초록 ▼

본 연구는 기후변화(위기)대응 및 탄소중립 실천을 위한 도심지내 친환경적 미래공간(지하 대공간) 확보에 필요한 국내외적으로 내진이 확보된 대심도/대규모 굴착(개착) 핵심기술과 대규모 지하 대공간 내부의 안전 확보를 위한 핵심기술 확보가 연구목표이다. 먼저, 인공지능기반 흙막이 벽체 및 주변 시설물 고정밀 계측 및 실시간 통합 안전성 평가 기술에 필요한 국·내외의 굴착관련 문헌조사 및 굴착 계측 관련 데이터를 확보하고 예측용 학습데이터를 D/B화 하였다. 또한, 주변환경 영향에 대한 정확도 ±0.3° FS 이내, IP68 방수 등급에

본 연구는 기후변화(위기)대응 및 탄소중립 실천을 위한 도심지내 친환경적 미래공간(지하 대공간) 확보에 필요한 국내외적으로 내진이 확보된 대심도/대규모 굴착(개착) 핵심기술과 대규모 지하 대공간 내부의 안전 확보를 위한 핵심기술 확보가 연구목표이다. 먼저, 인공지능기반 흙막이 벽체 및 주변 시설물 고정밀 계측 및 실시간 통합 안전성 평가 기술에 필요한 국·내외의 굴착관련 문헌조사 및 굴착 계측 관련 데이터를 확보하고 예측용 학습데이터를 D/B화 하였다. 또한, 주변환경 영향에 대한 정확도 ±0.3° FS 이내, IP68 방수 등급에 대한 성능을 만족하는 고정밀 경사도 측정센서 시작품을 개발하였다. 대심도/대규모 흙막이 벽체 지진 안정성 확보 기술 연구에서는 가시설 흙막이 내진설계 기준을 마련하기 위한 기초자료로 국내외 흙막이 벽체 내진설계 기준을 분석하였으며, 동적 원심모형실험을 수행하기 위한 계획도면 및 보고서를 작성하였다. 흙막이 벽체 내진성능 확보르 위한 재료 정립을 위하여 가설 흙막이 공사 배합기준에 따른 고유동 콘크리트에 대한 실내시험을 수행하였으며, 장기 모니터링을 위한 Mock-up 시험체를 제작하였다. 인공지능기반 이동식 지하대공간 점검/진단 기술에서는 기존 영상취득 시스템에서 취득한 국내 터널 1개소의 균열 검측 자료를 학습용 데이터로 가공하였고, 균열 검측용 AI 알고리즘을 개발하기 위하여 학습용 데이터를2160개를 생성하고 D/B화 하였다, 또한, 균열 검측용 3차원 디지털 영상 정보 획득을 위해 영상 취득 장치 탑재가 가능한 플랫폼 이동체 시작품을 제작하였다.

(출처 : 서지자료 306p)

Abstract ▼

The most significant motivation of this research is that eco-friendly expansion of living space into the underground could be one of the most effective ways to respond to the recent global climate emergency and achieve carbon neutrality. Construction of such underground spaces, especially within the

The most significant motivation of this research is that eco-friendly expansion of living space into the underground could be one of the most effective ways to respond to the recent global climate emergency and achieve carbon neutrality. Construction of such underground spaces, especially within the most urbanized cities, requires not only safe and effective excavation technologies with considering the possible occurrences of seismic events during the excavation but also cutting-edge maintenance and monitoring technologies to obtain the internal safety and structural integrity of the deep and extensive underground structure for a wide variety of human activities. This research thus aims to develop and secure the necessary technologies supported by the most innovative information and communication technologies, such as AI, automation, and high-speed wireless data transfer. Firstly, a literature review is conducted to collect excavation and instrumental measurement data from domestic and international excavation cases. The collected data is then used to form the database for the machine learning process, which can be later applied for an AI-based high-resolution and real-time monitoring system to evaluate the safety of the earth retaining wall and surrounding structures near the excavation. Additionally, a high-resolution wall gradient measuring sensor prototype is developed with high accuracy of ±0.3° FS considering environmental effects and waterproof grade of IP68. In the part of the structural integrity of the earth retaining wall against seismic events, various domestic and international design standards for earth retaining walls are analyzed and collected to create the new official seismic design standard for temporal earth retaining wall structure. Also, a design map and a report are produced to perform dynamic geo-centrifuge analysis. A series of laboratory experiments are conducted with high-fluidity concrete based on the concrete mixing standard for temporal earth retaining wall to define the suitable wall material for the seismic design. Multiple mock-up test samples are additionally manufactured to monitor the material's long-term performance. In the AI-based mobile underground inspection/evaluation technology part, lastly, a set of fracture detection data collected from a domestic in-situ tunnel by a previous fracture image capturing system is processed to obtain a new set of machine learning data. For fracture detection AI algorithm development, 2160 machine learning data sets are created and labeled. In addition, a prototype of the mobile platform is manufactured to mount a 3D digital image capturing device for fracture detection.

(source: Bibliographic Data 307p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 제출문 ... 3
• 요약문 ... 5
• Executive Summary ... 8
• 목차 ... 13
• 표목차 ... 15
• 그림목차 ... 18
• 제1장 연구개발 과제개요 ... 24
• 1. 연구개요 ... 24
• 1.1 개요 ... 24
• 1.2 최종 연구개발 목표 ... 25
• 1.3 당해연도 연구개발 목표 ... 28
• 2. 추진배경 및 필요성 ... 30
• 2.1 연구배경 및 필요성 ... 30
• 2.2 연구개발의 국내·외 현황 ... 35
• 2.3 특허지도 현황 ... 54
• 2.4 타사업과 연계성 및 차별성 ... 58
• 제2장 연구개발과제의 수행과정 및 수행내용 ... 60
• 1. 연구개발 수행과정 ... 60
• 1.1 연구 추진 체계 ... 60
• 1.2 고정밀 경사도 측정 정밀도 향상 기술 및 시작품 제작 ... 61
• 1.3 흙막이 벽체 내진설계 기준 문헌 연구 및 개정방향과 흙막이 벽체 재료 정립 ... 63
• 1.4 차량 탑재형 3차원 디지털 영상 정보 획득 시작품 제작 ... 65
• 2. 연구개발 수행내용(요약) ... 68
• 2.1 고정밀 경사도 측정 정밀도 향상 기술 및 시작품 제작 ... 68
• 2.2 흙막이 벽체 내진설계 기준 문헌 연구 및 개정방향과 흙막이 벽체 재료 정립 ... 72
• 2.3 차량 탑재형 3차원 디지털 영상 정보 획득 시작품 제작 ... 78
• 제3장 연구개발과제의 수행결과 및 목표달성 정도 ... 83
• 1. WBS 1: 고정밀 경사도 측정 정밀도 향상 기술 및 시작품 제작 ... 83
• 1.1 고정밀 경사도 측정센서 시작품 제작 ... 83
• 1.2 국내외 굴착관련 문헌조사 및 굴착 계측 관련 데이터 확보 ... 103
• 2. WBS 2: 흙막이 벽체 내진설계 기준 문헌 연구 및 개정방향과 흙막이 벽체 재료 정립 ... 108
• 2.1 흙막이 벽체 내진설계 기준 분석 ... 108
• 2.2 동적원심모형실험 ... 164
• 2.3 흙막이 벽체 내진성능 확보를 위한 재료 정립 ... 173
• 3. WBS 3: 차량 탑재형 3차원 디지털 영상 정보 획득 및 시작품 제작 ... 192
• 3.1 AI기반 지하구조물 균열 검측 알고리즘 개발 ... 192
• 3.2 균열 검측용 3차원 디지털 영상 정보 획득 시작품 개발 ... 214
• 4. 정량적 연구개발 성과 ... 220
• 4.1 연구개발성과 ... 220
• 제4장 차년도 연구개발계획 ... 223
• 1. 연구개발 목표 및 내용 ... 223
• 1.1 국내외 관련 분야의 환경변화 ... 223
• 1.2 차년도 연구개발의 목표 ... 224
• 1.3 연구개발 수행 내용 ... 226
• 2. 연구개발 추진전략 ... 227
• 2.1 연구개발 추진전략 및 방법 ... 227
• 2.2 연구개발 추진체계 ... 228
• 3. 연구개발 일정 및 기대성과 ... 229
• 4. 연구비 사용계획 ... 230
• 5. 성과활용방안 ... 233
• 6. 기대효과 ... 234
• 제5장 결론 ... 236
• 참고문헌 ... 238
• 부록 ... 246
• 부록 A. 국내외 굴착관련 문헌조사 리스트 ... 246
• 부록 B. 유한차분프로그램을 이용한 흙막이 구조물의 동적거동 특성 - 수치해석 모델 ... 267
• 부록 C. 슬럼프 및 플로우 시험 결과 ... 273
• 부록 D. 기존 영상취득 시스템 데이터셋 가공 결과 ... 281
• 부록 E. 딥러닝 학습 모델 추론 결과 ... 292
• 서지자료 ... 306
• Bibliographic Data ... 307
• 끝페이지 ... 308