초록 ▼

1차 년도는 지하공간 구조물의 안전감시 시스템 구성을 위한 protocol 개발을 목표로 다음과 같은 내용으로 구성되었다.
$\circ$ 지하구조물의 안전 진단에 대한 key factor 분석
$\circ$ 지하구조물의 안전성 평가에 대한 각 key factor 별 가중치 분석 및 이에 의한 안전 진단 프로그램 개발
$\circ$ 암반물성시험자료의 프로그램 입력자료화를 위한 extrapolation 및 reduction 기법 개발
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1차 년도는 지하공간 구조물의 안전감시 시스템 구성을 위한 protocol 개발을 목표로 다음과 같은 내용으로 구성되었다.
$\circ$ 지하구조물의 안전 진단에 대한 key factor 분석
$\circ$ 지하구조물의 안전성 평가에 대한 각 key factor 별 가중치 분석 및 이에 의한 안전 진단 프로그램 개발
$\circ$ 암반물성시험자료의 프로그램 입력자료화를 위한 extrapolation 및 reduction 기법 개발
$\circ$ 암반물성자료의 해석용 처리 프로그램 개발
$\circ$ 지하구조물의 변형 거동 측정을 위한 갱내 및 지표상에서의 계측 대상 선정
$\circ$ 계측 장비 개발 및 계측 기술 확립
$\circ$ 원위치(in-situ) 암반특성을 고려할 수 있는 휴대용 물성시험장비 개발
$\circ$ 상시 및 장기 관측용 센서의 내구성 시험
$\circ$ 실시간 탐사자료의 자동 측정 및 해석 프로그램 개발

Abstract ▼

In recent years, demands for underground structures and facilities have considerably increased throughout the world and urged many countries to construct various underground facilities as national projects according to their own needs. In particular, there have been increasing necessities for underg

In recent years, demands for underground structures and facilities have considerably increased throughout the world and urged many countries to construct various underground facilities as national projects according to their own needs. In particular, there have been increasing necessities for underground facilities in Korea partly because there is not enough space to accommodate the increasing population and industrial facilities, and partly because there are also inevitable needs for storing energy resources under environmental conservation.
Although field investigations for safety diagnostics of underground structures have periodically been performed, these activities basically aimed for identifying whether changes in the target of investigation satisfy the design criterion or not. This type of maintenance system is of course indispensible to assess the stability of an underground structure, but it has limitations to get information on potential hazards, which may happen in the near future. It strongly suggests a necessity of more active integrated safety monitoring system capable of predicting any serious problems, which might occur in an underground structure, and even providing appropriate measures for potential danger before it happens.
The main objective of the research is to develop an integrated safety monitoring system for underground structures. The first year research includes: parametric studies on the key factors for safety assessment of underground structures, analysis of measurement techniques and sensors for long term measurements, the development of hardware and software for the system, and so on. Brief description of the results are as follows.
For the purpose of investigating the mechanical behavior of underground structures, a testing equipment was designed and constructed. It provides a triaxial pressure condition similar to the reality that rocks in depth are. Pore pressure and temperature can be controlled during the test. The size of specimen is allowed up to $30{\times}30{\times}30cm$, which is known to be the largest one at present in the world. The equipment was applied for a patent.
A statistical data processing program was developed and registered, in which the Monte Carlo simulation technique was employed. It calculates in-situ rock properties based on the sound algorithm and provides input data for numerical analysis. The software has a smart graphical user interface, and can be connected to a database program for automatic processing of large amount of data and for accumulation of data for future use.
Some of geophysical exploration techniques were analyzed for more effective and reliable monitoring of key factors. A series of experiments were conducted to investigate the performance of sensors such as AE sensors and electric probes, etc. A new array of electric probes with higher resistance to erosion was suggested for electric resistivity tomography exploration, which is effective for long term monitoring under adverse environments. A permittivity measuring system was also developed, which was based on the time domain reflectometry(TDR).
Such an integrated monitoring system is expected to be applied to a variety of underground facilities, such as energy storage complex for crude oil, LPG and LNG; nuclear and industrial wastes disposal facilities; sewage disposal systems; ground water storage cavern, sports complex, and so on.

목차 Contents

• 제 1 장 서론...17
• 제 1 절 연구개발의 필요성...19
• 제 2 절 연구개발의 내용 및 범위...20
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 분석...23
• 제 1 절 국외의 기술개발 현황...25
• 1. SKB(Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Co.)...26
• 제 2 절 국내의 기술개발 현황...29
• 1. 지하유류비축기지...29
• 2. 교통시설...31
• 제 3 절 비교분석 및 제안...33
• 참고문헌...35
• 부록 시설물의 안전점검 및 정밀안전진단 지침...37
• 제 3 장 암석물성 시험장비 개발...53
• 제 1 절 서언...55
• 제 2 절 암석물성 시험장비 설계 및 제작...56
• 1. 유사 시험장비 사례 분석...56
• 2. 시험장비 설계 및 제작...58
• 제 3 절 암석물성 시험장비의 특징...63
• 제 4 절 활용 계획...66
• 참고문헌...69
• 제 4 장 설계정수의 통계처리를 위한 프로그램 개발...71
• 제 1 절 개요...73
• 1. 프로그램의 개발 필요성 및 목적...73
• 2. 프로그램의 내용 및 범위...74
• 제 2 절 터널설계정수...75
• 1. 감쇠지수(reduction factor)...75
• 2. 감쇠기법(techniques of reduction)...76
• 제 3 절 불연속면의 전단강도...82
• 1. 절리면의 전단강도...82
• 2. JRC와 JCS...84
• 제 4 절 터널설계정수의 통계적 처리...86
• 1. 몬테카를로 기법...86
• 2. MC 기법을 이용한 암반 물성 추정...88
• 3. ＠RISK를 통한 몬테카를로 해석...89
• 제 5 절 터널설계정수 도출 프로그램의 개발...93
• 1. 개요...93
• 2. 설계정수 프로그램의 설계...93
• 3. 설계정수 프로그램의 소개...96
• 제 6 절 결론 및 향후 계획...101
• 참고문헌...102
• 제 5 장 지하구조물 안전진단을 위한 계측기술 확립...105
• 제 1 절 유지관리 및 안전진단 체계 분석...107
• 1. 유지 관리 및 안전진단의 목적...107
• 2. 구조물 사고 사례 분석...107
• 3. 국내외 연구 동향...109
• 4. 연구 방향 및 범위...110
• 제 2 절 안전진단용 계측시스템 구성 방법...111
• 1. 경보기준을 적용한 관측법...111
• 2. 계측시스템 설계 절차...113
• 제 3 절 AE를 이용한 안전진단 및 감시 기술...120
• 1. AE 소개...120
• 2. AE 활용한 지하구조물 감시 기술...123
• 3. AE 적용 사례...124
• 제 4 절 결언...127
• 참고문헌...128
• 제 6 장 지하구조물의 안전진단 key factor 및 파괴모드 분석...129
• 제 1 절 개요...131
• 제 2 절 암반역학적 key factor...133
• 1. 핵폐기물 처분장에서의 암반역학적 key factor...133
• 2. 노르웨이의 지하공동 설계지침...135
• 제 3 절 지하구조물의 파괴모드 분석...138
• 1. 응력경로와 파괴모드...138
• 2. 구조적으로 조절된 파괴모드...139
• 3. 응력에 의한 취성파괴모드...141
• 제 4 절 수치해석법을 이용한 안전진단...147
• 1. 기존 연구동향 분석...147
• 2. 지하구조물 시공을 위한 경험적 안전진단법...151
• 3. 수치모델에 의한 무차원 터널거동해석...154
• 참고문헌...161
• 제 7 장 물리탐사를 이용한 지반상태 모니터링 기술 개발...163
• 제 1 절 전기비저항 토모그래피 모니터링을 위한 전극의 부식특성...165
• 1. 서론...165
• 2. 염수에서 전기비저항 토모그래피 센서의 부식 특성...166
• 3. 담수에서의 전기비저항 토모그래피 센서의 부?전율 측정시스템 구축...174
• 1. 서론...174
• 2. TDR(Time domain ref reflectometry)의 기본원리...174
• 3. TDR 측정 시스템의 구성 및 적용 실험...176
• 4. 결론...179
• 제 3 절 음향 방출음 측정 시스템 구축...180
• 1. 서론...180
• 2. 음향 방출음 측정 시스템의 구성...181
• 3. 음향 방출음 측정 센서의 공진 주파수 특성 실험...183
• 4. 임펄스 충격 측정 시험을 통한 음향 방출음 측정 시스템의 feasibility test...186
• 5. 결론...188
• 제 4 절 인터넷을 이용한 자동 수위 및 수온 모니터링 시스템 구축...190
• 참고문헌...193
• 제 8 장 연구개발 목표 달성도 및 대외기여도...195
• 제 1 절 연구개발 목표 달성도...197
• 1. 최종 목표 대비 달성도...197
• 2. 연차별 목표 대비 달성도...198
• 제 2 절 대외기여도...199
• 제 9 장 연구개발결과의 활용계획...201