Pitanje: Na kom principu se zasniva test integriteta šipa sa senzorom (SIT – sonic integrity test)?
Odgovor: Test integriteta šipa sa senzorom (SIT) se zasniva na principu utvrđivanja geometrijskih i (delimično) fizičko-mehaničkih karakteristika šipa propagacijom talasa kroz šip.
Pitanje: Šta se konkretno utvrđuje testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Testom integriteta šipa sa senzorom (SIT), konkretno, utvrđuje se dužina šipa i postojanje defekata i diskontinuiteta duž stabla i u bazi šipa.
Pitanje: Kojoj grupi ispitivanja pripada test integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Test integriteta šipa sa senzorom (SIT) pripada grupi nedestruktivnih niskodilatacionih testova (NDT-LST – nondestructive testing – low strain testing).
Pitanje: Na osnovu kojih teorija se zasniva sprovođenje testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) i odgovarajući proračuni?
Odgovor: Test integriteta šipa sa senzorom (SIT) se zasniva na teorijama: dinamika kretanja krutog tela (rigid-body dynamics), talasna teorija (wave theory), metoda karakteristika (method of characteristics), teorija elastičnosti (theory of elasticity), dinamika konstrukcija (dynamics of structures), interakcija konstrukcija-tlo (SSI – soil-structure interaction) i teorija i obrada signala (theory and signal processing).
Pitanje: Šta se razmatra prema dinamici kretanja krutog tela kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema dinamici kretanja krutog tela, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatra se apliciranje spoljašnje pobude udarom idealno krutog tela (čekića) o glavu šipa.
Pitanje: Šta se razmatra prema talasnoj teoriji kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema talasnoj teoriji, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatraju se aspekti propagacije talasa kroz šip i tlo.
Pitanje: Šta se razmatra prema metodi karakteristika kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema metodi karakteristika, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatraju se aspekti kretanja odlazećih (downward) i dolazećih (upward) talasa, sa identifikacijom defekata i diskontinuiteta u šipu.
Pitanje: Šta se razmatra prema teoriji elastičnosti kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema teoriji elastičnosti, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), smatra se (hipoteza-aksiom je postavljen) da je konstitutivni model ponašanja šipa idealno elastičan. Takođe, smatra se (hipoteza-aksiom je postavljen) da je i konstitutivni model ponašanja tla idealno elastičan.
Pitanje: Šta se razmatra prema dinamici konstrukcija kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema dinamici konstrukcija, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatraju se oscilacije šipa u interakciji sa tlom, i to u vremenskom domenu.
Pitanje: Šta se razmatra prema interakciji konstrukcija-tlo kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema interakciji konstrukcija-tlo, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatra se spregnut problem statičke i dinamičke interakcije i reakcije dva medijuma (šip i tlo) bitno različitih fizičko-mehaničkih karakteristika.
Pitanje: Šta se razmatra prema teoriji i obradi signala kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prema teoriji i obradi signala, kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), razmatra se digitalizacija i procesiranje signala u cilju dobijanja odgovarajućih konačnih rezultata primenljivih u građevinskoj inženjerskoj praksi, a pomoću kojih se donose odluke o stanju integriteta šipa.
Pitanje: Kakav je tip signala koji se generiše prilikom udarca čekića o glavu šipa?
Odgovor: Signal koji se generiše prilikom udarca o glavu šipa je polutalasna sinusna funkcija impulsnog karaktera.
Pitanje: Na kom principu talasne teorije se zasniva test integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Test integriteta šipa sa senzorom (SIT) se zasniva na jednodimenzionalnoj teoriji propagacije talasa kroz telo šipa.
Pitanje: Na koji način se može garantovati uspešnost kvaliteta indukovanog signala i jednodimenzionalna teorija propagacije talasa kroz telo šipa?
Odgovor: Kvalitet indukovanog signala i jednodimenzionalna teorija propagacije talasa kroz telo šipa se mogu garantovati analizom dužine polutalasa indukovanog signala, pri čemu ova dužina mora biti veća od prečnika šipa.
Pitanje: Kako se prostire talas kroz šip kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prostiranje talasa kroz šip se zasniva na: indukciji talasa udarcem čekića o glavu šipa, propagaciji indukovanog talasa kroz telo šipa, od glave do baze šipa, refleksiji talasa u bazi šipa, a takođe i po dužini šipa, posebno na mestima defekata i diskontinuiteta i refrakciji talasa na kontaktu šip-tlo.
Pitanje: Koji tipovi talasa se razmatraju prilikom analize propagacije talasa kroz šip kod testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Razmatraju se longitudinalni i transverzalni talasi. Kod longitudinalnih talasa čestice medijuma osciluju u pravcu propagacije talasa, dok kod transverzalnih talasa čestice medijuma osciluju u pravcu ortogonalnom na pravac propagacije talasa.
Pitanje: Kakvo naponsko stanje se izaziva u šipu prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) izaziva se linearno-elastično naponsko stanje (važi Hooke-ov zakon).
Pitanje: Za koji fizički parametar se sprovodi monitoring testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) se sprovodi monitoring brzine pomeranja glave šipa u funkciji vremena (reflektogram), a na kojem se vizuelno identifikuju amplitude i elongacije brzina.
Pitanje: Koji su generalizovani modeli reflektograma šipova dobijeni testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Generalizovani modeli reflektograma šipova dobijeni testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) su: reflektogram na kojem se identifikuje da je šip bez diskontinuiteta i defekata, reflektogram na kojem se identifikuje da je krutost tla u zoni baze šipa visoka, reflektogram na kojem se identifikuje da je krutost tla u zoni baze šipa niska, reflektogram relativno mekih tla i reflektogram tla veoma visoke krutosti.
Pitanje: Koji su generalizovani modeli reflektograma šipova sa defektima i diskontinuitetima dobijeni testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Generalizovani modeli reflektograma šipova sa defektima i diskontinuitetima dobijeni testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) su: reflektogram na kojem se identifikuje problem glave šipa, reflektogram na kojem se identifikuje diskontinuitet kroz redukciju impedance, reflektogram na kojem se identifikuje da je dužina šipa manja od projektovane, reflektogram na kojem se identifikuje da je dužina šipa veća od projektovane i reflektogram na kojem se identifikuje devijacija ili nema jasne refleksije talasa u bazi šipa.
Pitanje: Na koji način se mogu razmatrati geometrijski i materijalni defekti i diskontinuiteti šipa za signal dobijen testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Ovi defekti i diskontinuiteti se mogu razmatrati preko promene impedance šipa, s obzirom da je impedanca funkcija površine poprečnog preseka, modula elastičnosti i brzine propagacije talasa u betonu šipa.
Pitanje: Koji tip vibracija se razmatra prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) razmatraju se svojstvene (ne)prigušene vibracije.
Pitanje: Koji tip prigušenja se razmatra prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prilikom sprovođenja testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) razmatra se viskozno (materijalno) prigušenje šipa, a koje je u funkciji mase i krutosti šipa.
Pitanje: U kom domenu se može posmatrati monitoring brzine pomeranja glave šipa dobijen testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) primarno se razmatra monitoring brzine pomeranja glave šipa u vremenskom domenu (TDA – time domain analysis), međutim naknadna obrada signala se može sprovesti i u frekventnom domenu (FDA – frequency domain analysis).
Pitanje: Kako se sprovodi analiza signala dobijenog testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) u vremenskom domenu?
Odgovor: Analiza se sprovodi direktno utvrđivanjem dužine šipa (analizom amplituda signala) i eventualno postojećih defekata i diskontinuiteta. Međutim, postoji mogućnost primene i indirektne analize koja se zasniva na iteracijama.
Pitanje: Kako se koriguje signal dobijen nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Signal dobijen nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) se koriguje metodama: semplovanje, skaliranje i filtriranje.
Pitanje: Šta se podrazumeva pod korekcijom semplovanja signala dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Semplovanje signala, dobijenog testom integriteta šipa sa senzorom (SIT), sprovodi se u cilju diskretizacije, digitalizacije i bolje rezolucije signala.
Pitanje: Šta se podrazumeva pod korekcijom skaliranja signala dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Skaliranje signala, dobijenog testom integriteta šipa sa senzorom (SIT), sprovodi se u vremenskom domenu. Međutim, često se ovakvo skaliranje zove i filtriranje signala. U vremenskom domenu se skaliranje sprovodi direktnim pojačavanjem odgovarajućih segmenata ili celog signala, multiplikacijom diskretnih vrednosti brzina.
Pitanje: Koji tipovi skalara (filtera) se koriste za skaliranje signala dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT) u vremenskom domenu?
Odgovor: Kao skalar (filter) u vremenskom domenu koristi se eksponencijalna finkcija ili težinski filter (dvostruki ili n-to struki).
Pitanje: Šta se podrazumeva pod korekcijom filtriranja signala dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Filtriranje signala, dobijenog testom integriteta šipa sa senzorom (SIT), sprovodi se u frekventnom domenu eliminacijom nebitnog (nebitnih) i zadržavanjem bitnog (bitnih) frekventnog (frekventnih) opsega.
Pitanje: Koji tipovi filtera i funkcija se mogu koristiti za filtriranje signala u frekventnom domenu dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Za filtriranje signala u frekventnom domenu, dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), koriste se: niskopropusni filter (LPF – low-pass filter), visokopropusni filter (HPF – high-pass filter), pojasnopropusni filter (BPF – band-pass filter) i pojasna brana filter (BSF – band-stop filter). Kao funkcije za konstrukciju filtera koriste se Butterworth-ova, Chebyshev-ova ili Bessel-ova funkcija.
Pitanje: Na kom principu se zasniva analiza signala u frekventnom domenu dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Analiza signala u frekventnom domenu, dobijenog nakon sprovedenog testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), zasniva se na primeni kompleksne analize. Transformacija signala iz vremenskog domena u frekventan domen se sprovodi primenom diskretne Fourier-ove transformacije (DFT – discrete Fourier transform) ili primenom brze Fourier-ove transformacije (FFT – fast Fourier transform), dobijajući (uređeni par) realnu i imaginarnu komponentu transformisanog početnog signala.
Pitanje: Koji element signala transformisanog iz vremenskog u frekventan domen je ključan za analizu integriteta šipa?
Odgovor: Ključan je Fourier-ov amplitudni spektar (FAS – Fourier amplitude spectrum) pomoću kojeg se predstavlja promena amplituda brzine u funkciji frekvencija. Na ovom FAS spektru analiziraju se pikovi amplituda brizne i donosi odluka o stanju integriteta šipa. Repeticija pikova amplituda brzine se razmatra analizom promene perioda propagacije talasa kroz šip, od glave do baze i nazad do glave.
Pitanje: Da li se može i kako napraviti još detaljniji uvid i analiza u frekventnom i vremenskom domenu za signal dobijen testom integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Detaljniji uvid i analize u frekventnom i vremenskom domenu, za signal dobijen testom integriteta šipa sa senzorom (SIT), može se dobiti primenom kratkotrajne Fourier-ove transformacije (STFT – short time Fourier transform), pri čemu se integralno razmatra i predstavlja odnos promena amplituda brzina u funkciji vremena i frekvencija. Ovde postoji veći broj mogućnosti za prezentaciju originalno-transformisanog signala u trodimenzionalnom vremensko-frekventnom domenu.
Pitanje: Koja indirektna analiza se koristi za analizu signala dobijenog testom integriteta šipa sa senzorom (SIT) u vremenskom domenu?
Odgovor: Koristi se iterativna kompatibilizacija (signal matching) signala numeričkog modela interakcije šip-tlo prema signalu dobijenim in-situ ispitivanjem testom integriteta šipa sa senzorom (SIT).
Pitanje: Koji su bitni parametri tla (koji se iteriraju) u interakciji sa šipom prilikom razmatranja i kompatibilizacije dobijenog signala testa integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Prilikom razmatranja i kompatibilizacije signala testa integriteta šipa sa senzorom (SIT), najbitniji parametri tla su elastična krutost i prigušenje interakcije šip-tlo.
Pitanje: Da li se test integriteta šipa sa senzorom (SIT) može simulirati i kojim numeričkim metodama?
Odgovor: Test integriteta šipa sa senzorom (SIT) se može simulirati numeričkim metodama: metodom konačnih elemenata (FEM – finite element method), metodom konačnih razlika (FDM – finite difference method) i metodom graničnih elemenata (BEM – boundary element method).
Pitanje: Koji tip analize se može koristiti za simulaciju numeričkom metodom?
Odgovor: S obzirom da se stanje šipa razmatra u vremenskom domenu pri nivou niskih dilatacija, primenjuje se linearna dinamička analiza (LDA – linear dynamic analysis), i to neka od metoda numeričke integracije korak po korak (step by step): Wilson-ova metoda, Newmark-ova metoda prosečnog ubrzanja (AAM – average acceleration method) ili linearnog ubrzanja (LAM – linear acceleration method), Hilber-Hughes-Taylor-ova metoda (HHT), Chung–Hulbert-ova metoda (CH) i kolokaciona metoda (collocation method).
Pitanje: Na koji način se sprovodi numeričko modeliranje šipa i tla za test integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Šip i tlo se mogu modelirati eksplicitno ili implicitno: 1D konačni elementi za šip, a tlo implicitno elementima interakcije, 1D konačni elementi za šip i 2D konačni elementi za tlo, 1D konačni elementi za šip i 3D konačni elementi za tlo, 2D konačni elementi za šip, a tlo implicitno elementima interakcije, 2D konačni elementi za šip i 2D konačni elementi za tlo, 3D konačni elementi za šip, a tlo implicitno elementima interakcije i 3D konačni elementi za šip i 3D konačni elementi za tlo.
Pitanje: Na koji način se sprovodi višefazno numeričko modeliranje šipa i tla, i simulacija degradacije za test integriteta šipa sa senzorom (SIT)?
Odgovor: Modeliranje i degradacija šipa se sprovodi primenom analize fazne degradacije – oštećenja (SDA – staged degradation analysis), pri čemu se u narednoj analizi koristi finalna matrica krutosti prethodne analize kao inicijalna matrica krutosti sa redukovanim masama i krutostima eliminisanih konačnih elemenata (degradirane – oštećene zone).