초록 ▼

연구목적
〇 FBG센서가 내장된 스마트텐던을 이용한 감지형앵커 제작 및 기존기술 개선 보완
〇 스마트텐던이 내장된 어스앵커(감지형앵커)를 이용한 급경사지 시공 및 상시계측관리 기술 개발
〇 감지형 인장/압축앵커의 현장인발실험을 통한 장력변화 측정 및 하중전이 특성 파악

연구내용
〇 PBG 센서가 내장된 스마트 텐던을 이용한 감지형 앵커 제작
〇 감지형 앵커의 장기 긴장력 측정
〇 감지형 앵커 현장설치를 위한 급경사지 현장 답사 (지반조사, 앵커체 설계 등)
〇 감지형 앵커를 이용

연구목적
〇 FBG센서가 내장된 스마트텐던을 이용한 감지형앵커 제작 및 기존기술 개선 보완
〇 스마트텐던이 내장된 어스앵커(감지형앵커)를 이용한 급경사지 시공 및 상시계측관리 기술 개발
〇 감지형 인장/압축앵커의 현장인발실험을 통한 장력변화 측정 및 하중전이 특성 파악

연구내용
〇 PBG 센서가 내장된 스마트 텐던을 이용한 감지형 앵커 제작
〇 감지형 앵커의 장기 긴장력 측정
〇 감지형 앵커 현장설치를 위한 급경사지 현장 답사 (지반조사, 앵커체 설계 등)
〇 감지형 앵커를 이용한 급경사지 모니터링 시스템용 소프트웨어 개발
〇 감지형 앵커를 이용한 급경사지 상시계측관리 시스템 기반기술 개발
〇 감지형 앵커를 이용한 급경사지 상시계측관리 시스템 현장설치 및 운영
〇 감지형 앵커 인발시험을 위한 현장 지반조사(시추, 실내/현장실험)
〇 감지형 인장 앵커 현장시공(천공 및 그라우팅)
〇 현장 인발실험 및 장력모니터링을 통한 하중전이 특성 파악
〇 장력 모니터링과 사면 안정성의 상관관계 해석

기대효과 및 활용방안
〇 FBG센서가 내장된 감지형 앵커를 이용하여 급경사지의 환경변화(지하 수위 상승, 사면의 활동 및 풍화 또는 열화현상에 의한 사면의 물성치 변화)에 따른 상태감시가 가능하여 급경사지를 효율적으로 모니터링 할 수 있음.
〇 현재 개발되어 있는 감지형 앵커의 장기거동 특성을 파악하여 향후 국내외 급경사지에 대한 상시계측관리가 가능함.
〇 앵커의 하중전이 특성을 파악함으로써 앵커의 응력분포를 무시하고 설계하는 기존의 비경제적인 앵커 장착장 설계방법을 개선하고 효율적인 사면보강 가능
〇 앵커의 장력변화를 측정할 수 있는 감지형 앵커를 이용하여 초기하중 도입 및 유지관리시 앵커의 장력을 관리함으로써 앵커가 지지하고 있는 지반구조물의 건전성을 실시간으로 모니터링 함
〇 지반구조물 보강체의 건전성을 확보하여 급작스러운 사면/가시설의 붕괴를 방지함으로써 시민의 생명을 보호하고 보상 및 복구에 소요되는 사회적인 비용을 최소화 함
〇 대표적인 지반조건에 시공된 앵커의 정착장에 유발되는 하중전이 특성을 파악함으로써 앵커의 응력분포를 무시하고 설계하는 기존의 비경제적인 앵커 정착장 설계방법의 개선 방안 마련
〇 급경사지 보강 기능과 함께 앵커의 긴장력을 상시 관리하여 급경사지 재해경감에 활용
〇 기술개발의 완성으로 인하여 해외 수출이 기대됨

(출처 : 보고서 요약서 3p)

Abstract ▼

IV. Conclusions
1. Improvement and supplement of workability at the field by using improved durable FBG sensor embedded smart tendon
2. Construction of test-bed for ordinary time monitoring system for a steep slope by using self-detective anchor
3. Development of a software for ordinary tim

IV. Conclusions
1. Improvement and supplement of workability at the field by using improved durable FBG sensor embedded smart tendon
2. Construction of test-bed for ordinary time monitoring system for a steep slope by using self-detective anchor
3. Development of a software for ordinary time measuring of a steep slope by using self-detective anchor
4. Determination of the temperature sensitivity coefficient( β ’) of smart tendon and proposal of the economical temperature compensation method for the long-term monitoring of detectable anchor
5. Verification of tension force measurement performance of the detectable anchor by using the Smart tendon
6. Verification of inter-relationship between the tension force of the detectable anchor and the safety factors of slopes by numerical analysis
7. It is possible to monitor a steep slope at all time in the future by characterizing the long-term behavior of present self-detective anchor
8. FBG sensor embedded self-detective anchor can monitor effectively the state change of the environments (increase of the ground water table, movement of the slope, weathering, change of the design parameters of the slope).
9. It is possible to improve the uneconomical present design method concerning the anchor fixed length, which neglects the real stress distribution, by characterization of the load transfer of anchor and it can make effective reinforcement of slope.
10. Self-detective anchor, which can measure the change of the reinforcing force, can manage the introduction of initial reinforcing force and effectively carry out the structural health monitoring of the geotechnical structure which is reinforced by anchor.
11. Technology developed in this research can save the life of the citizen and social expense for restoration by prevent the sudden collapse of the slope/temporary structure.

(출처 : SUMMARY 7p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 2
• 보고서 요약서 ... 3
• 요약문 ... 5
• SUMMARY ... 7
• 목차 ... 10
• 그림목차 ... 15
• 표목차 ... 22
• 제1장 연구개발 개요 ... 25
• 1.1. 연구개발의 목적 ... 25
• 1.2. 연구개발의 필요성 ... 26
• 1.2.1. 기술적 측면 ... 27
• 1.2.2. 경제·산업적 측면 ... 29
• 1.2.3. 사회·문화적 측면 ... 32
• 1.3. 연구개발의 범위 ... 34
• 1.3.1. 연구개발의 최종 목표 ... 34
• 1.3.2. 연차별 연구목표 및 내용 ... 35
• 1.3.3. 총괄 업무흐름도 ... 36
• 제2장 국내외 기술개발 현황 ... 38
• 2.1. 국내외 기술 현황 및 적용 사례 ... 38
• 2.1.1. 국내외 일반적인 사면 모니터링 방법에 대한 현황 조사 ... 38
• 2.1.2. 국내외 광섬유 센서를 이용한 사면 모니터링 적용사례 ... 42
• 2.2. 국내외 관련 특허 조사 ... 48
• 2.2.1. 특허 검색 준비 ... 48
• 2.2.2. 스마트텐던 관련 국내외 특허 분석 ... 49
• 제3장 FBG센서 내장 감지형 앵커 제작 ... 56
• 3.1. 강연선의 개요 ... 56
• 3.1.1. 강연선의 물리적 특성 ... 56
• 3.1.2. 강연선의 적용 분야 ... 57
• 3.1.3. 강연선의 긴장력 측정 ... 59
• 3.2. 스마트 텐던 ... 61
• 3.2.1. 스마트 텐던의 개념 ... 61
• 3.2.2. FBG 광섬유 센서 ... 62
• 3.2.3. 스마트 텐던 ... 69
• 3.2.4. 스마트 펜던의 변형률 측정성능 ... 78
• 3.2.5. 스마트 펜던의 온도보상 반응계수 결정 ... 81
• 3.2.6. 스마트 펜던을 이용한 지중온도 변화 측정 검증 ... 85
• 3.2.7. 스마트 펜던의 제작 ... 87
• 3.2.8. 스마트 펜던의 성능 개선 및 보완 ... 89
• 3.3. 감지형 앵커의 제작 ... 92
• 3.3.1. 앵커 공법의 개요 ... 92
• 3.3.2. 감지형 앵커 개념 ... 98
• 3.3.3. 감지형앵커의 장점 ... 100
• 3.3.4. 감지형 앵커의 개선 및 현장성 보완 ... 100
• 제4장 감지형 앵커의 급경사지 현장 설치 ... 104
• 4.1. 사면에 대한 안전성 평가 ... 104
• 4.1.1. 사면의 파괴원인 ... 104
• 4.1.2. 사면의 안정 해석 ... 106
• 4.1.3. 사면안전성 평가 ... 110
• 4.2. 감지형 앵커 설치 대상 현장 개요 ... 113
• 4.2.1. 서울특별시 양재 현장 개요 ... 113
• 4.2.2. 경상남도 합천 현장 개요 ... 117
• 4.2.3. 경기도 김포 현장 개요 ... 120
• 4.3. 대상 현장에 대한 지반조사 및 역해석 결과 ... 122
• 4.3.1. 서울특별시 양재현장 ... 122
• 4.3.2. 경상남도 합천 현장 ... 129
• 4.3.3. 경기도 김포 현장 ... 137
• 4.4. 대상 현장에 대한 사면 안정해석 및 보강 설계 ... 149
• 4.4.1. 서울특별시 양재현장 ... 149
• 4.4.2. 경상남도 합천 현장 ... 159
• 4.4.3. 경기도 김포 현장 ... 164
• 4.5. 감지형 앵커 제작 및 현장 시공 ... 170
• 4.5.1. 서울특별시 양재현장 ... 170
• 4.5.2. 경상남도 합천 현장 ... 171
• 4.5.3. 경기도 김포현장 ... 173
• 4.6. 현장 적용성 개선 ... 174
• 4.6.1. 앵커 두부 마감방식의 개선 효과 ... 174
• 4.6.2. 기존 계측방식과의 비교 ... 175
• 제5장 급경사지 상시 계측관리 시스템 개발 ... 177
• 5.1. 급경사지 상시계측관리 시스템 개발 ... 177
• 5.2. 급경사지 재해예방에 관한 법률 ... 178
• 5.3. 자연재해대책법 ... 184
• 5.4. 상시계측관리 시스템 구성 및 기능 ... 188
• 5.4.1. 상시계측관리 시스템 개요 ... 188
• 5.4.2. 상시계측관리 시스템 현장 구성 ... 189
• 5.5. 상시계측관리 시스템의 규격 및 사양 ... 192
• 5.6. 급경사지 상시계측관리 모니터링 프로그램 개발 ... 200
• 5.6.1. 급경사지 상시계측관리 모니터링 프로그램 개발 ... 200
• 5.6.2. 연구용 Test 프로그램 개발 ... 205
• 5.7. 급경사지 상시계측관리 모니터링 프로그램 운영결과 ... 207
• 5.7.1. 지하수위(간극수압)와 감지형앵커 긴장력과의 상관성 ... 207
• 5.7.2. 기존 계측방식(로드셀)과의 비교 ... 208
• 5.7.3. 관리기준치의 현장 적용 ... 210
• 제6장 감지형 압축앵커의 하중전이특성 분석 ... 211
• 6.1. 감지형 압축앵커의 단기 긴장력 측정 ... 211
• 6.1.1. 현장인발실험 ... 211
• 6.1.2. 감지형 압축앵커의 단기 긴장력 측정결과 ... 217
• 6.2. 감지형 압축앵커의 내하체별 장기간 하중분담 계측결과를 이용한 하중전이 특성 분석 ... 221
• 6.3. 감지형 압축앵커를 이용한 장기간 하중계측에 대한 결론 ... 223
• 제7장 앵커 장력-사면 안정성의 상관성 해석 ... 224
• 7.1. 개요 ... 224
• 7.2. 한계평형해석을 통한 사면 안전율과 앵커 긴장력의 상관성 ... 224
• 7.2.1. 사면안정해석 및 스마트 텐던 설계 ... 224
• 7.2.2. 앵커의장력과 사면 안정성의 상관성 해석결과 ... 226
• 7.3. 유한요소해석을 통한 사면 안전율과 앵커 긴장력의 상관성 ... 231
• 7.3.1. 수지해석 개요 ... 231
• 7.3.2. 김포현장에 대한 수치해석 ... 232
• 7.3.3. 사면안정 주요인자 파악을 위한 파라메트릭 연구 ... 237
• 7.4. 앵커장력과 사면 안정성의 상관성 해석에 대한 결론 ... 239
• 제8장 연구개발결과의 활용계획 ... 240
• 8.1. 감지형 앵커의 사업성 검토 ... 240
• 8.1.1. 사업화 개요 ... 240
• 8.1.2. 사업화 필요성 ... 242
• 8.1.3. 사업화 위험요소(Risk) 분석 ... 243
• 8.2. 감지형 앵커의 시장 동향 및 전망 ... 245
• 8.2.1. 시장개요 ... 245
• 8.2.2. 시장특성 ... 246
• 8.2.3. 시장 동향 및 전망 ... 247
• 8.3. 감지형 앵커 사업화 전략 ... 250
• 제9장 연구개발 성과 및 실적 ... 253
• 9.1. 연구개발 성과 ... 253
• 9.1.1. 인장강도 성능 개선 ... 253
• 9.1.2. 저가형 감지형 앵커 및 무선 모니터링 기술 개발 ... 254
• 9.1.3. 감지형 앵커의 현장성 개선 ... 255
• 9.1.4. 앵커의 정착장에 대한 효율적 설계 방안 도출 ... 256
• 9.1.5. 지하수위에 따른 앵커 긴장력의 미세한 변화 감지 ... 256
• 9.1.6. 관리기준치를 이용한 앵거의 장력 모니터링 ... 257
• 9.2. 주요 실적 ... 258
• 9.2.1. 논문 ... 258
• 9.2.2. 특허 ... 259
• 9.2.3. 전시회 ... 259
• 참고문헌 ... 260
• 끝페이지 ... 262