Acoustic Emission을 이용한 사면계측에 관한 연구

Abstract

국내에 산재하는 사면은 국토유지건설사무소에서 관리하는 일반국도 주변 높이 6m이상의 사면 12,650개소(2003년 조사기준), 고속도로 주변의 5,335개소(한국도로공사, 2006.12), 철도주변의 5,583개소(철도에 영향을 줄 수 있는 사면 포함)등의 다수의 사면이 존재하며 하절기 태풍, 동절기 지반의 해빙 등으로 사면의 붕괴로 인한 도로와 철도 손실 등의 재해, 재난이 주기적으로 발생하여 국가적으로 막대한 손실을 초래하고 있어 이에 대한 유지분야의 수요가 크게 증가하였으나, 재래적 기술로는 대형 재해에 적극 대처하기에 한계가 있다. 일부 사면에 사용 중인 계측 공법은 이론적 및 경험적, 현장 적합성 분석이 과학적 판단에 의하기 보다는 단순 비교형식에 의한 경우가 대부분으로 그 효용성이 문제가 될 뿐만 아니라 정확도에 있어서도 신뢰도가 극히 낮아 대형재해에 대한 조짐을 미리 계측 및 측정하여 신속하게 예방 및 처리 할 수 있도록 정보기술의 결합에 의한 사면파괴 예측 공법이 매우 필요하게 되었으나 사면 거동 예측에 있어 기술 및 방법의 한계로 인해 지금까지는 관리하기 가장 어려운 분야로 남아있다. 본 논문에서는 이러한 부지불식간에 발생하는 사면 붕괴에 대비하기위해 사면 내부 파괴에 초점을 맞추고 재료 파괴 시에 발생하는 파괴음을 측정하여 사면의 종국파괴를 예측하는 공법에 관한 연구를 실시하였다. AE(Acoustic Emission)이라고 하는 것은 재료가 파괴에 이를 때, 이전 상태에 받은 외력 이상의 것을 받지 않으면 음파를 발생시키지 않는다는 카이져 효과를 기본이론으로 재료 내부파괴에서 발생하는 음파를 재료가 파괴되기 전에, 측정하여, 그 음파의 특성파라미터(카운트, 에너지, 진폭 등)를 분석하여 파괴를 예측한다. 이 때, AE원으로부터의 거리에 의한 감쇠라든지 매질에 의한 감쇠로 인해 탄성파의 크기가 작아지는 현상에 대한 대책으로 웨이브가이드 즉, 본 논문에서 말하는 WEAD(Wave guidE for Ae Deformation)를 적용시켰고, 본 논문의 본문에 그에 관한 것을 기술하였다. 본 논문의 마지막에는 AE 데이터의 분석에 관한 내용을 기술하였다. Grade, 에너지, 카운트, 개량 b치를 이용하여 분석하는 방법을 나타내었다. 현장에 적용된 사례가 적은 분야이니 만큼 앞으로 많은 현장에 적용하여 데이터베이스를 구축하는 하는 것이 가장 시급한 과제라고 생각한다.