-based imaging algorithm was developed to detect void-like defects in concrete structures. With an increase in the complexity of concrete structures in the civil engineering domain, construction errors and quality control have been the important issues. To identify structural safety, the engineers must check the placement of reinforcing bars as well as unplanned materials inside concrete such as void and PVC pipes. A GPR-based imaging algorithm has several advantages of real-time measurement and visualization of internal structural information. Using the concept of reflection coefficient, phase information when electromagnetic waves are reflected at void and PVC was enhanced to the SAFT algorithm to differentiate the defects in steel bars. The developed algorithm was evaluated based on testing specimen including rebar, void, and PVC pipes and showed a great potential of detecting void-like defects inside concrete.

국문 초록 (Abstract)

콘크리트 시설물 내 배근되어 있는 철근계측에 주로 활용되는 GPR의 알고리즘을 보강하여 공극을 구별해 낼 수 있는 알고리즘을 고안하였다. 건축, 토목 시설물의 대형화 및 복잡화로 인하여 시공오차율 및 부실시공 사례가 증가하고 있다. 이에 철근콘크리트 구조물에서 철근 배근의 정확도 판단뿐만 아니라 내부 공극 및 재료의 확인도 안전진단 및 시공품질 관리의 중요한 지표가 되고 있다. 이에 본 연구에서는 실시간 계측 및 데이터 시각화의 장점이 있는 GPR 기법을 활용하여 콘크리트 시설물 내부 공극 및 PVC 파이프를 구별해 내는 알고리즘을 개발하였다. 전자기파 신호가 철근이 아닌 공극과 같은 재료에서 반사될 때 발생하는 위상 역전 현상을 확인하고, 이를 SAFT(Synthetic Aperture Focusing Technique) 알고리즘에 반영하여 시각화하였다. 개발된 알고리즘은 철근, 공극, PVC 파이프가 포함된 검증 시편을 통하여 그 성능을 확인하였다.

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