지하 생활공간 개발 요소기술 연구: 지반굴착기술분야, IV : (Development of the Construction Technology for Underground Living Space: Underground Excavation Technology, IV)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

This research project is a five year long done between 1993 and 1997. We try to improve underground construction technologies which occupy a high priority in the development of underground space in Korea. The technologies include : the mechanical excavation techniques which can effectively reduce the construction time; and the safety evaluation systems for adjacent structures. In this year, which is planned to set up a base for the development of safety evaluation techniques for adjacent structures, we collected the domestic and foreign case histories of damaged buildings. We have established a database system comprising numerous measured surface settlement of high reliability. From this research, we arranged the safety analysis techniques and criteria for damages of adjacent surface structures. Particularly, the procedure of safety evaluation is simplified and systematised by this study. In order to accomplish these several items, we developed an expert system suitable for safety evaluation adopted Neural Network.

국문 초록 (Abstract)

본 연구는 국내 지하공간 개발을 보다 안전하고 능률적이며, 경제적으로 추진될 수 있도록, 국내 지하공간 개발에 우선적으로 소요되는 기술분야, 즉 공기단축효과가 큰 지반굴착기술의 개발분야, 지하굴착시 주변지반의 차수 및 보강용 공법의 개발분야, 인접구조물의 안전진단기술 개발분야 등, 3분야를 연구대상 분야로 설정하고 5개년(1993~1997)에 걸쳐 개발토록 계획하였다. 따라서 4차년도인 당해연도에는 터널굴착에 의한 인접구조물의 안전진단기법 개발을 위한 기반연구 단계로서, 국내외 건물피해사례 및 관련자료를 수집하고, 터널굴착으로 지표구조물에 대한 신뢰성 있는 지표침하 자료를 수집·분석하여 체계적인 DB화 작업을 수행하고자 한다. 또한 터널굴착에 의한 인접 지표구조물에 대한 안정해석기술과 구조물의 손상기준 등을 조사하여 체계적인 안정해석기술을 정립하고자 한다. 특히, 전문가의 경험과 지식에 전적으로 의존할 수 밖에 없었던 인접구조물 안전진단과정을 체계화·단순화하고자 하였다. 이를 위해서 당해연도는 최근 각광을 받고 있는 Neural Network기법을 적용한 인접구조물 안전진단용 전문가 시스템(Expert System)을 개발하기 위한 연구기반을 조성하고 지표구조물에 대한 prototype의 전문가 시스템을 개발하고자 하였다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 1.1 연구배경 및 목적
• 1.2 연구내용 및 범위
• 2. 국내외 인접구조물 손상 및 진단사례
• 2.1 개요
• 2.2 지하굴착작업에 따른 지반거동
• 2.2.1 개착식 굴착에 의한 거동
• 2.2.2 터널굴착에 의한 거동
• 2.2.3 광산굴착에 의한 거동
• 2.3 국내사례에 대한 분석
• 2.3.1 국내사례 I
• 2.3.2 국내사례 II
• 2.3.3 국외 사례 I
• 2.3.4 국외사례 II
• 2.4 인접구조물 안정성 평가 영향인자
• 3. 시스템 개발을 위한 이론적 연구
• 3.1 개요
• 3.2 터널굴착에 기인한 지표침하연구
• 3.2.1 추계학적 변위해석
• 3.2.2 쌍굴터널 굴착의 지반침하 간섭효과
• 3.3 인접구조물 안정해석 기술
• 3.3.1 지상구조물의 정성적 안정성 평가
• 3.3.2 지상구조물의 정량적 안전성 평가
• 3.4 인공신경망을 이용한 전문가 시스템
• 3.4.1 전문가 시스템의 정의
• 3.4.2 인공 신경망
• 4. 인접구조물 안전진단 전문가 시스템 개발
• 4.1 개요
• 4.2 안전진단 영향 요소의 체계화
• 4.2.1 침하계측 자료의 분석 방법
• 4.2.2 지표침하의 주 영향 인자
• 4.3 지식기반 데이터베이스 구축 및 활용방안
• 4.3.1 데이터베이스 구축
• 4.3.2 활용방안
• 4.4 전문가 시스템 NESASS의 구조
• 4.5 시스템 구축 신뢰성 연구
• 4.5.1 역전파 인공신경망 구조 설정
• 4.5.2 학습 상수의 결정
• 4.6 시스템 활용 및 제한조건
• 4.6.1 주메뉴
• 4.6.2 학습자료 데이타베이스의 작성, 수정, 추가
• 4.6.3 학습자료의 패턴화
• 4.6.4 학습수행 및 학습자료 읽기
• 4.6.5 지표침하 추론
• 4.6.6 지표침하 추론결과 출력
• 4.6.7 유사 현장
• 4.6.8 지상구조물에 대한 자료 작성
• 4.6.9 지상구조물의 정성적 안정성 평가 결과
• 4.6.10 지상구조물의 정량적 안정성 평가 결과
• 5. 인접구조물 안전진단용 전문가 시스템 적용실험
• 5.1 개요
• 5.2 터널 특성치 변화에 따른 신뢰성 검증
• 5.3 터널현장에 인접한 지상구조물 안정성 평가
• 5.3.1 터널현장의 지표침하 예측
• 5.3.2 정성적 안정성 평가 적용 실험
• 5.3.3 정량적 안정성 평가 적용 실험
• 6. 결론
• 참고문헌
• 부록 I. 지표침하 주영향인자 DATA SHEET