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논문 상세정보

수치지도를 활용한 탄성파탐사 자료와 시추조사 자료의 지구통계학적 통합 분석

Geostatistical Integration Analysis of Geophysical Survey and Borehole Data Applying Digital Map

초록

대규모 건설공사, 토목공사 시 지반 특성 파악을 위해 주로 수행되는 시추조사는 명확하고 확실한 지반정보를 제공한다는 장점이 있지만 좌표 공간상 지점마다 수행되기 때문에 현장 전체의 지반특성 파악이 어렵다. 이에 반해 탄성파, 중력파 등을 이용하는 물리탐사는 시추조사와는 달리 연속적인 단면의 정보를 제공하고 넓은 지역의 지반특성을 파악할 수 있다는 장점을 가지고 있는 반면 측정값의 지반공학적 상관성이 불확실하기 때문에 지반 특성을 직접적으로 결정하기에는 적합하지 않다는 단점이 있다. 따라서 대상 부지의 정확한 지반정보 파악을 위해서는 두 가지 이종 지반조사 자료, 즉 물리탐사자료와 시추조사 자료를 상호 보완하여 이용하는 것이 바람직하다. 본 연구에서는 이종 지반조사의 통합분석 기법을 제안하였으며, 분석 방법의 정확성과 신뢰성을 높이기 위하여 수치지도를 도입하였다. 수치지도를 사용하여 시험, 조사 단계에서 발생할 수 있는 지반고의 오차를 보정하였으며, 표고와 기울기를 분석하여 대상분석 영역 설정의 지표로 사용하였다. 다음으로 탄성파의 속도분포 단면 등고선을 디지타이징(digitizing)하고 지구통계학적 방법인 크리깅(kriging)을 이용하여 3차원으로 공간보간하였으며, 이를 시추조사와 결합하여 각 토층 경계 별 평균 탄성파 속도를 도출하였다. 자료를 도출하는 과정에서 이상치 분석을 수행하여 결과의 신뢰성을 높였으며, 최적화된 평균 탄성파 속도를 활용하여 3차원 층상 정보를 결정할 수 있는 통합 분석 기법을 수립하였다. 최종적으로 수립된 통합분석 기법을 A댐 비상여수로 건설현장에 적용하였다.

Abstract

Borehole investigation which is mainly used to figure out geotechnical characterizations at construction work has the benefit that it provides a clear and convincing geotechnical information. But it has limitations to get the overall information of the construction site because it is performed at point location. In contrast, geophysical measurements like seismic survey has the advantage that the geological stratum information of a large area can be characterized in a continuous cross-section but the result from geophysics survey has wide range of values and is not suitable to determine the geotechnical design values directly. Therefore it is essential to combine borehole data and geophysics data complementally. Accordingly, in this study, a three-dimensional spatial interpolation of the cross-sectional distribution of seismic refraction was performed using digitizing and geostatistical method (krigring). In the process, digital map were used to increase the trustworthiness of method. Using this map, errors of ground height which are broken out in measurement from boring investigation and geophysical measurements can be revised. After that, average seismic velocity are derived by comparing borehole data with geophysical speed distribution data of each soil layer. During this process, outlier analysis is adapted. On the basis of the average seismic velocity, integrated analysis techniques to determine the three-dimensional geological stratum information is established. Finally, this analysis system is applied to dam construction field.

질의응답 

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핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
층상 정보를 토모그래피에 중첩하는 방법으로 수치화된 2차원 층상 단면을 결정하는 방법
층상 정보를 토모그래피에 중첩하는 방법으로 수치화된 2차원 층상 단면을 결정하는 방법의 문제점은?
이렇게 결정된 2차원 층상 단면의 경우 지반의 불균질성 및국지적인 변동성을 고려하지 못해 3차원 공간보간을 통해 합리적인 3차원 지반구조를 파악하는데 한계가 있다. 또한 시험 방법상 물리탐사 측선을 기준으로 시추조사 지점이 일치하거나, 근접해서 분포하고 있지 않기 때문에 중첩하는 과정에서 결정된 2차원 층상 단면별로 해당 위치에서의 지반특성을 반영하고 있다고 보기 어렵다.

(2012a)은 시추조사 자료의 층상 정보와 탄성파탐사의 2차원 토모그래피의 공간적 상관관계를 고려하여, 층상 정보를 토모그래피에 중첩하는 방법으로 수치화된 2차원 층상 단면을 결정하는 방법을 제안하였다. 이렇게 결정된 2차원 층상 단면의 경우 지반의 불균질성 및국지적인 변동성을 고려하지 못해 3차원 공간보간을 통해 합리적인 3차원 지반구조를 파악하는데 한계가 있다. 또한 시험 방법상 물리탐사 측선을 기준으로 시추조사 지점이 일치하거나, 근접해서 분포하고 있지 않기 때문에 중첩하는 과정에서 결정된 2차원 층상 단면별로 해당 위치에서의 지반특성을 반영하고 있다고 보기 어렵다.

탄성파탐사
탄성파탐사의 장점은?
지표면 상의 탐사 측선을 따라 수행되기 때문에 연속적인 2차원 지반의 탄성파 단면정보를 얻을 수 있다는 장점

시추조사는 채취된 시료를 확인함으로써 확실하고 구체적인 지반정보를 제공하지만 제한된 지점의 지반정보만 제공하기 때문에 전체 대상 부지의 층상 분포를 파악하는 데는 어려움이 있다. 반면에 탄성파탐사는 직접적으로 지반의 역학적 특성을 파악하기는 어렵지만, 지표면 상의 탐사 측선을 따라 수행되기 때문에 연속적인 2차원 지반의 탄성파 단면정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다(Kim et al., 2012c).

시추조사
시추조사의 한계점?
제한된 지점의 지반정보만 제공하기 때문에 전체 대상 부지의 층상 분포를 파악하는 데는 어려움이 있다.

일반적으로 구조물 건설을 목적으로 지반조사를 시행하는 경우, 시추조사가 널리 이용된다. 시추조사는 채취된 시료를 확인함으로써 확실하고 구체적인 지반정보를 제공하지만 제한된 지점의 지반정보만 제공하기 때문에 전체 대상 부지의 층상 분포를 파악하는 데는 어려움이 있다. 반면에 탄성파탐사는 직접적으로 지반의 역학적 특성을 파악하기는 어렵지만, 지표면 상의 탐사 측선을 따라 수행되기 때문에 연속적인 2차원 지반의 탄성파 단면정보를 얻을 수 있다는 장점이 있다(Kim et al.

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저자의 다른 논문

참고문헌 (15)

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