Abstract
An investigation of a void and a loose layer of the ground is essential in order to prevent the losses of life and properties caused by subsidence and sinkage of the ground. Recently, studies on the ground penetrating radar survey have been actively conducted in order to estimate the void and the loose layer of the ground. However, an error can be committed by contrarily predicting a dense ground and a loose layer because the ground penetrating radar estimates an interface depth between geo-materials that have different electrical impedances. In this study, a loose ground depth is estimated using the characteristics of the reflected electromagnetic wave obtained from the ground penetrating radar survey. To gather the signals according to the loose ground depths, the ground penetrating radar survey is conducted on a field which underwent a huge ground settlement. In addition, the dynamic cone penetration test is performed to verify the result of the loose ground depth estimation from the ground penetrating radar survey. From the analysis of the reflection characteristics of the electromagnetic wave, a phase of an electromagnetic wave reflected from a denser soil layer is found to be identical with that of the first measured signal. On the other hand, a phase of an electromagnetic wave reflected from the loose soil layer is found to be opposed to that of the first detected signal. The comparison between the dynamic cone penetration index and electromagnetic signals by the ground penetrating radar shows that the estimated depth of the loose or dense layer is perfectly matched with a high reliability. The ground penetrating radar survey and the signal analysis performed in this study can be used not only for the survey of interface depth between the discontinuity layers but also for the estimation of the loose layer.
대규모 지반침하 및 지반함몰로 인한 재산, 인명피해를 사전에 예방하기 위하여 지반의 공동 및 이완구간에 대한 조사는 필수적이다. 최근, 지하투과레이더를 이용한 지반침하 및 지반함몰 구간 예측과 관련된 연구가 활발히 진행되고 있으나, 기존의 지하투과레이더 탐사에서는 전기적 임피던스가 서로 다른 층간 경계면 심도만을 산정하므로 조밀한 지반과 느슨한 지반을 서로 반대로 예측하는 오류를 범할 수 있었다. 본 연구에서는, 지하투과레이더로부터 획득된 전자기파의 반사파 특성을 이용하여 이완구간 심도를 추정하고자 하였다. 이완구간에 따른 신호획득을 위하여 과거 침하이력이 있었던 현장을 대상으로 지하투과레이더 탐사가 수행되었으며, 결과의 상호비교 및 검증을 위하여 동적 콘 관입시험이 수행되었다. 전자기파의 반사특성 분석 결과, 지하투과레이더 안테나에서 처음 측정된 신호와 조밀한 지반에서 반사되어 측정된 전자기파는 동일한 위상을 보이며, 느슨한 지반에서 반사되는 경우 안테나에서 처음 측정된 신호와 반대 위상을 보이는 것으로 나타났다. 획득된 지하투과레이더 신호로부터 대상지반의 이완구간 심도 산정 및 동적 콘 관입지수와 상호비교 결과, 지하투과레이더 신호 분석으로부터 산정된 이완구간 또는 조밀한 구간의 심도는 높은 신뢰도로 산정되었다. 본 연구에서 수행된 지하투과레이더 신호획득 및 분석과정은 지반 불연속층의 심도산정뿐만 아니라 이완구간 산정에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.
