말뚝 시공 시 선단 부분에 쌓이는 슬라임은 현장타설말뚝의 선단지지력을 감소시켜 구조물의 안정성에 큰 영향을 미친다. 슬라임의 존재 유무는 주로 다짐추 혹은 철근을 낙하시켜 판정하고 있으며, 이와 같은 방법은 주관적인 판단결과로 신뢰성에 한계가 있다. 본 논문에서는 물리탐사기법 중 하나인 전기비저항 특성을 활용하여 슬라임층의 존재 여부와 두께를 과학적이고 객관적으로 평가하는 방법을 제시하고자 한다. 슬라임층의 전기비저항 특성을 평가하기 위하여 기존에 개발된 온도보상형 전기비저항 프로브(TRP)를 활용하였으며, TRP의 형상은 원뿔형태로 직경은 표준콘 관입실험 장비와 동일하게 35.7mm이다. 현장타설말뚝 공법 중 P.R.D(Percusion Rotary Drill) 방법을 적용하고 있는 현장에서 실험을 수행하였으며 전기비저항의 결과를 이용하여 슬라임층의 두께를 평가하였다. 신뢰성 높은 분석을 도모하고자 현장 슬라임층을 이용하여 케이싱 효과, 시간경과 그리고 상대밀도에 따른 실내 실험도 추가적으로 수행하였다. 본 연구에서는 전기비저항을 이용하여 슬라임층 두께를 산정하는 방법이 합리적임을 보여주며, 추후 다양한 지층과 말뚝 시공 공법에 적용성이 기대된다.
전기비저항 탐사 자료는 다양한 잡음을 포함하고 있다. 즉 전기비저항 자료는 높은 접촉저항, 장비의 측정 오차 및 주변의 불규칙한 전기적 잡음에 의해 영향을 받는다. 전기비저항 탐사 자료의 올바른 해석을 위해서는 이들 잡음의 정확한 추정이 요구된다. 이 연구에서는 상반성 시험을 통하여 추정된 잡음을 역산시 자료 가중에 반영하는 방법론을 제안하였다. 또한 역산시 현장 자료와 이론 자료 사이의 적합 오차와 상반성 오차를 분석하고, 상반성 오차와 적합 오차를 모두 이용하는 자료 가중법을 제안하였다. 현장 자료에 제안된 자료 가중법을 적용한 결과 통상적인 역산 결과에 비하여 국지적 이상대의 출현 빈도가 감소하는 것을 확인할 수 있었다.
대전시 신대동 일반 폐기물 매립지역 주변토양의 Cu, Pb와 Zn 함량은 대부분이 우리나라 토양내의 평균 함량보다는 높은 것으로 나타났으나 농작물을 통하여 인류 및 동물에 해를 끼칠 수 있는 정도는 아닌 것으로 나타났다. 지하수의 경우 Cu, Pb와 Zn이 검출되지는 않았고, F, CI, $NO_2$, $NO_3$ 및 $SO_4$함량도 음용수 수질기준보다 낮은 것으로 나타났다. 그러나 매립지 인근 D지역에서의 지하수의 pH가 5.58로 나타나 음용수로는 부적합 것으로 판명되었다. 전기 비저항 탐사를 행한 결과 토양오염이 진행된 지역에 함수층이 존재하고 있었으며 침출수의 배출에 의한 오염체의 이동에 의해 전기 비저항값이 더욱 낮게 나타났다. Gradiometer를 이용한 자력탐사 결과 전기비저항값이 낮은 오염지역에서 자력치와 그 미분값의 이상치가 나타났으며, 그 지점 지하수의 원소함량이 다른지역보다 높았다.
3가와 5가 이온의 첨가가 전기전도도 및 감응도에 어떤 영향을 미치는가를 확인하기 위하여, In와 Sb를 Tin Oxide에 공침법으로 첨가하였다. Sb는 5가 이온으로 cassiterite 구조에 들어가서 열에너지에 의하여 이들 이온을 여기시켜 전도대로 밀어올리리라고 여겨진다. In 이온은 결정격자 속에 $In^{3+}$로 들어가서 원자가대로 부터 전자를 받게 되고 그러므로써 1가나 2가가 되리라 생각한다. 그러나, 이러한 현상들이 $SnO_{2}$에 존재하는 전위장벽을 2종의 이온첨가에 의하여 일어나는 resistivity에 끼치는 영향과 비교해 볼 때 감응도에는 어떤 영향을 보이는지 고찰하였다.
The TMA gas sensors are fabricated with the ZnO-based thin films grown by a RF magnetron sputtering method. The hall effect measurement and AES analysis are carried out to investigate the effects of the sputtering gases and dopants which effect on the electrical resistivity and sensitivity to TMA gas. We measure the cfhanges of the surface carrier concentration, haall electron mobility, electrical resistivity, surface condition, and depth profile of the films. The ZnO-based thin film sensors sputtered in oxygen, or added with dopants showed a high sruface carrier concentration, film sensors sputtered in oxygen and doped with 4.0 wt.% $Al_{2}$O$_{3}$, 1.0 wt.% TiO$_{2}$, and 0.2 wt% v$_{2}$O$_{5}$ showed the highest surface carrier concentration of 5.952 * 10$^{20}$ cm$^{-3}$ , hall electron mobility of 176.7 cm$^{2}$/V.s, lowest electrical resistivity of 6*10$^{-5}$ .ohm.cm and highest sensitivity of 12. These results were measured at a working temperature of 300.deg. C to 8 ppm TMA gas.
Tunnel detection is known to be one of the challenging problems in geophysical society. Among various geophysical methods, we tried to examine the applicability of electrical resistivity tomography (ERT) method to detect empty tunnel. In this study, we analyzed the ERT data acquired at the test site for tunnel detection. The inversion results have shown reasonable image of the tunnel although the resolution is quite poor. Moreover, we could obtain the three-dimensional attitude of tunnel through 3-D ERT imaging. Therefore, we expect that ERT can make contribution to the tunnel detection problem and further research effort such as fusion of geophysical methods will provide more reliable tunnel detection capability.
지하수 인공함양 지역에 충적층 특성 평가를 위한 목적으로 수직탐사와 2차원 전기비저항탐사를 수행하였다. 지하수 인공함양의 주 대상 지층인 충적층 내에 존재하는 세립자들은 지하수와 함께 이동하여 클로깅 현상을 일으킬 수 있으므로 주의를 요하는데, 전기비저항탐사를 통해서 저비저항을 보이는 포화된 실트 또는 점토의 분포를 파악하는 것이 매우 효과적이다. 반면에, 이러한 저비저항대가 두터운 경우는 지층에서 인위적으로 보내진 전기가 저비저항대의 층으로만 통하여 그 이하의 지층 또한 저비저항대로 왜곡되는 단점을 가지므로 해석 시에 주의가 요구된다. 본 연구는 이러한 영향을 고려하여 격자형태의 35개의 수직탐사 측점과 10개의 2차원탐사 측선을 따라서 탐사를 수행하여 각각의 장점인 수직적인 분해능과 수평적인 분해능을 비교 및 보완하였다. 수직탐사를 통해 지하 30 m 이후에 약 15 m 두께로 인공함양의 주대상 지층인 모래자갈층이 퇴적되어 있을 것으로 사료되며 두 탐사의 비교를 통해 연구지 지하 일부 구간에 클로깅 현상을 유발할 수 있는 실트 또는 점토의 분포가 예상되었다. 이러한 결과는 지하수 인공함양을 위한 주입정 및 관측정의 위치와 심도를 설계하는데 있어 충적층의 퇴적양상 파악에 대한 전기비저항탐사의 적용성을 보여준다.
유한요소법은 다양한 공학문제에 대해 수치적으로 해를 구하는 방법으로, 유한개의 요소를 이용하여 모형의 형상을 자유롭게 설정할 수 있기 때문에 3차원 모델링에 많이 적용된다. 공학에서 모델링은 해의 정확도와 계산시간이 중요한 의미를 가지므로, 유한요소법을 이용할 경우 주어진 공간에 대해 물리적인 연속성을 가지며 간단한 방법으로 요소를 구성하는 것이 효율적이다. 그러나 기존의 유한요소법에서는 구조적으로 복잡한 대상에 대해서 체계적인 요소 구성방식이 존재하나, 기하학적으로 단순한 원통형 물체에 대해서는 원통의 중심부에 대한 묘사가 자유롭지 못하다. 이 연구에서는 기존의 좌표변환식에서 처리할 수 없었던 좌표계의 원점을 수학적으로 정의하여 완전한 원통 좌표계에서의 유한요소법을 구성하고자 한다. 원통 좌표계에서는 모든 영역을 육면체 요소로 구성하여 유한요소법을 적용할 수 있으므로 원통형 물체나 공간으로 표현되는 시스템의 구조해석에 효율적이다. 한편, 이 방법은 단일 시추공과 지표의 탐사선으로 구성된 새로운 방식의 시추공-지표간 전기비저항 탐사법을 수행할 수 있는 기초를 제공하며, 이를 이용할 경우 전기비저항탐사의 환경 분야에 대한 적용성을 높일 것으로 판단한다.
환경오염부지의 오염원은 대부분 전기비저항이란 고유물성과 상관관계를 보이기 때문에 전기비저항 탐사는 지중 환경오염조사에 매우 효과적인 방법이다. 이 연구에서는 폐기물 매립장 주변에서 전기비저항 탐사를 수행하여 매립장 주변 지역의 하부 지질구조를 규명하는 한편 침출수 존재 여부 및 영향 범위를 파악하였다. 또한, 주변 관측정의 수질분석 결과와 전기비저항 탐사의 연관성에 대해 분석하였다. 그 결과, 전기비저항 탐사는 수질분석 자료와 매우 높은 연관성을 보였으며, 시추조사 결과와도 상당히 일치하는 것을 확인하였다.
The corrosion of RC structures demonstrates very complicated forms of deterioration intermingled together but all pointing to a decrease in the durability of RC structures due to the corrosion of reinforcing bars. Until now, nondestructive techniques, such as half-cell potential and polarization resistance, have been widely available in the world. The former provides information on the probability of corrosion while the latter is associated with information concerning corrosion rates. Inversion by the boundary element method (IBEM) was developed for considering concrete resistivity. The applicability of the procedure was examined through a numerical analysis and electrolytic tests for RC slabs. A distribution in such concrete resistivity is relatively inhomogeneous including cracks on the surface of slabs. Regarding cracks in concrete, the relative coefficient of concrete resistance was introduced to perform its analysis. Further, the procedure will be developed to identify the corroded region visually using 3-D VRML.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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