[논문]시그모이드 함수를 이용한 다중 계측데이터 모니터링 시스템

송정호; 신준우; 한희수

doi:10.9720/kseg.2023.1.137

초록
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구조물에 작용하는 토압의 방향과 장기변위상태변화를 직관적으로 파악하기 위해 수평, 수직방향의 변위 데이터를 시그모이드 함수를 이용하여 가공하고 각각 좌표계의 한 축으로 하여 변위좌표계 시스템을 설정하였다. 이러한 변위좌표계에 변위상태(압축 또는 팽창) 구분영역과 관리단계 구분영역 설정하여 각 계측지점의 변위상태와 관리단계를 직관적으로 확인할 수 있었다. 관측점을 연속적으로 나타내어 변위경로를 나타내었으며, 변위경로를 통해 변위이력, 변위추세, 지반에 작용하는 응력방향 등을 알 수 있었다. 흙막이 가시설의 실계측데이터 분석 결과 모든 계측지점에서 응력해방 방향으로 변위가 일어났으며, 정상관리상태에 위치하였다. 또한 공간적 상관성이 높은 계측지점 간 거동은 비슷한 거동추세를 보였으며, 공간적 상관성이 낮은 계측지점 간에는 상이한 거동 추세를 보였다. 공간적으로 연속되어 분포하는 지표침하데이터를 변위좌표계를 이용하여 전조현상과 거동영역에 대한 상관성 분석을 수행하면 파괴시간, 영역 예측이 가능 할 것으로 판단된다.

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In order to intuitively grasp the earth pressure direction acting on the structure and displacement state, displacement data in the horizontal and vertical directions were processed using the sigmoid function. A displacement coordinate system was set up for each axis. The system can intuitively chec...

In order to intuitively grasp the earth pressure direction acting on the structure and displacement state, displacement data in the horizontal and vertical directions were processed using the sigmoid function. A displacement coordinate system was set up for each axis. The system can intuitively check the current displacement and assess the management stage of each point. A displacement path can be compiled from continuously recorded points, allowing trends in the displacement's history and stress direction to be known. Analysis of data measured for excavated ground, found that displacement occurred in the direction of destressing at all points, and that the points' management state steady. Similar behavior trends were found among measurement points with high spatial correlation, whereas differing behavior trends occurred among measurement points with low spatial correlation. If the correlation analysis of the precursor and behavior area is performed using the continuously distributed surface settlement data and displacement coordinate system, it will be possible to predict the failure time and area.

주제어

표/그림 (17)

그림 Fig. 1. Active and passive earth pressure.
그림 Fig. 2. Sigmoid curve.
그림 Fig. 3. Displacement and management standard classification areas.
표 Table 1. Behavior state according to the value converted using a sigmoid function
그림 Fig. 4. Displacement coordinate system.
표 Table 2. Management standard for inclinometer and surface settlement
그림 Fig. 5. Examples of displacement path and displacement trends.
표 Table 3. Displacement trend and stress direction according to displacement path
그림 Fig. 6. Cross-sectional diagram showing measurement Points 1 to 8 and borehole locations.
표 Table 4. Result of stratum analysis by borehole
표 Table 5. Number of inclinometer and surface settlement gauges at each measurement point
표 Table 6. Accumulated displacement data
표 Table 7. Accumulated displacement data converted using a sigmoid function
그림 Fig. 7. Displacement coordinate system.
그림 Fig. 8. Displacement paths of Points 1 to 8.
그림 Fig. 8. Continued.
그림 Fig. 9. Areas with identical displacement trends according to spatial correlation.

AI 본문요약
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문제 정의

본 연구에서는 시그모이드 함수를 이용하여 대표적인 거동 응답 중 하나인 변위데이터를 가공하였다. 지중경사계를 이용하여 수평변위를, 지표침하계를 이용하여 수직변위를 나타내었으며 이를 각각 변위좌표계의 한 축으로 하여 수평, 수직 변위에 따른 지반거동상태를 나타낼 수 있는 모니터링 시스템을 제안하였다.

가설 설정

H: excavation depth.

제안 방법

따라서 본 연구에서는 지반의 변위상태(압축 또는 팽창)를 고려할 수 있고, (- ∞, ∞)의 범위를 (0, 1)의 범위로 변환해주는 시그모이드 함수를 이용하여 흙막이 가시설 배면에 설치된 지중경사계와 지표침하계 데이터를 가공하였다
지중경사계를 이용하여 수평변위를, 지표침하계를 이용하여 수직변위를 나타내었으며 이를 각각 변위좌표계의 한 축으로 하여 수평, 수직 변위에 따른 지반거동상태를 나타낼 수 있는 모니터링 시스템을 제안하였다. 이러한 모니터링 시스템을 이용하여 굴착지반에 시공된 CIP 흙막이벽체 배면에서의 실계측데이터를 분석하였으며 본 연구로부터 얻은 결론은 다음과 같다.
본 연구에서는 시그모이드 함수를 이용하여 대표적인 거동 응답 중 하나인 변위데이터를 가공하였다. 지중경사계를 이용하여 수평변위를, 지표침하계를 이용하여 수직변위를 나타내었으며 이를 각각 변위좌표계의 한 축으로 하여 수평, 수직 변위에 따른 지반거동상태를 나타낼 수 있는 모니터링 시스템을 제안하였다. 이러한 모니터링 시스템을 이용하여 굴착지반에 시공된 CIP 흙막이벽체 배면에서의 실계측데이터를 분석하였으며 본 연구로부터 얻은 결론은 다음과 같다.
따라서 본 연구에서는 지반의 변위상태(압축 또는 팽창)를 고려할 수 있고, (- ∞, ∞)의 범위를 (0, 1)의 범위로 변환해주는 시그모이드 함수를 이용하여 흙막이 가시설 배면에 설치된 지중경사계와 지표침하계 데이터를 가공하였다. 지중경사계를 이용하여 수평변위를, 지표침하계를 이용하여 수직변위를 나타내었으며 이를 각각 변위좌표계의 한 축으로 하여 수평, 수직변위에 따른 지반거동상태를 분석하였다.

대상 데이터

대상지반은 굴착 후 CIP 흙막이벽을 타설한 뒤 공동주택 신축하는 공사현장으로 본 해석 모델을 흙막이벽 배면의 계측 데이터에 적용하였다.
계측기 설치 단면도에서 S-1~18은 지표침하 계측지점이며, I-1~8은 지중경사 계측지점이다. 데이터 분석 시 현장과 가장 인접해 있는 지표침하 계측지점의 데이터를 사용하였다. 지표침하 계측지점 S-1과 지중경사 계측지점 I-6으로 이루어진 지점을 Point 1이라 하였으며, 나머지 7개 지점은 Fig.

성능/효과

(2) 지중경사계와 지표변위계를 하나의 좌표계(변위좌표계)에 도시하고, 각 계측지점의 변위상태 영역과 관리단계 영역을 구분해 줌으로써 지반의 변위상태와 현재 지반의 관리단계(정상, 주의, 위험)를 직관적으로 확인할 수 있다.
(3) 데이터를 좌표계에 연속적으로 나타내어 변위경로를 확인할 수 있으며 이를 통해 변위이력, 변위추세 등을 바탕으로 현재 지반에 작용하는 응력방향을 알 수 있다.
(4) 다중 계측데이터 모니터링 시스템을 이용한 굴착 지반 현장 계측데이터 분석결과 모든 계측지점의 수평, 수직 변위 모두 정상관리상태에 위치하였으며 Point 5와 6을 제외하고 주동토압이 작용하는 지반의 정상적인 거동을 보였다. Point 5와 6은 계측도중 흙막이벽 배면토에서 수평, 수직방향으로 팽창된 상태를 가진 이력이 있지만 그 양이 작고 다시 침하하는 거동을 보였기 때문에 계측오류로 판단할 수 있다.
(5) 공간적 상관성이 높은 계측지점 간의 거동은 비슷한 거동추세를 보였으며, 공간적 상관성이 낮은 계측지점간의 거동은 상이한 거동 추세를 보였다.

후속연구

(6) 비탈면, 연약지반 등 계측지점이 공간적으로 연속되어 분포하는 다양한 지반에 대한 모형실험 또는 실제로 파괴된 지반의 데이터를 활용하여 변위경로, 변위이력 등을 이용한 상관성 분석을 통해 전조현상 분석, 거동영역 분석을 수행하여 파괴시간 예측, 파괴면 예측이 가능 할 것으로 판단된다.

참고문헌 (9)

Byun, N.J., Lee, Y.W., Kang, Y.J., 2020, Development of estimation method for structural deformed shape using multimetric measurement data, Proceedings of the KSCE 2020 Convention, Jeju, 657-658 (in Korean with English abstract).
Choo, Y.S., Kim, J.H., Hwang, S.H., Chung, C.K., 2010, The optimization of hyperbolic settlement prediction method with？the field data for preloading on the soft ground, Journal of the Korean Geotechnical Society, 26(7), 147-159 (in Korean？with English abstract).
Do, J.N., Wrryu, W.R., An, Y.H., Chun, B.S., 2010, Field measurement and numerical approach for lateral deformation of？retaining wall, Journal of the Korean Geo-Environmental Society, 11(2), 61-68 (in Korean with English abstract).
Han, J.G., Song, Y.S., 2003, Displacement measuring system for the slope stability analysis using the softcopy photogrammetry, Journal of the Korean Geotechnical Society, 19(4), 23-32 (in Korean with English abstract).
Kim, T.H., Nam, J.M., Kim, I.S., Yun, S.K., 2014, Characteristics and causes of wave-induced settlement in caisson breakwater: Focusing on settlement data, Journal of the Korean Geotechnical Society, 30(7), 27-40 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Lee, S.Y., Jang, S.Y., Kim, T.S., Han, H.S., 2015, Analysis of slope safety by tension wire data, Journal of the Korean GeoEnvironmental Society, 16(4), 5-12 (in Korean with English abstract).

원문보기 상세보기
Lee, Y.W., Min, S.G., Byun, N.J., Jang, M.S., Kim, S.J., Kang, Y.J., 2020, A methodology for monitoring measurement data？of structures based on the pattern analysis, Proceedings of the Annual Conference Korean Society of Steel Construction,？31(1), 107-108 (in Korean with English abstract).
Park, M.C., Lee, K.S., Shin, B.C., Han, H.S., 2011, Analysis of lateral earth pressure according to change of water content？using TDR sensor and inclinometer, Proceedings of the Korean Geo-Environmental Society Fall Conference, Incheon,？57-64 (in Korean with English abstract).
Seoul, 2015, Improving Seoul metro metrology management guidelines, 226p.

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