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[국내논문] 개착식 굴착현장의 GPR 탐사한계 분석기법 연구
Analysis of GPR Exploration Limit of Open-Cut Type Excavation 원문보기

한국방재안전학회논문집 = Journal of Korean Society of Disaster and Security, v.10 no.1, 2017년, pp.47 - 53  

한유식 (한국지반공학회 지반공학연구소) ,  김우석 (한국건설기술연구원 지반연구소)

초록
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지반 굴착에 따른 주변 지반의 함몰 문제를 예측하고 평가하기 위해서는 지반함몰 위험인자의 정확한 탐사가 필요하다. 이 연구에서는 지반굴착현장 주변의 거동 분석을 통하여 지반이완영역 분포를 분석하고 여러 가지 조건에서 GPR 탐사시뮬레이션 한 결과, 함수율에 따라 다소 차이는 있으나 불포화 지반에서는 지층의 분포 및 이완영역 분포를 확인할 수 있었으며, 포화 지반에서는 GPR 탐사의 어려움이 있는 것으로 나타났다.

Abstract AI-Helper 아이콘AI-Helper

Accurate exploration of the risk factors of the ground subsidence is needed to predict and evaluate the subsidence of the surrounding ground due to the excavation of the ground. In this study, we analyzed the distribution of soil relaxation area by analyzing the behavior around the ground excavation...

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문제 정의

  • 본 연구에서는 지반굴착현장 주변의 거동 분석을 통하여 지반이완영역 분포를 분석하고 여러 가지 조건에서의 GPR 탐사를 시뮬레이션을 실시하여 GPR 탐사의 한계성을 분석하고 고찰하였다.

가설 설정

  • 0 m 그 아내에는 풍화토층이 분포하는 것으로 가정하였다. 또한 지하수위는 지표 1.2 m 아래에 존재하며, 지표 1.0 m 아래에는 0.2 m 크기의 공동이 형성되어 있는 것으로 가정하였다. Fig.
  • 0 m 그 아내에는 풍화토층이 분포하는 것으로 가정하였다. 또한 지하수위는 지표 6.0 m 아래에 존재하며, 지표 5.0 m 아래에는 1.0 m 크기의 공동이 형성되어 있는 것으로 가정하였다.
  • Fig. 6(a)의 Case 4조건에서는 모래층은 8.0 m 그 아내에는 풍화토층이 분포하는 것으로 가정하였다. 또한 지하수위는 지표 1.
  • Fig. 6(b)의 Case 5조건에서는 모래층은 8.0 m 그 아내에는 풍화토층이 분포하는 것으로 가정하였다. 또한 지하수위는 지표 6.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
GPR 탐사란? GPR 탐사는 10 MHz - 1 GHz 주파수 대역의 전자기파 펄스를 이용하여 천부 지하구조를 파악하는 기법이다. 이 방법은 다른 탐사법에 비해 상대적으로 짧은 파장의 전자기파를 사용하므로 분해능이 높으며, 매질간 유전율 차이에 의한 전자기파의 반사와 회절현상 등을 측정하고 이를 해석하여 지질구조를 파악한다.
지표면 아래를 탐사하는 방법에는 무엇이 있는가? 현재 굴착공사 주변의 지반함몰을 예측 및 평가하기 위한 위험 인자를 탐지할 수 있는 기술은 미흡한 실정이다. 지표면 아래를 탐사하는 방법에는 대표적으로 지표투과레이더(이하, GPR이라함) 탐사, 표면파 탐사, 전기비저항탐사 등을 들 수있다. 그 중에서도 GPR 탐사법은 전자기 펄스를 이용하여 천부의 지반 및 구조물을 탐사하는 많이 사용되는 방법으로 환경오염대 조사, 지반조사 또는 구조물 비파괴 검사 분야에 뛰어난 적용성을 가지는 탐사법이다.
GPR 탐사법의 장점은? GPR 탐사는 10 MHz - 1 GHz 주파수 대역의 전자기파 펄스를 이용하여 천부 지하구조를 파악하는 기법이다. 이 방법은 다른 탐사법에 비해 상대적으로 짧은 파장의 전자기파를 사용하므로 분해능이 높으며, 매질간 유전율 차이에 의한 전자기파의 반사와 회절현상 등을 측정하고 이를 해석하여 지질구조를 파악한다. GPR 탐사는 특히 건조한 사암이나 역암 등의 구조에서는 전자기파는 쉽게 투과하여 상대적으로 높은 탐사 적용성을 갖는 반면 점토층에서는 높은 전기전도도 때문에 전자기파의 심도에 따른 감쇠 역시 커서 GPR 탐사의 적용이 어렵다.
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참고문헌 (9)

  1. Endres, A. L., Clement, W. P. and Rudolph, D. L. (2000), Ground Penetrating radar imaging of an aquifer during a pumping test, Ground Water, 38, pp. 566-576. 

  2. Hagrey, S. A. and Muller, C. (2000), GPR study of pore water content and salinity in sand, Geophysical Prospecting, 48, pp. 63-85. 

  3. Han, Y. S. and Yoo, K. C. (2017), Study on the Change of Electrical Characteristics of Sand, journal of the Korean Society of Disaster and Security 

  4. Hwang, S. H. (2010), Design of Earth retaining Structures, CIR, pp. 374. 

  5. Kim, B. W and Kim, H. S. (2013), Estimation of Groundwater Table using Ground Penetration Radar (GPR) in a Sand Tank Model and at an Alluvial Field Site, The Journal of Engineering Geology, 23, pp. 201-216. 

  6. Kuroda, S., Jang, H. and Kim, H. J. (2009), Time-lapse borehole rata monitoring of an infiltration experiment in the vadose zone, Journal of applied geophysics, 67, pp. 361-366. 

  7. Lu, Q. and Sato, M. (2004), Estimation of hydraulic property of unconfined aquifer by GPR, Proceedings of the Tenth International conference on, pp. 715-718. 

  8. Pyke, K., Eyuboglu, S., Daniels, J. J. and Vendl, M. (2008), A Controlled Experiment to Determine the Water Table Response Using Ground Penetrating Radar, Journal of Environmental and Engineering Geophysics, 13, pp. 335-342. 

  9. Wilson, W. L. and Garman, K. M. (2002), Identification and delineation of sinkhole collapse hazards in Florida using ground penetration radar and electrical resistivity mapping, In Geophysics 2002. The 2nd Annual Conference on the Application of Geophysical and NDT Methodologies to Transportation Facilities and Infrastructure. 

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