대형 사력댐에서의 전단파속도 평가를 위한 단측선 빔형성기법

조성호,나디아,Joh, Sung-Ho,Norfarah, Nadia Ismail 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.1

One of the input parameters in the evaluation of seismic performance of rockfill dams is shear-wave velocity of rock debris and clay core. Reliable evaluation of shear-wave velocity by surface-wave methods requires overcoming the problems of rock-debris discontinuity, material inhomogeneity and sloping boundary. In this paper, for the shear-wave velocity investigation of rockfill dams, SBF (Short-Array Beamforming) technique was proposed using the principles of conventional beamforming technique and adopted to solve limitations of the conventional surface-wave techniques. SBF technique utilizes a 3- to 9-m long measurement array and a far-field source, which allowed the technique to eliminate problems of near-field effects and investigate local anomalies. This paper describes the procedure to investigate shear-wave velocity profile of rockfill dams by SBF technique and IRF (Impulse-response filtration) technique with accuracy and reliability. Validity of the proposed SBF technique was verified by comparisons with downhole tests and CapSASW (Common-Array-Profiling Spectral-Analysis-of-Surface-Waves) tests at a railroad embankment compacted with rock debris. 대형 사력댐의 내진성능 평가에서 필히 요구되는 입력상수는 사력재료, 코아매질의 전단파 속도이다. 이를 표면파 시험으로 평가하기 위해서는 사력골재의 불연속, 매질의 비균질, 사면 경계면 등 표면파 시험결과의 신뢰도를 떨어뜨리는 조건을 극복해야 한다. 본 연구에서는 이러한 표면파시험의 한계를 극복하기 위하여 기존 빔형성기법의 원리를 응용한 SBF (Short-Array Beamforming) 기법을 제안하였다. SBF 기법은 3~9 m의 짧은 측선과 원거리 발진원을 이용함으로써, 빔형성기법 고유의 장점인 측정자료의 자동화분석뿐만 아니라 근접장 문제의 해결, 국부적 이상대의 발견 등의 기능을 가지도록 개발되었다. 본 연구에서는 이러한 SBF 기법과 IRF(Impulse-Response Filtration) 기법을 활용하여 대형 사력댐의 전단파속도를 신뢰성 있게 평가하는 방법을 정립하였다. 정립된 기법은 사력댐의 사력재료와 유사한 암버럭으로 매립 성토된 철도 노반에서 다운홀 시험, CapSASW (Common-Array-Profiling SASW) 시험과의 비교를 통하여 그 신뢰성과 실용성을 검증하였다.

탄성파시험의 이동성 확보를 위한 마이크로폰 센서의 활용

조성호,부카리,노리나,Joh, Sung-Ho,Ramli, Bukhari,Rahman, Norinah Abd 대한토목학회 2013 대한토목학회논문집 Vol.33 No.4

구조물의 안정성에 대한 사회적 요구는 이를 충족시키기 위한 기술발전으로 이어지게 되었고, 지각구조를 이해하기 위해 개발된 탄성파기법도 구조물의 건전성을 평가하는 비파괴 기법으로 자리매김하게 되었다. 비파괴 탄성파기법의 핵심은 측정대상 매질의 탄성파 속도를 측정하는 것으로, 탄성파의 전파를 측정하는 센서를 필수적으로 사용하여야 한다. 기존의 탄성파기법은 접촉식 센서를 사용하기 때문에 이동중 연속시험이 불가능한 문제점이 있었고, 탄성파 시험의 효율성이 실용적 요구조건에 부합하지 못하는 한계성이 있었다. 본 연구에서는 비접촉식 센서의 일종인 보급형 마이크로폰을 센서로 활용하여 기존 탄성파 시험의 문제점을 극복하고자 하는 연구를 수행하였다. 다짐지반의 실시간 다짐품질 확인, 콘크리트 구조물의 재료강성 및 내부결함의 확인 등을 위한 표면파 시험과 공진시험 등을 마이크로폰 활용대상으로 설정하였고, 마이크로폰센서의 영향인자 연구, 실구조물에 대한 현장시험 등을 수행하였다. 이를 통하여 마이크로폰 센서의 신뢰성과 효율성을 확인할 수 있었으며, 최적의 마이크로폰 활용방안을 제안하였다. Social demand for the stability of structures lead to the development of the technology to accomplish it. The non-destructive seismic technique, which is able to assess structural integrity of infrastructures, belongs to this category. Seismic technique is focused on the measurement of seismic velocity propagating through the material, and has to utilize sensors coupled to material surface, which does not allow the testing to be performed on the fly. In this paper, a general vocal microphone, which works as a non-contact sensor, was adopted to facilitate seismic testing with mobility and efficiency improved. The target of using microphones was oriented toward quality assessment of compacted subgrade, stiffness evaluation and health monitoring of concrete structures. Experimental parametric study and field applications were performed to investigate reliability and efficiency of microphones. Finally, the optimal test configuration of microphones was suggested for resonance tests and surface-wave tests.

다중필터링에 의한 PDC-R 기법의 자동화 해석

조성호(Joh Sung-Ho),노리나(Rahman Norinah Abd),하사눌(Hassanul Raja) 대한토목학회 2010 대한토목학회논문집 C Vol.30 No.3

지반내 존재하는 자연전위, 돌발성 전기잡음, 60㎐ 전기잡음 등은 전기비저항 시험에 있어서 신뢰성을 저하하는 요인 중의 하나이다. 특히 최근 개발된 저주파 교류를 사용하는 PDC-R(Pseudo DC Resistivity) 시험의 자료해석에 있어서도 해석의 신뢰성을 저하시키는 요인이 되고 있다. 즉 직류기반 전기비저항 시험, 교류기반 전기비저항 시험 모두에 있어서 정도의 차이가 있을 뿐 전기잡음은 전기비저항 기법의 신뢰도에 여전히 영향을 주고 있다. 본 연구에서는 PDC-R 기법의 자료해석에 있어서 전기잡음의 영향을 최소화하여 기법의 신뢰성을 제고할 수 있는 방안을 제시하였다. 또한 이를 구현하는 자동화 알고리듬을 이용하여 PDC-R 기법의 적용성도 개선하도록 하였다. 본 연구에서 제안하는 PDC-R 시험데이터의 자동화 해석 기법은 두 단계로 구성되어 있는데, 그 첫 번째는 다중필터링을 시용하여 입력전류와 동일한 주파수 성분을 추출하는 것이고, 두 번째 단계는 추출된 자료 중에서 안정적 거동의 신호성분만 분류해 내는 작업을 수행하는 것이다. 이러한 자동화 기법은 자연전위, 돌발성 잡음, 60㎐ 전기잡음 등을 포함한 가상의 조화함수를 이용하여 그 정확성과 안정성을 확인하였다. 또한 현장적용을 통하여 제안된 기법의 적용성 및 정확성도 확인할 수 있었다. Electrical noises like self potential, burst noises and 60-㎐ electrical noises are one of the causes to reduce reliability of electrical resistivity survey. Even the PDC-R (Pseudo DC resisitivity) technique, recently developed, is suffering from the problem of low reliability due to electrical noises. That is, both DC-based and AC-based resistivity technique is subject to reliability problem due to electrical noises embedded in urban geotechnical sites. In this research, a new technique to enhance reliability of the PDC-R technique by minimizing influence of electrical noises was proposed. In addition, an automated procedure was also proposed to facilitate data analysis and interpretation of PDC-R measurements. The proposed technique is composed of two steps: 1. to extract information only related with the input current by means of multiple-filter technique, and 2. to undertake a task to sort out signal information only to show stable and reliable characteristics. This automated procedure was verified by a synthetic harmonic wave including DC shift, burst random noises and 60-Hz electrical noises. Also the procedure was applied to site investigation at urban areas for proving its feasibility and accuracy.

속도시간이력을 이용한 변위 추정 알고리즘에 관한 실험적 검증

조성호 ( Sung Ho Joh ),전준창 ( Jun Chang Jeon ),황선근 ( Seon Keun Hwang ),이희현 ( Hee Hyun Lee ) 한국안전학회(구 한국산업안전학회) 2015 한국안전학회지 Vol.30 No.4

In this study, displacement estimation algorithm, which is not requiring an absolute reference point unlike the conventional displacement measurement method, is developed using the geophone. To estimate displacement of the bridge, measured velocity time signal is integrated in the frequency domain. And, the estimated displacement is compared with the measured result using a conventional method. Based on the dynamic field test results, it was found that the estimated displacement by the present algorithm is similar to that of a conventional method. The displacement estimation algorithm proposed in this paper can be effectively applied to measure the displacement of a structure, which is difficult to install a displacement transducer at the fixed point.

재료감쇠비 측정을 위한 주파수-위상각법 : 공진주ㆍ비틂전단 실험 및 Impact Echo 시험에의 적용

조성호(Joh Sung-Ho),황선근(Hwang Seon Keun),김동수(Kim Dong Soo),우규석(Woo Kyu-Suhk) 대한토목학회 2001 대한토목학회논문집 C Vol.21 No.2

Impulse Response Filtration Technique for the Determination of Phase Velocities from SASW Measurements

조성호(Sung Ho Joh),Stokoe K. H. 한국지반공학회 1997 지반 : 한국지반공학회지 Vol.13 No.1

강성특성치를 이용한 고속전철 콘크리트궤도의 처짐가능성 평가

조성호(Joh Sung-Ho),이일화(Lee Il-Wha),황선근(Hwang Seon Keun),강태호(Kang Tae-Ho),김석철(Kim Seok-Chul) 한국철도학회 2009 한국철도학회 세미나자료 Vol.2009 No.5

Concrete tracks are superior to ballast tracks in the aspect of durability, maintenance and safety. However, deteriorated stiffness of railroad bed and settlement of soft ground induced by trapped or seepage water lead to problems in safety of train operation. In this research, characteristic stiffness of concrete tracks, which is determined from FRACTAL (Flexural-Rigidity Assessment of Concrete Tracks by Antisymmetric Lamb Waves) technique, was employed as an index of track displacement. The characteristic stiffness is defined using Poisson's ratio, moment of inertia and stiffness ratio of subgrade to slab. To verify validity and reliability of the proposed characteristic stiffness, experimental and theoretical researches were performed. Feasibility of the characteristic stiffness based on FRACTAL technique was proved at a real concrete track for Korean high-speed trains. Validity of the FRACTAL technique was also verified by comparing the results of impulse-response tests performed at the same measurement array and the results of SASW tests and DC resistivity survey performed at a shoulder nearby the track.

지반의 전단파속도 토모그래피 영상을 구하기 위한 Multi-Channel Tomographic SASW (MTSASW) 기법

조성호(Joh Sung-Ho),강태호(Kang Tae-Ho) 대한토목학회 2000 대한토목학회 학술발표회 논문집 Vol.2000 No.2

고성토 제방의 부지응답해석을 위한 전단강성 평가

조성호(Sung-Ho Joh),노리나(Norinah Abd Rahman),하사눌(Raja Hassanul) 한국철도학회 2010 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2010 No.7

High rock-fill embankment is relatively flexible, which makes crest of embankment subject to excessive amplification in displacement due to earthquake loading. To overcome problems related with site response in high embankment, it is essential to evaluate shear-wave velocity profile of the embankment with improved accuracy and reliability. In this aspect, an experimental research was performed to answer how to perform surface-wave tests and to analyze measurements at an embankment site with a sloping ground surface. Unlike flat ground surface, sloping ground may hamper and slow down propagation of surface waves due to multiple reflections and refractions in embankment. To figure out this reasoning for the effect of multiple reflections and refractions due to sloping surface, surface wave tests were performed at a reservoir embankment of Chung-Song in North KyeongSang Province. Parameters involved in surface wave tests at non-flat surface, including source directionality, geometry-related constraint and frequency components in source function, were investigated using field measurements.

지반 및 구조물의 이차원적 전단강성 평가를 위한 토모그래픽 SASW 기법의 개발

조성호(Sung Ho Joh) 한국지반공학회 1999 지반 : 한국지반공학회지 Vol.15 No.2