초록 ▼

□ 연구개요
• 변상 터널 콘크리트 라이닝의 변상 유발 원인 규명 및 변상 특성에 따른 구조 안정성 인과관계를 규명하고, 변상 터널 콘크리트 라이닝의 안정성을 예측·평가할 수 있는 추론 알고리즘 개발을 통해 노후 터널의 안정성을 효과적으로 평가할 수 있는 유지관리 핵심 기술을 개발하고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
터널 콘크리트 라이닝의 변상 원인 규명 및 영향 검토
• 국내외 터널 상태평가 사례 및 문헌조사를 통해 노후 터널의 변상원인을 조사·분석하였으며, 외적원인(자연적 원인)과 내적원인(인위적 원

□ 연구개요
• 변상 터널 콘크리트 라이닝의 변상 유발 원인 규명 및 변상 특성에 따른 구조 안정성 인과관계를 규명하고, 변상 터널 콘크리트 라이닝의 안정성을 예측·평가할 수 있는 추론 알고리즘 개발을 통해 노후 터널의 안정성을 효과적으로 평가할 수 있는 유지관리 핵심 기술을 개발하고자 함

□ 연구 목표대비 연구결과
터널 콘크리트 라이닝의 변상 원인 규명 및 영향 검토
• 국내외 터널 상태평가 사례 및 문헌조사를 통해 노후 터널의 변상원인을 조사·분석하였으며, 외적원인(자연적 원인)과 내적원인(인위적 원인)으로 분류함

변상 특성에 따른 구조 안정성 인과관계 규명
• 분류한 원인 중 외력변화(수압변화, 이완압, 소성압 등) 및 열화(중성화, 염해 등)에 대한 구조 안정성 변화를 축소모형 시험 장비를 구축하고, 모형시험을 통해 확인함

변상 터널 콘크리트 라이닝 손상도-안정성 추론 알고리즘 개발
• 터널의 안정성 평가를 위한 Multi Ring Beam-spring 모델을 구축하였으며, 손상정도를 안정성에 반영하기 위한 최적화 알고리즘 기반의 역해석 알고리즘과 결합함

□ 연구개발성과의 활용 계획 및 기대효과(연구개발결과의 중요성)
• 본 연구는 노후 터널의 안정성을 효과적으로 평가할 수 있는 유지관리 핵심 기술을 개발하는 것을 목표로, 노후 터널의 안정성 평가를 할 수 있는 Multi Ring Beam-Spring 모델과 다변수 역해석을 위한 DE-TS 알고리즘을 개발하였다. 따라서 국내 터널 유지관리에 있어서 계측데이터를 활용 가능하다면 현재 인력중심의 유지관리를 대체하여 정량적 안정성평가뿐만 아니라 유지관리 자동화를 기대할 수 있다.
• 또한 계측기가 설치되지 않은 노후화된 터널의 경우 계측센서를 설치해야 하지만, 센서의 특성상 콘크리트 라이닝 내부에 설치해야하는 라이닝 응력계는 사용이 어렵기 때문에 변위계를 사용하는 것이 일반적이다. 따라서 변위 기반의 적합도 함수를 사용하였을 때 강도정수의 역해석 정확도를 향상시킬 수 있는 알고리즘을 제시하였으며, 터널뿐만 아니라 다양한 최적화 알고리즘을 적용할 수 있는 분야에 사용가능하다.
• 또한 국내외 다수의 국가에서 유지관리가 필요한 시설물에 대해 디지털 트윈(Digital Twin)모델 구축을 위한 많은 연구를 수행하고 있으며, 해당 연구에는 시설물에 대한 정량적 안정성 평가가 포함되고 있다. 본 연구를 통해 개발한 Muilt Ring Beam-spring 모델은 상용 FEM, FDM 프로그램에 비해 터널 자체의 안정성만 평가할 수 있는 단점이 있으나, 해석시간을 상당히 단축할 수 있다는 장점이 있으므로, 추가 연구를 통해 디지털 트윈의 시설물 안정성 평가에 적용할 수 있을 것으로 판단된다.

(출처 : 연구결과 요약문 2p)

목차 Contents

• 표지 ... 1
• 연구결과 요약문 ... 2
• 목차 ... 3
• 1. 연구개발과제의 개요 ... 4
• 1) 연구개발의 목표 및 연구범위 ... 4
• 2) 연구개발의 필요성 ... 4
• 2. 연구개발과제의 수행 과정 및 수행 내용 ... 4
• 1) 1년차 ... 4
• 2) 2년차 ... 6
• 3) 3년차 ... 9
• 3. 연구개발과제의 수행 결과 및 목표 달성 수준 ... 12
• 1) 정성적 연구개발성과(연구개발결과) ... 12
• 2) 세부 정량적 연구개발성과 ... 12
• 3) 목표 달성 수준 ... 12
• 4) 목표 미달 시 원인 분석 ... 12
• 4. 연구개발성과의 관련 분야에 대한 기여 정도(연구개발결과의 중요성) ... 13
• 5. 연구개발성과의 관리 및 활용 계획 ... 13
• 6. 자체점검표 ... 13
• 7. 참고문헌 ... 14
• 붙임1. 세부 정량적 연구개발성과 ... 15
• 붙임2. 연구책임자 대표적 연구실적 및 증빙(요약문 및 사본) ... 16
• 끝페이지 ... 25