비파괴 시험기법을 이용한 록볼트그라우팅의 공동결함평가

한신인(Han Shin-In),이종섭(Lee Jong-Sub),이용준(Lee Yong-Jun),안동근(An Dong-Geun),이인모(Lee In-Mo) 대한토목학회 2006 대한토목학회 학술대회 Vol.2006 No.10

도시의 수방재와 지하공간

한신인(Han, Shin-In) 대한건축학회 2012 建築 Vol.56 No.2

초음파 투과법을 이용한 록볼트 그라우팅의 건전도 평가

한신인,이종섭,이용준,남석우,이인모,Han, Shin-In,Lee, Jong-Sub,Lee, Yong-Jun,Nam, Seok-Woo,Lee, In-Mo 한국터널지하공간학회 2007 한국터널지하공간학회논문집 Vol.9 No.1

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파괴시험을 기술하고 비파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅재를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두 가지 방법이 적용되었다. 수치해석적 방법에서는 "DISPERSE" 프로그램을 이용하여 록볼트 시스템에서 유도파 전달시의 분산성분석을 수행하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대하여 주변암반과 그라우팅재의 강성에 따라 신호파의 진폭감쇠정도와 주파수변화대비 전파속도의 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과L(1)모드에서$20{\sim}70kHz$가 최적의 주파수대역으로 선정하였다. 실험적 방법에서는 시험체를 제작한 후 현장조건을 모사하여 실내비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험기법으로는 록볼트 선단부에 가진 센서를 부착, 매입하여 전기신호 가진에 의한 투과법을 적용하였다. 그라우팅과 주변암반에 의해 신호파의 전파속도와 진폭에 영향이 있으며, 그라우팅과 주변암반으로의 leaking 등에 의하여 신호파의 진폭이 감쇠하는 것으로 나타났다. 또한 시험체가 그라우팅으로 피복되어 있을 경우 자유구속 및 지중근입 조건에서 공동결함 크기가 증가함에 따라 무결함부에 비하여 진폭이 증가하였다. 그리고 수진된 신호파의 초동시간이 감소하여 전파속도는 전반적으로 선형적 증가 경향을 보였으며, 진폭변화에 비하여 전파속도가 공동결함비율 변화에 더 민감한 반응을 보였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가시에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 확인할 수 있었다. As one of the main support systems, rock bolts play a crucial role in the reinforcement of tunnels. Numerical and experimental studies using a transmission method of ultrasonic guided waves are performed to evaluate the integrity of rock bolts encapsulated by grouting paste. Numerical simulations using "DISPERSE" are carried out for the selection of the optimal experimental setup, i.e. non-destructive testing (NDT) system of the rock bolt. Based on results of the numerical simulation, the calculated frequency range for NDT testing is between 20kHz and 70kHz with the first longitudinal L(1) mode. Laboratory transmission tests are performed by attaching the piezo electric sensor at the tip of the rock bolt before embedding. Both of analytical and experimental results show that the amplitude of signals as well as the wave velocity increases with increase in the defect ratio of grouting paste. The defect in grouting paste means that the space around the rock bolt is not fully filled with the grouting paste. Experimental results also show that the increase of the wave velocity is more sensitive to the defect ratio increase than that of the amplitude. This study demonstrates that the transmission technique of ultrasonic guided waves may be a valuable tool in the evaluation of the rock bolt integrity.

유도초음파의 반사법을 이용한 록볼트 그라우팅의 결함비율 평가

유정동,배명호,한신인,이인모,이종섭,Yu, Jung-Doung,Bae, Myeong-Ho,Han, Shin-In,Lee, In-Mo,Lee, Jong-Sub 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.3

록볼트는 지하구조물의 주지보재로 적용되고 있다. 록볼트 건전도 평가를 위한 비파괴 방법으로 유도초음파의 투과법을 이용한 기법이 우수한 결과를 보여주고 있다. 하지만 투과법은 철근의 양 끝단에 센서를 부착하기 때문에 암반에 이미 설치되어 있는 록볼트의 건전도 평가는 불가능하다. 본 연구의 목적은 록볼트 철근 두부에 가진센서와 수진센서를 나란히 설치하여 선단에서 반사되어 오는 파를 측정하는 반사법을 자유구속조건 및 지중관입조건에 적용하며, 이를 투과법과 비교하는데 있다. 유도초음파의 가진과 수진을 위해 피에조 디스크 엘리먼트와 AE 센서를 사용하였으며, 측정된 신호로부터 웨이브렛 변환을 통하여 에너지 속도를 산정하였다. 실험결과, 반사법의 결과가 투과법과 거의 일치하였으며, 결함비율이 증가함에 따라 에너지 속도가 증가하는 것으로 나타났다. 본 논문은 유도초음파의 반사법이 록볼트 건전도 평가에 있어 현장 적용 가능성 있는 방법이 될 수 있음을 보여준다. Rock bolts have been installed into rockmass as a main support system. In order to evaluate the rock bolt integrity using non-destructive technique, the transmission method of the guided ultrasonic wave has been successfully performed. For the transmission method, however, the source for the generation o# guided ultrasonic waves should be installed at the end of the steel bar during construction of the rock bolt in the field. The purpose of this study is to suggest a reflection method that the source and the receiver are installed on the head of the steel bar. The reflection method is compared with the transmission method using non-embedded rock bolts and rock bolts embedded in concrete block. In this experiment, the piezo disc element is used as the source and the AE sensor is used as the receiver. The wavelet transform is applied to determine the energy velocity. The experimental studies show that the reflection method produces almost identical value of the transmission method, and the energy velocity increases with the defect ratio. This study suggests that the reflection method of the guided ultrasonic wave may be a suitable method fur the rock bolt integrity evaluation in the field.

지하공간하부 지하저류공동에서의 필라 보강효과에 관한 수치해석적 연구

서형준,이강현,한신인,이인모,Seo, Hyung-Joon,Lee, Kang-Hyun,Han, Shin-In,Lee, In-Mo 한국터널지하공간학회 2012 한국터널지하공간학회논문집 Vol.14 No.5

공간이 한정된 도심지에서 인구가 밀집되는 가운데 도심의 복합지하공간에 대한 개발은 날로 늘어나고 있다. 이러한 가운데 홍수피해의 90% 이상이 도심지 홍수피해라고 할 만큼 도심지의 수재해에 대한 대비가 필요한 실정이다. 이러한 요구에 따라 도심지 복합지하공간 하부에 지하저류공동 시설물을 시공하여 도심지 홍수피해 시 복합지하공간에 대한 안정성을 확보하고자 한다. 지하저류공동에서 저장된 빗물을 원활히 제어하기 위해서는 한 개의 공동보다 다수의 저류공동 시설로 설계하는 것이 유리하다. 다수의 저류공동으로 시공을 할 경우 공동과 공동 사이의 필라 구조물에 상부의 하중이 집중되기 때문에 필라 구조물에서 안정성 확보 방안이 필수적이다. 따라서 본 연구에서는 필라부의 안정성을 확보하기 위한 필라부 보강공법을 개발하였다. 필라부 보강공법은 철근과 PC강연선으로 구성된 보강재를 필라부에 삽입한 후 가압 그라우팅을 하고, 프리스트레스를 가하는 공법이다. 따라서 기존의 프리케스트 콘트리트 구조물로 필라부를 보강하는 것과 달리 원지반을 직접 보강하는 공법으로 원지반의 강도를 최대한 활용할 수 있다는 장점이 있다. 먼저, 가압 그라우팅을 하였을 경우 지반 보강효과뿐만 아니라 필라부에 가해지는 상부의 하중을 경감시킬 수 있는 효과가 있다. 또한 프리스트레스를 가하게 되면 필라부에 내압을 가하는 효과로 인하여 지반강도를 증가시키는 역할을 기대할 수 있다. 본 논문에서는 이러한 보강효과를 통해서 필라부 주변지반의 거동이 어떻게 변화할 것인지를 판단하고자 한다. 먼저, 수치해석을 통해서 각 시공단계별 필라부 지반의 응력 변화 양상을 판단하였다. 이를 통해서 가압 그라우팅과 프리스트레스에 의한 효과를 검증할 수 있었다. Usage of underground space is increasing at metropolitan city. More than 90% of flood damages have occurred at downtown of metropolitan cities. In order to prevent and/or minimize the flood-induced damage, an underground rainwater detention cavern was proposed to be built underneath existing structures. As for underground caverns to be built for flood control, multi-caverns will be mostly adopted rather than one giant cavern because of stability problem. Because of the stress concentration occurring in the pillars between two adjacent caverns, the pillar-stability is the Achilles' heel in multi-caverns. So, a new pillar-reinforcing technology was proposed in this paper for securing the pillar-stability. In the new pillar-reinforcing technology, reinforced materials which are composed of a steel bar and PC strands are used by applying pressurized grouting, and then, by applying the pre-stress to the PC strands and anchor body. Therefore, this new technology has an advantage of utilizing most of the strength that the in-situ ground can exert, and not much relying on the pre-cast concrete structure. The main effect of the pressurized grouting is the increase of the ground strength and more importantly the decrease of stress concentration in the pillar; that of the pre-stress is the increase of the ground strength due to the increase of the internal pressure. In this paper, ground reinforcing effects were verified the stress change in pillar is obtained by numerical analysis at each construction stage. From these results, the effects of pressurized grouting and pre-stress are verified.

유도파에 대한 푸리에 및 웨이브렛 변환을 이용한 록볼트의 건전도 평가

이인모,김현진,한신인,이종섭,Lee, In-Mo,Kim, Hyun-Jin,Han, Shin-In,Lee, Jong-Sub 한국터널지하공간학회 2007 한국터널지하공간학회논문집 Vol.9 No.4

터널과 같은 지하공간 구조물에 있어서 록볼트는 숏크리트와 함께 주요 지보재 중의 하나이며, 그러므로 록볼트 시공품질 정도에 따라 이러한 지중구조물의 안정성에 큰 영향을 미치게 된다. 본 연구의 목적은 록볼트를 따라 전파되는 유도파에 대하여 푸리에 및 웨이브렛 변환을 이용하여 록볼트의 건전도를 평가하는데 있다. 각기 다른 결함비율을 가진 다섯 개의 록볼트 시험체를 제작하여 콘크리트 블록에 매설한 후, PZT($Pb[Zr_xTi_{1-x}]O_3$: lead zirconate titanate) 엘리먼트로 유도파를 발생시키고 AE(acoustic emission) 센서를 이용하여 신호를 측정하였다. 수집된 신호는 푸리에 변환을 이용하여 주파수 영역에서 분석하였고, 가버 웨이브렛을 사용한 웨이브렛 변환을 이용하여 시간-주파수영역에서 분석하였다. 푸리에 변환을 이용하여 얻은 스펙트럼을 분석하면 록볼트의 결함비율이 증가함에 따라 고주파 대역 에너지의 비율이 증가하는 것을 알 수 있다. 또한, 시간-주파수 영역에서의 각 파군별 최대 에너지가 나타나는 지점의 시간차는 각 반사파군 간의 이동 시간차를 나타내며, 이를 통해 계산된 유도파의 에너지 속도는 록볼트의 공동결함비율이 증가함에 따라 증가하는 것으로 나타났다. 본 연구는 스펙트럼 비와 에너지 속도가 록볼트의 건전도 평가에 있어서 하나의 지표가 될 수 있음을 보여준다. As rock bolts become one of the main support systems in tunnels and underground structures, the integrity of the rock bolts affects the safety of these types of structures. The purpose of this study is the evaluation of rock bolt integrity using Fourier and wavelet transforms of the guided ultrasonic waves. After five rock bolt specimens with various defect ratios are embedded into a large scale concrete block, guided waves are generated by a PZT (lead zirconate titanate) element and measured by an acoustic emission (AE) sensor. The captured signals are analyzed in the frequency domain using the Fourier transform, and in the time-frequency domain using the wavelet transform based on a Gabor wavelet. The spectrum obtained from the Fourier transform shows that a portion of high frequency contents increases with increase in the defect ratio. Peak values in the time-frequency domain represent the interval of travel time of each echo. The energy velocities of the guided waves increase with the defect ratio. This study shows that the spectrum ratio and the energy velocity may be indicators fur the evaluation of rock bolt integrity.

조갑백선증에 대한 Ketoconazole의 치료효과

이성낙(Sung Nack Lee),한신원(Shin Won Han),방동식(Dong Sik Bang),남인환(In Whan Nam) 대한피부과학회 1984 大韓皮膚科學會誌 Vol.22 No.3

This study was undertaken to evaluate the efficacy and safety of orally administered ketoconazole in the treatment of onychomycosis. Thirteen patients with onychomycoiis were selected for this study. For evaluation of ketoconazole efficacy twelve patients received a 200 mg tablet of ketoconazole daily and one patient received a. 10() mg tablet of ketoconazole daily. All patients were studied monthly clinically and mycologically by KOH mount and culture on Sabourauds medium. The results were as follows: 1. Seven(53.8%) of thirteen cases achieved remission, marked improvement occurred in three cases(23.1%) and moderate improvement occurred in three cases (23. 1 %). 2. The mean duration of remission or clinical improvement was 5 months for all lesions and toenail lesions(5. 4 months) took longer to heal than finger nail lesions (4 months). 3. One hundred percent of patient who previously failed to respond to griseofulvin were cured or clinically improved by ketoconazole. 4. Two patients cornplained of indigestion and one of headache. In our study, ketoconazole was highly effective in the treatment of onychomycosis.

비파괴 시험기법을 이용한 록볼트의 건전도 평가(I) -수치해석 및 실험적 적용성 평가-

이종섭,이용준,엄태원,한신인,이인모,Lee, Jong-Sub,Lee, Yong-Jun,Eom, Tae-Won,Han, Shin-In,Lee, In-Mo 한국터널지하공간학회 2006 터널기술 Vol.8 No.1

본 연구의 목적은 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여 록볼트의 비파피시험을 기술하고 바파괴시험의 적용성을 조사하는 것이다. 록볼트 자체와 그라우팅제를 포함한 록볼트의 건전도를 평가하기 위하여, 수치해석 및 실험적 방법을 이용한 두가지 방법이 적용되었다. 수치해석 방법에서는 분석은 DISPERSE 프로그램을 이용하여 록볼트의 분산선도를 해석하였다. 분산선도 곡선은 지중근입되어 있는 록볼트에 대한 그라우팅제의 두께와 강성에 대한 영향을 보여준다. 이로 부터 록볼트의 건전도 시험을 위한 최적의 주파수를 추정할 수 있으며, 그 결과 L(1, 0) 모드에서 20~120kHz가 최적의 주파수로 산정되었다. 실험적 방법에서는 실험실에서 사료를 제작하여 파괴 및 비파괴시험을 실시하였다. 비파괴 실험에서는 타격을 이용한 저주파수 모드와 초음파 트랜스듀서를 이용한 고주파수 모드를 통하여 록볼트의 상태를 조사할 수 있다. 실험실에서 수행된 비파괴실험으로부터, 유도파는 주변의 그라우팅제의 강도가 증가하거나 (또는 증가하고) 결함부 영역이 증가할 때 감쇠가 커짐을 알 수 있었다. 그리고 인발시험으로부터 록볼트의 극한지지력을 추정하였다. 본 연구는 록볼트의 건전도 평가에 비파괴시험이 매우 유용한 방법임을 보여준다. The purpose of this study is to describe the Non-Destructive Testing(NDT) of the rockbolt and investigate the applicability of the NDT methods to estimate the integrity of the rockbolt. To examine the rockbolt integrity including rockbolt itself and grouting material, two methods are adopted: numerical and experimental methods. In the numerical method, the numerical code DISPERSE is used to analyze the dispersion of the rockbolt. The dispersion curve shows the effects of the thickness and stiffness of grouted materials on the embedded rockbolt. Therefore, the optimal frequency for the integrity test of the rockbolt is obtained: 20~120kHz in L(1,0) mode. In the experimental methods, destructive and non-destructive tests are carried out in a laboratory. In the non-destructive test, the low frequency mode generated by an impact and t he high frequency mode generated by an ultrasonic transducer seem to characterize the rockbolt condition readily. The experimental results show that the guided waves attenuate more significantly when the stiffness of the grouted material increases and/or the zone of the defect increases. Meanwhile, the ultimate capacity of rockbolt was evaluated through the pull-out tests and is compared to the NDT results. This study demonstrates that the NDT is a valuable tool for the rockbolt integrity evaluation.

다목적 화음탐색법(MOHS)을 이용한 LID 시설 최적설계

정영욱(Jung Young wook),한신인(Han Shin in),조덕준(Jo Deok jun) 한국방재학회 2017 한국방재학회논문집 Vol.17 No.6

Due to urbanization, rainfall runoff and nonpoint pollution sources are increased, resulting in problems such as flooding, urban heat island and river water quality. This has increased the importance of low impact development (LID) to effectively control runoff and pollutant loads in impervious areas. In order to install LID facilities, cost and environment effect should be evaluated considering scale and type of facility. The purpose of this study is to conduct a multi objective optimization simulation with harmony search algorithm connected SWMM for water environment restoration effect and cost for LID facilities such as permeable pavement, infiltration trench, and tree box filter and to make the relations between objective functions. In addition, an ideal point and a compromise solution are selected from Pareto Optimal Front between environmental effect as runoff and pollutant load within a limited budget. 도시화로 강우유출량과 비점오염원의 배출량이 증가되어 침수가중, 도심 열섬 가중, 하천수질저하 등의 문제를 발생시킨다. 이로 인하여 불투수면에서의 유출과 오염부하를 효과적으로 제어하기 위한 저영향개발(LID)의 중요성이 커지고 있다. LID 시설을 설치하려면 규모 및 시설종류 등을 고려하여 설치비용과 저감효과를 평가하여야 한다. 본 연구는 다목적 화음탐색법을 SWMM과 연계한 모형을 구축하여 투수성포장, 침투트렌치, 나무여과상자 등의 LID 시설에 의한 물 환경 복원효과와 설치비용에 대한 최적화모의를 하고 상충관계에 있는 두 목적함수간의 추정관계를 제시하였다. 또한 제한된 예산범위에서 LID 시설의 유출저감효과와 오염물질배출의 파레토 최적 프론티어로부터 추정된 두 목적함수와 설치비용과의 관계로 유추된 이상점으로부터 절충해를 선정하여 최적의 값을 도출하였다.

지표면 유출 특성을 고려한 지하수위 변화가 지하차도 구조물 안정성에 미치는 영향

조선아,홍은수,조계춘,진규남,이정민,한신인,Jo, Seon-Ah,Hong, Eun-Soo,Cho, Gye-Chun,Jin, Kyu-Nam,Lee, Jung-Min,Han, Shin-In 한국터널지하공간학회 2016 한국터널지하공간학회논문집 Vol.18 No.1

도시지역에 시공되는 지하차도 구조물은 지리적 특성상 지하수위의 영향을 받기 쉽다. 그러나 지하차도 구조물 설계 시에는 일괄적인 지하수위를 적용하여 설계를 수행하는 경우가 많으며 이는 과소 또는 과다 설계를 초래할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 보다 신뢰도 높은 지하수위 예측을 통해 지하차도 구조물의 합리적인 부력설계 방향을 제시하고자한다. 특히, 최근 친환경적인 개발 개념인 LID 기법을 도입한 투수 포장 적용에 따른 물순환 특성 변화가 지하차도 구조물에 어떠한 영향을 미치는지에 대해 검토하였다. 이를 위해 개발 전, 개발 후, 투수포장 적용에 의한 지표면 불투수 특성 변화가 침투량 및 지하수위 변화에 미치는 영향 분석과 지하차도 안정성을 검토하는 일련의 수치해석을 수행하였다. 해석결과 지표면의 변화가 지하수위 변화를 유발하고 지하 구조물 안정성에 영향을 줄 수 있음을 확인하였다. 따라서 지하차도 및 지하구조물의 최적 설계를 위해서는 지표면 유출 특성을 고려한 적절한 지하수위 예측 및 적용이 필요할 것으로 판단된다. Ground water is one of important parameters in the designs of underpass structures because urban areas are characterized by soil ground which is relatively permeable than rock ground and a high level of ground water due to low elevation. Therefore, it is important properly to predict variations of the ground water when they can affect underpass structures. In this study, a series of numerical analyses are performed to predict the variations of ground water levels considering the degree of surface imperviousness and LID(Low Impact Development) application. In turn the stability of underground structure is assessed using predicted ground water level. The results show that an increase in the impervious surface area decreases the ground water level. The application of permeable pavement as a LID facility increases the ground water level, improving the infiltration capacity of rainfall into the ground. Seasonal variations of the ground water level are also verified in numerical simulation. The results of this study suggest that reasonable designs of underpass structures can be obtained with the suitable prediction and application of the ground water level considering the surface characteristics.