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과제기본정보

SPT 업홀 및 HWAW기법을 이용한 지반강성의 2차원 영상화 기법3년차

사업개요
사업개요에 대한 사업명, 분류코드(기술분류), 과제명, 주관연구기관, 총괄연구 책임자(성명, 소속, 전화번호), 총 연구기간, 당해연도 연구기간 정보제공
사업명 건설기술연구사업 과제번호 06CCTI-C042179-03
국가과학표준분류 1순위 건설·교통 | 구조물·지반공학 기술 | 내진·내풍 구조물 기술 적용분야 -
2순위 None | None | None 실용화대상여부 실용화
3순위 None | None | None 과제유형 개발
과제명 SPT 업홀 및 HWAW기법을 이용한 지반강성의 2차원 영상화 기법
주관연구기관 한국과학기술원
총괄연구 책임자 성명 김동수
소속 한국과학기술원 직위 교수
기관 대표번호 042-350-2114 FAX 042-350-2210
총 연구기간 2004-08-20 ~ 2007-08-19
당해연도 연구기간 2006-08-20 ~ 2007-08-19

(단위:원)

년도별 정부출연금, 기업부담금, 계 정보제공
년도 정부출연금 기업부담금 계
현금 현물 소계
3차년도 136,000,000 4,970,000 44,730,000 49,700,000 185,700,000
과제기본정보의 연구개발개요, 최종목표, 연구내용 및 범위 정보제공
연구개발개요 전단파 속도는 지반의 동적해석은 물론 정적해석에서 사용되는 매우 중요한 지반정수이며 이러한 전단파 속도를 단순히 1차원으로 결정하는 것보다는 지반의 국부적 특성을 고려하여 2차원으로 영상화하는 것이 필요하다. 본 연구팀에서는 이러한 욕구를 충족시키기 위하여 지반의 전단파 속도를 획득하고 국부적 특성을 잘 모사하는데 유리한 SPT업홀 및 HWAW기법을 이용하여 2차원 영상화를 위한 통합 시스템을 구축하고자 한다.
최종목표 본 연구는 SPT업홀기법과 HWAW기법을 이용한 2차원 지반강성 영상화 기법에 대한 실용화 연구로, 다음과 같은 최종목표 설정을 통해 수행된다. 첫번째는 SPT업홀기법과 HWAW기법의 통합 시스템을 위한 장비의 개발이다. 두 번째는 통합 시스템 운영을 위한 프로그램의 개발이다. 세 번재는 통합 시스템 운영을 위한 매뉴얼 작성이다. 마지막으로 참여업체로의 기술 이전을 목표로 하고 있다. 본 과제는 3년간의 연구수행기간이 설정되어 있으며, 각 연차별로 연구목표를 기술하면 다음과 같다. 1차년도에는 시험 시스템의 구축 및 예비 현장 실험을 수행하고 2차년도에는 시험 시스템의 개선 및 모형부지를 통한 기법 검증, 그리고 마지막 3차년도에는 현장검증을 통한 최종 상용화 시스템 확립을 목표로 하고 있다.
연구내용 및 범위 2차원 영상화를 구현하기 위해서 본 연구팀은 시험장비의 구축, 결과 해석 프로그램의 개발, 현장 검증을 통한 평가 이렇게 3가지에 초점을 맞추어 진행하고자 한다. 3년에 걸친 연구 기간동안 예비 현장, 모형부지 및 실제 현장 등에서 실시한 검증을 통해 시험 장비를 개선해 나가고 결과 해석 프로그램을 개발해 나가서 SPT업홀, HWAW기법 2차원 영상화 통합 시스템을 구축하고자 한다. 각 연차별로 연구내용 및 범위를 기술하면 다음과 같다.
먼저 1차년도에는 문헌조사 및 수치해석을 통해 시험법 영향요소에 대해 고찰하고 현장실험장비, 데이터획득 시스템 및 해석 프로그램 등 요소기술을 구축 및 도입하여 예비 현장 실험을 수행하고 그 결과를 분석하여 차년도 연구방향을 정립한다. 그 세부사항을 기술하면 다음과 같다.
1) 2차원 영상화 관련 문헌 조사
- 토모그라피, 내삽 및 외삽 기법, GIS tool등의 영상화 관련 이론적 학습
- 국내외의 2차원 영상화를 위한 장비개발 기술 습득
2) 수치해석을 통한 시험법 영향요소 고찰
- 탄성파 전파 모델의 최적 구성
- 대표적 지반 형상 모델에 대한 분석
- 시험법 영향요소 고찰을 통해 최적 감지기 배열의 정립 및 해석 기법의 개선
3) 현장 실험 장비의 개선
- 문헌조사를 바탕으로 가진원 및 감지기를 개선하여 제작
4) 데이터 획득 시스템 구축
- 노트북을 활용한 데이터 획득 시스템 구축
5) 해석 프로그램 도입 및 개선
- 토모그라피 프로그램 도입
- HWAW기법 자동 분산곡선 도출 프로그램 도입
- 역산 프로그램 도입
6) 예비 현장 실험이 수행
- 구축된 시험 시스템을 바탕으로 예비 실험을 수행
7) 검증용 시험부지 조성
2차년도에는 1차년도의 예비시험 결과를 바탕으로 현장실험장비 및 해석 프로그램을 개선한다. 개선된 시스템을 바탕으로 실외에 실대형으로 조성한 모형부지에서 현장검증시험을 실시한다.
1) 현장 실험 장비의 개선
- 지표면 가진원, 지표면 감지기의 개선
- 다채널 데이터획득 시스템 구축
2) 해석 프로그램의 개선
- 데이터 획득 및 결과 도출의 자동화
3) 모형부지 조성을 통한 현장 검증
- 기지의 층상구조 및 물성치를 바탕으로 시스템 검증
4) 추가 현장 검증
- 다른 현장을 섭외하여 기법의 추가 검증
마지막 3차년도에는 1,2차년도의 연구결과를 바탕으로 현장 실험장비 상용화 제품 개발, 데이터 획득 시스템 확립, 통합 프로그램의 개발, 통합 매뉴얼 작성을 수행하고, 실제 현장에서 검증을 실시한다. 최종적으로 참여업체로의 기술이전을 통하여 실용화 단계를 완성한다.
1) 실험 장비의 상용화
- SPT업홀 및 HWAW기법의 통합 시스템에 적합한 지표면 가진원 및 지표면 감지기의 완성
2) 데이터 획득 시스템 확립
- 상용화를 위한 적합한 DAQ장비의 설정
3) 통합 프로그램의 개발
- 통합 시스템을 위한 프로그램을 개발
4) 통합 매뉴얼 작성
- 통합 시스템 규준 작성
- 통합 프로그램 매뉴얼 작성
5) 현장 검증 작업의 수행
- 확립된 최종 상용화 시스템의 검증
6) 검증 후 필요시 보완
건설기술연구개발사업 주요내용
건설기술연구개발사업 주요내용의 구분, 연구개발목표, 연구개발 내용 및 방법 정보제공
구분 연구개발목표 연구개발 내용 및 방법
3차년도 현장 검증을 통한 최종 상용화 시스템 확립 - 상용화를 위한 실험장비의 제작 - 데이터 획득 시스템 확립 - 통합 프로그램 개발 - 통합 매뉴얼 작성 - 현장 검증 작업의 수행
연구성과 기술적 기대성과 - 양질의 해상도를 가지는 2차원영상화기법의 현장적용이 가능해짐.
- 토목 설계 및 시공전반에 있어서의 경제적이고 안정적인 진행가능
- 개발된 지표면 가진원으로 타 표면파 탐사의 개량 가능
- 시간-주파수 해석의 비파괴 분야의 적용 확대
- 지반조사기법의 자동화를 위한 노력 확대
사회 경제적 파급효과 - 지반조사 공기의 단축 및 신뢰성 향상에 기여
- 전체적인 공사비 절감 및 시공업체의 경쟁력 향상에 기여
- 국가 사회 간접 자본(SOC) 예산 절감
- 사회간접시설의 안정적 설계 및 시공은 산업 전반에 있어 상승효과 기대
활용방안 - 현재 지반조사시 활용되고 있는 여러 지반 탄성파 탐사 기법을 대체
- 특화된 지반 조사 기법을 바탕으로 지반조사 업체의 운영
- 타 업체로의 기술 이전을 통하여 개발된 영상화 기법을 널리 보급
-상용화 제품 성공시 특허 출원뒤 장비 보급 사업을 통한 이윤 증대
핵심어
핵심어의 구분, 핵심어, 핵심어1~핵심어5 정보제공
핵심어 핵심어1 핵심어2 핵심어3 핵심어4 핵심어5
국문 현장 탄성파 시험 표준관입시험 업홀 HWAW 영상화
영문 Seismic test SPT Uphole HWAW Visualization
최종보고서
최종보고서 파일 다운로드 제공
최종보고서 0869_SPT 업홀 및 HWAW기법을 이용한 지반강성의 2차원 영상화 기법.pdf   다운로드

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