• 한국재난정보학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.53-59
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• 2021

연구목적 및 방법: 본 논문은 지반구조물 계측센서의 내구연한 기준에 대한 분석적 연구로 국내 건설공사 발주기관의 건설 계측센서에 대한 내구연한 기준과 조달청의 건설계측 및 건설기계 관련 내용연수 기준을 분석하였다. 연구결과: 지반구조물에 설치되기 전 조달청에서 물품 자체로 구매하는 경사계와 변형률계 등의 내구연한 기준은 8년에서 10년을 제시하고 있다. 결론: 국내외 댐에 설치된 각종 계측센서의 신뢰성 비교를 통한 실제적인 내구연한 분석과 터널에 설치된 유지관리 계측센서의 경과연수에 대한 손망실율 등을 종합 검토한 결과 구조물이나 지반에 설치된 국내 간극수압계 및 토압계 등의 매립식 계측센서의 적정 내구연한은 5년에서 8년이 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2009년도 춘계 학술발표회
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• pp.1026-1031
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• 2009

21세기 대한민국은 지반분야에 있어서 과거 건설위주의 발전에서 유지관리의 중요성이 대두되는 시대로 변모하였다. 특히 이상기후에 의한 집중호우 발생이 빈번해진 상황에서 외부조건에 직접적으로 노출되어있는 사면구조물은 타 지반구조물보다 상대적으로 관리의 필요성이 더 높다. 사면의 유지관리 방법 중에서도 계측에 의한 상시 모니터링 시스템 구축 관련 기술이 주목을 받고 있으며, 장기적인 시스템 운용 측면에서 내구성이 우수한 광섬유 재료를 이용한 계측 시스템 개발이 국가적 지원을 받으며 연구가 활발히 진행 중에 있다. 본 연구는 암반사면의 균열부에 설치하여 미세한 거동을 측정할 수 있는 광섬유 정밀 계측 시스템을 개발하고, 실제 사면 현장에 시범 구축한 사례를 요약한 것이다. 영동고속도로 원주지사 관내에 있는 암반사면을 대상으로 총 6개의 센서를 변위발생 가능성이 높은 균열부에 설치하였다. 계측데이터의 수집과 전송을 위하여 사면 하단부에 컨트롤박스를 설치하고 데이터로거, 운용시스템, 유선네트워크 시스템을 구축하였다. 설정된 주기별로 취득되는 계측데이터는 우선적으로 현장에서 저장되고, 사무실에서도 원격으로 제어할 수 있는 시스템을 시범적으로 구축하여 운용중에 있다. 향후 계측 시스템의 센서부, 데이터로거, 운용프로그램 등을 추가 연구를 통하여 개선하고 현장에 반영하는 과정을 반복함으로써 사면 시설물의 유지관리에 최적의 시스템을 개발 및 구축하는 것이 본 연구의 최종적인 목표이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.73-81
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• 2018

본 논문은 지하구조물 계측센서의 내구연한 기준에 대한 규정 분석 연구로 국내 건설공사 발주기관의 건설 계측센서에 대한 내구연한 기준을 조사 분석하고, 법인세 시행규칙에서 건축물 등의 기준 내용연수 및 조달청의 건설계측 및 건설기계 관련 내용연수 기준을 분석하였다. 지하 구조물에 설치되기 전 조달청에서 물품 자체로 구매하는 경사계와 변형률계 등의 내구연한 기준은 8년에서 10년을 제시하고 있으나, 건설공사 시 원 지반 및 콘크리트 구조물 내에 설치된 계측센서는 지하수 영향 및 다짐 등 여러 가지 불리한 요인으로 물품 자체의 내용연수보다는 상당 기간 단축될 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2010년도 춘계 학술발표회
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• pp.933-939
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• 2010

얼마전 판교 근교에 위치한 흙막이 가시설 공사에서 가시설 구조물이 붕괴하여 인적 물적 피해가 발생한 사례가 있다. 그러한 사례가 발생되었음에도 불구하고 현재 흙막이 가시설 구조물 붕괴를 미연에 감지하고 조기 대응하는 방식을 자동화 시스템으로 도입 할 것에 대하여 시공사에서 미온적인 태도를 보이고 있다. 이와 같은 대표적인 이유는 제한된 예산과 계측의 불신임이 가장 큰 이유로 알려져 있다. 비록 지반 시설물에 대하여 현재 센서기반 자동화 계측 시스템을 일부 도입하고 있으나, 현재 운영되고 있는 대부분의 시스템은 계측데이터를 분석하고 시설물 내부 위험을 평가하여 관리주체에 보고 하는데는 상당한 시간이 소요되고, 긴급하게 시설물 이상여부를 보고해야 하는 상황에 자동화 계측시스템이 경고 전파를 적절하게 발휘하지 못하는 경우가 비번하게 발생한다. 따라서, 본 논문에서는 기존 지반관련 자동화 계측의 경고전파체계에 관한 문제점을 살펴봄으로써, 보다 적절한 경고전파 시스템을 제안하며, 제한된 시스템은 국부 단일 계측 설비에 적용 가능할 뿐만 아니라, 지반구조물 안전관리에 활용 연계 될 수 있도록 표준 프로토콜 및 네트워크도 제안하고자 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제16권5호
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• pp.471-485
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• 2014

미소파괴음과 미소진동을 이용한 지반구조물 계측은 구조물 내부의 미시적 변형이나 파괴거동을 음향과 진동으로 계측하는 방법으로, 계측대상의 대규모 파괴에 앞서 이들의 발생량과 발생빈도가 급격히 증가하는 특성을 활용하여 파괴의 사전징후를 파악할 수 있다. 이 방법의 실제 적용을 위해서는 고사양의 센서, 고속의 신호획득장치 그리고 운영프로그램으로 구성된 계측시스템이 요구된다. 근래 국내기술에 의한 현장계측용 미소파괴음과 미소진동 계측시스템이 개발되었다. 특히 계측된 신호를 분석하고 해석할 수 있는 다양한 기능의 운영프로그램을 개발하고 선진외국 제품과의 상호비교를 통해 효용성을 평가하였다. 본 보고에서는 개발된 미소파괴음 계측시스템의 구성과 특징 등에 대해 소개하고, 향후 해결과제와 나아갈 방향에 대하여 논의하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권1호
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• pp.25-30
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• 2018

저수지 및 제방에서의 계측은 가장 높이가 높은 구간을 선정하여 계측기를 매설하고 측정하는 집중계측 방식으로 최근에는 자동화 계측기술이 발달되어 실시간으로 계측결과가 관리사무소로 전달 및 수집, 저장되고 있다. 실시간 계측기술이 발달되었음에도 불구하고 계측결과가 시설물 관리와는 직접적으로 이용되지 못하고 있다. 최근 사물인터넷 기반의 무선 센서 네트워크 계측기술이 발달함에 따라 본 연구에서는 저수지 및 제방 구조물에 무선센서 네트워크 기술을 기반의 실시간 계측 및 평가시스템을 제안하였다. 적용성 평가를 위한 침투해석 결과 저수위 변화에 따라 제체 내부의 침윤선 변화와 함께 토체의 체적함수비가 함께 변화하여 체적함수비를 센서 노드로 설정한 계측시스템의 적용성을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.397-406
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• 2003

사면 내에 설치된 억지말뚝의 보강효과를 평가하고, 사면의 가상 파괴면을 예측하기 위하여 지속적인 계측관리를 통한 사면의 거동을 감지할 필요가 있다. 본 연구는 계측기를 통한 계측자료가 사면과 억지말뚝의 안정성 및 보강효과를 평가할 수 있는 자료로 활용될 수 있도록 하기 위한 것으로, 현장에 설치된 억지말뚝에 광섬유 센서(FBG 센서), V/W 및 경사계를 설치하여, 사면 내 억지말뚝의 거동분석을 하였다. 또한 각 계측기의 데이터를 비교 분석함으로써, 광섬유 센서와 같은 스마트 계측기술을 실제 토목 구조물에 활용할 수 있는 방안을 현장시험을 통해 검증하고자 한다. 이를 위해 각 계측기에서 구하여진, 연구 대상사면의 거동과 억지말뚝의 보강효과 및 변형률 분포의 상관관계를 비교 분석하였다. 그 결과, FBG 센서와 V/W 센서 및 경사계의 계측결과가 잘 일치하며, 억지말뚝에 의한 사면의 보강효과가 충분함을 알 수 있었다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.162-162
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• 2011

표면파 속도 측정은 근래 토목분야에서는 비파괴 지반조사기법으로 활용되고 있다. 최근에는 디지털 신호처리기술의 발달과 함께, 더욱 정확해진 자료분석 알고리즘을 통하여 표면파 탐사관련 기술이 향상되어 3차원의 공간연속적인 시험이 가능해졌다. 본 연구는 표면파의 분산 특성을 이용하여 콘크리트 구조물의 깊이별 강성평가를 하는 SASW(Spectral Analysis of Surface Waves)기법과 STFT(Short time Fourier Transform)과 HWT(Harmonic Wavelet Transform)를 이용한 주파수영역에서의 공진주파수를 통한 부재평가 기법인 IE(Impact Echo)기법을 이용하여 대상부재의 강도평가를 수행하기 위한 시제품 개발을 수행하였다. 시제품은 메인프레임과 2개의 센서로 이루어져 측정을 수행하며 측정장치와 DAQ장치 및 S/W로 구성되어 있다. 메인프레임의 진동특성영향을 제거하기 위하여 2개의 센서는 프레임과 띄움구조로 설계하였고 센싱하는 위치는 대상 재료의 밀착되어 계측할 수 있도록 설계하였다. 탄성파를 계측하여 대상 재료의 깊이별 측정된 표면파의 속도를 계측하며 개발된 시제품의 구조물별 적용성 평가를 위한 실험을 수행하였고 평균 표면파 속도를 통해 추정한 콘크리트 두께와 결함 및 강도 추정의 적용성을 평가하였다. 시제품을 이용해 시험콘크리트 표면파를 측정한 결과 SASW기법을 이용하여 깊이에 대한 위상속도 분포와 IE기법의 결과로 개발된 시제품의 합리적 적용성이 평가되었다. 그러나 재료의 강도추정에 있어서는 각각 알고리즘의 주파수분석 요소들에 의해 변동되는 경향을 보여 추후 많은 테스트를 통해 속도-강도 추정의 회귀곡선식을 S/W에 탑재시키고 다양한 방법으로 조합하는 알고리즘으로 신뢰성있는 강도추정을 위한 알고리즘을 개발하여야 한다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제21권5호
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• pp.5-11
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• 2020

구조물의 이상징후 판단 및 장단기 안정성, 장래 거동 등의 판단에 다양한 계측결과가 효율적으로 이용되기 위해서는 계측 데이터 내에 포함한 각종 이상치의 판정 및 제거가 필요하다. 본 연구에서는 장기 시계열 데이터에 대한 이상치 평가를 수행하기 위한 통합 이상치 분석 시스템을 개발하였다. 이상치 평가는 시계열 분석법에 의한 단일 데이터셋 대상의 1차 이상치 분석과 합성신호 기반의 다중 데이터셋에 대한 2차 이상치 분석으로 구분하여 단계별로 수행되었다. 통합 이상치 분석 시스템은 구조물에 대한 종합 안전관리 플랫폼과 실시간 연동되어 구조물의 각종 안전성 평가 및 거동 예측 등을 위한 기초자료를 제공할 수 있도록 개발되었다. 현장 적용을 통해 일정 경향을 보이는 동종의 다수 센서들의 합성신호와 개별 데이터셋 간의 상관성이 크게 증가함을 확인할 수 있었으며, 상관성에 대한 가중치 적용을 통해 차별 거동을 보이는 다양한 센서 계측치들도 모두 통합 이상치 분석에 활용될 수 있음을 확인 할 수 있었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권12호
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• pp.41-46
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• 2018

무선 센서 네트워크 시스템은 종래의 계측기술이 가지는 한계인 집중계측방법이 가지는 단점을 보완하여 시설물 전체의 거동을 확인할 수 있다는 장점으로 구조물의 안전진단 및 계측, 물 관리 시스템 그리고 댐 구조물에 대한 관리시스템에 까지 폭넓게 제안되고 있다. 그러나 계측과 동시에 시설물의 상태평가가 가능한 연구는 미진한 실정이다. 본 연구에서는 이러한 기존의 기술적 단점을 개선하기 위하여 시설물의 거동을 파악함과 동시에 안전 등에 대한 상태평가가 가능하도록 무선 센서 네트워크 시스템을 제안하였다. 저수지 댐 시설에 대한 지반공학적 위험인자를 사전에 평가하고, 시설물의 파괴를 유발하는 인자에 대한 한계값을 설정함으로써 위험인자를 측정함과 동시에 인자별로 한계상태를 즉시 평가할 수 있는 시스템을 제안하였다. 본 연구에서는 저수지댐에 대한 표준단면을 이용하여 침투 및 비탈면 활동에 대한 수치해석을 수행하였고, 응력-간극수압 연동 유한차분 수치해석을 수행하여 저수지 댐 구조물에 대한 한계변위를 설정함으로써 즉시 상태평가가 가능하고 측정값을 이용해 회귀분석 함으로써 한계값에 도달하는 시간을 예측할 수 있음으로써 재난, 재해를 사전에 인지할 수 있는 시스템을 제안하였다.