초록 ▼

(가) 기술적 측면
지반공학과 관련된 문제의 대부분은 지반에 관한 정보에 있어서 많은 불확실성을 내포하고 있다 이러한 불명확한 조건하에서 터널거동을 예측하기 위한 수치해석은 그 정확도 (Accuracy )가 낮다 따라서, 설계단계에서의 해석과 시공 중 실제의 거동이 다르므로 시공중 터널의 거동을 관찰, 계측하여 얻은 정보로부터 설계와 시공방법의 타당성을 검토하고 필요시 설계단면을 변경, 수정하게 된다 즉, 현장 계측결과를 설계시공에 반영하여 안전하고 경제적이며 합리적인 터널을 시공 할 수 있다. 또한 장기적인 측면에서 터널의

(가) 기술적 측면
지반공학과 관련된 문제의 대부분은 지반에 관한 정보에 있어서 많은 불확실성을 내포하고 있다 이러한 불명확한 조건하에서 터널거동을 예측하기 위한 수치해석은 그 정확도 (Accuracy )가 낮다 따라서, 설계단계에서의 해석과 시공 중 실제의 거동이 다르므로 시공중 터널의 거동을 관찰, 계측하여 얻은 정보로부터 설계와 시공방법의 타당성을 검토하고 필요시 설계단면을 변경, 수정하게 된다 즉, 현장 계측결과를 설계시공에 반영하여 안전하고 경제적이며 합리적인 터널을 시공 할 수 있다. 또한 장기적인 측면에서 터널의 계측 관리의 지속으로 인해 터널구조물의 거동을 파악하여 대상물의 안정성을 유지관리할 수 있다는 측면에서 효율적인 계측은 매우 중요한 실정이다
그러나, 국내의 경우 계측의 중요성에 대한 인식도가 낮아 일부 중요공사를 제외 하고는 거의 계측을 시행하지 않았다. 근래에 와서 NATM방식에 의한 터널 건설이 증가하면서 계측의 중요성이 부각되기 시작하였으나, 계측수행의 경험부족과 계측관련 연구미비 및 낙후 장비로 인하여 아직은 체계적인 계측관리가 수행되고 있지 못하다.

목차 Contents

• 표지...1
• 목차...2
• 제 1 장 서 론...5
• 1. 연구개발의 필요성...5
• 제 2 장 국내.외 기술개발 현황...9
• 2.1. 지금까지의 연구개발 실적...9
• 2.2. 국내 및 국외 관련기술 동향...9
• 제 3 장 연구개발수행 내용 및 결과...12
• 제 1 절 광섬유센서 Head 및 광송수신 모듈 개발 및 안정화에 관한 연구...12
• 3.1. 광섬유센서용 Automatic manufacturing stranding machine 설계 및 제작...12
• 3.1.1. Stranding 설계 시 고려사항...12
• 3.1.2. 제작된 Stranding Machine...12
• 3.2. 광섬유센서 Head의 성능 안정화...14
• 3.2.1. 광섬유센서 Stranding 조건 set-up...14
• 3.2.2. 광섬유센서 헤드 설계...14
• 3.2.3. 광섬유센서 PACKAGE...14
• 3.2.4. 설계 및 제작된 광섬유센서 헤드...15
• 3.3. 출력 광 파워가 안정된 센서용 광원 구동 모듈 제작...16
• 3.3.1. 광원부(광송신부) 설계 회로도...16
• 3.3.2. 설계회로도를 바탕으로 제작된 광원부...16
• 3.3.3. 제작된 광원부(광송신부)모듈 설명...17
• 3.4. Low-noise & High sensitivity PD 광수신 모듈 제작...18
• 3.4.1. 광수신부(PD부) 설계 회로도...18
• 3.4.2. 설계회로도를 바탕으로 제작된 광수신부...19
• 3.4.3. 제작된 광수신부 모듈 설명...20
• 3.5. 광섬유센서시스템 Control 모듈 개발...22
• 3.5.1. 광송신부 Control 모듈...22
• 3.5.1.1. 제어 회로...22
• 3.5.1.2. 지반과 지보상호 거동이론...22
• 3.5.2. 광수신부 Control 모듈...23
• 3.5.2.1. 제어 회로...23
• 3.5.2.2. 설계도를 바탕으로 제작된 광수신부 제어부 모듈...24
• 3.5.3. 광송수신부 제어부 설명...25
• 3.5.3.1. 광송신 제어부 구성...25
• 3.5.3.2. 광송신 제어부 동작...25
• 3.5.3.3. 광수신 모듈 제어부 구성...26
• 3.5.3.4. 광수신 모듈 제어부 동작...26
• 3.5.4. Power supply부...26
• 3.5.4.1. 설계 회로도...26
• 3.5.4.2. 회로도를 바탕으로 제작된 광파워부...27
• 3.5.4.3. 구성...27
• 3.5.4.4. 동작...27
• 3.6. 광원 및 광송수산 모듈 및 신호처리 특성 평가...27
• 3.6.1. 광원부...27
• 3.6.2. 광수신부모듈...30
• 3.6.2.1. 각 채널별 스펙트럼 특성...30
• 3.6.2.2. 각 채널별 출력 광 Power...36
• 3.6.2.3. 각 채널별 Power 안정도 테스트...37
• 3.7. 광섬유센서 송수신시스템 조립공정...44
• 3.7.1. 광수신부 장착...44
• 3.7.2. 광원부+광원제어부+광수신부 제어부 장착...44
• 3.7.3. 전원부 장착...45
• 3.7.4. 패널부와 광수신부 연결...45
• 3.7.5. 조립완료 후 모습...46
• 제2절 보급형 광섬유 센서를 이용한 터널의 지중변위 및 내공변위 자동측정 시스템개발...47
• 3.1. 기존의 터널 계측 시스템 검토...47
• 3.1.1. 터널 계측...47
• 3.1.1.1. 터널 계측의 목적...47
• 3.1.1.2. 터널 현장의 계측 관리 실태 점검 및 자료 수집...47
• 3.1.2. 기존 터널 내공 및 지중변위 계측방법 및 장비의 검토...50
• 3.1.2.1. 터널 내공변위 측정...50
• 3.1.2.2. 터널 지중변위 측정...56
• 3.1.2.3. 기존 터널 계측관리의 전반적인 문제점 검토...59
• 3.1.3. 결론...60
• 3.2. 광섬유 센서를 이용한 터널 지중 및 내공변위 자동계측 통합 프로그램 개발...61
• 3.2.1. 광섬유 센서를 이용한 내공변위 측정기법...61
• 3.2.1.1. 터널 내공변위 기본이론...61
• 3.2.1.2. 터널 내공변위 계측단면...62
• 3.2.1.3. 광섬유 센서를 이용한 터널 내공변위 측정원리...63
• 3.2.2. 광섬유 센서를 이용한 지중변위 측정기법...70
• 3.2.2.1. 터널지중변위 기본이론...70
• 3.2.2.2. 터널 지중변위 계측단면...72
• 3.2.2.3. 광섬유 센서를 이용한 터닐 지중변위 측정원리...73
• 3.2.3. 광섬유 센서의 신뢰성 Test...75
• 3.2.3.1. 실험장치 및 Setup...75
• 3.2.3.2. 실험내용...78
• 3.2.3.3. 실험결과...81
• 3.2.3.4. 결론...97
• 3.2.4. 광섬유 센서의 측정 data를 이용한 터널 내공 및 지중변위 자동계측 프로그램...101
• 3.2.4.1. 광섬유 센서 의 측정 data 분석...101
• 3.2.4.2. Visual C#을 활용한 터널 내공변위 자동계측 프로그램...103
• 3.2.4.3. Visual C++을 활용한 터널 지중변위 자통계측 및 이완영역 판단 프로그램...106
• 제 4 장 연구개발목표 달성도 및 대외 기여도...110
• 4.1. 연구개발목표의 달성도...110
• 4.2. 관련분야 기술 발전의 기여도...112
• 제 5 장 연구개발결과의 활용계획...114
• 제 6 장 참고문헌...115