표제지
목차
국문요약 10
1. 서론 11
1.1. 연구배경 및 목적 11
1.2. 연구동향 13
1.3. 연구내용 및 방법 26
2. GPR탐사의 원리 27
2.1. GPR(Ground Penetrating Radar)탐사의 원리 27
2.2. 3D-GPR의 원리 30
3. 3D-GPR탐사 적용성 연구 33
3.1. 3D-GPR 탐사 적용의 목적 33
3.2. 테스트베드 조성 및 측정장비 34
3.3. GPR탐사 수행 결과 38
3.4. 유전율 분석 결과 48
3.4.1. 3D-GPR 및 핸디형GPR 신호파형 48
3.4.2. 테스트베드에서의 유전율 분석 51
4. 3D-GPR 신호파형 연구 57
4.1. 도로하부 공동 및 도로함몰 57
4.1.1. 도로함몰의 정의 57
4.1.2. 도로함몰과 공동의 원인 58
4.2. 신호파형 분석인자 62
4.2.1. 공동 분석인자 연구방향 62
4.2.2. 3D-GPR 탐사 장비 및 실증 천공, 영상촬영장비 63
4.2.2. GPR탐사시 공동파형 기본분석인자 65
4.2.3. 공동파형 기본분석인자의 한계성 67
4.3. 도로하부 공동탐사 분석에 관한 연구 69
4.3.1. 3D-GPR탐사를 통한 공동파형 69
4.3.2. 공동의 신호파형으로부터 분석인자 추출 71
4.3.3. 분석인자의 적용 사례 77
5. 고찰 81
5.1. 3D-GPR 탐사 적용검토 81
5.2. 3D-GPR 신호파형 비교 분석 81
6. 결론 83
참고문헌 84
ABSTRACT 86
Table 1.1. 서울시 도로함몰 발생건수(서울시 도로관리과 발표, '17.12.31기준) 12
Table 1.2. GPR에 관한 국내 연구동향 13
Table 1.3. 지하 매설물 파형 (김기성 등 4인 2017. 4) 15
Table 1.4. 멀티채널 GPR 장비비교 (윤진성 등 3인 2018. 6) 17
Table 1.5. GPR에 관한 해외 연구동향 20
Table 1.6. GPR 신호에 의한 파형 분류 - Byeongjin Park 24
Table 2.1. 안테나의 주파수에 따른 공간적 분해능(Reynolds, 1997). 28
Table 2.2. 상대유전율 및 레이다파의 속도(Reynolds, 1997) 29
Table 3.1. 탐사장비 및 측정장비 36
Table 3.2. 테스트베드에서 측정 및 GPR 탐사 37
Table 3.3. Line-1 레이다파 도달시간(1회) 38
Table 3.4. Line-1 레이다파 도달시간(2회) 39
Table 3.5. Line-1 레이다파 도달시간(3회) 40
Table 3.6. Line-1 레이다파 도달시간(4회) 41
Table 3.7. Line-1 레이다파 도달시간(5회) 42
Table 3.8. Line-2 레이다파 도달시간(1회) 43
Table 3.9. Line-2 레이다파 도달시간(2회) 44
Table 3.10. Line-2 레이다파 도달시간(3회) 45
Table 3.11. Line-2 레이다파 도달시간(4회) 46
Table 3.12. Line-2 레이다파 도달시간(5회) 47
Table 3.13. 3D-GPR과 핸디형 GPR의 성능비교 49
Table 3.14. 테스트베드에서의 3D-GPR 평면적 공동분석 (1회차) 50
Table 3.15. 테스트베드에서 분석된 유전율 52
Table 3.16. 테스트베드에서 분석된 유전율 변화 53
Table 4.1. GPS 장비 사양 63
Table 4.2. 노면영상 상세사양 64
Table 4.3. 공내영상 촬영장비 상세사양 64
Table 4.4. GPR 신호 역전 65
Table 4.5. 3D-GPR탐사에서 나타난 공동파형 67
Table 4.6. 공동분석에 따른 GPR 신호파형 기본분석인자 한계성 69
Table 4.7. 공동탐사에서 나타난 공동 신호파형 예-1 69
Table 4.8. 공동탐사에서 나타난 공동 신호파형 예-2 70
Table 4.9. 3D-GPR 신호에 나타난 공동의 입체적 신호분석 71
Table 4.10. 평면적 공동의 신호파형 특징 (각 지표하 0.65m, 0.75m, 0.80m) 72
Table 4.11. 평면적 비공동의 신호파형 특징 (각 지표하 0.35m, 0.40m, 0.45m) 73
Table 4.12. 종단 해석상 공동의 신호파형 특징 73
Table 4.13. 자갈의 신호파형 74
Table 4.14. 지하매설물관 신호파형 75
Table 4.15. 종단의 신호파형과 A-scan 75
Table 4.16. 3D-GPR탐사시 비공동 신호파형-1 77
Table 4.17. 3D-GPR탐사시 비공동 신호파형-2 78
Table 4.18. 3D-GPR탐사시 비공동 신호파형-3 78
Table 4.19. 3D-GPR탐사시 공동 오인 파형 79
Table 4.20. 공동 신호파형 분석인자 적용전과 적용후의 결과 분석 80
Figure 1.1. 분니층의 감지결과 (신지훈 등 3인 2016. 5) 14
Figure 1.2. 지하매설물 및 도로하부 공동 신호파형 (윤진성등 5인 2016. 6) 16
Figure 1.3. 탐사 결과비교(순서대로 탄성파탐사, GPR, 전기비저항탐사... 21
Figure 1.4. 해안에서 GPR탐사에서 나타난 GPR탐사 수행결과 - Yumin Vincent... 22
Figure 1.5. 도로하부의 공동에 대한 탐사결과 - Dar Hao Chen 23
Figure 1.6. 공동의 모식도 및 공동발생 원인 - Dar Hao Chen 23
Figure 2.1. GPR탐사의 기본원리 27
Figure 2.2. GPR 탐사의 심도계산법 30
Figure 2.3. 단채널 GPR 탐사 모식도 31
Figure 2.4. 멀티채널 GPR 단면의 조합 31
Figure 2.5. 멀티GPR TX, RX 센서 배열(MALA사, Sweden) 32
Figure 2.6. 3D-GPR 탐사 분석프로그램(Sinkhole-Finder, 제조사 : 이성) 32
Figure 3.1. 지반의 유전율 영향요소(한국건설기술연구원, 2009) 33
Figure 3.2. 공동 및 지중매설물을 모사한 테스트베드 모식도 34
Figure 3.3. 화성시 남양읍에 조성된 테스트베드(광성지엠(주) 소유) 35
Figure 3.4. 테스트베드 조성 공사 현장사진 35
Figure 3.5. 테스트베드에서 3D-GPR수행결과(lin-1, 1회차) 48
Figure 3.6. 테스트베드에서 핸디형 GPR수행결과(lin-1, 1회차) 48
Figure 3.7. 심도별 유전율 분포 55
Figure 4.1. 여의도 국회앞 도로함몰 (2014.7) 57
Figure 4.2. 석촌호수 인근 공동(2014. 8) 57
Figure 4.3. 일본 후쿠오카현 아카타역앞에서 발생한 도로함몰 58
Figure 4.4. 도로함물의 원인 58
Figure 4.5. 서울시 기반시설 노후화 지표(경향신문 2019.4.2.) 59
Figure 4.6. 열 수송관 노화(산업자원부, 2018) 60
Figure 4.7. 서울시 포장 노후화 (서울시, 2016) 60
Figure 4.8. 공동관리등급 61
Figure 4.9. 분석인자 연구 순서 62
Figure 4.10. 3D-GPR 장비 구성 모식도 63
Figure 4.11. 공동분석 프로그램 (이성(주)) 65
Figure 4.12. 공동 신호파형 (일본지질조사업 협회) 66
Figure 4.13. GPR탐사에서 공동분석 인자 - 단면별 76
Figure 4.14. 3D-GPR탐사에서 분석인자 단면별 적용 모습 79