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Development of Automatic Shear-wave Source for Downhole Seismic Method

다운홀 탄성파 기법용 전단파 자동 가진원의 개발

  • 방은석 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) ;
  • 성낙훈 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) ;
  • 김정호 (한국지질자원연구원 지반안전연구부) ;
  • 김동수 (한국과학기술원 건설및환경공학과)
  • Published : 2007.11.30

Abstract

Downhole seismic method is very economic and easy to operate because it uses only one borehole and simple surface source to obtain the shear wave velocity profile of a site. In this study, automatic shear wave source was developed for efficient downhole seismic testing. This source is motor-spring type and easy to control. It can lessen the labor of operator and the working time. Moreover, it can provide better and repetitive signals for data interpretation. By combining developed automatic source with automatic receiver system, PC based data acquisition system, advanced managing program, and semi-automatic downhole performing system were constructed. Through comparison test with manual source, advantages of automatic source were verified. Constructed semi-automatic downhole testing system including automatic shear wave source was applied to the soft soil site. The applicability and reliability were verified and the importance of automating testing system for obtaining reliable result was emphasized.

지반의 전단파 속도 주상도를 도출하는데 있어 다운홀 기법은 하나의 시추공을 이용하고 간단한 지표면 가진원을 사용하므로 매우 경제적이다. 현장 실험을 더욱 용이하게 하고 양질의 신호를 획득하기 위해 자동 가진원을 개발하였다. 모터-스프링 타입으로 저렴하며 현장에서 다루기 매우 용이하다. 자동 가진원은 수동 가진원에 비하여 육체적 부담을 줄여주고 실험 소요 시간을 단축시킨다. 양질의 반복성이 있는 신호를 발생시켜 결과 해석에 유리하다. 자동 가진원과 더불어 적절한 감지기 시스템, 노트북 기반 신호 획득 장비 및 운용 프로그램과의 조합을 통해 반자동 다운홀 수행 시스템을 구축하였다. 수동 가진원과의 비교 검증 실험을 통해 제작된 자동 가진원의 장점들을 확인할 수 있었다. 또한, 구축된 수행 시스템의 현장 적용을 통해 용이하고 신뢰성 있는 기법 수행을 위해서 시스템을 자동화하는 것이 유리함을 알 수 있었다.

Keywords

References

  1. 김동수,고광범,김영수,방은석,신형옥,윤진성,이양로,장현삼 (2005),'Round Robin Test를 통한 공내 탄성파 탐사 기법 비교 연구', 한국지반공학회 봄 학술발표회 특별Session,동적물성치 획득을 위한 현장 및 실내 Round Robin Test 결과 발표 pp.73-8
  2. 방은석,김동수,윤종구 (2006),'다운홀 시험에서 신뢰성 있는 전단파 속도 주상도 도출을 위한 해석 기법의 개선',대한 토목 학회 논문집대한토목학회 논문집, Vol.26, No.3c,pp.157-170
  3. 방은석,김동수,김기석 (2007a),'상호검증시험을 통한 효율적인 효율적인 다운홀 탄성파 탐사 기법 수행 시스템의 구성',한국 지반공학회 논문잡, Vol.23,No.4,pp.133-147
  4. 방은석,이세현,김종태,김동수 (2007b), '다운홀 기법에서 신뢰성 있는 도달시간 정보 도출에 대한 고찰' 한국지반공학회 논문지, Vol.23,No.8,pp.1-17
  5. Campanella, R.G. and Stewart, W.P. (1992), 'Seismic cone analysis using digital signal processing for dynamic site characterization', Canadian Geotechnical Journal, Vol.29, pp.477-486 https://doi.org/10.1139/t92-052
  6. Casey, T.J. and Mayne, P.W. (2002), 'Development of an electicallydriven automatic downhole seismic source', soil dynamics and earthquake engineering, Vo1.22, pp.951-957 https://doi.org/10.1016/S0267-7261(02)00119-7
  7. Joh, S.H. and Mok, Y.J., (1998), 'Development of an Inversion Analysis Technique for Downhole Testing and Continuous Seismic CPT', Journal of Korean Geotechnical Society, Vo1.14, No.3, pp.95-108
  8. Kim, D.S., Bang, E.S., and Kim, W.C. (2004), 'Evaluation of various downhole data reduction methods to obtain reliable Vs profile', Geotechnical Testing Journal, Vol.27, No.6, pp.585-597
  9. Liao, Tianfei, (2005), 'Post Processing of Cone Penetration Data for Assessing Seismic Ground Hazards with Application to the New Madrid Seismic Zone', Ph. D. thesis, Georgia Institute of Technology
  10. Liu, H.P., Maier, R.L., and Warrick, R.E. (1996), 'An Improved Air-Powered Impluse Shear-Wave Source', Bulletin of the Seismological Society of America, Vo1.86, No.2, pp.530-537
  11. Meissner, R.H., Stumpel, H., and Theilen, F. (1985), 'Shear wave studies in shallow sediment', in Seismic Shear Waves, Part B : Applications, G. Dohr (Editor), Geophysical Press, London, England
  12. Stokoe, K.H. (2007), 'Field seismic testing in geotechnical earthquake engineering', Earthquake Geotechinical Engineering, edited by K.D. Pitlakis, Springer, pp.151-157
  13. Stokoe K.H., Joh S.H. and Woods R.D. (2004), 'Some contributions of in situ geophysical measure-ments to solving geotechnical engineering problems', International Site Characterization ISC'2 Porto, Portugal, pp.19-42