터널 설계를 위한 조사에 있어서, 요사이 시추공 조사는 물론 탄성파 탐사, 전기 비저항 탐사 등의 물리탐사가 빈번히 행해지고 있는 실정이다. 따라서 암반 등급 등에 의한 최적의 지반평가를 위해 조사에서 얻어지는 모든 자료를 체계적으로 최대한 활용할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다. 많은 연구자들이 정량적 데이터가 부족한 경우에 대처하기 위해 정성적 데이터의 이용을 제안해 왔다. 본 연구에서는 시추가 되지 않은 구간의 암반등급을 추정하는 방법이 지구통계학 이론 중의 하나인 다분적 지시크리깅 기법에 기초하여 제안되었다. 실제 터널 설계에 있어서, 불확실성이 다른 두 종류의 자료, 예를 들어 시추공 자료와 물리탐사자료 등이 암반등급 산정에 동시에 활용될 수 있음이 제시되었다.
터널 설계를 위한 조사에 있어서, 요사이 시추공 조사는 물론 탄성파 탐사, 전기 비저항 탐사 등의 물리탐사가 빈번히 행해지고 있는 실정이다. 따라서 암반 등급 등에 의한 최적의 지반평가를 위해 조사에서 얻어지는 모든 자료를 체계적으로 최대한 활용할 수 있는 방법이 절실히 요구되고 있다. 많은 연구자들이 정량적 데이터가 부족한 경우에 대처하기 위해 정성적 데이터의 이용을 제안해 왔다. 본 연구에서는 시추가 되지 않은 구간의 암반등급을 추정하는 방법이 지구통계학 이론 중의 하나인 다분적 지시크리깅 기법에 기초하여 제안되었다. 실제 터널 설계에 있어서, 불확실성이 다른 두 종류의 자료, 예를 들어 시추공 자료와 물리탐사자료 등이 암반등급 산정에 동시에 활용될 수 있음이 제시되었다.
In site investigation for tunnel designs, nowadays, geophysical exploration such as seismic exploration and electric resistivity exploration as well as drilling logging is frequently carried out. A method which can systematically make the utmost use of all available data obtained from investigation,...
In site investigation for tunnel designs, nowadays, geophysical exploration such as seismic exploration and electric resistivity exploration as well as drilling logging is frequently carried out. A method which can systematically make the utmost use of all available data obtained from investigation, therefore, is strongly required for the optimal evaluation of ground conditions in terms of rock mass class, etc. Many researchers have proposed using qualitative data to cope with the lack of quantitative data. In this study, an evaluation technique of rock mass classes in undrilled region was proposed based upon multiple indicator kriging method which is a geostatistical technique. It was shown that two types of data with different degree of uncertainty, for example, drilling logging data and geophysical exploration data, could be simultaneously utilized in evaluating rock mass classes for a real tunnel design.
In site investigation for tunnel designs, nowadays, geophysical exploration such as seismic exploration and electric resistivity exploration as well as drilling logging is frequently carried out. A method which can systematically make the utmost use of all available data obtained from investigation, therefore, is strongly required for the optimal evaluation of ground conditions in terms of rock mass class, etc. Many researchers have proposed using qualitative data to cope with the lack of quantitative data. In this study, an evaluation technique of rock mass classes in undrilled region was proposed based upon multiple indicator kriging method which is a geostatistical technique. It was shown that two types of data with different degree of uncertainty, for example, drilling logging data and geophysical exploration data, could be simultaneously utilized in evaluating rock mass classes for a real tunnel design.
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문제 정의
본 논문에서는 시추공 자료 등의 정량적 데이터는 물론 전지 비저항 탐사자료 등의 정성적 데이터도 이용 가능한, 터널 미시추구간의 암반등급을 산정하는 방법에 대한 연구를 수행하여 다음과 같은 결론을 얻었다.
제안 방법
적극 제안했다. 그 들은 자료의 불확실성 (degree of uncertainty) 따라 전자를 하드데 이 터 (hard data)로후자를 소프트데이터 (soft data)로 구분하였다. 유광호 (1995, 1998)는 다분적 지시크리깅을 사용하여 정성적자료를 이용하는 방법을 제시하였다.
본 논문에서는 불확실성이 다른 두 종류의 자료, 즉 시추공 자료와 물리탐사 자료를 활용하여 시추가 되지 않은 구간의 암반등급을 추정하는 방법을 지구 통계학적 이론의 하나인 다분적 지시크리깅 기법에 근거하여 제안하고, 이를 실제 터널설계에 적용하였다.
시추공 자료와 같은 하드데이터는 그림 2와 같이 데이터값에 불확실성이 없는 반면, 전기 비저항 자료와 같은 소프트데이터는 많은 불확실성이 존재하기 때문에 그림 2에 나타낸 바와 같이 해당 암반등급을 인접한 두 개의 등급을 갖는 소프트 간격 데이터로 취급하여 불확실성을 정량화하였다. 단, 전기비저항 값이 800 ohm-m 이하 일 경우는 암반등급을 V로 하였는데, 결과적으로 하드 데이터와 동일하게 취급되었다.
대상 데이터
O O ~ O O 간 전장이 3, 860m(STA.0K+300- STA.4K +160)인 터널의 설계를 위해, 표 1에서 보는 바와 같이 7개의 시추공 조사와 터널 중심선을 따라 물리탐사(전기비저항) 조사가 수행되었다.
데이터처리
이론적 베리오그램 모델 (theoretical variogram model) 을 선정하기 위해 2차원 분석용 프로그램인 VARIOWIN 2.2를 사용하였다. 시추공 자료와 터널 전 구간에 걸쳐조사된 전기비저항값을 사용하여 변환된 지시데이터를사용하여 각 경계값에서 대상지역의 공간적 상관관계를 나타내는 베리오그램 모델을 그림 3에서 보는 바와같이 구하였고, 그 결과가 표 4에 정리되었다.
전기 비저항 탐사 자료가 암반등급 추정에 미치는 영향을 알아보기 위해, 그림 6과 같이 시추공 자료만을 이용한 경우의 암반등급 결과와 비교되었다. 시추공 자료
이론/모형
베리오그램 모델 산정 시 발생되는 회귀오차를 줄이기 위해 다음과 같이 정의되는 IGF(indicative goodness of fit)를 사용하였다(Pannatier, 1996);
성능/효과
(1) 물리탐사 자료와 같은 정성적 데이터가 시추공 자료가 부족한 터널 설계조사 등을 위한 암반등급 분류에 다분적 지시크리깅 이론에 근거하여 체계적으로사용될 수 있었다.
(2) 또한, 시추공만을 이용한 암반분류는 시추공과 시추공 사이의 중앙점까지 일정한 암반등급이 유지되는 것으로 간주되므로 정확한 암반등급의 분류가 어려운 반면, 전기 비저항 탐사자료는 시추공 자료보다는 자료의 신뢰도는 떨어지나 터널 전 구간에 걸쳐 존재하기 때문에 보다 현실적인 분류가 가능함을 확인하였다.
후속연구
(3) 본 논문에서 제시된 방법은 터널설계 뿐만 아니라, 정량적 데이터가 극히 한정되어 있는 반면에 정성적데이터는 무수히 많이 존재하는 경우에 보다 현실적인 암반이나 지반분류 등을 위해 적용될 수 있을 것으로 판단된다.
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