In this study, an experimental study on the stress-dependent characteristics of concrete under cyclic load, based on a nonlinear resonant ultrasonic spectroscopy was conducted. When concrete suffered to cyclic loading, microstructural changes in concrete induces variations in the elastic and plastic behaviors. The adoption of nonlinear ultrasonic method, which has a sensitivity for evaluating micro cracks in concrete compared to the conventional ultrasonic techniques is critical. For the experimental setup, two types of loading were designed, respectively, continuously increased and cyclic repeated so that effects of loads on the ultrasonic nonlinearity of concrete and load-induced damage were identified. In addition, the nonlinearity of sample exposed to high temperature was measured, to investigate the effects of increased occurrence of micro cracks. On the experimental results, a comparison analysis about the results and the sensitivity of each methods was carried so that the possibility to evaluate the stress history of concrete using the nonlinear resonant ultrasonic method was confirmed.
본 연구에서는 비선형 초음파 공진 기법을 기반으로 한 반복 하중 조건 하의 콘크리트의 응력 의존 특성을 확인하기 위한 실험을 수행하였다. 반복하중 조건에 노출된 콘크리트의 경우, 미세구조적 변화에 따른 탄성과 소성적 특성을 동시에 수반하므로 미세 균열 평가에 있어 장점을 갖는 비선형 초음파 공진기법의 도입이 필요하다. 콘크리트 통과에 따른 초음파의 비선형성 및 하중에 의한 손상을 파악하기 위하여 지속적으로 증가하거나 반복하는 두 가지 유형의 하중이 고려되었다. 추가적으로, 고온 조건에 노출된 콘크리트 내 미세균열 증가에 의한 반복하중 조건 하의 영향 파악을 위한 측정이 더해졌다. 이후 실험 결과의 비교분석 및 기존 선형 초음파 기법과의 민감도 비교를 수행함으로써 비선형 초음파 공진기법을 활용한 콘크리트의 응력 이력 확인에 대한 가능성을 확인할 수 있었다.
