지표투과레이더를 활용한 터널 라이닝 콘크리트 배면 공동 및 충전 그라우트 상태 평가 시 보강철근의 영향

초록

이 연구의 주요 목적은 지표투과레이더를 활용하여 터널 라이닝 콘크리트 배면조사(배면공동 탐지 및 그라우트 이후 상태평가) 시 콘크리트 내부 보강철근의 영향을 확인하고, 최적 GPR 주파수를 제안하는데 있다. 먼저 실제 터널현장의 다양한 시공 상태(철근 유무, 철근 배근 상태, 공동두께)를 고려하여, 천단부의 터널 라이닝을 모사할 수 있는 콘크리트 라이닝 모형실험체를 제작하였다. 공동 내부는 그라우트재의 채움 높이를 조절하여 다양 한 충전상태를 모사하였다. 400MHz, 900MHz 및 1600MHz, 세 종류의 지표접촉식 GPR 안테나를 활용하여 콘크 리트 표면에서 GPR 신호를 수집하였으며, GPR B-scan 이미지로 콘크리트 내부 상태를 시각화하였다. 전반적으로, 1600MHz GPR을 사용한 결과에서 공동의 깊이와 두께 평가에서 가장 우수한 정확도를 나타내었다. 그라우트가 충전되지 않은 상태에서, 무근구간의 공동깊이와 두께 추정치는 대략 95%, 90% 정확도를 보였다. 하지만 철근구간(단근 및 복근)에서는 추정된 공동깊이의 정확도는 85%, 80% 수준으로 감소되었다. 그라우트 충전 이후 신호 감쇠의 심화로 GPR로 그라우트 충전상태를 평가하기 어려웠고, 철근의 영향을 확인하기 어려웠다.

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