전자기파를 이용한 터널전방 지반조건 측정방법

Abstract

본 발명은 터널굴착시 터널 전방 지반상태를 탐사하기 위한 방법에 관한 것으로 더욱 상세하게 설명하면, 전자기파의 인자중 전기저항과 유전율을 이용하여 터널전방에 존재하는 연약지반 및 단층파쇄대의 구체적인 크기 위치, 성질을 파악할 수 있는 전자기파를 이용한 터널전방 지반조건 측정방법에 관한 것이다. 터널 시공 도중이나 터널 굴착 직후 주지보재에 의한 보강 전에 터널막장 전방에 존재하는 연약암반 혹은 단층파쇄대로 인해 유발되는 터널막장의 붕괴사고가 빈번이 일어나고 있다. 기존의 지반탐사방법으로는 터널막장부근에 있는 연약암반이나 단층파쇄대를 찾기 어렵다. 본 발명에서는 이러한 문제점들을 극복하고 기존의 탐사방법들을 보완하기 위해 전자기파를 이용한 터널전방 측정방법을 제안하였다. 전기장의 특성을 고려한 Coulomb 및 Gauss 법칙을 이용하여 절리를 가지는 암반에서의 전기장을 해석하였다. 이를 바탕으로 터널막장 전방에 구형연약암반과 단층파쇄대가 존재하는 경우에 대하여 각각 전기장해석을 수행하여 이론식을 도출하였다. 터널 전방에 부착된 몇 개의 전극에서 측정된 암반의 저항으로부터 역함수기법을 이용하여 터널 전방에 존재하는 연약지역의 등가 크키, 위치 및 성질을 정확하게 측정할 수 있다.