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터널 주변 전기비저항 토모그래피 모니터링 자료의 시간경과 역산
Time-lapse inversion of resistivity tomography monitoring data around a tunnel 원문보기

터널기술 : 한국터널공학회논문집, v.11 no.4, 2009년, pp.361 - 371  

조인기 (강원대학교 지구물리학과) ,  정재형 (한국건설기술연구원) ,  배규진 (한국건설기술연구원)

초록
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전기비저항 토모그래피법은 터널 주변의 물성분포나 그 변화를 탐지하는데 매우 효과적인 물리탐사 방법이다. 따라서 전기비저항 토모그래피 영상은 터널의 효과적인 유지관리를 위한 중요한 정보를 제공해 준다. 그러나 공기로 채워진 터널은 토모그래피 자료를 심하게 왜곡시키며, 이러한 현상은 송, 수신점이 터널에 근접할수록 심화된다. 또한 이러한 왜곡은 결과적으로 토모그래피 모니터링 자료의 해석에 오류를 가져오게 된다. 이런 문제점의 해결을 위하여 터널을 포함한 모델링 및 시간경과 역산법을 개발하였다. 개발된 프로그램을 사용하여 터널을 고려한 역산법이 기존의 역산법에 비하여 월등히 정밀한 영상을 제공함을 확인하였다. 또한 모니터링 자료에 시간경과 역산을 사용하여 보다 효과적으로 터널주변의 시간에 따른 전기비저항 변화대를 파악할 수 있었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Resistivity tomography is very effective geophysical method to find out the resistivity distribution and its change in time around a tunnel. Thus, the resistivity tomogram can provide helpful information which is necessary for the effective maintenance of the tunnel. However, an air filled tunnel se...

주제어

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문제 정의

  • 본 연구에서는 이러한 요구를 충족시키기 위하여 일차적으로 터널을 포함한 2.5차원 전기비저항 토모그래피 탐사 모델링 프로그램을 개발하였다 또한 이를 바탕으로 최소자승법에 근거한 시간경과 역산 프로그램을 개발하고 이를 간단한 이론자료에 적용하여 그 효용성을 타진하였다.
  • 본 연구에서는 이러한 필요성에 따라 터널을 고려한전기비저항 토모그래피 모델링 프로그램을 개발하고, 이를 기반으로 모니터링 자료의 시간경과 역산 프로그램을 개발하였다. 개발된 전기비저항 토모그래피 모델링 및 역산 프로그램을 사용하여 간단한 모형에 대한 분석을 실시하였다.
  • 이제 P 값을 설정하는 구체적인 방법에 관하여 생각해보자. 상시관측 자료의 역산에서는 모델분해능이 낮은 모델 변수는 신뢰도가 낮으므로 강한 제한을 가하여 기준모델에 근접시키고, 모델분해능이 높은 모델 변수에는 약한 제한을 가하여 모델변수의 시간적 변화를 잘 나타내도록 유도하는 것이 효과적일 것으로 보인다 앞서 설명한 바와 같이 모델변수의 시간적 변화량은 공간적 모델 분해능과 무관하다.
  • 전기비저항 토모그래피법은 주로 두 개의 시추공 사이 영역의 전기비저항 분포 영상을 획득하는 것을 그 목적으로 한다. 측정간격이 지표탐사에 비하여 매우 작기 때문에 분해능이 뛰어나고 자료의 수가 많기 때문에 역산 결과에서 얻어지는 영상의 신뢰도가 높아 정밀탐사 방법으로 알려져 있다.

가설 설정

  • Fig. 5(a)는 터널의죄측 상부에 지하수의 집적에 의한 io ohm-m의 저비저항 이상대를 가정한 모델이다. 이 경우 터널을 고려하지 않고 역산을 수행하게 되면 Fig.
  • 4(c)에서는 모두 동일한 비저항을 보이는 것처럼 보이지만, 실제로는 역산잡음으로 인하여 동일한 전기비저항 값을 나타내지는 않는다. 시간경과 모델은 Fig. 5(a)에 나타낸 것처럼 동일한 터널의 좌측에 수평 방향 길이 4 m, 수직방향 길이 1 m, 전기비저항 10 ohm-m인 저비저항 이상대가 지하수 집적으로 인하여 생성된 것으로 가정하였다.
  • 2는 전기비저항 토모그래피 탐사에서 터널을 포함하는 요소분할의 일례를 보여준다. 터널의 형태는 타원형 모델로 가정하였으며, 시추공 외부와 전극이 설치되지 않는 시추공 상 하부 영역은 계산시간 절감을 위하여 요소의 크기를 크게 설정하였다 반면 조사대상 영역에서는 거의 같은 크기로 조밀한 요소를 설정하였다. 이 영역에서의 요소의 크기는 측점간격의 1/2에 해당된다.
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참고문헌 (28)

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