초록 ▼

○ 지반침하의 유형과 사례분석 및 보강대책 분석
- 국내에서 널리 적용된 위경사승 붕락식, 중단 붕락식, 블록 케이빙, 주방식 둠은 채탄법의 특성상 sinkhole 형태의 침하를 유발할 가능성이 매우 높음
- 지하수 양수에 의한 지반 침하는 그 발생 빈도 및 영향 범위에서 점차 증가하는 추세임
○ 지반침하 메커니즘 분석을 위한 수치해석 결과, 지반침하의 발생양상은 (채굴적의 폭)〉(측압계수)〉(채굴적의 심도)〉(채굴적의 두께) 순으로 영향을 받음
○ 지반침하 해석을 위한 핵심지반정수 산정 및 가중치 분석

○ 지반침하의 유형과 사례분석 및 보강대책 분석
- 국내에서 널리 적용된 위경사승 붕락식, 중단 붕락식, 블록 케이빙, 주방식 둠은 채탄법의 특성상 sinkhole 형태의 침하를 유발할 가능성이 매우 높음
- 지하수 양수에 의한 지반 침하는 그 발생 빈도 및 영향 범위에서 점차 증가하는 추세임
○ 지반침하 메커니즘 분석을 위한 수치해석 결과, 지반침하의 발생양상은 (채굴적의 폭)〉(측압계수)〉(채굴적의 심도)〉(채굴적의 두께) 순으로 영향을 받음
○ 지반침하 해석을 위한 핵심지반정수 산정 및 가중치 분석
- 연속체 해석 결과, (압반변형게수)〉(지하수위)〉(점착력 및 내부마찰각)〉(포아송비)의 순으로 핵심지반정수의 중요성을 평가할 수 있음
- 각각의 가중치는 암반변형계수가 93.38, 지하수위가 4.12, 점착력 및 내부마찰각이 0.75이며 포아송비는 0.38
- 불연속체 해석 결과, (불연속면의 수직 및 전단 강성)〉(점착력)〉(내부마찰각)의 순으로 핵심지반정수의 중요성이 평가됨
○ 윈도우용 지반침하 예측 및 평가 프로그램 SEPA(Subsidence Estimation & Prediction using ANN) 개발
- 인공신경망(ANN, Artificial Neural Network) 이론을 적용, 이론 자료 및 수치해석 자료를 이용하여 적용성 검토 수행
- SEPA는 선형 및 비선형 예측문제에 적용성이 뛰어난 것으로 확인
- SEPA를 이용하여 신경망을 구성하고 수치해석 결과를 사용하여 학습 및 예측 능력을 검증한 결과, RMSE값이 10e-3 범위로 나타났으며, 침하량에 있어서 2mm 이내의 오차 범위에서 예측하는 것으로 평가됨
○ 신경망 학습자료에 대한 분석결과, 지반침하의 주영향 인자는 공동의 심도와 폭, 그리고 RNR과 측압계수임이 밝혀짐

목차 Contents

• 제 1 장 서론...32
• 제 1 절 연구개발의 목적 및 필요성...33
• 제 2 절 연구개발의 목표 및 범위...35
• 제 3 절 추진 전략...36
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황 분석...40
• 제 1 절 외국의 기술개발 현황...40
• 제 2 절 국내의 기술개발 현황...42
• 제 3 절 비교분석 및 제안...44
• 제 3 장 지반침하 유형분석 및 사례연구...48
• 제 1 절 서론...48
• 제 2 절 지하채굴적에 의한 침하...49
• 1. 지하채광에 의한 지반침하 유형...49
• 2. 지반침하 사례...59
• 3. 채광지역의 지반침하 억제공법...65
• 제 3 절 지하수 양수에 의한 침하...73
• 1. 침하 발생 메카니즘...74
• 2. 국내지하수 자원의 이용 및 개발 현황...77
• 3. 침하사례...81
• 제 4 절 연약 지반의 압밀에 의한 침하...91
• 1. 연약지반의 정의...91
• 2. 연약지반의 판정기준...91
• 3. 연약지반에서 발생하는 침하문제...93
• 4. 연약지반처리 공법의 종류...95
• 5. 연약지반 처리공법의 선정...97
• 6. 연약지반의 침하사례...99
• 제 5 절 얕은 심도의 터널굴착에 의한 침하...104
• 1. 터널굴착과 지표구조물의 손상사례...104
• 2. 주요 영향인자별 침하특성 분석사례...110
• 제 6 절 지반침하 억제대책공법...112
• 1. 조사 및 평가...113
• 2. 지표침하 억제를 위한 공법...114
• 3. 지표침하 억제를 위한 공법의 선택...118
• 제 4 장 지반칩하의 메커니즘 분석...124
• 제 1 절 수치해석에 의한 침하영향 분석...124
• 1. 수치해석의 종류와 특징...124
• 2. FLAC 해석...126
• 제 2 절 채굴적에 의한 침하영향변수...128
• 1. 지하채굴적 형상...128
• 2. 초기응력 및 측압계수...131
• 3. 기타 영향요소...132
• 4. 침하영향요소 분류...132
• 제 3 절 침하영향분석을 위한 전산해석...132
• 1. 해석 조건...132
• 2. 해석 결과...134
• 제 4 절 입자유동해석에 의한 침하 메커니즘 분석...149
• 1. PFC 프로그램...149
• 2. 메커니즘의 수치모사...154
• 제 5 장 지반침하관련 핵심 지반정수 산정 및 가중치 결정...170
• 제 1 절 침하영향변수에 대한 전산해석...170
• 1. 유한차분법(FLAC)에 의한 전산해석...170
• 2. 개별요소법(UDEC)에 의한 전산해석...170
• 제 2 절 침하영향변수 검토...171
• 1. 지반물성...171
• 2. 지하수 영향...174
• 3. 불연속면의 영향...174
• 4. 침하영향요소 분류...174
• 제 3 절 전산해석 결과...175
• 1. FLAC에 의한 전산해석 결과...175
• 2. UDEC에 의한 전산해석 결과...185
• 제 4 절 지반정수의 가중치 결정...189
• 1. 지반물성 및 지하수위에 대한 가중치 산정...189
• 2. 불연속면 물성 변화에 따른 가중치 산정...193
• 제 6 장 지반침하예측 및 평가 프로그램 개발...198
• 제 1 절 지반침하예측 및 평가 이론...198
• 1. 경험적 방법...198
• 2. 영향함수법...198
• 3. 모델예측법...199
• 제 2 절 인공신경망이론...199
• 1. 인공신경망의 기본 개념...199
• 2. 신경회로망의 구조...201
• 3. 역전파 학습알고리즘...202
• 4. RSE (Relative Strength Effect)...204
• 5. GRSE(Global Relative Strength Effect)...207
• 제 3 절 신경망 프로그램 개발 및 적용...208
• 1. 프로그램 개요...208
• 2. 신경망 이론을 적용한 지반침하 예?? 예측기법 개발...230
• 제 1 절 서언...230
• 제 2 절 싱크홀에 대한 이론 정립...231
• 1. 현실적 모델에 대한 3차원적 해석...231
• 2. 2차원적 해석을 위한 단순 모델...235
• 제 3 절 사례 분석을 통한 변수 산정...237
• 1. 각국의 싱크홀 발생 사례 분석...237
• 2. 싱크홀과 관련된 채광 및 지질 변수...238
• 제 4 절 퍼지 추론 기법을 이용한 싱크홀 평가...240
• 1. 퍼지 세트의 정의...240
• 2. 광산변수 및 지반변수에 대한 퍼지 구성원...240
• 3. 싱크홀 발생 가능성에 대한 퍼지 추론...246
• 제 5 절 퍼지추론을 위한 전산 해석...248
• 1. 퍼지법칙들 간의 상호관계...248
• 2. 퍼지추론을 위한 필수 자료...250
• 3. 유한요소해석...251
• 제 6 절 결언...253
• 제 8 장 수리지질역학적 수치모델을 이용한 지하수 유동 및 지반변형의 통합적 측ㆍ평가 기술개발...258
• 제 1 절 서론...258
• 제 2 절 수리 역학적 지배 방정식...259
• 제 3 절 수리 역학적 수치 모델...261
• 제 4 절 사례 연구: 석탄 채광에 의한 지하수 유동 및 지반 변형 연구...263
• 제 9 장 연구개발 목표달성도 및 대외기여도...284
• 제 1 절 연구개발 목표달성도...284
• 제 2 절 관련분야에의 기여도...285
• 제 10 장 연구개발결과의 활용계획...288
• 제 1 절 추가연구의 필요성...288
• 제 2 절 타 연구에의 응용...289
• 제 3 절 해외과학기술정보의 수집...289
• 참고문헌...294