[국내논문]음향미소진동기반 모니터링 시스템을 이용한 지반구조물(유류 지하저장시설) 진단평가 가이드라인 Guideline for the Diagnose of Geotechnical Structure (Underground Oil Storage Cavern) using a Microseismic Monitoring System원문보기
모니터링은 여러 방법과 장치를 이용하여 공학적 정보를 정확하게 수집하여 분석하는 행위를 말한다. 모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다. 근래 국내에서 많이 알려진 음향미소진동은 구조물의 교란이 없는 상태에서 미세 수준의 손상을 감지하여 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있다. 본 보고는 음향미소진동 모니터링 기법을 이용하여 유류지하저장시설을 진단평가하는 절차에 대한 가이드라인을 소개한다. 가이드라인에는 모니터링 시스템 선정, 센서 배열과 설치 및 시스템 운영, 해석 등을 다루고 있다.
모니터링은 여러 방법과 장치를 이용하여 공학적 정보를 정확하게 수집하여 분석하는 행위를 말한다. 모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다. 근래 국내에서 많이 알려진 음향미소진동은 구조물의 교란이 없는 상태에서 미세 수준의 손상을 감지하여 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있다. 본 보고는 음향미소진동 모니터링 기법을 이용하여 유류지하저장시설을 진단평가하는 절차에 대한 가이드라인을 소개한다. 가이드라인에는 모니터링 시스템 선정, 센서 배열과 설치 및 시스템 운영, 해석 등을 다루고 있다.
Monitoring is the act of collecting and analyzing accurate engineering information using various methods and instruments. The purposes of the monitoring are design verification, construction management, quality control, safety management, and diagnose of structure etc.. The diagnose evaluation of th...
Monitoring is the act of collecting and analyzing accurate engineering information using various methods and instruments. The purposes of the monitoring are design verification, construction management, quality control, safety management, and diagnose of structure etc.. The diagnose evaluation of the geotechnical structures corresponds to the confirmation of the structural performance. It is aimed to judge the soundness of geotechnical structures considering the degree of damage due to the environmental change and elapsed time. Recently, microseismicity, which is widely known in Korea, can be used for safety management and diagnoses of structure as it detects the micro-damage without disturbance of the structure. This report provides guideline on the procedure for assessing an underground oil storage cavern using microseismic monitoring techniques. Guidelines cover the selection of monitoring systems, sensor array, sensor installation and operation of systems, and interpretation.
Monitoring is the act of collecting and analyzing accurate engineering information using various methods and instruments. The purposes of the monitoring are design verification, construction management, quality control, safety management, and diagnose of structure etc.. The diagnose evaluation of the geotechnical structures corresponds to the confirmation of the structural performance. It is aimed to judge the soundness of geotechnical structures considering the degree of damage due to the environmental change and elapsed time. Recently, microseismicity, which is widely known in Korea, can be used for safety management and diagnoses of structure as it detects the micro-damage without disturbance of the structure. This report provides guideline on the procedure for assessing an underground oil storage cavern using microseismic monitoring techniques. Guidelines cover the selection of monitoring systems, sensor array, sensor installation and operation of systems, and interpretation.
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가설 설정
(1) 증폭기: 음향미소진동센서와 가능한 한 가까운 위치에 전치증폭기를 설치하는 것이 바람직하다. 증폭기는 내부에서 발생하는 고유의 전기적 잡음이 적은 것을 사용한다.
(2) 센서 간격은 센서 성능과 계측감도에 따라 달라진다. 계측영역 내 각각의 센서 위치는 요구되는 이벤트 위치의 정확도를 만족시킬 수 있도록 설치되어야 한다.
제안 방법
(1) 잡음 특성 파악: 잡음의 주파수대역, 진폭 등의 특성이 음향미소진동신호의 주파수대역, 진폭 등의 특성과 유사한 경우, 또는 잡음의 특성이 명확하지 않는 경우에 먼저 잡음의 특성을 파악하기 위한 시험 모니터링을 일정 기간 동안 실시하고 그 결과를 기술자가 해석하여 음향미소진동신호와 잡음을 분리할 방법을 검토한다.
유류 지하저장시설과 같은 건설 후접근이 불가능한 대형 구조물의 내부에서 발생하는 균열과 같은 결함의 진행상황을 파악하기 위해 다양한 음향미소진동 변수의 시간적·공간적 변화를 규명한다. 또한 외부 변수의 변화도를 함께 고려하여 아래와 같은 평가항목을 바탕으로 지반구조물의 성능을 판정한다.
유류 지하저장시설과 같은 건설 후접근이 불가능한 대형 구조물의 내부에서 발생하는 균열과 같은 결함의 진행상황을 파악하기 위해 다양한 음향미소진동 변수의 시간적·공간적 변화를 규명한다.
(3) 주파수대역: 환경 또는 사용 조건에 따라 사용할 필터의 주파수대역을 선택하는 것이 좋다. 음향미소진동신호와 잡음을 분리하는 방법에는 경계치(threshold) 전압을 사용하는 방법, 주파수필터를 사용하는 방법 등 음향미소진동 모니터링 시스템에 의해 자동적으로 실시되는 것과 음향미소진동 변수의 변화 경향, 분포 및 상관해석, 음향미소진동 위치표정해석 등의 결과를 바탕으로 기술자의 판단에 따라 실시하는 것이 있으며 잡음 특성에 따라 적절한 방법을 선정한다.
대상 데이터
신호검출에 사용되는 장치는 전치증폭기(preamplifier), 아날로그 - 디지털 변환기(A/D 변환기), 임베디드(내장) 자료획득 컴퓨터(Embedded Data Acquisition Computer, DAC)의 세 부분으로 구성된다. 신호검출에 있어서 주의할 사항은 주파수 앨리어싱(aliasing) 현상을 피하기 위해, 샘플링 속도는 암반 손상 또는 파괴 이벤트의 주요 주파수 범위에서 최대 5-10 배가 되어야 한다.
성능/효과
(3) 주파수대역: 환경 또는 사용 조건에 따라 사용할 필터의 주파수대역을 선택하는 것이 좋다. 음향미소진동신호와 잡음을 분리하는 방법에는 경계치(threshold) 전압을 사용하는 방법, 주파수필터를 사용하는 방법 등 음향미소진동 모니터링 시스템에 의해 자동적으로 실시되는 것과 음향미소진동 변수의 변화 경향, 분포 및 상관해석, 음향미소진동 위치표정해석 등의 결과를 바탕으로 기술자의 판단에 따라 실시하는 것이 있으며 잡음 특성에 따라 적절한 방법을 선정한다.
(3) 중요한 영역과 예측 가능한 불안정한 곳에는 센서 수를 늘리고 센서 간격을 줄여 센서의 밀도를 높여야 한다.
(4) 자료전송장치는 센서의 배열에 따라 달라지며 지속적이고 정확한 계측자료를 확보하기 위해 센서의 배열을 설계할 때 편의성과 보안을 고려해야 한다. 또한 현장조사를 통해 센서 배열이 적합한 지 확인하여야 한다.
(6) 음향미소진동 신호가 아닌 소음(예: 발파, 전기잡음, 시추 및 건설 차량 등)의 영향을 최대한 줄여야한다
질의응답
핵심어
질문
논문에서 추출한 답변
모니터링은 무엇인가?
모니터링은 여러 방법과 장치를 이용하여 공학적 정보를 정확하게 수집하여 분석하는 행위를 말한다. 모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다.
모니터링의 목적은 무엇인가?
모니터링은 여러 방법과 장치를 이용하여 공학적 정보를 정확하게 수집하여 분석하는 행위를 말한다. 모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다. 근래 국내에서 많이 알려진 음향미소진동은 구조물의 교란이 없는 상태에서 미세 수준의 손상을 감지하여 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있다.
음향미소진동 모니터링 기법이 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있는 이유는 무엇인가?
모니터링의 목적은 설계확인, 시공관리, 품질관리, 안전관리, 구조물 성능 확인 등이 있으며, 지반구조물진단평가는 구조물의 성능 확인에 해당하는 것으로 구조물이 사용 개시 후 환경 변화나 경년에 의해 누적된 피로 손상도를 고려하여 구조물의 건전도 판단을 목적으로 한다. 근래 국내에서 많이 알려진 음향미소진동은 구조물의 교란이 없는 상태에서 미세 수준의 손상을 감지하여 안전관리 및 구조물의 성능 확인에 활용될 수 있다. 본 보고는 음향미소진동 모니터링 기법을 이용하여 유류지하저장시설을 진단평가하는 절차에 대한 가이드라인을 소개한다.
참고문헌 (8)
ASTM Standard E750, 2015, Standard Practice for Characterizing acoustic emission Instrumentation, ASTM International.
ASTM Standard E1316, 2018, Terminology for Nondestructive Examinations, ASTM International.
Ishida., T., Labuz, J.F., Manthei, G., Meredith, P.G., Nasseri, M.H.B., Shin, K., Yokyama, T., Zang, A., 2017, ISRM Suggested Method for Laboratory Acoustic Emission Monitoring, Rock Mech. Rock Eng., 50, 665-674.
ISO 12716, 2001, Non-destructive testing-acoustic emission inspection-Vocabulary, International Organization for Standardization, Geneva, Switzerland.
NDIS 2421, 2000, Recommended practice for in situ monitoring of concrete structure by acoustic emission, Japanese Society for Nondestructive Inspection.
KS B 0550, 1996, Glossary of terms in nondestructive testing, Korean Agency for Technology and Standards.
KS B ISO12713, 2013, Non-destructive testing-Acoustic emission inspection-Primary calibration of transducers, Korean Agency for Technology and Standards.
Xiao, Y.X, Feng, X.T., Hudson, J.A., Chen, B.R., Feng, G.L., Liu, J.P., 2016, ISRM Suggested Method for In Situ Microseismic Monitoring of the Fractureing Process in Rock Masses, Rock Mech. Rock Eng., 49, 843-869.
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