In service inspections of thick walled concrete sructures
Ageing management and renewal of the operating license of existing NPP’s are at present the main problems of nuclear power industry. For the ageing management of concrete structures the OECD-Nuclear Energy Agency, Committee on the Safety on Nuclear Installations defined as the first priority I...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Проблемы прочности |
|---|---|
| Дата: | 2006 |
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України
2006
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47803 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | In service inspections of thick walled concrete sructures / L. Pecinka, S. Moravka // Проблемы прочности. — 2006. — № 4. — С. 64-78. — Бібліогр.: 4 назв. — англ. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-47803 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Pecinka, L. Moravka, S. 2013-08-01T12:09:47Z 2013-08-01T12:09:47Z 2006 In service inspections of thick walled concrete sructures / L. Pecinka, S. Moravka // Проблемы прочности. — 2006. — № 4. — С. 64-78. — Бібліогр.: 4 назв. — англ. 0556-171X https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47803 539.4 Ageing management and renewal of the operating license of existing NPP’s are at present the main problems of nuclear power industry. For the ageing management of concrete structures the OECD-Nuclear Energy Agency, Committee on the Safety on Nuclear Installations defined as the first priority ISI techniques for reinforced concrete structures having thick sections and areas not directly accessible for inspections. We discuss the NRI Rez research and development program in this field, as well as results, which will be used for qualification of the ISI techniques. Основними проблемами ядерної енергетики є контроль за процесом старіння і відновлення операційних ліцензій існуючих атомних станцій. В якості найбільш пріоритетного направлення контролю за процесом старіння бетонних конструкцій використовуються так зван ISI-методи для залізобетонних товстостінних онструкцій,що мають недоступні для огляду місця.Обговорюється науково-дослідна програма в цій області,а також деякі результати, що використовуються в кваліфікаційному аналізі ISI-методів. Основными проблемами ядерной энергетики являются контроль процесса старения и возобновление операционных лицензий существующих атомных станций. В качестве наиболее приоритетного направления контроля процесса старения бетонных конструкций используются так называемые lSl-методы для железобетонных толстостенных конструкций с недоступными для осмотра участками. Обсуждается научно-исследовательская программа в этой области, а также некоторые результаты, используемые в квалификационном анализе lSl-методов. en Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України Проблемы прочности Научно-технический раздел In service inspections of thick walled concrete sructures Технический контроль при эксплуатации толстостенных бетонных конструкций Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
In service inspections of thick walled concrete sructures |
| spellingShingle |
In service inspections of thick walled concrete sructures Pecinka, L. Moravka, S. Научно-технический раздел |
| title_short |
In service inspections of thick walled concrete sructures |
| title_full |
In service inspections of thick walled concrete sructures |
| title_fullStr |
In service inspections of thick walled concrete sructures |
| title_full_unstemmed |
In service inspections of thick walled concrete sructures |
| title_sort |
in service inspections of thick walled concrete sructures |
| author |
Pecinka, L. Moravka, S. |
| author_facet |
Pecinka, L. Moravka, S. |
| topic |
Научно-технический раздел |
| topic_facet |
Научно-технический раздел |
| publishDate |
2006 |
| language |
English |
| container_title |
Проблемы прочности |
| publisher |
Інститут проблем міцності ім. Г.С. Писаренко НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Технический контроль при эксплуатации толстостенных бетонных конструкций |
| description |
Ageing management and renewal of the operating
license of existing NPP’s are at present the
main problems of nuclear power industry. For
the ageing management of concrete structures
the OECD-Nuclear Energy Agency, Committee
on the Safety on Nuclear Installations defined
as the first priority ISI techniques for reinforced
concrete structures having thick sections
and areas not directly accessible for inspections.
We discuss the NRI Rez research and development
program in this field, as well as
results, which will be used for qualification of
the ISI techniques.
Основними проблемами ядерної енергетики є контроль за процесом старіння і відновлення операційних ліцензій існуючих атомних станцій. В якості найбільш пріоритетного направлення контролю за процесом старіння бетонних конструкцій використовуються так зван ISI-методи для залізобетонних товстостінних онструкцій,що мають недоступні для огляду місця.Обговорюється науково-дослідна програма в цій області,а також деякі результати, що використовуються в кваліфікаційному аналізі ISI-методів.
Основными проблемами ядерной энергетики являются контроль процесса старения и возобновление
операционных лицензий существующих атомных станций. В качестве наиболее
приоритетного направления контроля процесса старения бетонных конструкций используются
так называемые lSl-методы для железобетонных толстостенных конструкций с
недоступными для осмотра участками. Обсуждается научно-исследовательская программа
в этой области, а также некоторые результаты, используемые в квалификационном
анализе lSl-методов.
|
| issn |
0556-171X |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/47803 |
| citation_txt |
In service inspections of thick walled concrete sructures / L. Pecinka, S. Moravka // Проблемы прочности. — 2006. — № 4. — С. 64-78. — Бібліогр.: 4 назв. — англ. |
| work_keys_str_mv |
AT pecinkal inserviceinspectionsofthickwalledconcretesructures AT moravkas inserviceinspectionsofthickwalledconcretesructures AT pecinkal tehničeskiikontrolʹpriékspluataciitolstostennyhbetonnyhkonstrukcii AT moravkas tehničeskiikontrolʹpriékspluataciitolstostennyhbetonnyhkonstrukcii |
| first_indexed |
2025-11-27T03:56:17Z |
| last_indexed |
2025-11-27T03:56:17Z |
| _version_ |
1850798237969022976 |
| fulltext |
UDC 539.4
In-Service Inspections of Thick Walled Concrete Structures
L. Pecinkaa and S. Moravkab
a Nuclear Research Institute, Rez, Czech Republic
b New Technologies Research Centre, University of West Bohemia, Pilsen, Czech
Republic
УДК 539.4
Технический контроль при эксплуатации толстостенных бетонных
конструкций
Л. Печинкаа, С. Моравка6
а Институт ядерных исследований, Рез, Чехия
6 Исследовательский центр новых технологий, Западно-Богемский университет,
Пльзень, Чехия
Основными проблемами ядерной энергетики являются контроль процесса старения и возоб
новление операционных лицензий существующих атомных станций. В качестве наиболее
приоритетного направления контроля процесса старения бетонных конструкций исполь
зуются так называемые lSl-методы для железобетонных толстостенных конструкций с
недоступными для осмотра участками. Обсуждается научно-исследовательская программа
в этой области, а также некоторые результаты, используемые в квалификационном
анализе lSl-методов.
К л ю ч е в ы е с л о в а : у п р а в л е н и е п р о ц е с с о м с т а р е н и я , б е т о н н ы е к о н с т р у к ц и и ,
м е т о д э х о - у д а р а , в о л н о в о й п р о ц е с с , а р м и р о в а н н ы е с т е р ж н и , п у с т о т ы , н а
к л о н н ы е т р е щ и н ы , о б р а з ц ы д л я и с п ы т а н и й .
I n t r o d u c t i o n . A g e i n g m a n a g e m e n t a n d r e n e w a l o f t h e o p e r a t i n g l i c e n s e o f
e x i s t i n g n u c l e a r p o w e r p l a n t s ( N P P ) a r e a t p r e s e n t t h e m a i n p r o b l e m s o f n u c l e a r
p o w e r i n d u s t r y . F o r t h e a g e i n g m a n a g e m e n t o f c o n c r e t e s t r u c t u r e s O E C D - N u c l e a r
E n e r g y A g e n c y , t h e C o m m i t t e e o n t h e S a f e t y o f N u c l e a r I n s t a l l a t i o n s ( C S N I ) ,
P r i n c i p a l W o r k i n g G r o u p “ I n t e g r i t y a n d A g e i n g , ” s u b g r o u p “ A g e i n g o f C o n c r e t e
S t r u c t u r e s ” r e v i e w e d n a t i o n a l a n d i n t e r n a t i o n a l a c t i v i t i e s i n t h i s a r e a i n c l u d i n g t h e
r e l e v a n t a c t i v i t i e s o f o t h e r i n t e r n a t i o n a l a g e n c i e s . A p r o p o s a l f o r a C S N I p r o g r a m
o f w o r k s h o p s w a s d e v e l o p e d t o a d d r e s s s p e c i f i c t e c h n i c a l i s s u e s , w h i c h w e r e
s u b d i v i d e d b y O E C D - N E A t a s k g r o u p i n t o t h r e e l e v e l s o f p r i o r i t y :
F i r s t P r i o r i t y :
- l o s s o f p r e - s t r e s s i n g f o r c e o f p o s t - t e n s i o n e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s ;
- I S I t e c h n i q u e s f o r r e i n f o r c e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s h a v i n g t h i c k s e c t i o n s a n d
a r e a s n o t d i r e c t l y a c c e s s i b l e f o r i n s p e c t i o n s .
S e c o n d P r i o r i t y :
- v i a b i l i t y o f d e v e l o p m e n t o f a p e r f o r m a n c e b a s e d d a t a b a s e ;
- r e s p o n s e o f d e g r a d e d s t r u c t u r e s ( i n c l u d i n g F E M t e c h n i q u e s ) .
© L. PECINKA, S. MORAVKA, 2006
6 4 ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2006, № 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
T h i r d P r i o r i t y :
- i n s t r u m e n t a t i o n a n d m o n i t o r i n g ;
- r e p a i r m e t h o d s ;
- c r i t e r i a f o r c o n d i t i o n a s s e s s m e n t .
C h a r a c t e r i s t i c s o f s a f e t y r e l a t e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s ( i n p a r t i c u l a r t h i c k n e s s o f
s e c t i o n s , c o n g e s t e d r e i n f o r c e m e n t a n d r e s t r i c t e d a c c e s s ) l i m i t t h e a p p l i c a t i o n o f
N D E t e c h n i q u e s . Q u a n t i f i c a t i o n o f t h e s e l i m i t a t i o n s a n d d e v e l o p m e n t s o f
m e t h o d s t o o v e r c o m e t h e m i s d r i v i n g r e s e a r c h p r o g r a m s i n a n u m b e r o f O E C D
M e m b e r S t a t e s . I n t h i s p a p e r i s d e s c r i b e d r e s e a r c h p r o g r a m o f N u c l e a r R e s e a r c h
I n s t i t u t e ( N R I ) R e z a n d r e s u l t s o b t a i n e d .
1 . N R I R e s e a r c h P r o g r a m . T h e p r o g r a m i s e n t i t l e d “ I n - S e r v i c e I n s p e c t i o n s
o f T h i c k W a l l e d C o n c r e t e S t r u c t u r e s . ” T i m e o f d u r a t i o n i s f r o m 2 0 0 4 t o 2 0 0 7 ,
s p o n s o r i n g o r g a n i z a t i o n s a r e M i n i s t r y o f I n d u s t r y a n d T r a d e o f C z e c h R e p u b l i c
a n d C z e c h E n e r g y U t i l i t i e s . T h r e e I S I t e c h n i q u e s w e r e s e l e c t e d : I m p a c t - E c h o
u l t r a s o u n d a n d h i g h f r e q u e n c y r a d a r o r b e t a t r o n 7 M e V . N R I i s t h e l e a d i n g
o r g a n i z a t i o n , c o o p e r a t i n g o r g a n i z a t i o n s a r e T e c h n i c a l U n i v e r s i t y B r n o , F a c u l t y o f
C i v i l E n g i n e e r i n g a n d U n i v e r s i t y o f W e s t B o h e m i a i n P i l s e n , N e w T e c h n o l o g i e s
R e s e a r c h C e n t r e . T i m e s c h e d u l e i s a s f o l l o w s :
2 0 0 4
M a t h e m a t i c a l m o d e l i n g o f t h e I m p a c t - E c h o m e t h o d . T h r e e t a s k s w e r e
s e l e c t e d :
- d e t e c t i o n o f r e i n f o r c i n g b a s e ;
- d e t e c t i o n o f s u r f a c e c r a c k w i t h v a r i a b l e d e p t h ;
- d e t e c t i o n o f t h e v o i d .
2 0 0 5
- m a t h e m a t i c a l m o d e l i n g o f c r a c k o b l i q u e t o s u r f a c e ;
- d e s i g n a n d f a b r i c a t i o n o f t e s t i n g p i e c e s .
2 0 0 6
- m e a s u r e m e n t s o n t h e t e s t i n g p i e c e s ;
- t u n i n g t h e d e v e l o p e d m a t h e m a t i c a l m o d e l s .
2 0 0 7
- a d d i t i o n a l m e a s u r e m e n t s ;
- i n - s i t u m e a s u r e m e n t s ;
- q u a l i f i c a t i o n o f s e l e c t e d I S I t e c h n i q u e s .
2 . D i s c u s s i o n o f R e s u l t s O b t a i n e d .
2 . 1 . M a t h e m a t i c a l M o d e l i n g o f I m p a c t - E c h o M e t h o d .
2 . 1 . 1 . N u m e r i c a l M o d e l a n d I t s P r o p e r t i e s . T h e f i n i t e e l e m e n t m e t h o d i s
b e i n g u s e d f o r n u m e r i c a l s i m u l a t i o n o f t h e i m p a c t - e c h o m e t h o d . S e l e c t i n g t h e
m e s h a n d t i m e s t e p s i z e a p p r o p r i a t e l y , w e r e s p e c t t h e w a v e s w i t h l e n g t h
X m i n = 6 0 m m a n d m o r e . T h e s a n d p a r t i c l e s a r e t h e s i z e o f u p t o 4 m m a n d t h e
a g g r e g a t e s u p t o 1 6 m m , t h e c o n c r e t e i s p o u r e d , a n d t h e s t r e s s i n g i s r e l a t i v e l y
v e r y s m a l l a t t h e t e s t s . F o r t h i s r e a s o n , t h e c o n c r e t e m i x t u r e a s w e l l a s t h e
r e i n f o r c i n g s t e e l c a n b e m o d e l e d a s a h o m o g e n o u s , i s o t r o p i c , a n d e l a s t i c
m a t e r i a l .
T h e c o m p u t a t i o n a l s y s t e m s C O S M O S / M a n d M S C - M A R C / M E N T A T w e r e
t e s t e d . R e c e n t e x p e r i m e n t a l d a t a w e r e u s e d a s w e l l . S i n c e t h e r e s u l t s y i e l d e d b y
M A R C w e r e s u b s t a n t i a l l y c l o s e r t o t h e e x p e r i m e n t , w e f u r t h e r u s e t h e s y s t e m
M S C - M A R C / M E N T A T .
ISSN 0556-171X. npoôëeMbi npounocmu, 2006, N 4 65
L. Pecinka and S. Moravka
8- N o d e i s o p a r a m e t r i c e l e m e n t s w i t h e d g e l e n g t h o f 5 m m a n d t i m e s t e p
A t = 1 . 2 ^ .s w e r e u s e d i n t h e c a l c u l a t i o n s c o n s i d e r i n g r e i n f o r c i n g . T h e d i a m e t e r o f
a r e i n f o r c i n g b a r i s 4 0 m m , i . e . , 8 e l e m e n t s . U n f o r t u n a t e l y , w e c o u l d n o t u s e
e l e m e n t s o f v a r y i n g s i z e f o r t h i s t y p e o f p r o b l e m ( d i f f e r e n t c u t - o f f - f r e q u e n c i e s ,
s p u r i o u s w a v e r e f l e c t i o n s . T h e 1 6 m i l l i o n s e l e m e n t s w o u l d b e n e e d e d i f w e w i s h
t o m o d e l a 1 X 2 m p o r t i o n o f a w a l l 1 m t h i c k i n t h i s w a y . N e i t h e r i s p o s s i b l e t o
h o m o g e n i z e t h e w a l l , a s w e n e e d t o l o c a l i z e i n d i v i d u a l b a r s .
E l e m e n t s w i t h e d g e s i z e o f 3 c m a n d t i m e i n t e g r a t i o n s t e p A t = 7 ^ .s a r e
c o n s i d e r e d i n c a l c u l a t i n g t h e w a l l s w i t h c r a c k s . T h e p r e s e n c e o f r e i n f o r c i n g b a r
m u s t n o t h o w e v e r b e r e s p e c t e d b e c a u s e t h e m i n i m u m w a v e l e n g t h i s 6 c m h e r e .
T h e e x p e r i e n c e g a i n e d i n t h e e a r l i e r c a l c u l a t i o n s a n d c o n f r o n t a t i o n s o f n u m e r i c a l
s i m u l a t i o n s w i t h k n o w n a n a l y t i c s o l u t i o n s w e r e e m p l o y e d i n t h e s e l e c t i o n o f
n u m e r i c a l c a l c u l a t i o n p a r a m e t e r s .
T h e e l e m e n t s w i t h e d g e s i z e o f 3 c m t h a t w e h a v e a p p l i e d a r e c a p a b l e o f
t r a n s f e r r i n g t h e w a v e s w i t h t h e f r e q u e n c y o f u p t o 7 0 k H z a p p r o x i m a t e l y w i t h o u t
a m p l i t u d e a t t e n u a t i o n i n t h e e x t r e m e c a s e w h e n t h e w a v e l e n g t h c o r r e s p o n d s t o
t w o e l e m e n t s l e n g t h s . T h i s f r e q u e n c y i s c a l l e d c u t - o f f - f r e q u e n c y a n d s h o u l d
c o r r e s p o n d t o t h e t i m e i n t e g r a t i o n s t e p s o a s t o m a k e t h e f r e q u e n c y l i m i t s g i v e n
b y t e m p o r a l a n d b y s p a t i a l d i s c r e t i z a t i o n s i m i l a r . O t h e r w i s e t h e c a l c u l a t i o n
p a r a m e t e r s h a v e b e e n c h o s e n i n c o n v e n i e n t l y - f o r e x a m p l e , t h e r e s u l t w i t h f i n e
s p a t i a l d i s c r e t i z a t i o n g a i n e d a t c o n s i d e r a b l e c o s t s c a n b e d e g r a d e d b y t o o r o u g h
t e m p o r a l d i s c r e t i z a t i o n a n d v i c e v e r s a . S u i t a b l e s e l e c t i o n o f t h e t i m e i n t e g r a t i o n
m e t h o d ( h e r e , N e w m a r k i m p l i c i t i n t e g r a t i o n ) c o m b i n e d w i t h s p a t i a l d i s c r e t i z a t i o n
m e t h o d ( h e r e , c o n s i s t e n t m a s s m a t r i x ) i s a l s o o f g r e a t i m p o r t a n c e b e c a u s e i t i s
a d v i s a b l e t o p r e v e n t s u p e r p o s i n g t h e s i d e e f f e c t s o f e i t h e r d i s c r e t i z a t i o n a n d ,
c o n v e r s e l y , t o e l i m i n a t e t h e m p a r t l y .
A b l o w o f t h e t e s t i n g h a m m e r i n i t i a l i z e s t h e e x c i t a t i o n . W e e s t i m a t e t h e b l o w
i s a f o r c e o f 5 , 0 0 0 N a c t i n g f o r 3 6 , w s . T a k i n g i n t o a c c o u n t t h e d i m e n s i o n s o f t h e
b o d y , w e c o n s i d e r t h e e x c i t a t i o n a s s p o t e x c i t a t i o n .
W e h a v e e m p l o y e d t h e n u m e r i c a l i m p l i c i t t i m e i n t e g r a t i o n b y t h e N e w m a r k
m e t h o d w i t h m o d i f i e d c o e f f i c i e n t s i = 0 . 2 7 5 6 2 5 a n d y = 0 . 5 5 . R e t a i n i n g t h e
u n c o n d i t i o n a l s t a b i l i t y o f t h e m e t h o d , t h i s m o d i f i c a t i o n i n t r o d u c e s a m o d e r a t e
n u m e r i c a l a t t e n u a t i o n , w h i c h s u p p r e s s e s e s p e c i a l l y t h e s p u r i o u s i n f l u e n c e o f
h i g h e r f r e q u e n c i e s . T h i s o p t i o n h a s p r o v e d s u i t e d e v e n i n t h e p r e c e d i n g s i m i l a r
c a l c u l a t i o n s .
I n a d d i t i o n , w e t r i e d t o e m p l o y t h e e l e m e n t s w i t h o n e - p o i n t r e d u c e d
i n t e g r a t i o n i n o r d e r t o a c c e l e r a t e t h e c o m p u t a t i o n . T h e r e s u l t s d o n ’ t d i f f e r
s u b s t a n t i a l l y s o t h a t t h e r e d u c e d i n t e g r a t i o n i s i n p r i n c i p l e a p p l i c a b l e w i t h t h i s
t y p e o f a p r o b l e m .
A l t h o u g h 3 D p r o b l e m s a r e t h e m a t t e r , w e t r i e d o u t t h e p o s s i b i l i t y o f t r e a t i n g
t h e m a s a 2 D c a s e , n a m e l y p l a n e s t r e s s a n d p l a n e s t r a i n p r o b l e m s a s w e l l . T h e 2 D
a n d 3 D r e s u l t s h o w e v e r s u b s t a n t i a l l y d i f f e r s o t h a t w e m u s t i n s i s t o n 3 D m o d e l s .
2 . 1 . 2 . T e s t in g th e P o s s i b i l i t y o f L o c a l i z i n g R e i n f o r c i n g B a r s . A s f i r s t , w e d e a l
w i t h t h e r e s p o n s e o f a c o n c r e t e s e c t i o n o f a w a l l 1 9 0 X 2 0 0 m m , 7 0 m m t h i c k [ 1 ] .
E l e m e n t s w i t h e d g e s i z e o f 5 m m h a v e b e e n e m p l o y e d . A d i s t a n c e o f t h e s a m e
7 0 m m s e p a r a t e s t h e p o s i t i o n s o f e x c i t a t i o n a n d m e a s u r e m e n t o n t h e s u r f a c e a n d
t h e i r j o i n , p a r a l l e l t o t h e s p e c i m e n e d g e , p a s s e s t h r o u g h t h e m i d d l e o f i t s u p p e r
66 ISSN 0556-171X. npo6n.eMH npounocmu, 2006, N 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
s u r f a c e . M a k i n g u s e o f t h e s y m m e t r y , t h e p r o b l e m c a n b e r e d u c e d t o a h a l f - s i z e
m o d e l i n v o l v i n g 1 0 , 6 4 0 e l e m e n t s . O n t h e s e c o n d c a s e , t h e g e o m e t r y o f t h e o t h e r
m o d e l i s i d e n t i c a l , o n l y t h a t i t s l o w e r h a l f i s m a d e f r o m s t e e l w h i l e t h e u p p e r o n e ,
w h e r e t h e e x c i t a t i o n o c c u r s a n d t h e r e s p o n s e i s s a m p l e d , i s f r o m c o n c r e t e ( l i k e
F i g . 1 w i t h o u t s h o w i n g t h e r e i n f o r c i n g b a r ) . T h e g o a l i s t o f i n d o u t , h o w t h e
w a v e s r e f l e c t o n t h e c o n c r e t e - s t e e l d i v i d i n g p l a n e a n d h o w t h e y p a s s t h r o u g h i t
b a c k a f t e r r e f l e c t i n g f r o m t h e s p e c i m e n ’ s b o t t o m . I n t h e t h i r d c a s e , o n e
r e i n f o r c i n g b a r 4 0 m m i n d i a m e t e r ( F i g . 1 ) i s i n s e r t e d i n t h e s a m e c o n c r e t e s a m p l e
i n p o s i t i o n p a r a l l e l t o t h e s u r f a c e a n d i n t h e d e p t h o f 5 0 m m .
shitting by 5 mm
70 mm
Fig. 1. Schema of reinforcing bar detection and localization testing.
F i g u r e s 2 a n d 3 s h o w a c o m p a r i s o n o f t i m e h i s t o r y o f t h e d i s p l a c e m e n t s
p e r p e n d i c u l a r t o t h e s u r f a c e i n t h e t h r e e c a s e s m e n t i o n e d . T h e t i m e p o i n t , a t
w h i c h t h e r e s p o n s e s d i f f e r s i g n i f i c a n t l y , i s n e a r t h e s h a r e w a v e f r o n t r e f l e c t e d f r o m
t h e c o n c r e t e - s t e e l d i v i d i n g p l a n e ( t = 3 9 . 0 2 ^ s ) o r v e r y a c c u r a t e l y a t t h e s h e a r
w a v e f r o n t r e f l e c t e d o n t h e i n s e r t e d b a r t o p ( t = 3 6 . 3 4 ^ s ) . I t c a n b e t h e r e f o r e
d e d u c e d t h a t , i n a l l p r o b a b i l i t y , i t i s t h e v e r y s h e a r w a v e r e f l e c t i o n , w h i c h b r i n g s
t h e k e y i n f o r m a t i o n a b o u t t h e m a t e r i a l - d i v i d i n g p l a n e t o t h e s u r f a c e a n d , a s a
r e s u l t , i t c a n b e u s e d f o r t h e r e i n f o r c i n g b a r s d e t e c t i o n .
Fig. 2. Comparison of only concrete sample response with that of concrete-steel dividing plane
sample.
ISSN 0556-171X. npoôneMbi npoHHocmu, 2006, № 4 67
L. Pecinka and S. Moravka
1 e-006
-1 e-006
dy [m]
-20-006
-3a-006
c2
Cl Ci / | concrete+rebar]
R S'
,
C2along the surface
\
| concrete only
10 20 30
t №
40 50
Fig. 3. Comparison of only concrete sample response with that of inserted reinforcing bar sample.
T h e t e s t i n g o f r e i n f o r c i n g b a r s n u m e r i c a l d e t e c t i o n a n d l o c a l i z a t i o n w i l l b e
f u r t h e r c o n t i n u e d . I t i n d e e d w i l l b e i m p o s s i b l e t o m o d e l a s o l i d w a l l ( 1 m t h i c k ) ,
b u t w e i n t e n d t o e n l a r g e c o n s i d e r e d a r e a a n d t o r e f i n e t h e d i s c r e t i z a t i o n .
2 . 1 . 3 . M o d e l i n g C r a c k D e t e c t i o n a n d L o c a l i z a t i o n . W e p e r f o r m t h e s e
s i m u l a t i o n s w i t h a s e g m e n t o f a c o n c r e t e w a l l h a v i n g d i m e n s i o n s o f 2 b y 2 m e t e r s
a n 1 m e t e r t h i c k [ 1 ] . O w i n g t o p l a n a r s y m m e t r y o f t h e p r o b l e m , i t e v e n n o w i s
p o s s i b l e t o t r e a t o n l y o n e h a l f o f t h e b o d y ( F i g . 4 ) . E l e m e n t s w i t h e d g e s i z e o f 3 c m
( 7 1 , 8 7 4 e l e m e n t s , 1 4 4 t i m e s t e p s w i t h A t = 7 , w s ) w e r e u s e d i n t h e f i n a l
c a l c u l a t i o n . I t e n d s a t t h e t i m e o f 1 , 0 0 1 f^s , a t w h i c h t h e r e s u l t s a r e a b o u t t o
c o m m e n c e t o b e d e g r a d e d b y t h e r e f l e c t i o n s f r o m s a m p l e s i d e w a l l s . S t e p b y s t e p ,
t h e f o l l o w i n g p r o b l e m s a r e d e a l t w i t h :
- C o m p a r i s o n c a l c u l a t i o n o f t h i c k p l a t e r e s p o n s e w i t h o u t a n y c r a c k s t o s p o t
e x c i t a t i o n b y a n e x p e r i m e n t a l h a m m e r a t 6 7 p o i n t s ( e x c i t a t i o n a n d m e a s u r i n g o n
t h e s a m e s u r f a c e ) .
- R e s p o n s e o f a c r a c k e d t h i c k p l a t e t o t h e s p o t e x c i t a t i o n b y a h a m m e r a t 68
w a l l s u r f a c e p o i n t s ( o n e p o i n t e x t r a i s d u e t h e c r a c k e d g e ) ( e x c i t a t i o n , m e a s u r i n g ,
a n d c r a c k o n t h e s a m e ( a c c e s s i b l e ) s u r f a c e ) .
- R e s p o n s e o f a t h i c k p l a t e w i t h c r a c k o n o p p o s i t e ( i n a c c e s s i b l e ) s u r f a c e t o
t h e s p o t e x c i t a t i o n a t 6 7 w a l l s u r f a c e p o i n t s .
Fig. 4. Scheme of tasks for calculations of wall with surface cracks.
68 ISSN 0556-171X. npo6neMbi nponuocmu, 2006, № 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
I t i s a s s u m e d t h a t t h e c r a c k h a s a r i s e n d u e t o t e n s i l e l o a d i n g a n d t h a t i t s
s u r f a c e s a r e t h e r e f o r e n o t i n t h e c o n t a c t . A n e x p e r i m e n t w o u l d s h o w w h e t h e r t h i s
a s s u m p t i o n i s t r u e .
F i g u r e 5 p r e s e n t s a c o m p a r i s o n o f t w o t i m e h i s t o r i e s o f d i s p l a c e m e n t
p e r p e n d i c u l a r t o t h e s u r f a c e . T h e e x c i t a t i o n a n d m e a s u r i n g o c c u r s o n t h e s a m e
s u r f a c e 2 0 c m a p a r t . T h e f i r s t c a s e i s a f l a w l e s s c o n c r e t e w a l l w h i l e t h e o t h e r i s a
w a l l w i t h a c r a c k o f 20 c m i n d e p t h m i d w a y b e t w e e n t h e e x c i t i n g a n d m e a s u r i n g
p o i n t s . I t i s e v i d e n c e d i n t h e f i g u r e t h a t t h e c r a c k p r e v e n t s t h e s u r f a c e R a y l e i g h
w a v e s f r o m p a s s i n g t h r o u g h .
Fig. 5. Comparison of defectless sample response with sample with a crack of 20 cm in depth.
I n c a s e o f a f l a w l e s s w a l l , w a l l w i t h a c r a c k o n a c c e s s i b l e s u r f a c e a n d w a l l
w i t h c r a c k o n i n a c c e s s i b l e s u r f a c e , w e c a r r y o u t a s e r i e s o f c a l c u l a t i o n s f o r
e x c i t a t i o n a d v a n c i n g b y 3 c m a l o n g a l i n e t w o m e t e r s l o n g a n d p a s s i n g t h r o u g h
t h e m i d d l e o f t h e s a m p l e ( F i g . 4 ) . T h u s 6 7 t a s k s a r e c o m p u t e d f o r e a c h c a s e o f
w a l l ( o r 68 s i n c e t h e c r a c k p r o d u c e s a n e d g e w i t h a n o t h e r e x c i t e d n o d e ) . T h e
r u n t i m e o f o n e t a s k i s 2 5 r e s p . 2 3 h o u r s o n a 3 2 - b i t c o m p u t e r r e s p . 6 4 - b i t I t a n i u m
c o m p u t e r . T h e r u n t i m e a r e s u r p r i s i n g l y s m a l l .
2 . 1 . 4 . I m p a c t - E c h o M e t h o d M o d e l i n g f o r th e D e t e c t i o n a n d L o c a l i z a t i o n o f
C r a c k s V a r i o u s ly I n c l i n e d to th e S u r f a c e . I n t h i s p a r t o f p a p e r w e n u m e r i c a l l y b y
F E M s i m u l a t e p r o p a g a t i o n o f e l a s t i c w a v e s i n i t i a t e d b y i n s t r u m e n t a l h a m m e r
i m p a c t i n t h e s u r r o u n d i n g s o f o p e n e d c r a c k i n c l i n e d t o t h e s u r f a c e a t v a r i o u s
a n g l e s [ 2 ] . T h e i n c l i n a t i o n o f t h r o u g h - g o i n g s t r a i g h t 2 1 c m d e p t h c r a c k c h a n g e s
b y 1 0 d e g r e e s , f r o m 0 t o 1 8 0 ° . E x c i t a t i o n p l a c e i s s h i f t i n g b y 6 c m a l o n g t h e
s u r f a c e s t r a i g h t l i n e p e r p e n d i c u l a r t o t h e c r a c k , w h i l e t h e t i m e r e s p o n s e s a r e
r e c o r d e d o v e r a l l t h i s l i n e , i . e . , b e f o r e a n d b e h i n d o f c r a c k a s w e l l . F o r t h e t a s k
c o n f i g u r a t i o n s e e o n F i g . 6 .
( C o n v e n t i o n : t h e c r a c k i n c l i n a t i o n i s m e a s u r e d f r o m c r a c k t o s u r f a c e b y t h e
d i r e c t i o n t o w a r d t h e e x c i t a t i o n p l a c e . )
I t i s p o s s i b l e t o s u m m a r i z e t h e m o s t e s s e n t i a l s p h e n o m e n a i n t o s o m e n e x t
n o t e s :
1 - w a v e r e f l e c t i o n :
T h e w a v e r e f l e c t i o n s f r o m t h e c r a c k v e r y i n c l i n e d t o t h e s u r f a c e a r e
c o n s i d e r a b l y d i f f e r e n t a c c o r d i n g t o c r a c k i n c l i n a t i o n d i r e c t i o n , e . g . , i n c l i n a t i o n s
ISSN 0556-171X. npoôëeMbi npounocmu, 2006, N 4 69
L. Pecinka and S. Moravka
4 0 a n d 1 4 0 ° , a l t h o u g h t h e p e r p e n d i c u l a r d e p t h o f b o t h t h e s e c r a c k i s t h e s a m e . T h e
R a y l e i g h s u r f a c e w a v e a n d S - w a v e ( i . e . , s e c o n d , s h e a r , t r a n s v e r s a l ) r e f l e c t i o n
f r o m a c u t e a n g l e s a r e c o n s i d e r a b l y m o r e s i g n i f i c a n t t h a n r e f l e c t i o n f r o m o b t u s e
a n g l e s , w h e n w a v e s t r a v e l f r o m o p p o s i t e s i d e o f t h e c r a c k . T h e e x a m p l e o f t i m e
d e p e n d e n t r e s p o n s e s i s o n F i g . 7 .
Fig. 6. The configuration of inclined cracks measuring.
Fig. 7. The wave reflection from acute crack 40° inclined and from abuse crack 140° inclined. Time
dependences of displacement perpendicular to the surface.
T h e g r e a t e s t d i s p l a c e m e n t d u e t o R a y l e i g h s u r f a c e w a v e r e f l e c t i o n c a n b e
f o u n d f o r t h e c r a c k i n c l i n a t i o n a n g l e a r o u n d 4 5 ° , n o t f o r 9 0 ° , a s c o u l d b e e x p e c t e d .
D e f o r m a t i o n e n e r g y m o r e h a r d l y p a s s e s t h r o u g h t h e a c u t e a n g l e “ t r a p . ” S e e e . g . ,
s c r e e n c a p t u r e s o n F i g s . 8 a n d 9 .
T h e r e f l e c t i o n f r o m o b t u s e c r a c k s i d e , i . e . , f r o m a n g l e s a p p r o x . f r o m 1 3 5 °
a b o v e , i s v e r y l o w . W a v e m o t i o n a s w o u l d b e “ s l i p p i n g ” i n s i d e o f t h e b o d y o v e r
t h e o b t u s e c r a c k f a c e . I t c a n b e d e m o n s t r a t e d b y F i g . 7 m e a n t a b o v e a n d b y s c r e e n
c a p t u r e o n t h e F i g . 8 a s w e l l .
70 ISSN 0556-171X. npoôëeMbi npounocmu, 2006, N 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
Fig. 8. The displacements in time 254 /is if the excitation is situated on the acute angle side.
Fig. 9. The displacements in time 254 /is if the excitation is situated on the abuse angle side.
T h e w a v e s s h a p e s r e f l e c t e d f r o m r e l a t i v e l y a c u t e a n g l e s ( a p p r o x . u p t o 4 5 ° )
c o n s i d e r a b l y v a r y , l i k e o s c i l l a t e . S o , t o d e t e r m i n e t h e i n c l i n a t i o n o f s u c h c r a c k s
a c c o r d i n g t o t h e w a v e r e f l e c t i o n s h a p e w o u l d b e v e r y t r o u b l e s o m e .
ISSN 0556-171X. Проблемы прочности, 2006, N2 4 71
L. Pecinka and S. Moravka
C u r r e n t l y ( i . e . , u p o n t h e a c u t e a n g l e s ) t h e a r r i v a l t i m e o f w a v e r e f l e c t i o n s i s
d e c r e a s i n g . A s t h e a c u t e c r a c k i n c l i n e s t o t h e s u r f a c e , t h e r e f l e c t i o n a p p r o x i m a t e l y
f r o m t h e c r a c k ’ s r o o t s t a r t s t o b u i l d , i n a d d i t i o n t o t h e e x p e c t e d R a y l e i g h s u r f a c e
w a v e r e f l e c t i o n f r o m t h e c r a c k m o u t h ( F i g . 1 0 a a n d 1 0 b ) . U p o n t h e o b t u s e a n g l e s
( v e r y i n c l i n e d t o t h e s u r f a c e a s w e l l , b u t c o n t r a r y ) w e c a n s e e r e v e r s e d
p h e n o m e n o n , i . e . , t h e d e l a y e d w a v e r e f l e c t i o n f r o m c r a c k ’ s r o o t a p p e a r s ( F i g . 1 1 a
a n d l i b ) .
Distance [
b
Fig. 10. Time responses from excitation in front of acute inclined crack (10°) at the nodes along
whole surface line right-angle crossing the crack (a) and plan view (b).
2 - w a v e p a s s i n g :
W a v e m o t i o n p a s s e d t h r o u g h t h e v e r y i n c l i n e d c r a c k s t o t h e s u r f a c e i s
g r e a t l y m o r e d a m p e d d o w n b y t h e o b t u s e c r a c k s ( 1 4 0 ° a n d a b o v e - F i g . 1 1 a ) , t h a n
b y a c u t e c r a c k s ( a p p r o x . u p t o 4 0 ° - F i g . 1 0 a ) . O n c e a g a i n ( s i m i l a r t o r e f l e c t i o n s )
R - w a v e a s w o u l d b e “ s l i p p i n g ” i n s i d e o f t h e b o d y o v e r t h e c r a c k b a c k a n d c a n
d e v e l o p e n o u g h u p t o s e n s o r p l a c e . T h e w a v e s p a s s e d t h r o u g h s u c h c o n t r a r y
i n c l i n e d c r a c k s a r e m o r e s i m i l a r u n t i l a t t h e r e l a t i v e l y l a r g e d i s t a n c e f r o m t h e
c r a c k .
72 ISSN 0556-171X. npo6n.eMH npounocmu, 2006, N 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
% ^
? s e -o °r
I „«oo»!% oerJ
I ^
->■V
miKf--
><R;
Distance |
6
Fig. 11. Time responses from excitation in front of abuse inclined crack (170°) at the nodes along
whole surface line right-angle crossing the crack (a) and plan view (b).
a
S u r p r i s i n g l y o p p o s i t e t e n d e n c y a p p e a r s a t t h e p a s s i n g t h r o u g h c r a c k s “ m o r e
p e r p e n d i c u l a r ” t o t h e w a l l s u r f a c e ( a p p r o x . 4 5 t o 1 3 5 ° ) . W a v e s a r e m o r e d a m p e d
h e r e b y a c u t e a n g l e ( u p t o 9 0 ) t h a n b y o b t u s e a n g l e ( o v e r 9 0 ° ) .
A f t e r p a s s i n g t h r o u g h o b t u s e i n c l i n e d c r a c k s ( o v e r 1 4 0 ° ) t h e w a v e “ e m e r g e s ”
t o t h e s u r f a c e a b o v e t h e c r a c k ’ s r o o t ( b e i n g n e a r t h e s u r f a c e h e r e ) a n d p r o p a g a t e
i n b o t h d i r e c t i o n s , i . e . , p a r t l y c o n t i n u e f a r t h e r f r o m e x c i t a t i o n s o u r c e a n d f r o m
c r a c k j u s t o v e r c o m e c r a c k , a n d p a r t l y r e t u r n s t o t h e c r a c k m o u t h . T h i s w a v e
r e f l e c t s h e r e f r o m a c u t e a n g l e w e l l a n d c r e a t e s w a v e f r o n t , w h i c h p r o p a g a t e s i n a
p a r a l l e l w a y t o t h e w a v e f r o n t , w h i c h p a s s e d t h r o u g h t h e c r a c k d i r e c t l y . S o , t h e
p a s s e d R - w a v e f r o n t i s s p l i t t o t w o p a r t s b y t h e c r a c k . T h e e n e r g y r e f l e c t e d f r o m
t h e c r a c k ’ s r o o t r e t u r n s b a c k , a n d c r e a t e s d e l a y e d r e f l e c t i o n m e n t i o n e d a b o v e
( F i g . 1 1 a a n d 1 1 b ) . I f w e p l a c e t h e s e n s o r u n h a p p i l y a b o v e s u c h s h a r p l y i n c l i n e d
c r a c k ( b e h i n d i t s m o u t h i n t h e d i r e c t i o n f r o m t h e e x c i t a t i o n ) , t h e n t h e w a v e
t r a j e c t o r y f r o m e x c i t a t i o n ( a n d t i m e a r r i v a l t o o ) i s a r t i f i c i a l l y e x t e n d e d a n d i t c a n
r e s u l t s t o t a l l y c r a c k l o c a l i z a t i o n f a i l u r e .
ISSN 0556-171X. npoôëeMbi npounocmu, 2006, N 4 73
L. Pecinka and S. Moravka
G e n e r a l l y , t h e d i f f e r e n c e s b e t w e e n t h e t i m e r e s p o n s e s o f w a v e s p a s s e d
t h r o u g h c o n t r a r y i n c l i n e d c r a c k s w i t h e q u a l p e r p e n d i c u l a r d e p t h ( i . e . , f r o m t h e
o p p o s i t e f r o n t o f c r a c k ) a r e g r e a t l y l e s s e r ( ! ) t h e n t h e d i f f e r e n c e s b y w a v e
r e f l e c t i o n s . C l e a r l y i t d e m o n s t r a t e s F i g . 1 2 , c o m p a r e w i t h F i g . 7 .
Fig. 12. The wave passing through acute crack 40° inclined and through abuse crack 140° inclined.
Time dependences of displacement perpendicular to the surface.
N e x t w i l l b e I m p a c t - E c h o m e t h o d s i m u l a t i o n c o n t i n u e b y w a l l s w i t h b u l k y
c a v i t i e s v a r i a b l y o r i e n t e d t o t h e s u r f a c e a n d b y s i m u l a t i o n o f e n c l o s e d c r a c k
g e n e r a t e d b y c o r r o s i o n p r o d u c t e x p a n s i o n .
2 . 1 . 5 . D e t e c t i o n o f th e I n t e r n a l F l a t V o id . T h e m a t h e m a t i c a l m o d e l i s s i m i l a r
t o p r e v i o u s c a s e , c o m p a r e F i g s . 4 a n d 1 3 . T h e v o i d i s r e c t a n g u l a r w i t h d i m e n s i o n s
3 0 X 3 0 m a n d f o r e x a m p l e c a n b e r e s u l t e d f r o m c o r r o s i o n o f r e i n f o r c i n g b a r s [ 3 ] .
I n t h e n e x t F i g . 1 4 i s i l l u s t r a t e d t h e t o t a l d e f o r m a t i o n s o f t h e s p e c i m e n a t t h e t i m e
t = 3 1 8 ^ s w h e n t h e v o i d i s j u s t o p e n e d . A s t h e r e s u l t o f i n d i v i d u a l w a v e f r o n t s
p r o p a g a t i o n t h e s h a p e o f t h e v o i d i s c h a n g e d ( o p e n i n g o r a r r e s t i n g ) . I n t h e n e x t
F i g . 1 4 a r e c o m p a r e d t w o d i f f e r e n t v e r t i c a l d i s p l a c e m e n t s o f t h e s u r f a c e . F i r s t o n e
r e p r e s e n t s t h e r e s p o n s e o f s p e c i m e n w i t h o u t v o i d a n d t h e s e c o n d o n e w i t h v o i d .
I n b o t h c a s e s t h e l o c a t i o n s o f t h e i m p a c t a n d s e n s o r a r e i d e n t i c a l , i . e . , o n t h e l e f t
a n d r i g h t e d g e o f v o i d , i . e . , j u s t a b o v e t h e v o i d . U p t o t i m e t = 2 5 0 ^ s t h e y a r e
n o d i f f e r e n c e s i n t h e s h a p e o f r e s p o n s e c u r v e s . S i g n i f i c a n t a r e i n t h e t i m e i n t e r v a l
t E ( 2 5 0 ; 4 5 0 ) /J,s. T h i s p h e n o m e n o n m a y b e e x p l a i n e d a s t h e r e s u l t o f r e f l e c t i o n s
o f t h e s h e a r ( c 2 ) a n d d i l a t a t i o n ( c 1 ) w a v e s f r o m t h e v o i d . U n f o r t u n a t e l y t h e w a v e
f r o n t o f R a y i l e g h w a v e i s d o m i n a n t a n d t h u s t h e d e t e c t i o n o f c a n d C 2 w a v e s
w i l l b e p r o b l e m a t i c . F o r t h e d e c i s i o n m a k i n g i f t h e I m p a c t - E c h o r e p r e s e n t g o o d
t o o l f o r d e t e c t i o n o f t h i s t y p e o f v o i d s , t h e s i m i l a r n u m e r i c a l t e s t i n g s h a l l b e
p e r f o r m e d f o r t h e d i f f e r e n t d e p t h s o f v o i d .
2 . 2 . T e s t S p e c i m e n s . T h e c o n c r e t e s p e c i m e n s a r e i l l u s t r a t e d i n F i g s . 1 5 - 1 8
[ 4 ] . T h e f i r s t o n e ( F i g . 1 5 ) r e p r e s e n t s o n l y t e s t i n g c a s e f o r c a l i b r a t i o n o f
m e a s u r e m e n t s a n d f o r t h e d e t e c t i o n o f c r a c k s w i t h d i f f e r e n t d e p t h s ( c u t t i n g i s
s u p p o s e d ) . T w o d i f f e r e n t r e i n f o r c i n g b a r s a r e u s e d f o r t u n i n g o f m a t h e m a t i c a l
m o d e l a s p r e s e n t e d i n t h e S e c t i o n 2 . 1 . 2 .
74 ISSN 0556-171X. npo6n.eMH npounocmu, 2006, N 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
Fig. 13. Scheme of the flat crack.
Fig. 14. Displacements of the surface in vertical direction.
Fig. 15. Test specimen No. 1.
T h e s e c o n d s p e c i m e n ( F i g . 1 6 ) w i l l b e u s e d f o r t h e d e t e c t i o n o f i m p e r f e c t i o n s
i n i n t e r n a l l i n e r s . I n t h e l o n g i t u d i n a l w e l d i n g , t h e r e w a s i n t e n t i o n a l l y o m i t t e d
w e l d m e t a l . T h i s s i t u a t i o n i s p o s s i b l e i n r e a l c o n c r e t e N P P s t r u c t u r e s .
ISSN 0556-171X. npoôëeMbi npounocmu, 2006, N 4 75
L. Pecinka and S. Moravka
Fig. 16. Test specimen No. 2.
T h e t h i r d s p e c i m e n ( F i g . 1 7 ) i s m a n u f a c t u r e d w i t h r e c t a n g u l a r a n d c i r c u l a r
h o l e s w i t h d i f f e r e n t s i z e s . T h e s e a r e u s e d f o r d e t e c t i o n o f t e n d o n d u c t s a n d i n
c o m b i n a t i o n w i t h r e s u l t s o f S e c t i o n 2 . 1 . 5 f o r d e t e c t i o n o f v o i d s i n g r o u t e d t e n d o n
d u c t s i n c o n t a i n m e n t / w a s t e s t o r e r o o f s . T h e f o u r t h s p e c i m e n ( F i g . 1 8 ) r e p r e s e n t
r e a l g r i d o f r e i n f o r c i n g b a r s . T h e d i a m e t e r s o f t h e b a r s a r e i d e n t i c a l w i t h t h e s o m e
o n e s u s e d i n N P P ’ s w i t h r e a c t o r s V V E R 4 4 0 M o d e l 2 1 3 .
Fig. 17. Test specimen No. 3.
76 ISSN 0556-171X. npo6neMbi nponuocmu, 2006, № 4
In-Service Inspections o f Thick Walled Concrete Structures
, 550 y TEST specimen No.4
г § !
300 300 300 300 300 300
+ — — + — 4 ^ 4 “— І
2000
2000
Fig. 18. Test specimen No. 4.
C o n c l u s i o n s . A l t h o u g h N D E t e c h n i q u e s h a v e b e e n u s e d s u c c e s s f u l l y o n a
v a r i e t y o f r e i n f o r c e d a n d p o s t - t e n s i o n e d c o n c r e t e s t r u c t u r e s , c h a r a c t e r i s t i c s o f
s t r u c t u r e s i n n u c l e a r p l a n t ( s e c t i o n t h i c k n e s s , a c c e s s i b i l i t y a n d c o n g e s t e d
r e i n f o r c e m e n t ) m a y i n f l u e n c e N D E r e s u l t s . T h e r e i s a g e n e r a l l a c k o f c o n f i d e n c e
i n t h e t e c h n i q u e s b e c a u s e t h e r e i s l i t t l e i n d e p e n d e n t a d v i c e o n t h e i r a p p l i c a b i l i t y ,
c a p a b i l i t y , a c c u r a c y a n d r e l i a b i l i t y i n t h e s e c i r c u m s t a n c e s . T h e i m m e d i a t e
r e q u i r e m e n t i s f o r q u a n t i f i c a t i o n o f t h e c a p a b i l i t i e s , b a s e o n a n i n t e r n a t i o n a l
s t a n d a r d ( b e n c h m a r k ) a p p l i c a t i o n . A u t h o r i t a t i v e d o c u m e n t a t i o n i n t h e f o r m o f
r e p o r t s a n d s t a n d a r d s i s d e s i r a b l e .
D e v e l o p m e n t o f N D E t e c h n i q u e s t o m e e t t h e f o l l o w i n g n e e d s w o u l d b r i n g
h i g h b e n e f i t :
( i ) d e t e c t i o n o f c o r r o s i o n i n s t e e l l i n e r s t h a t a r e b u r i e d ( c o v e r e d b y c o n c r e t e )
o r i n a c c e s s i b l e d u e t o p r e s e n c e o f m o i s t u r e b a r r i e r s ;
( i i ) d e t e c t i o n o f v o i d s > 20 m m d i a m e t e r i n g r o u t e d t e n d o n d u c t s i n
c o n t a i n m e n t s / w a s t e s t o r e r o o f s ;
( i i i ) i m p r o v e v a r i a b l e p e r f o r m a n c e s t a t i s t i c s a s s o c i a t e d w i t h d e p t h m e a s u r e m e n t
o f s u r f a c e c r a c k s . F o r d e t e c t i o n a n d s i z i n g ( d e p t h , w i d t h , l e n g t h ) o f c r a c k s n o r m a l
t o s u r f a c e a i m i n g f o r s e n s i t i v i t y o f ± 10% f o r c r a c k w i d t h s > 0.2 m m .
T h e m o s t p r o m i s i n g N D E t e c h n i q u e s f o r d e v e l o p m e n t w e r e i d e n t i f i e d a s
b e i n g r a d a r , r a d i o g r a p h y a n d a c o u s t i c m e t h o d s ( i n c l u d i n g u l t r a s o n i c a n d
I m p a c t - E c h o m e t h o d s ) .
T h e p r e s e n t e d N R I r e s e a r c h a n d d e v e l o p m e n t p r o g r a m r e f l e c t a l l t h e s e i t e m s .
T h e o t h e r n o n - C R i n s t i t u t e s a n d N P P ’ s a r e i n v i t e d f o r p a r t i c i p a t i o n b o t h i n
m e a s u r e m e n t s a n d t h e o r y .
Р е з ю м е
О с н о в н и м и п р о б л е м а м и я д е р н о ї е н е р г е т и к и є к о н т р о л ь з а п р о ц е с о м с т а р і н
н я і в і д н о в л е н н я о п е р а ц і й н и х л і ц е н з і й і с н у ю ч и х а т о м н и х с т а н ц і й . В я к о с т і
н а й б і л ь ш п р і о р и т е т н о г о н а п р а в л е н н я к о н т р о л ю з а п р о ц е с о м с т а р і н н я б е т о н
н и х к о н с т р у к ц і й в и к о р и с т о в у ю т ь с я т а к з в а н і I S I - м е т о д и д л я з а л і з о б е т о н н и х
ISSN 0556-171X. Проблеми прочности, 2006, № 4 77
L. Pecinka and S. Moravka
т о в с т о с т і н н и х к о н с т р у к ц і й , щ о м а ю т ь н е д о с т у п н і д л я о г л я д у м і с ц я . О б г о в о
р ю є т ь с я н а у к о в о - д о с л і д н а п р о г р а м а в ц і й о б л а с т і , а т а к о ж д е я к і р е з у л ь т а т и ,
щ о в и к о р и с т о в у ю т ь с я в к в а л і ф і к а ц і й н о м у а н а л і з і I S I - м е т о д і в .
1 . L . P e c i n k a , S . M o r a v k a , a n d J . V o l d r i c h , “ U s e a n d p e r f o r m a n c e o f c o n c r e t e
i n N P P f u e l f a c i l i t i e s , ” i n : C S N I / R I L E M W o r k s h o p P r o c . ( M a d r i d , S p a i n ,
M a r c h 2 0 0 4 ) , N E A / C S N I / R ( 2 0 0 4 ) .
2 . S . M o r a v k a , “ M o d e l i n g o f i m p a c t e c h o m e t h o d f o r t h e d e t e c t i o n a n d
l o c a l i z a t i o n o f c r a c k s v a r i o u s l y i n c l i n e d t o t h e s u r f a c e , ” i n : P r o c . C o m p u t a t io n a l
M e c h a n i c s 2 0 0 5 ( 2 1 t h C o n f e r e n c e w i t h I n t e r n a t i o n a l P a r t i c i p a t i o n ) , U n i v e r s i t y
o f W e s t B o h e m i a i n P i l s e n ( 2 0 0 5 ) .
3 . S . M o r a v k a a n d J . V o l d r i c h , “ M a t h e m a t i c a l m o d e l i n g o f v a r i a b l y d e e p
s u r f a c e c r a c k s a n d f l a t v o i d s i n c o n c r e t e s t r u c t u r e s u s i n g i m p a c t - e c h o
m e t h o d , ” i n : P r o c . C o m p u t a t i o n a l M e c h a n i c s 2 0 0 4 ( 2 0 t h C o n f e r e n c e w i t h
I n t e r n a t i o n a l P a r t i c i p a t i o n ) , U n i v e r s i t y o f W e s t B o h e m i a i n P i l s e n ( 2 0 0 4 ) .
4 . J . M a l y a n d K . S c h e r e r o v a , D e s i g n o f C o n c r e t e S p e c im e n s f o r T e s t i n g o f
I m p a c t - E c h o M e t h o d , R e p o r t N R I , N o . 5 0 4 0 - T - 0 0 3 3 0 5 ( 2 0 0 5 ) .
Received 04. 11. 2005
78 ISSN 0556-171X. Проблеми прочности, 2006, № 4
|