초록 ▼

본 연구과제는 연약지반 성토관리를 종합적, 효율적으로 처리할 수 있는 시스템을 개발하는 것을 주내용으로 한다. 개발 시스템은 성토관리에 필요한 모든 자료들이 저장되어 있는 데이터 베이스를 중심으로 구성되며, 향후 거동 예측을 위한 해석 기법과 한정된 자료로부터 전체 현장의 특성 및 거동을 확인할 수 있는 공간보간 해석 기법 그리고 자료를 입력하는 기능과 결과를 효율적으로 확인, 활용할 수 있는 출력 기능을 포함하고 있다. 이러한 모든 기법과 기능을 통합하여 개발된 본 시스템은 실시간 적용이 가능하며, 데이터베이스가 구축되어 있는 서

본 연구과제는 연약지반 성토관리를 종합적, 효율적으로 처리할 수 있는 시스템을 개발하는 것을 주내용으로 한다. 개발 시스템은 성토관리에 필요한 모든 자료들이 저장되어 있는 데이터 베이스를 중심으로 구성되며, 향후 거동 예측을 위한 해석 기법과 한정된 자료로부터 전체 현장의 특성 및 거동을 확인할 수 있는 공간보간 해석 기법 그리고 자료를 입력하는 기능과 결과를 효율적으로 확인, 활용할 수 있는 출력 기능을 포함하고 있다. 이러한 모든 기법과 기능을 통합하여 개발된 본 시스템은 실시간 적용이 가능하며, 데이터베이스가 구축되어 있는 서버 컴퓨터를 중심으로 네트워크를 통해 다자간 접속이 가능하다. 개발된 시스템의 세부 항목들을 구분하여 설명하면 다음과 같다.
1) 데이터베이스: 개발 시스템의 근간이며, 계측 자료와 지반 조사 자료 그리고 부지 상의 구조물 정보와 성토 등에 관련된 시공 정보 자료 등의 입력 자료들(1차 자료) 그리고 시스템에 포함된 지반 거동 예측 기법들과 공간보간 기법에 따라 얻어진 해석 자료(2차 자료)들을 각 자료의 특성을 고려하고 위치 자료와 연계하여 표준화한 자료 표준안을 토대로 구축하였다. 모든 자료들은 디지털 정보화되어 데이터베이스에 저장되며, 해석이 필요하거나 내용을 확인하고 싶은 경우 간편하게 해당 내용을 데이터베이스로부터 출력, 활용할 수 있다.
2) 자료 입력 기능: 수기 자료, 자동 계측 자료, 해석 결과 자료 등 모든 자료들의 입력 방법을 사용자가 편리하게 그리고 알아보기 쉽게 데이터베이스에 입력할 수 있도록 구현하였다.
3) 침하 예측 기능: 계측 결과를 이용한 기존 침하 예측 방법들을 조사하여 적용성이 뛰어나고, 신뢰성이 검증된 방법들을 개발 시스템에 구현하였으며, 각 방법의 신뢰성을 검증할 수 있는 기능을 포함시켰다.
4) 설계변경에 따른 성토고 변화를 고려한 침하 예측 기법: 연약 지반 성토 관리 중에 나타난 결과에 따라 성토고에 대한 설계변경이 필요할 경우, 차후 성토고 변화에 따른 침하량 예측 기법을 시스템에 구현하였다. 이를 통해 최종 잔류 침하량 평가를 통해 설계기준 만족 여부와 그에 따른 적절한 설계 변경 성토고를 결정할 수 있도록 하였다. 적용된 해석 기법은 계측 결과를 이용한 역해석을 기반으로 구축하였다.
5) 공간 보간 기능: 특정 위치에서 제한적으로 수집 또는 계측된 초기 자료를 지구통계학적 기법을 토대로 보간, 재가공하여 현장 전체에 대하여 공간 정보화하고, 시간에 따른 거동 변화 역시 포함시켜 3+1차원 정보화할 수 있도록 하였다. 또한 시스템 내에 구현된 침하 예측 방법 등을 통한 해석 결과들도 공간 정보화하고, 이렇게 가공된 자료 역시 데이터베이스에 저장하여 정보화자료로 활용할 수 있도록 하였다.
6) 자료 출력 기능: 사용자 편의성 및 건설 현장 자료 특성을 고려하여 데이터베이스에 저장된 자료의 가시화 및 출력 기능을 구현함으로써 정보화된 자료의 가독 성능과 활용성을 극대화하였다. 입력 및 해석된 모든 디지털 정보를 도표 및 그래픽 형태로 출력할 수 있으며, 공간 보간 정보를 토대로 사용자 편의에 따라 평면도, 단면도, 3차원 모델링의 형태로 그리고 원하는 위치, 영역에 따라 가시화할 수 있는 그래픽 기능을 시스템에 포함시켰다. 더불어 표현할 수 있는 모든 도표, 그래프 및 도면의 인쇄 기능을 구현하였다.
이러한 구성 요소들을 통합하여 개발된 본 시스템은 일반화된 자료 표준안을 기반으로 연약지반 성토 관리에 대한 범용성을 확보하였다. 또한, 사용자 편의성을 고려하여 GUI를 활용하여 시각적이고 즉각적인 자료 관리가 가능하도록 하였으며, 최소한의 공학적 판단만으로 운용될 수 있도록 하였고, 개발 이후 시스템의 성능 향상을 위하여 필요한 정보 항목 및 해석 기능을 손쉽게 추가, 수정할 수 있는 시스템의 유연성 기능 역시 고려되어 있다.
개발된 시스템은 4개의 연약지반 성토관리 현장에 적용하여, 그 실용성을 확인하였으며, 이 과정에서 현장 실무자들의 의견을 수렴하여 반영하였다. 또한 2 차례의 자문회의를 통해 지반공학 전문가들의 지적 및 발전적 고언을 수용하여, 실무적으로 완성도 높은 시스템을 구축하였다.

Abstract ▼

The purpose of this research is the development of an integrated system, which provides comprehensive functions for effective surcharge management in soft ground sites. The system consists of a DB(DataBase) and an application software. The database contains all field data and processed data in the s

The purpose of this research is the development of an integrated system, which provides comprehensive functions for effective surcharge management in soft ground sites. The system consists of a DB(DataBase) and an application software. The database contains all field data and processed data in the system. The application software executes various functions on managing and utilizing information in the database with connection to the database; input of data, settlement prediction based on field monitoring data, spatial interpolation, and output of data. The system including these all functions focuses on user-friendliness and real-time applications. Also, the system can service the multi-client`s information needs with network connection to a single server with a database. Followings are the explanation for details of developed system.
1) DB(Database): It is the backbone of the developed system. It stores not only primary collected data such as geography, site investigation, construction works and field monitoring data, but also secondary processed data obtained from settlement prediction(unctions and interpolation function. It contains all data as alphanumeric values according to standard data formats, which result from data classification and standardization with geographic data. The data stored in the database can be easily utilized in the application program.
2) Input Function: It provides an effective way to store and arrange all collected field data including electric or non-electric documents, automatic monitoring data and analysis data, according to a standard data format.
3) Settlement Prediction Functions: Pre-existing settlement prediction methods based on the monitored settlement data were reviewed and selected focused on their applicability and reliability. Selected methods were implemented in the system with a parameter to identify the reliability of each method.
4) Settlement Prediction Method with Subsequent Surcharge Change: Field engineers are used to change the surcharge height based on field monitoring data. So, the settlement prediction method to predict the upcoming settlement under the changed surcharge load was applied to the system. This method evaluates the reasonable surcharge height considering residual settlement at the completion of construction and construction criteria. The method is a kind of back analysis based on field monitoring data.
5) Spatial Interpolation Function: This function construct distributed data over a selected domain from limited point data acquired from the construction field by applying the geostatistical method, Kriging. It is also applicable to data varying with time and results of settlement prediction functions in the system. Distributed data is transferred to the database automatically and it is used to draw spatial distributions of data graphically.
6) Output Function: The output function displays all attributive information in the database by using tables and graphics according to its characteristics, on screen or as a document. Also, all data in DB can be output as a chart or a graphic. The graphic functions, such as 2D plane view, 2D sectional view, and 3D view display interpolated data with field data over a arbitrary domain at same time. And all of charts, graphs and drawings can be printed.
The developed system integrating the database and all functions can be applied to other construction works due to generalized standard data formats and it put emphasis on user-friendly functions. That is, all functions of the system were constructed by using GUI(Graphic User Interface) to provide the visual and instant tool for data management, and the system can be operated without any difficulty. Also, the system can be updated by employing easily new data or new analysis function.
The applicability and effectiveness of the developed system for construction management were confirmed through field applications for 4 soft ground sites. A field application was performed by field engineers and feedbacks from field engineers have been reflected in the system. Also, the advisory council with experts in geotechnical engineering was held two times to improve the system.

목차 Contents

• 표지...1
• 제출문...3
• 요약문...4
• SUMMARY...9
• 목차...16
• 표목차...20
• 그림목차...23
• CONTENTS...29
• 제 1 장 서론...31
• 제 1 절 연구 필요성 및 목적...31
• 제 2 절 연구 개요...33
• 1. 1차년도 연구 내용...34
• 2. 2차년도 연구 내용...35
• 제 2 장 국내외 기술개발 현황...36
• 제 1 절 지반정보 시스템...36
• 1. 국내 기술개발 현황...36
• 가. 한국 건설 기술 연구원의 지반정보 시스템...36
• 나. 서울특별시의 지반정보 시스템...44
• 2. 국외 기술개발 현황...63
• 제 2 절 계측정보 시스템...69
• 1. SOFT...70
• 2. GeoEmsys...72
• 제 3 절 기존 연구 개발 현황...77
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...79
• 제 1 절 연구 개발 내용...79
• 1. 시스템 개발 개요...79
• 2. 데이터베이스...80
• 가. 일반 정보...81
• 나. 위치 정보...82
• 다. 지반조사 정보...88
• 라. 시공 정보...99
• 마. 계측 정보...101
• 3. 정보 입력 모듈...109
• 가. 위치 정보...109
• 나. 지반조사 정보...109
• 다. 시공 정보...110
• 라. 계측 정보...110
• 4. 침하 예측 모듈...111
• 가. 계측 기반 침하 예측 방법...113
• 나. 침하 예측 정보 데이터베이스...123
• 다. 성토 변화를 고려한 침하 예측 방법...125
• 라. 성토 변화를 고려한 침하 예측 정보 데이터데이스...146
• 마. 침하 예측 결과를 이용한 성토량 계산...148
• 5. 공간 정보 분석 모듈...148
• 가. 지구통계학적 방법...150
• 나. 공간 정보 분석 정보 데이터베이스...161
• 6. 정보 가시화 및 출력 모듈...162
• 가. 2차원 가시화...163
• 나. 3차원 가시화...167
• 다. 화면 디자인...171
• 라. 인쇄...174
• 7. 시스템 구성 요소의 통합...174
• 제 2 절 개발 시스템...175
• 1. 적용 현장 개요...175
• 2. 시스템 시작...185
• 3. 자료의 입력 및 수정...189
• 가. 현장의 지형 및 지물 정보...190
• 나. 속성 정보 입력 및 수정...190
• 4. 지반 거동 해석...200
• 가. 침하 예측...200
• 나. 성토 변화를 고려한 침하 예측...205
• 다. 성토량 계산...208
• 5. 공간 정보 분석...209
• 6. 1차 정보의 가시화...214
• 가. 입력 자료의 구성 형태 제시-Tree View...214
• 나. 입력 자료의 공간 분포 제시-Project Map...215
• 다. 지반조사 정보 보기...216
• 라. 시공 정보 보기...222
• 마. 계측 정보 보기...224
• 7. 공간 보간 정보의 가시화...226
• 가. 2차원 가시화...227
• 나. 3차원 모델링...245
• 8. 인쇄...252
• 9. 도움말...254
• 제 3 절 연구 결과 요약...255
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 관련분야에의 기여도...257
• 제 1 절 연구 목표별 평가 착안점...257
• 1. 1차년도...257
• 2. 2차년도...259
• 제 2 절 연구 목표별 달성도...263
• 제 3 절 연구 관련 분야에의 기여도...265
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...266
• 제 1 절 활용방안...266
• 제 2 절 기대효과...268
• 제 6 장 연구개발과정에서 수집한 해외과학기술정보...270
• 제 7 장 참고문헌...271
• 부록...275