TDR기술은 원격감지식 전기적 측정기술로서 여러 가지 물리적 변화량에 대하여 그 변화위치와 상태를 결정하는데 이용되어 왔으며, 미국과 호주 등지의 광산에서 주로 적용되던 TDR기술은 90년대 초반부터 토목공학에 응용되기 시작하였으며 산사태나 암반사면의 변형 파악, 지반의 함수비 변화 모니터링, 지반 오염물질의 종류 및 이동경로의 추정, 지하수위의 변동측정등에 사용되고 있다. 국내에서는 1996년부터 강원도 통리지역, 고사리 일대 등에 산재한 채굴적의 붕락으로 인한 지반침하의 가능성을 판단하기 위해 TDR을 설치/운용한 것이 우리나라 토목분야에서의 최초 적용사례이다. 본 논문에서는 강원도 태백시 추전지역 일대에서 기 개발된 석탄채굴적에 의한 철도선로, 터널 및 도로 등의 변형 안정성을 분석키 위해 TDR기술을 적용한 결과로부터 지반변형 계측기법으로서의 TDR기술의 활용성을 고찰하였다.
TDR기술은 원격감지식 전기적 측정기술로서 여러 가지 물리적 변화량에 대하여 그 변화위치와 상태를 결정하는데 이용되어 왔으며, 미국과 호주 등지의 광산에서 주로 적용되던 TDR기술은 90년대 초반부터 토목공학에 응용되기 시작하였으며 산사태나 암반사면의 변형 파악, 지반의 함수비 변화 모니터링, 지반 오염물질의 종류 및 이동경로의 추정, 지하수위의 변동측정등에 사용되고 있다. 국내에서는 1996년부터 강원도 통리지역, 고사리 일대 등에 산재한 채굴적의 붕락으로 인한 지반침하의 가능성을 판단하기 위해 TDR을 설치/운용한 것이 우리나라 토목분야에서의 최초 적용사례이다. 본 논문에서는 강원도 태백시 추전지역 일대에서 기 개발된 석탄채굴적에 의한 철도선로, 터널 및 도로 등의 변형 안정성을 분석키 위해 TDR기술을 적용한 결과로부터 지반변형 계측기법으로서의 TDR기술의 활용성을 고찰하였다.
Time Domain Refletometry, or TDR, is a remote sensing electrical measurement technique that has been used for many years to determine the spatial location and nature of various objects, especially in the United States of America and Australia at mining industry. Since early on 1990, the TDR techniqu...
Time Domain Refletometry, or TDR, is a remote sensing electrical measurement technique that has been used for many years to determine the spatial location and nature of various objects, especially in the United States of America and Australia at mining industry. Since early on 1990, the TDR techniques have been applied to the geotechnical engineering such as : deformation measurement of rock slope and landslide, monitoring of ground water content and ground water level change, investigation of ground contamination and its movement. The first application of this technique, in 1996, to the domestic area is to determine the possibility of ground settlement caused by subsidence from abandoned underground mines at the Tongri and Gosari in Gangwon-d. In this paper, through the results of analysed deformation data between conventional measurements and the TDR, it was concluded that the TDR technique is a useful instrumentation method for the prediction of ground deformation.
Time Domain Refletometry, or TDR, is a remote sensing electrical measurement technique that has been used for many years to determine the spatial location and nature of various objects, especially in the United States of America and Australia at mining industry. Since early on 1990, the TDR techniques have been applied to the geotechnical engineering such as : deformation measurement of rock slope and landslide, monitoring of ground water content and ground water level change, investigation of ground contamination and its movement. The first application of this technique, in 1996, to the domestic area is to determine the possibility of ground settlement caused by subsidence from abandoned underground mines at the Tongri and Gosari in Gangwon-d. In this paper, through the results of analysed deformation data between conventional measurements and the TDR, it was concluded that the TDR technique is a useful instrumentation method for the prediction of ground deformation.
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문제 정의
본 논문에서는 강원도 태백시 추전지역 일대에서 기 개발된 석탄채굴적에 의한 철도선로, 터널 및 도로 등의 안정성을 분석키 위해 시행한 일반계측 및 TDR기술에 의한 지반변형 계측결과를 비교 분석함으로써 TDR기술의 토목분야에의 적용사례를 고찰하고자 한다.
제안 방법
이상에 표기한 계측점 중에서 인접하여 설치한 일반계측 결과와의 비교가 가능하고 측정결과가 상대적으로 명확하게 분석된 T-1, T-2 및 T-5의 자료를 이용하여 지반 변위에 대한 분석을 고찰하였다.
대상 데이터
본 측정에서는 미국의 Comm Scope Generial Instrument사 제품인 P-3 75-875CA가 동축케이블로 사용되었으며 제원은 표 2와 같다.
성능/효과
1) 화전지역일대에 산재한 폐광채굴적에 의한 철도, 도로 및 터널의 안정성 검증을 위하여 설치한 TDR케이블의 계측결과에 의하면 지반의 변형이 발생하는 위치 및 변형의 증가를 알아낼 수 있었으나 변형의 종류를 명확히 판단할 수는 없었다. 그러나 다른 종류의 계측결과와 비교하면 상당히 신뢰성이 있는 계측결과임을 알 수 있었다.
2) TDR 기술은다중측정시스템, 모뎀기법 이용, datalogger control program 등을 이용하여 임의의 시간에 사무실에서 원격측정 및 무인 데이터의 수집이 가능하므로 변형의 발생을 빠른 시간 내에 파악할 수 있고 대책을 강구할 수 있는 이점이 있는 유용한 계측방법이며, 아울러 측정기술자의 정기적인 접근이 어렵거나 사례지역과 같은 오지인 경우에는 구조물 계측의 효율적 방법으로 적용될 수 있다고 판단된다.
그러나 하부 38m보다 28m 지점의 변위가 경사계상에서 더욱 크게 발생하는 것은 TDR에 사용된 동축케이블은 휨성(flexible)인데 반하여 경사계의 유도관은 강성(rigid)이므로 하부에서 발생되는 변위가 중첩되어 나타나는 것으로 사료된다. 매설 후 약 10개월 후인 99년 4월에는 38m 지점의 반사계수가 갑자기 증가하는 양상을 나타내는데 이것은 지하수가 동축케이블에 영향을 끼친 것으로 이 지점부근에서 지하수의 유동은 암반의 유동이 발생함을 뒷받침하는 것으로 판단된다.
후속연구
그러나 동축케이블에 발생한 전단변형의 절대적인 크기를 정확히 알기는 힘들다는 단점이 있다. 경사계와 비교하여 TDR은 국부적인 변형으로 인한 jamming 가능성이 없으며 multiplexing system을 이용하면 다수의 시추공에 설치된 동축케이블을 1대의 TDR시스템에 연결하여 자동화 계측을 실시할 수 있으므로 지반변형의 측정을 위한 여러 가지 계측기술의 하나로 추가될 수 있을 것으로 예상된다. 특히 암반사면이나 암반의 공동 주변에서 발생하는 전단변형의 측정시 경사계를 TDR로 보완 또는 대체할 수 있으므로 산사태나 암반사면의 거동을 조기에 포착하여 보강대책을 강구하거나 피해를 최소화 할 수 있는 경제적인 기술로 많이 활용될 전망이다.
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
TDR기술은 무엇을 결정하는데 이용되어 왔는가?
TDR기술은 원격감지식 전기적 측정기술로서 여러 가지 물리적 변화량에 대하여 그 변화위치와 상태를 결정하는데 이용되어 왔으며, 미국과 호주 등지의 광산에서 주로 적용되던 TDR기술은 90년대 초반부터 토목공학에 응용되기 시작하였으며 산사태나 암반사면의 변형 파악, 지반의 함수비 변화 모니터링, 지반 오염물질의 종류 및 이동경로의 추정, 지하수위의 변동측정등에 사용되고 있다. 국내에서는 1996년부터 강원도 통리지역, 고사리 일대 등에 산재한 채굴적의 붕락으로 인한 지반침하의 가능성을 판단하기 위해 TDR을 설치/운용한 것이 우리나라 토목분야에서의 최초 적용사례이다.
TDR의 전기신호 발생장치와 반사신호 측정장치는 무엇에 내장되어 있는가?
TDR(Time Domain Reflectometry)은 전기신호를 발생하는 장치, 전기신호를 전달하고 환경의 변화를 감지하는 전달매체, 반사신호를 측정하여 분석하는 장치로 구성된다. 일반적으로 전기신호 발생장치와 반사신호 측정장치는 케이블시험기(cable tester)에 내장되어 있으며 케이블시험기에서 발생된 전기신호가 전달매체를 따라 전달되면서 전달매체 자체의 형상변화나 전달매체 주변의 물리적/전기적 변화가 있는 경우 신호가 반사되어 케이블시험기로 전달된다. 전기신호를 전달하는 매체는 지반이나 암반의 거동측정시 동축케이블(coaxial cable)을 일반적으로 사용하며 TDR신호는 동축케이블의 인장, 전단, 꺾임 등의 변형을 감지할 수 있다.
TDR의 구성은?
TDR(Time Domain Reflectometry)은 전기신호를 발생하는 장치, 전기신호를 전달하고 환경의 변화를 감지하는 전달매체, 반사신호를 측정하여 분석하는 장치로 구성된다. 일반적으로 전기신호 발생장치와 반사신호 측정장치는 케이블시험기(cable tester)에 내장되어 있으며 케이블시험기에서 발생된 전기신호가 전달매체를 따라 전달되면서 전달매체 자체의 형상변화나 전달매체 주변의 물리적/전기적 변화가 있는 경우 신호가 반사되어 케이블시험기로 전달된다.
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