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광섬유 센서를 이용한 인장형 그라운드 앵커의 장력측정
Tension Force Monitoring of Tension Type Ground Anchor Using Optical FBG Sensors 원문보기

韓國地盤工學會論文集 = Journal of the Korean geotechnical society, v.27 no.6, 2011년, pp.17 - 26  

성현종 (전남대학교 건설환경공학과) ,  김영상 (전남대학교 해양토목공학과) ,  김재민 (전남대학교 해양토목공학과) ,  박귀현 (전남대학교 건설환경공학과)

초록
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그라운드 앵커공법은 현재 우리나라에서 가장 일반적으로 사용되는 사면보강공법들 중 하나이다. 그러므로 앵커로 보강된 사면의 안정성을 장기간 확인하기 위해서는 그라운드 앵커의 긴장력을 측정하는 것이 매우 중요하다. 그러나 전통적인 로드 셀 방식의 측정기술을 제외하고는 특별한 기술이 개발된 것이 없다. 본 논문에서는 지반구조물의 보강을 위해 널리 사용되는 그라운드 앵커의 단기 및 장기 장력을 측정하기 위해 기존에 현장에서 주로 사용되는 스트레인게이지 또는 V/W 타입 로드 셀을 대체할 수 있는 새로운 방법에 대하여 기술하였다. 사용된 센서는 스트레인게이지 또는 V/W타입의 센서에 비해 크기가 작고 내구성이 우수하며 전자기파에 의한 노이즈 발생이 없는 광섬유 브래그격자(Fiber Bragg Grating ; FBG)센서이다. FBG 센서를 내장한 7연 강연선을 이용하여 원하는 위치에서 변형률 감지가 가능한 인장형 앵커를 제작하고 앵커 정착장을 연암과 화강풍화토 지반조건에 각각 2세트(set)씩 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 재하-제하단계를 포함하는 전 하중단계에서 FBG센서로 측정된 변형률로부터 장력 모니터링을 수행하였고 기존 로드 셀로 측정된 결과와 비교하였다. 현장 인발실험 결과, 제안된 광섬유 센서를 이용한 그라운드 앵커의 시공 중 긴장력 측정결과 실내 UTM 결과와 달리 약간의 차이가 있으나 실용적인 차원에서는 충분히 활용 가능한 것으로 확인되었다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Ground anchor method is one of the most popular reinforcing technology in Korea. For the sound monitoring of slope reinforced by permanent anchor for a long period, monitoring the tension force of ground anchor is very important. However, special technology except conventional load cell has not been...

주제어

AI 본문요약
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문제 정의

  • 본 연구에서는 광섬유 내장형 텐던을 이용하여 실제 그라운드 앵커의 장력 측정 가능성 및 정확성을 확인하기 위해 11.5m 길이의 실대형 인장형 앵커(prototype tension type anchor)를 제작하였고 연암 및 화강풍화토 지반 조건에 각각 시공하여 현장인발실험을 수행하였다. 현장인 발 실험 시 재화제하단계에서 앵커 자유장에 위치한 FBG센서로부터 측정된 반사파장의 변화에 의해 장력 모니터링을 수행하였으며 앵커 두부(head)에 설치한 V/W 타입의 로드셀에 의한 장력 측정결과와 비교하였다.
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참고문헌 (18)

  1. 김낙경 (2001), 인장형 앵커와 압축형 앵커의 하중전이에 관한 연구, 한국지반공학회 논문집, 제 17권 3호, pp.59-68. 

  2. 김래현, 이기환, 이우진, 김대규, 김낙경 (2002), 현장시험에 의한 그라운드 앵커 시스템의 크리프 및 단기거동 특성 연구, 대한토목학회 논문집, 제 22권 6-C호, pp.585-594. 

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  5. 김영상, 서동남, 김재민, 성현종 (2009), FBG 센서가 내장된 스마트 텐던을 이용한 7연 강연선의 인발 하중전이 특성, 한국방재학회 논문집, 제 9권 5호, pp.79-86. 

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  8. 임성순, 이재수 (1999), 지하굴착시 암반지반속에 정착된 어스앵커의 초기인장력 결정, 대한토목학회 논문집, 제 19권 III-1호, pp.177-187. 

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  10. 허병주, 김찬기, 정용건, 천병식 (2010), 부력저항 영구앵커의 장기거동 특성에 관한 연구, 한국지반환경공학회 논문집, 제 11권 제12호, pp.27-35. 

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  12. 홍원표, 윤증만, 송영석 (2004), 절개사면에 설치된 앵커지지 흙 막이벽에 작용하는 측방토압 산정, 한국지반환경공학회 논문집, 제 24권 제2C호, pp.125-133. 

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  15. Kim, J-M, Kim, H-W and Kim, Y-S (2010), "Tension Monitoring of a prestressing strand for concrete bridge using intendon FBG sensors", IABMAS 2010, Philadelphia, Pennsylvania, USA, pp. 205-210. 

  16. Liew, S.S., Tan, Y.C., Ng, H.B., and Lee, P.T. (2003), "New Approach of Using Jacked Anchors as Reinforcements in Soil Stabilisation Works for a Cut-And-Cover Tunnel with 17m Deep Excavation", ICOF 2003, Dundee, Scotland, pp.1-15. 

  17. Moerman, W., Taerwe, L., Waele, W.D., Degrieck, J., and Himpe, J. (2005), "Measuring Ground Anchor Forces of a Quay Wall with Bragg Sensors", Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol.131(2), pp.322-328. 

  18. Sung-Chi Hsu and Chin-Ming Chang (2007), "Pullout Performance of Vertical anchors in gravel formation", Engineering Geology 90, pp.17-29. 

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