Numerical modeling of GPR field in damage detection of a reinforced concrete footbridge

• Autorzy: Lachowicz J. , Rucka M.

Warianty tytułu

PL

Numeryczne modelowanie pola georadarowego w detekcji uszkodzeń żelbetowej kładki dla pieszych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper presents a study on the use of the ground penetrating radar (GPR) method in diagnostics of a footbridge. It contains experimental investigations and numerical analyses of the electromagnetic field propagation using the finite difference time domain method (FDTD). The object of research was a reinforced concrete footbridge over a railway line. The calculations of the GPR field propagation were performed on a selected cross-section of the bridge. Three different damage scenarios (i.e. one missing rebar and two air voids with different shapes and locations) were investigated in FDTD simulations. Numerical GPR maps were compared with results of in-situ GPR surveys for the healthy footbridge.

PL

W artykule przedstawiono użycie metody georadarowej w procesie diagnostyki kładki dla pieszych. Praca zawiera badania doświadczalne oraz analizy numeryczne propagacji pola elektromagnetycznego z wykorzystaniem metody różnic skończonych w dziedzinie czasu. Przedmiotem badań była żelbetowa kładka dla pieszych usytuowana nad torami kolejowymi. Obliczenia wykonano na przykładzie wybranego przekroju poprzecznego kładki. Rozważono trzy różne scenariusze uszkodzeń, tj. brak jednego z prętów zbrojeniowych oraz dwie pustki powietrzne o różnych kształtach i lokalizacjach. Wyniki symulacji porównano z wynikami badań doświadczalnych przeprowadzonych na nowo wybudowanym obiekcie.

Słowa kluczowe

EN

damage detection; ground penetrating radar method; FDTD simulation

PL

wykrywanie uszkodzeń; metoda georadarowa; obliczenia; metoda różnic skończonych

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Diagnostyki Technicznej
• Czasopismo: Diagnostyka
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 17, No. 2
• Strony: 3--8
• Opis fizyczny: Bibliogr. 12 poz., rys.

Twórcy

autor

Lachowicz J.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Mechanics of Materials and Structures, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

autor

Rucka M.

• Gdańsk University of Technology, Faculty of Civil and Environmental Engineering, Department of Mechanics of Materials and Structures, ul. Narutowicza 11/12, 80-233 Gdańsk, Poland

Bibliografia

• 1. Karczewski J, Ortyl Ł, Pasternak M. Zarys metody georadarowej. Wydawnictwa AGH, Kraków; 2011. Polish.
• 2. Gołębiowski T. Zastosowanie metody georadarowej do detekcji i monitoringu obiektów o stochastycznym rozkładzie w ośrodku geologicznym. Wydawnictwa AGH, Kraków; 2012. Polish.
• 3. Bęben D, Mordak A, Anigacz W. Ground penetrating radar application to testing of reinforced concrete beams. Procedia Engineering. 2013;65:242-247.
• 4. Saarenketo T, Scullion T. Road evaluation with ground penetrating radar. Journal of Applied Geophysics. 2000;43:119-138.
• 5. Lachowicz J, Rucka M. Application of GPR method in diagnostics of reinforced concrete structures. Diagnostyka. 2015;16(2):31-36.
• 6. Binda L, Zanzi L, Lualdi M, Condoleo P. The use of georadar to assess damage to a masonry Bell Tower in Cremona, Italy. NDT&E International. 2005;38:171-179.
• 7. Diamanti N, Giannopoulos A, Forde MC. Numerical modelling and experimental verification of GPR to investigate ring separation in brick masonry arch bridges. NDT&E International. 2008;41:354-363.
• 8. Hamrouche R, Kłysz G, Balayssac JP, Rhazi J, Ballivy G. Simulation and detection limit of EM waves in masonry structures with an algoritm for image processing. Progress in Electromagneics Research Symposium Proceedings. Marrakesh, Marocco. 2011:1799-1803.
• 9. Gołębiowski T. Wprowadzenie do metodyki interpretacji badań georadarowych przy użyciu procedury modelowania numerycznego. Przegląd Geologiczny. 2004:7:563-568. Polish.
• 10. Solla M, Lorenzo H, Novo A, Caamaño J C, Structural analysis of the Roman Bibei bridge (Spain) based on GPR data and numerical modelling. Automation in Construction. 2012; 22:334-339.
• 11. Giannopoulos A. Modelling ground penetrating radar by GprMax. Construction and Building Materials. 2005;19(10):755-762.
• 12. Yee K S. Numerical solution of initial boundary value problems involving Maxwell’s equations in isotropic media. IEEE Transactions on Antennas and Propagation. 1966;14:585-589.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.