지하탐지레이다(GPR)를 이용한 터널 라이닝 두께검측 연구(연차) : (Measurement of Tunnel Lining Thickness Using GPR)

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

In this study, we analytically calculated the source wavelet and it was verified by physical modeling. This helps identifying reflection events in GPR data. The principle and techniques of data processing were roughly reviewed. We evaluate the validity of several velocity analysis methods with various physical models. The resolution and penetrating depth depending on the main frequency of antenna was obtained through concrete model experiments. For models, we used box, step, slope shape in order to study the applicability of GPR in measurement of tunnel lining thickness and detection of voids. We experiment complex model which has void, rock bolts, steel ribs, wire mesh and water proofs and analyzed several real data which have similar complex structure.

국문 초록 (Abstract)

본 연구에서는 두께 검측시 반사 이벤트 구별에 도움을 줄 수 있는 레이다파의 해석적 송수신 파형을 계산하고 모형실험을 통해 확인하였다. GPR 탐사의 여러 자료처리 방법에 대해 알아보았으며 다양한 모형을 제작하여 속도 분석 방법들의 타당성을 비교 검증하였다. 균질 Box, 계단, 경사 모형등의 콘크리트 모형실험을 통해 콘크리트 매질에서의 안테나 주파수별 가탐 심도와 분해능을 얻을 수 있었다. 배면 공동, 록 볼트, 강지보, 와이어 메쉬, 방수포 등 복잡한 구조를 가지는 터널 라이닝 모형에 대한 실험과 현장 실측 자료의 검토를 통해 GPR을 이용한 라이닝 두께 검측 및 배면 공동 탐지 가능성에 대해 알아보았다.

목차 (Table of Contents)

• 1. 서론
• 1.1 연구 배경 및 목적
• 1.2 연구 내용 및 범위
• 2. GPR 탐사의 기본 원리
• 2.1 탐사 방법
• 2.2 레이다 파의 거동
• 2.3 지하 매질에서의 반사와 투과
• 2.4 레이다 파의 가탐심도와 분해능
• 2.5 레이다 파의 전파에 따른 감쇠 및 분산 특성
• 3. GPR 2차원 모형반응 계산
• 3.1 레이다 파의 해석적 송수신 파형 계산
• 3.2 유한차분법을 이용한 GPR 2차원 모형반응 계산
• 4. GPR 탐사 자료의 자료 처리
• 4.1 전기적인 잡음 제거
• 4.2 기준 시간 설정
• 4.3 대역통과 필터링
• 4.4 이득
• 5. 송수신 파형 양상 고찰 및 속도 분석
• 5.1 레이다 파의 파형과 진폭 반응 양상 고찰
• 5.2 GPR 탐사에서의 속도 분석
• 5.2.1 속도 분석 방법
• 5.2.2 모형실험 자료에 대한 속도 분석
• 5.2.3 수분 함량 및 사용 안테나의 주주파수에 따른 속도 변화
• 6. 콘크리트 모형실험
• 6.1 콘크리트 매질에서의 전파 속도
• 6.2 양생 시간에 따른 파형 양상의 변화
• 6.3 계단 모형
• 6.4 경사 모형
• 6.5 터널 라이닝 모형
• 7. 현장 자료에 대한 검토
• 7.1 전력구 터널
• 7.2 도로 터널
• 7.3 지하철 터널
• 8. 결론
• 참고문헌
• 서지자료