JP2001004604A - コンクリート構造物中の欠陥検査方法 - Google Patents
コンクリート構造物中の欠陥検査方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 検査断面中の任意の位置に存在する空洞等の
欠陥の有無を明瞭に判断できるコンクリート構造物中の
欠陥検査方法を提供すること。 【解決手段】 インパクトエコー法を用いたコンクリー
ト構造物中の欠陥検査方法において、応答波形をスペク
トル解析して周波数と振幅との関係を示すスペクトルと
すると共に、コンクリート構造物の検査断面中に複数個
の仮想点を想定し、該仮想点において反射する弾性波の
理論周波数を各々の仮想点について算出し、この理論周
波数に対応する上記スペクトル中の周波数の振幅値を各
々の仮想点において求め、この各々の仮想点における振
幅値の大小を視覚的に把握し得る状態にして比較するこ
とにより、コンクリート構造物中の欠陥の有無を判断す
ることとした。
欠陥の有無を明瞭に判断できるコンクリート構造物中の
欠陥検査方法を提供すること。 【解決手段】 インパクトエコー法を用いたコンクリー
ト構造物中の欠陥検査方法において、応答波形をスペク
トル解析して周波数と振幅との関係を示すスペクトルと
すると共に、コンクリート構造物の検査断面中に複数個
の仮想点を想定し、該仮想点において反射する弾性波の
理論周波数を各々の仮想点について算出し、この理論周
波数に対応する上記スペクトル中の周波数の振幅値を各
々の仮想点において求め、この各々の仮想点における振
幅値の大小を視覚的に把握し得る状態にして比較するこ
とにより、コンクリート構造物中の欠陥の有無を判断す
ることとした。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンクリート構造
物中の欠陥検査方法に関し、特に、例えばＰＣ橋梁等の
ＰＣ構造物における補強材周りのグラウト充填不良など
による空洞を、インパクトエコー法により非破壊的に検
査するコンクリート構造物中の欠陥検査方法に関するも
のである。
物中の欠陥検査方法に関し、特に、例えばＰＣ橋梁等の
ＰＣ構造物における補強材周りのグラウト充填不良など
による空洞を、インパクトエコー法により非破壊的に検
査するコンクリート構造物中の欠陥検査方法に関するも
のである。
【０００２】
【従来の技術及びその課題】例えば、ポストテンション
工法によるＰＣ構造物においては、予め孔を開けた状態
で固化させたコンクリート構造物の該孔に、鋼線や鋼棒
等の補強材を挿通して該補強材にテンションを掛けた
後、前記孔内にグラウトを充填させて固化させることに
より、ＰＣ構造物全体に圧縮力を付与して強度の向上を
図っている。
工法によるＰＣ構造物においては、予め孔を開けた状態
で固化させたコンクリート構造物の該孔に、鋼線や鋼棒
等の補強材を挿通して該補強材にテンションを掛けた
後、前記孔内にグラウトを充填させて固化させることに
より、ＰＣ構造物全体に圧縮力を付与して強度の向上を
図っている。
【０００３】ところが、グラウトを補強材周りに充分に
充填させることは困難な作業であり、不測にグラウトの
充填が不十分な場合が生じる。このような場合には、Ｐ
Ｃ構造物における設計当初の強度が得られず、また補強
材の腐食防止の観点からも不都合が生じるため、施工後
の構造物におけるグラウトの充填状況を非破壊的に検査
する必要性が生じる。
充填させることは困難な作業であり、不測にグラウトの
充填が不十分な場合が生じる。このような場合には、Ｐ
Ｃ構造物における設計当初の強度が得られず、また補強
材の腐食防止の観点からも不都合が生じるため、施工後
の構造物におけるグラウトの充填状況を非破壊的に検査
する必要性が生じる。
【０００４】かかるコンクリート構造物中に存在する空
洞を非破壊的に検査する方法としては、従来よりインパ
クトエコー法が注目されている。このインパクトエコー
法とは、鋼球を対象物に落下或いは打撃することで弾性
波を入力し、その応答波形から部材内部の空洞の有無な
どを検査する方法であり、例えばＰＣ構造物においてグ
ラウト充填不良などによる空洞が存在した場合、該ＰＣ
構造物に鋼球を落下或いは打撃することで弾性波を入力
すると、該弾性波中の特定の周波数の振動はＰＣ構造物
内のコンクリートと空洞との境界面において反射し、応
答波形をスペクトル解析して得られる周波数と振幅との
関係を示すスペクトルにおいて、この反射した特定周波
数の振動がピークとなって現れることに着目した検査方
法である。
洞を非破壊的に検査する方法としては、従来よりインパ
クトエコー法が注目されている。このインパクトエコー
法とは、鋼球を対象物に落下或いは打撃することで弾性
波を入力し、その応答波形から部材内部の空洞の有無な
どを検査する方法であり、例えばＰＣ構造物においてグ
ラウト充填不良などによる空洞が存在した場合、該ＰＣ
構造物に鋼球を落下或いは打撃することで弾性波を入力
すると、該弾性波中の特定の周波数の振動はＰＣ構造物
内のコンクリートと空洞との境界面において反射し、応
答波形をスペクトル解析して得られる周波数と振幅との
関係を示すスペクトルにおいて、この反射した特定周波
数の振動がピークとなって現れることに着目した検査方
法である。
【０００５】即ち、インパクトエコー法によれば、空洞
での反射によるピーク周波数ｆＶｏ ｉｄは、以下の式で
表せるとされている。 ｆＶｏｉｄ＝０．９６ＣＰ／２ｄ ・・・・・（１） ここで、ＣＰは弾性波の伝播速度、ｄは弾性波入力箇所
から空洞までのかぶり深さである。但し、上記式（１）
中に見られる係数０．９６は、弾性波の補正係数とされ
ており、インパクトエコー法の原理と関連するものでは
ない。また、空洞での反射の影響が２波長で現れる場
合、ピーク周波数は、 ｆＶｏｉｄ＝ＣＰ／ｄ ・・・・・（２） となる。
での反射によるピーク周波数ｆＶｏ ｉｄは、以下の式で
表せるとされている。 ｆＶｏｉｄ＝０．９６ＣＰ／２ｄ ・・・・・（１） ここで、ＣＰは弾性波の伝播速度、ｄは弾性波入力箇所
から空洞までのかぶり深さである。但し、上記式（１）
中に見られる係数０．９６は、弾性波の補正係数とされ
ており、インパクトエコー法の原理と関連するものでは
ない。また、空洞での反射の影響が２波長で現れる場
合、ピーク周波数は、 ｆＶｏｉｄ＝ＣＰ／ｄ ・・・・・（２） となる。
【０００６】そこで、ＰＣ構造物に弾性波を入力した
際、その応答波形をスペクトル解析して得られたスペク
トル中に、上記式（１）及び（２）で求められた周波数
においてピークが存在した場合には、そのＰＣ構造物の
補強材周りには、グラウト充填不良などによる空洞が存
在すると判断できる。
際、その応答波形をスペクトル解析して得られたスペク
トル中に、上記式（１）及び（２）で求められた周波数
においてピークが存在した場合には、そのＰＣ構造物の
補強材周りには、グラウト充填不良などによる空洞が存
在すると判断できる。
【０００７】しかしながら、本発明者らの試験・研究に
よると、上記対象物に弾性波を入力した際の応答波形を
スペクトル解析して得られるスペクトル中には、上記空
洞の影響と思われるピークも見られるが、他のピークも
多く存在し、明瞭に空洞の有無を検出できるとは言い難
い方法であった。また、上記方法は、着目する周波数を
決定する必要があることから、空洞が存在すると想定さ
れる位置、例えば補強材の位置を予め正確に把握してい
ることが必要となり、検査断面中の任意の位置に存在す
る亀裂などによる空洞を検出するには不向きな方法であ
った。
よると、上記対象物に弾性波を入力した際の応答波形を
スペクトル解析して得られるスペクトル中には、上記空
洞の影響と思われるピークも見られるが、他のピークも
多く存在し、明瞭に空洞の有無を検出できるとは言い難
い方法であった。また、上記方法は、着目する周波数を
決定する必要があることから、空洞が存在すると想定さ
れる位置、例えば補強材の位置を予め正確に把握してい
ることが必要となり、検査断面中の任意の位置に存在す
る亀裂などによる空洞を検出するには不向きな方法であ
った。
【０００８】本発明は、上述した従来のインパクトエコ
ー法を利用した空洞検査の方法が有する課題に鑑み成さ
れたものであって、その目的は、検査断面中の任意の位
置に存在する空洞等の欠陥の有無を明瞭に判断できるコ
ンクリート構造物中の欠陥検査方法を提供することにあ
る。
ー法を利用した空洞検査の方法が有する課題に鑑み成さ
れたものであって、その目的は、検査断面中の任意の位
置に存在する空洞等の欠陥の有無を明瞭に判断できるコ
ンクリート構造物中の欠陥検査方法を提供することにあ
る。
【０００９】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、対象物に弾
性波を入力した際の応答波形から、検査断面中のどの位
置からの反射の影響が多く含まれているかを検出するこ
とができれば、検査断面中の任意の位置に存在する空洞
等の欠陥の有無を明瞭に判断できるとの知見に基づき、
本発明を完成させた。
目的を達成すべく試験・研究を重ねた結果、対象物に弾
性波を入力した際の応答波形から、検査断面中のどの位
置からの反射の影響が多く含まれているかを検出するこ
とができれば、検査断面中の任意の位置に存在する空洞
等の欠陥の有無を明瞭に判断できるとの知見に基づき、
本発明を完成させた。
【００１０】即ち、本発明は、鋼球を落下或いは打撃す
ることによりコンクリート構造物の表面から弾性波を入
力し、その時のコンクリート構造物からの応答波形から
コンクリート構造物中の欠陥の有無を検査するインパク
トエコー法を用いたコンクリート構造物中の欠陥検査方
法において、上記応答波形をスペクトル解析して周波数
と振幅との関係を示すスペクトルとすると共に、上記コ
ンクリート構造物の検査断面中に複数個の仮想点を想定
し、該仮想点において反射する弾性波の理論周波数を各
々の仮想点について算出し、この理論周波数に対応する
上記スペクトル中の周波数の振幅値を各々の仮想点にお
いて求め、この各々の仮想点における振幅値を比較する
ことによりコンクリート構造物中の欠陥の有無を判断す
ることとした。
ることによりコンクリート構造物の表面から弾性波を入
力し、その時のコンクリート構造物からの応答波形から
コンクリート構造物中の欠陥の有無を検査するインパク
トエコー法を用いたコンクリート構造物中の欠陥検査方
法において、上記応答波形をスペクトル解析して周波数
と振幅との関係を示すスペクトルとすると共に、上記コ
ンクリート構造物の検査断面中に複数個の仮想点を想定
し、該仮想点において反射する弾性波の理論周波数を各
々の仮想点について算出し、この理論周波数に対応する
上記スペクトル中の周波数の振幅値を各々の仮想点にお
いて求め、この各々の仮想点における振幅値を比較する
ことによりコンクリート構造物中の欠陥の有無を判断す
ることとした。
【００１１】上記した本発明にかかるコンクリート構造
物中の欠陥検査方法によれば、コンクリート構造物に弾
性波を入力した際の応答波形をスペクトル解析して得ら
れた周波数と振幅との関係を示すスペクトルが、検査断
面中のどの位置からの反射の影響を多く含んでいるかを
各仮想点における振幅値を比較することにより検出する
ことができるため、検査断面中の任意の位置に存在する
空洞等の欠陥の有無を明瞭に判断できる。
物中の欠陥検査方法によれば、コンクリート構造物に弾
性波を入力した際の応答波形をスペクトル解析して得ら
れた周波数と振幅との関係を示すスペクトルが、検査断
面中のどの位置からの反射の影響を多く含んでいるかを
各仮想点における振幅値を比較することにより検出する
ことができるため、検査断面中の任意の位置に存在する
空洞等の欠陥の有無を明瞭に判断できる。
【００１２】ここで、上記本発明において、検査断面中
に想定する複数個の仮想点において各々反射する弾性波
の理論周波数としては、弾性波の入力点から仮想点を経
て応答波形の検出点に至るまでの距離をＲとした場合、 ｆ１＝ＣＰ／（Ｒ／２）、ｆ２＝ＣＰ／Ｒ、ｆ３＝ＣＰ
／２Ｒ、ｆ４＝ＣＰ／３Ｒ、・・・・ で求められる複数個の周波数とすると共に、この複数個
の理論周波数の各々に対応する上記スペクトル中の周波
数の振幅値の合計を各々の仮想点において求め、この各
々の仮想点における振幅値の合計を比較することにより
コンクリート構造物中の欠陥の有無を判断することが好
ましい。これは、応答波形をスペクトル解析して得られ
る周波数と振幅との関係を示すスペクトル中には、空洞
部による反射の影響が１波長、２波長、或いはそれ以上
の波長で現れるものが存在すると考えられるため、各仮
想点について反射する弾性波の理論周波数も、これらの
１波長で現れる周波数、２波長で現れる周波数、或いは
それ以上の波長で現れる周波数を各々求め、この複数個
の理論周波数の各々に対応する上記スペクトル中の周波
数の振幅値の合計を各々の仮想点における反射の影響と
捉えることが好ましいためである。なお、上記式中ＣＰ
は、弾性波のコンクリート構造物中における伝播速度で
ある。
に想定する複数個の仮想点において各々反射する弾性波
の理論周波数としては、弾性波の入力点から仮想点を経
て応答波形の検出点に至るまでの距離をＲとした場合、 ｆ１＝ＣＰ／（Ｒ／２）、ｆ２＝ＣＰ／Ｒ、ｆ３＝ＣＰ
／２Ｒ、ｆ４＝ＣＰ／３Ｒ、・・・・ で求められる複数個の周波数とすると共に、この複数個
の理論周波数の各々に対応する上記スペクトル中の周波
数の振幅値の合計を各々の仮想点において求め、この各
々の仮想点における振幅値の合計を比較することにより
コンクリート構造物中の欠陥の有無を判断することが好
ましい。これは、応答波形をスペクトル解析して得られ
る周波数と振幅との関係を示すスペクトル中には、空洞
部による反射の影響が１波長、２波長、或いはそれ以上
の波長で現れるものが存在すると考えられるため、各仮
想点について反射する弾性波の理論周波数も、これらの
１波長で現れる周波数、２波長で現れる周波数、或いは
それ以上の波長で現れる周波数を各々求め、この複数個
の理論周波数の各々に対応する上記スペクトル中の周波
数の振幅値の合計を各々の仮想点における反射の影響と
捉えることが好ましいためである。なお、上記式中ＣＰ
は、弾性波のコンクリート構造物中における伝播速度で
ある。
【００１３】また、上記本発明において、コンクリート
構造物の検査断面中に想定する複数個の仮想点として
は、空洞が存在すると想定される位置及びその周囲の複
数点としても良いが、検査断面を複数個に等分割、例え
ば検査断面を１平方センチメートルの正方形に分割し、
その各々の分割断面の中心を仮想点とすることが好まし
い。これは、このように検査断面中に複数個の仮想点を
想定すると、検査断面中のいずれの箇所からの反射の影
響が大きいかを満遍なく検出することができ、想像に反
した任意の位置に存在する亀裂等による空洞の有無も明
瞭に判断できるために好ましい。
構造物の検査断面中に想定する複数個の仮想点として
は、空洞が存在すると想定される位置及びその周囲の複
数点としても良いが、検査断面を複数個に等分割、例え
ば検査断面を１平方センチメートルの正方形に分割し、
その各々の分割断面の中心を仮想点とすることが好まし
い。これは、このように検査断面中に複数個の仮想点を
想定すると、検査断面中のいずれの箇所からの反射の影
響が大きいかを満遍なく検出することができ、想像に反
した任意の位置に存在する亀裂等による空洞の有無も明
瞭に判断できるために好ましい。
【００１４】さらに、本発明において、上記各々の仮想
点における振幅値の比較方法としては、振幅値そのもの
を数値的に比較しても良いが、各々の仮想点における振
幅値の大小を視覚的に把握し得る状態、例えば検査断面
上に各々の仮想点における振幅値を３Ｄグラフ化する、
或いは等高線グラフ化することにより行うことが好まし
い。これは、視覚的に各々の仮想点における振幅値の大
小が把握できれば、より明確に検査断面中における空洞
の有無を判断できるために好ましい。
点における振幅値の比較方法としては、振幅値そのもの
を数値的に比較しても良いが、各々の仮想点における振
幅値の大小を視覚的に把握し得る状態、例えば検査断面
上に各々の仮想点における振幅値を３Ｄグラフ化する、
或いは等高線グラフ化することにより行うことが好まし
い。これは、視覚的に各々の仮想点における振幅値の大
小が把握できれば、より明確に検査断面中における空洞
の有無を判断できるために好ましい。
【００１５】
【試験例】以下、上記した本発明にかかるコンクリート
構造物中の欠陥検査方法を見出した試験につき説明す
る。
構造物中の欠陥検査方法を見出した試験につき説明す
る。
【００１６】（使用供試体）図１に示したように、２５
０×２５０×１０００ｍｍの角柱供試体に、直径３０ｍ
ｍ、長さ７５０ｍｍのシース管を用いて空洞部を作成
し、シースによる空洞部をグラウト未充填部、シースが
ない部分をグラウト充填部と仮定した供試体を使用し
た。この供試体の配合組成は、表１に示した通りであ
る。
０×２５０×１０００ｍｍの角柱供試体に、直径３０ｍ
ｍ、長さ７５０ｍｍのシース管を用いて空洞部を作成
し、シースによる空洞部をグラウト未充填部、シースが
ない部分をグラウト充填部と仮定した供試体を使用し
た。この供試体の配合組成は、表１に示した通りであ
る。
【００１７】
【表１】 なお、粗骨材の最大寸法は２０ｍｍであり、表１のスラ
ンプは打設時における実測値である。
ンプは打設時における実測値である。
【００１８】供試体は、打設後２４時間空気中に放置し
た後に脱型を行い、２８日間恒温室で水中養生した後、
試験に使用した。供試体の２８日材令での力学的特性を
表２に示す。
た後に脱型を行い、２８日間恒温室で水中養生した後、
試験に使用した。供試体の２８日材令での力学的特性を
表２に示す。
【００１９】
【表２】
【００２０】（試験の概要）本試験では、上記供試体に
高周波数を含む外力を入力するため、飛翔体衝突のイン
パクト試験を行った。
高周波数を含む外力を入力するため、飛翔体衝突のイン
パクト試験を行った。
【００２１】飛翔体は、図２に示したような直径１０ｍ
ｍ、長さ２０ｍｍのアルミ弾を使用し、この飛翔体の先
端と供試体表面との距離を一定にし、図３に示した供試
体の断面Ａ及び断面Ｂの各々の位置において、コンプレ
ッサーの空気圧により内径１１ｍｍのアルミパイプ内か
ら飛翔体を発射させた。この際、供試体に入力される周
波数の上限は、４００００Ｈｚ程度である。
ｍ、長さ２０ｍｍのアルミ弾を使用し、この飛翔体の先
端と供試体表面との距離を一定にし、図３に示した供試
体の断面Ａ及び断面Ｂの各々の位置において、コンプレ
ッサーの空気圧により内径１１ｍｍのアルミパイプ内か
ら飛翔体を発射させた。この際、供試体に入力される周
波数の上限は、４００００Ｈｚ程度である。
【００２２】飛翔体衝突により入力された衝撃は、図３
に示したように供試体表面に設置された加速度計で電気
信号に変換され、この変換された電気信号をある時間間
隔でＮ個サンプリングしたものを波形記録装置にデジタ
ル量として記録させ、さらにこのデーターをパーソナル
コンピュータで記録及び高速フーリエ変換（スペクトル
解析）して周波数と振幅との関係を示すスペクトルを求
めた。
に示したように供試体表面に設置された加速度計で電気
信号に変換され、この変換された電気信号をある時間間
隔でＮ個サンプリングしたものを波形記録装置にデジタ
ル量として記録させ、さらにこのデーターをパーソナル
コンピュータで記録及び高速フーリエ変換（スペクトル
解析）して周波数と振幅との関係を示すスペクトルを求
めた。
【００２３】（データーの解析方法）インパクトエコー
法によれば、板厚によるピーク周波数ｆＴ、空洞での反
射によるピーク周波数ｆＶｏｉｄは、各々以下の式で表
せる。 ｆＴ＝０．９６ＣＰ／２Ｔ ・・・・・（ａ） ｆＶｏｉｄ＝０．９６ＣＰ／２ｄ ・・・・・（ｂ） ここで、ＣＰは弾性波の伝播速度、Ｔは供試体の板厚、
ｄは弾性波入力箇所からシースまでのかぶり深さであ
る。また、空洞での反射の影響が２波長で現れる場合、
ピーク周波数は、 ｆＶｏｉｄ＝ＣＰ／ｄ ・・・・・（ｃ） となる。
法によれば、板厚によるピーク周波数ｆＴ、空洞での反
射によるピーク周波数ｆＶｏｉｄは、各々以下の式で表
せる。 ｆＴ＝０．９６ＣＰ／２Ｔ ・・・・・（ａ） ｆＶｏｉｄ＝０．９６ＣＰ／２ｄ ・・・・・（ｂ） ここで、ＣＰは弾性波の伝播速度、Ｔは供試体の板厚、
ｄは弾性波入力箇所からシースまでのかぶり深さであ
る。また、空洞での反射の影響が２波長で現れる場合、
ピーク周波数は、 ｆＶｏｉｄ＝ＣＰ／ｄ ・・・・・（ｃ） となる。
【００２４】ここで、本試験において使用した供試体で
は、Ｔ＝０．２５ｍ、ｄ＝０．１１２８ｍ、弾性波の伝
播速度ＣＰ＝４４９６ｍ／ｓである。よって、上記
（ａ），（ｂ），（ｃ）式よりｆＴ＝８６３２Ｈｚ、ｆ
Ｖｏｉｄ＝１９１３１Ｈｚ、３９８５８Ｈｚ付近にスペ
クトルピークが現れると考えられる。
は、Ｔ＝０．２５ｍ、ｄ＝０．１１２８ｍ、弾性波の伝
播速度ＣＰ＝４４９６ｍ／ｓである。よって、上記
（ａ），（ｂ），（ｃ）式よりｆＴ＝８６３２Ｈｚ、ｆ
Ｖｏｉｄ＝１９１３１Ｈｚ、３９８５８Ｈｚ付近にスペ
クトルピークが現れると考えられる。
【００２５】図４に、断面Ａ、Ｂそれぞれで計測した波
形を示す。図４に示した波形の形状のみからは、シース
空洞による差異を確認することはできない。そこで、図
４に示す波形を、高速フーリエ変換（スペクトル解析）
することにより周波数と振幅との関係を示すスペクトル
としたものを図５に示す。図５に示したスペクトルにお
いて、断面Ａ、Ｂ両方に８０００Ｈｚ付近にスペクトル
ピークが見られ、これがｆＴであると考えられる。また
断面Ａでは、４００００Ｈｚ付近に若干のスペクトルピ
ークが見られ、これがｆＶｏｉｄに相当すると考えられ
る。ただし、ｆＶｏｉｄ＝１９１３１Ｈｚは明確ではな
い。
形を示す。図４に示した波形の形状のみからは、シース
空洞による差異を確認することはできない。そこで、図
４に示す波形を、高速フーリエ変換（スペクトル解析）
することにより周波数と振幅との関係を示すスペクトル
としたものを図５に示す。図５に示したスペクトルにお
いて、断面Ａ、Ｂ両方に８０００Ｈｚ付近にスペクトル
ピークが見られ、これがｆＴであると考えられる。また
断面Ａでは、４００００Ｈｚ付近に若干のスペクトルピ
ークが見られ、これがｆＶｏｉｄに相当すると考えられ
る。ただし、ｆＶｏｉｄ＝１９１３１Ｈｚは明確ではな
い。
【００２６】次に、スペクトルピークが、断面のどの位
置からの反射の影響を多く含んでいるのかを検討した。
置からの反射の影響を多く含んでいるのかを検討した。
【００２７】この方法は、検査断面Ａ及びＢを、各々１
平方センチメートル×６２５個の要素に区切り、図６に
示したように入力点からある要素の中心を経て出力点に
至るまでの距離をＲ＝ｒ１＋ｒ２とすると、その要素の
中心で反射する弾性波の理論周波数は、 ｆ１＝ＣＰ／（Ｒ／２）、ｆ２＝ＣＰ／Ｒ、ｆ３＝ＣＰ
／２Ｒ、ｆ４＝ＣＰ／３Ｒ、・・・ となる。そこで、この各理論周波数の各々に対応する上
記スペクトル中の周波数の振幅値の合計を各々の要素の
中心において求め、この各々の要素の中心における振幅
値の合計を比較した。なお、シース空洞による影響の検
出が目的のため、ｆｎは板厚によるピーク周波数ｆＴよ
り大きいもののみを考慮した。
平方センチメートル×６２５個の要素に区切り、図６に
示したように入力点からある要素の中心を経て出力点に
至るまでの距離をＲ＝ｒ１＋ｒ２とすると、その要素の
中心で反射する弾性波の理論周波数は、 ｆ１＝ＣＰ／（Ｒ／２）、ｆ２＝ＣＰ／Ｒ、ｆ３＝ＣＰ
／２Ｒ、ｆ４＝ＣＰ／３Ｒ、・・・ となる。そこで、この各理論周波数の各々に対応する上
記スペクトル中の周波数の振幅値の合計を各々の要素の
中心において求め、この各々の要素の中心における振幅
値の合計を比較した。なお、シース空洞による影響の検
出が目的のため、ｆｎは板厚によるピーク周波数ｆＴよ
り大きいもののみを考慮した。
【００２８】各々の要素の中心における振幅値の合計の
大小を視覚的に把握し得る状態、即ち検査断面上に各々
の要素の中心における振幅値を等高線グラフ化した結果
を図７に示す。図７より、断面Ａではシース付近におい
て明らかなピークの突出が見られ、シース空洞による反
射の影響が確認できた。
大小を視覚的に把握し得る状態、即ち検査断面上に各々
の要素の中心における振幅値を等高線グラフ化した結果
を図７に示す。図７より、断面Ａではシース付近におい
て明らかなピークの突出が見られ、シース空洞による反
射の影響が確認できた。
【００２９】（結論）上記した試験により、供試体に弾
性波を入力した際の応答波形をスペクトル解析して得ら
れるスペクトル中には、シースによる空洞の影響と思わ
れるピークも見られるが、他のピークも多く存在するた
めに明瞭に検出されているとは言い難く、従来の応答波
形をスペクトル解析して得られるスペクトルのみでは、
シース空洞の有無を明確に判断することは困難である。
しかし、検査断面中に複数個の仮想点を想定し、該仮想
点において反射する弾性波の理論周波数を各々の仮想点
について算出し、この理論周波数に対応する上記スペク
トル中の周波数の振幅値を各々の仮想点において求め、
この各々の仮想点における振幅値を比較することとする
と、シースによる空洞での反射の影響を確認することが
でき、シース空洞の有無を明瞭に判断できるとの結論に
達した。
性波を入力した際の応答波形をスペクトル解析して得ら
れるスペクトル中には、シースによる空洞の影響と思わ
れるピークも見られるが、他のピークも多く存在するた
めに明瞭に検出されているとは言い難く、従来の応答波
形をスペクトル解析して得られるスペクトルのみでは、
シース空洞の有無を明確に判断することは困難である。
しかし、検査断面中に複数個の仮想点を想定し、該仮想
点において反射する弾性波の理論周波数を各々の仮想点
について算出し、この理論周波数に対応する上記スペク
トル中の周波数の振幅値を各々の仮想点において求め、
この各々の仮想点における振幅値を比較することとする
と、シースによる空洞での反射の影響を確認することが
でき、シース空洞の有無を明瞭に判断できるとの結論に
達した。
【００３０】
【発明の効果】以上、説明した本発明にかかるコンクリ
ート構造物中の欠陥検査方法によれば、検査部位におけ
る空洞或いは亀裂等の欠陥の有無を、非破壊的に容易に
判断できる効果がある。
ート構造物中の欠陥検査方法によれば、検査部位におけ
る空洞或いは亀裂等の欠陥の有無を、非破壊的に容易に
判断できる効果がある。
【図１】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて使用したコンクリート構造物を示した図である。
いて使用したコンクリート構造物を示した図である。
【図２】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて使用したアルミ弾を示した図である。
いて使用したアルミ弾を示した図である。
【図３】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて採用した弾性波の入力位置及び計測機器の構成を示
した図である。
いて採用した弾性波の入力位置及び計測機器の構成を示
した図である。
【図４】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて得られた応答波形を示した図であって、（ａ）は断
面Ａ、（ｂ）は断面Ｂで得られた応答波形を各々示す。
いて得られた応答波形を示した図であって、（ａ）は断
面Ａ、（ｂ）は断面Ｂで得られた応答波形を各々示す。
【図５】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて得られた応答波形を高速フーリエ変換（スペクトル
解析）することにより周波数と振幅との関係を示すスペ
クトルとした図であって、（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断
面Ｂで得られたスペクトルを各々示す。
いて得られた応答波形を高速フーリエ変換（スペクトル
解析）することにより周波数と振幅との関係を示すスペ
クトルとした図であって、（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断
面Ｂで得られたスペクトルを各々示す。
【図６】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて採用した分析モデルの概要を示した図である。
いて採用した分析モデルの概要を示した図である。
【図７】本発明にかかる欠陥検査方法を見出す試験にお
いて得られた応答波形を高速フーリエ変換することによ
りスペクトルとし、該スペクトルが検査断面のどの位置
からの反射の影響を多く含んでいるのかをイメージ化し
た図であって、（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断面Ｂでのイ
メージを各々示す。
いて得られた応答波形を高速フーリエ変換することによ
りスペクトルとし、該スペクトルが検査断面のどの位置
からの反射の影響を多く含んでいるのかをイメージ化し
た図であって、（ａ）は断面Ａ、（ｂ）は断面Ｂでのイ
メージを各々示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2G047 AA10 BA03 BC04 BC09 CA03 DA01 EA10 GG28 2G064 AA05 AB01 AB02 AB09 AB22 BA02 BD02 CC42 CC43 CC52 DD09 DD18
Claims (4)
- 【請求項１】 鋼球を落下或いは打撃することによりコ
ンクリート構造物の表面から弾性波を入力し、その時の
コンクリート構造物からの応答波形からコンクリート構
造物中の欠陥の有無を検査するインパクトエコー法を用
いたコンクリート構造物中の欠陥検査方法において、上
記応答波形をスペクトル解析して周波数と振幅との関係
を示すスペクトルとすると共に、上記コンクリート構造
物の検査断面中に複数個の仮想点を想定し、該仮想点に
おいて反射する弾性波の理論周波数を各々の仮想点につ
いて算出し、この理論周波数に対応する上記スペクトル
中の周波数の振幅値を各々の仮想点において求め、この
各々の仮想点における振幅値を比較することによりコン
クリート構造物中の欠陥の有無を検査することを特徴と
する、コンクリート構造物中の欠陥検査方法。 - 【請求項２】 上記仮想点において反射する弾性波の理
論周波数を、弾性波の入力点から仮想点を経て応答波形
の検出点に至るまでの距離をＲとした場合、ｆ１＝ＣＰ
／（Ｒ／２）、ｆ２＝ＣＰ／Ｒ、ｆ３＝ＣＰ／２Ｒ、ｆ
４＝ＣＰ／３Ｒ、・・・・ で求められる複数個の周波
数とすると共に、この複数個の理論周波数の各々に対応
する上記スペクトル中の周波数の振幅値の合計を各々の
仮想点において求め、この各々の仮想点における振幅値
の合計を比較することによりコンクリート構造物中の欠
陥の有無を検査することを特徴とする、請求項１記載の
コンクリート構造物中の欠陥検査方法。なお、上記式中
ＣＰは、弾性波のコンクリート構造物中における伝播速
度である。 - 【請求項３】 上記コンクリート構造物の検査断面中に
想定する複数個の仮想点を、検査断面を複数個に等分割
した際の各々の分割断面の中心とすることを特徴とす
る、請求項１又は２記載のコンクリート構造物中の欠陥
検査方法。 - 【請求項４】 上記各々の仮想点における振幅値の比較
を、各々の仮想点における振幅値の大小が視覚的に把握
し得る状態にして行うことを特徴とする、請求項１、２
又は３記載のコンクリート構造物中の欠陥検査方法。
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| JP6367507B1 (ja) * | 2018-03-13 | 2018-08-01 | オリエンタル白石株式会社 | グラウト充填状況判別システム及びグラウト充填状況判別プログラム |
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| CN110455917A (zh) * | 2019-08-22 | 2019-11-15 | 福建博海工程技术有限公司 | 一种混凝土裂缝修补质量检测方法 |
| JP2020106342A (ja) * | 2018-12-27 | 2020-07-09 | 原子燃料工業株式会社 | 導管の健全性診断方法 |
| JP7216238B1 (ja) | 2022-06-29 | 2023-01-31 | オリエンタル白石株式会社 | グラウト充填状況評価システム及びグラウト充填状況評価プログラム |
| CN116893222A (zh) * | 2023-08-29 | 2023-10-17 | 铁正检测科技有限公司 | 基于人工智能的铁路隧道混凝土缺陷冲击回声波检测方法 |
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-
1999
- 1999-06-22 JP JP17489899A patent/JP3523806B2/ja not_active Expired - Fee Related
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