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초분광정보를 이용한 지반의 함수비 예측 기술의 신뢰성 분석 연구
이기철,안희철,박정준,조진우,유승경,홍기권,Lee, Kicheol,Ahn, Heechul,Park, Jeong-Jun,Cho, Jinwoo,You, Seung-Kyong,Hong, Gigwon 한국지반신소재학회 2021 한국지반신소재학회 논문집 Vol.20 No.4
본 연구에서는 초분광정보를 이용한 지반의 함수비 예측 기술을 위해 실내 분광정보 실험을 수행하여 세립분 및 함수비 조건에 따라 특정 파장대역에 따른 분광반사율을 획득하였다. 이를 토대로 기존 문헌의 스펙트럼 지수에 따라 분광정보를 정규화하고, 세립분 및 함수비 조건과의 상관관계 및 예측 기술의 신뢰성을 분석하였다. 상관관계 분석 결과 함수비가 증가할수록 분광반사율은 낮아지며 세립분 함유율이 증가할수록 높은 함수비 조건의 분광반사율은 감소율이 크게 발생하였다. 또한 7가지의 스펙트럼 지수 산정방법을 고찰하여 함수비 예측에 대한 신뢰도를 평가하였다. 이 중 DVI가 비교적 높은 예측 신뢰도를 보이며, 민감도 부분에서도 다른 산정 방법에 비해 우수하여 지반의 함수비 예측 기술 적용에 있어 적합한 스펙트럼 지수인 것으로 판단하였다. In this study, an laboratory experiment was performed for prediction technology of water content in the ground using hyperspectral information. And the spectral reflectance with a specific wavelength band was obtained according to the fine and water content. Through it, the spectral information was normalized with the spectral index of the existing literature, and the relationship with the fine and water contents and the reliability of the prediction technology were analyzed. As a result of analysis, the spectral reflectance is decreased when the water and fine contents are increased under the high water contents. In addition, the reliability of prediction technology of water content was evaluated by examining 7 different spectral index calculation methods. Among them, DVI showed relatively high prediction reliability and was superior to other calculation methods in terms of sensitivity.
이기철(Kicheol Lee),김동욱(Dongwook Kim),박정준(Jeong-Jun Park) 한국지반신소재학회 2017 한국지반신소재학회 논문집 Vol.16 No.2
도심지가 고도화되고 지상 공간이 포화됨에 따라 지하공간 개발 및 활용이 활발히 이루어지고 있다. 이와 동시에 지반함몰 현상, 각종 지하공간 사고 등으로 시민들의 안전이 위협받고 있다. 지반함몰을 방지하기 위하여 지하에 발생한 공동을 탐지하고 공동등급을 설정하여 공동복구 순서 및 위험도를 평가해야 한다. 기존의 일본 간선도로 공동관리 등급은 일본 현지의 기준을 대상으로 하여 국내 지반실정에 적용하기가 적합하지 않다. 최근 국내 실정에 맞게 서울형에서 공동관리 등급이 개발되었으며, 도로 하부지반 및 아스콘 포장층의 상태 등을 추가로 고려하여 공동의 등급을 지정하였다. 본 연구에서는 ○○지역를 대상으로 209개의 공동을 탐사하고, 공동 등급에 따른 공동의 형상을 분석하였다. 또한 일본의 간선도로 공동관리 등급과 새롭게 개발된 서울형 공동관리 등급으로 분류된 결과를 상호 비교하였다. 비교 분석 결과, 일본 간선도로 공동관리 등급기준으로 긴급복구로 분류되 공동들은 상당히 보수적으로 평가되었으며, 이는 일본의 기준이 도로 포장층 두께를 고려하지 않고, 공동의 폭과 토피만을 고려하였기 때문이다. Due to the rapid development of cities, densities and heights of urban structures are increased, and much larger and more underground spaces are being developed accordingly. Increasing development of underground spaces has induced more ground sinks and underground cavities. Therefore, safety of people is threatened by potential ground collapses and possible accidents, which may result from underground cavity. To actively respond against potential danger of ground sink, evaluation of existing cavity grade and development of recovery procedure are important. There exists the ground sinking management grade system of expressway developed as local standards in Japan. Recently, ground sinking management grade system of Seoul was developed with consideration of road and asphalt conditions. In this study, 209 underground cavities of ○○ area were explored and their cavity shapes and grades were evaluated based on both ground sinking management grade systems of Japan and Seoul. Comparison is made between cavity grades evaluated based on both grading systems from Japan and Seoul. As a result of comparative analysis, the conservatively-estimated cavity grades requiring emergency restoration based on the Japanese management grade system of expressway result from neglection of layer thickness of surface pavement, considering only width and cover depth of a cavity.
공동 붕괴를 유발하는 영향인자 분석 및 기존 공동관리 시스템 평가
이기철(Kicheol Lee),박종호(Jongho Park),최병현(Byeong-Hyun Choi),김동욱(Dongwook Kim) 한국지반신소재학회 2018 한국지반신소재학회 논문집 Vol.17 No.1
본 연구에서는 최근 도심지에서 발생하고 있는 지반함몰에 대하여 도로의 붕괴 가능성을 높이는 지하공동 영향인자에 대한 수치해석적 분석을 수행하였다. 지하공동으로 인한 지반함몰 영향 인자는 서울시에서 제안한 공동관리 등급제를 참고하여 아스팔트 포장층의 두께, 토피고, 공동 폭을 고려하였고, 본 연구에서 추가로 공동의 높이를 선정하였다. 이들 영향 인자들을 다양한 범위 내에서 변화시킨 조건에서 지하공동이 있는 아스팔트 포장층 상단에 집중하중과 등분포하중을 각각 변위제어하여 도로 파괴하중을 분석하였다. 분석된 파괴하중을 토대로 서울형 공동관리 등급제에 대한 적용성을 평가하였다. 해석 결과 공동의 높이가 파괴에 미치는 영향은 크지 않았으며 이외의 다른 인자에 따라 복합적으로 파괴하중이 결정되었다. 또한 파괴하중을 기준으로 한 공동분류 방법은 공동 조건을 기준으로 한 분류 방법보다 더 세밀한 분류가 가능하며 파괴 시 물리적인 현상을 반영할 수 있어 더 합리적인 방법이다. In this study, numerical analysis is performed to determine highly influential factors that increase the possibility of asphalt road collapse due to cavity underneath the road. The considered influence factors on road collapse due to underground cavity were the asphalt layer thickness, the cover depth, the cavity width, and the cavity height. The concentrated load and uniform distributed pressure were applied on the top surface of asphalt pavement layers with different shape of cavity and asphalt thickness. For each analysis case of given cavity and asphalt thickness, failure load was analyzed under displacement controlled condition. Based on the analyzed failure loads, the applicability of the cavity management system developed by Seoul city was evaluated. As a result of the analysis, the effect of cavity height on road collapse was not significant while the other factors considerably influenced road collapse. Consequently, degree of road collapse susceptibility should be classified by failure load rather than by the condition of existing cavity.
팽창재료를 이용한 지하공동의 비개착식 긴급복구 공법에 대한 실내실험 및 수치해석
이기철(Kicheol Lee),최병현(Byeon-Ghyun Choi),박종호(Jongho Park),김동욱(Dongwook Kim) 한국지반신소재학회 2018 한국지반신소재학회 논문집 Vol.17 No.1
본 연구에서는 최근 도심지에서 발생하고 있는 지반함몰에 대하여 팽창재료를 이용한 긴급복구공법을 적용하고 이러한 공법의 적합성을 수치해석적으로 판단하고자 한다. 수치해석에 적용된 팽창재료의 특성을 평가하기 위하여 실내실험을 수행하였다. 실험으로 구한 팽창특성을 반영하여 다양한 공동 형상(직사각형 단면을 가지는 공동에 대하여 다양한 높이와 폭 조합)에 대하여 팽창재료를 적용하였을 경우 팽창재료 및 지반 거동을 평가하였다. 해석 결과, 공동의 상단과 하단의 연직변위는 공동의 높이보다는 공동의 폭에 큰 영향을 받으며, 공동 측면부의 수평변위는 공동 폭 보다는 공동의 높이의 영향을 많이 받는 것으로 나타났다. 또한, 팽창압이 작용하였을 경우 도로상부 표층의 수직변위량은 공동의 높이보다는 공동의 폭에 큰 영향을 받는 것을 확인할 수 있었다. The purpose of this study is to evaluate the suitability of emergency underground cavity restoration method filling cavity with expansive material based on numerical analysis. For the numerical analysis, experiments were conducted to evaluate properties of expansive material. Based on the measured expansion pressure of the expansive material from the experiment, behavior of underground cavity restoration with various cavity dimensions (variation of height and width of rectangular-shape cavity) was numerically assessed. As a result of analysis, the vertical displacements of the top and bottom of cavity were significantly influenced by the cavity width and lateral displacements of cavity sides were highly dependent on cavity height. These vertical and lateral displacements were increased with increasing expansion pressure of expansive material. Also, when the expansion pressure was applied, the vertical displacement of the upper surface layer of the road was less dependent on cavity height, and was greatly influenced by cavity width.