The sensors and impact sources for impact-resonance test were characterized by point-source/point-receiver technique. It was found that the conical and the pin-type transducers had flat sensitivity to the displacement and velocity of vibration, respectively, in the frequency range of DC-5MHz. And impacts of steel ball drop were explained by the Hertz's law of contact.
The attenuation and dispersion of stress waves in the multi-phase materials such as granite, paste, mortar and concrete were evaluated by the point-source/point-receiver technique with step force of glass capillary breaking. Effect of time shift of input signal on the dispersion relation was discussed. Mortar and paste were found to be less attenuative and dispersive than granite and concrete. The resonant frequencies of vibrations of plates which were excited by steel ball drop were identified by the normal mode frequencies of axi-symmetric flexural vibrations of a thick circular plate. The thickness modes were hardly clarified because of strong resonance of flexural modes. It was found that the number and amplitudes of the peak frequencies were decreased by attenuation, and that widths of resonance in frequency spectra were increased by dispersion.
The impact resonance test was carried out for the mortar and concrete specimen containing artificial flaws. The thickness vibration modes as well as flexural modes appeared in the frequency spectrum because the circular boundary conditions are not right. The observed peak frequencies in impact resonance tests were identified with the possible normal modes of the blocks, and the depth and size of the flaw were determined by the resonant frequencies of the specimens. The frequency spectra of the mortar and the concrete blocks were similar, even if the peak frequencies and the widths of the peaks of the concrete specimen were slightly higher and broader, respectively than those of the mortar block. The flaw sic, shape and location determined by impact resonance tests were in good agreement with the real ones and the results suggest that concrete can be treated as a homogeneous and isotopic material in the impact resonance tests.
원추형 및 핀형 압전탐촉자의 수신특성과 유리관파괴 및 쇠공낙하에 의한 충격원을 점원발생 및 점원수신(PS/PR)방법에 의하여 분석하였다. 그 결과, 원추형 및 핀형 탐촉자의 출력전압은 각각 진동신호의 변위 및 속도에 비례하고 주파수 영역이 DC부터 5MHz까지에서 평탄한 특성을 나타내었다. 또한 쇠공의 낙하에 의한 충격원은 Hertz의 접촉 법칙으로 잘 설명되었다.
다상재료인 화강암, 페이스트, 몰탈 및 콘크리트에서의 탄성파의 감쇠 및 분산을 PS/PR방법에 의하여 측정하여, 그 결과로 페이스트와 몰탈에서는 화강암과 콘크리트에 비하여 감쇠와 분산이 적은 것으로 판명되었다. 이들의 원판형 시험편에 쇠공의 낙하로 충격을 가하였을 때에 나타나는 진동모드를 축 대칭 flexural 진동모드에 의하여 설명하였다. 두께에 의한 진동모드는 강한 flexural 진동모드때문에 구별하기가 어려웠다. 이 결과로부터 감쇠는 나타나는 공진 주파수의 갯수와 진폭을 줄이고, 분산은 공진주파수의 폭을 증가시킴을 판명하였다.
원판형 결함을 지니는 몰탈 및 콘크리트 직육면체 블럭에 대하여 충격-공진시험을 실시하였다. 이 경우는 원판형 결함에 의한 경계조건의 완화로 flexural 모드가 약해져서 두께에 의한 공진 모드를 구별할 수 있었다. 시험결과 나타나는 공진주파수는 블럭의 가능한 진동모드에 일치하였고 이로부터 결함까지의 깊이 및 결함의 크기를 정할 수 있었다. 몰탈과 콘크리트 블럭의 주파수 스펙트럼은 비슷하였으며 콘크리트 블럭의 경우 몰탈의 경우에 비하여 좀더 높은 공진주파수를 지니며 공진주파수의 폭이 넓어짐을 알 수가 있었다. 이 충격-공진법에 의하여 결함의 크기 형태 및 위치를 잘 판단할 수 있었으며, 이 방법에서는 콘크리트는 균질 및 등방 재료로 간주할 수 있다.
