Research Article

The Journal of Engineering Geology. 31 December 2018. 715-726
https://doi.org/10.9720/kseg.2018.4.715

ABSTRACT


MAIN

  • 서 론

  • 유전율 센서

  • 실내모형실험

  •   실험방법

  •   침투에 의한 유전율 변화 특성

  •   간극수압 변화 및 분포

  •   제체내 온도 변화

  • 분석 결과

  • 결 언

서 론

우리나라의 기후도 전지구적인 기후변화와 병행하여 국지적 집중 호우 및 게릴라성 호우 빈도가 점차 증가되는 등 아열대적 기후 특성이 나타나기 시작하였다. 이와 같은 기후 변화로 인한 순간 강우량의 증가는 저수지, 제방 등 수리시설물의 안전 관리의 중요성을 증가시키고 있다. 수리시설물의 대부분을 차지하는 지반구조물은 입상체인 흙으로 이루어져 있기 때문에 지반내부에 존재하는 수분이 지반의 자중 증가뿐만 아니라 강도에도 영향을 미치기 때문에 이를 고려한 안정해석이 점차 증가하고 있으며, 특히 강우에 의한 사면파괴를 정량적으로 파악하기 위해서 사면의 측정 민감도 분석 및 함수비 모니터링과 사면파괴 해석 등이 수행되어 왔다(Kim and Jeong, 2005; Kim et al., 2008; Wu et al., 2015; Sharma et al., 2017). 다만 이들 연구는 침윤선 평가를 통한 사면의 안정성을 평가에 치중하였으며, 토양 수분 변화의 활용성이 기대되는 저수지와 같이 물에 접하고 있는 지반구조물의 누수 등 침투특성 분석 및 취약부 평가분야에는 아직 적극적으로 활용되지 못하고 있는 실정이다.

일반적으로 저수지의 누수 가능성 및 취약부를 평가하는 방법으로는 육안에 의한 현장조사, 전기비저항탐사와 같은 물리탐사 모니터링 기법, 온도 센서를 활용한 모니터링 등이 활용되고 있고, 최근에는 Willowstick사에서 개발한 누수에 의한 자기장 변화를 인지하는 방법 및 광섬유를 활용한 온도․토양수분 측정 방법 등이 개발된 바 있으며, 직접 현장 시추를 통하여 검증하는 과정 등을 거쳐 이루어진다(Sayde et al., 2010; Ikard et al., 2015; Su et al., 2015; Loperte et al., 2016; Willowstick, 2016; Gurbuz et al., 2017). 시추를 제외한 대부분의 방법들은 저수지 누수를 인지하는 간접적인 방법에 해당되며, 실제 제체를 통한 침투거동을 평가하기 위해서는 지반내 물의 침투시 발생되는 수분의 변화 특성을 병행 파악하는 것이 중요하다고 할 수 있다.

저수지의 누수는 주로 댐 제체를 통하여 발생되는데, 이와 같은 제체를 통한 침투수 이동특성을 파악하는 것은 침윤선의 변화를 인지함으로써 가능하다. 제체내의 침윤선의 변화를 직접적으로 측정할 수 있는 방법은 제체내의 다수의 지하수 관측정에 의하여 가능하나 제체의 구조적인 안전성 등을 고려할 때 제체 완공 이후에 직접 관측 체계를 구축하는 것은 제약점이 존재한다. 따라서, 간접적인 모니터링 방법을 통하여 침윤선의 변화 및 누수 특성을 인지하는 것이 요구된다. 본 연구에서는 지반내의 물의 유전율 특성을 이용하여 침투수의 이동 특성 및 정상 제체와 균열부의 누수 현상을 비교하기 위하여 실내 물리 모형을 실시하였으며, 이로 부터 현장 모니터링 기법의 적용성을 사전 진단하고자 하였다.

유전율 센서

지반구조물은 흙입자와 공극 내에 공기와 물로 채워진 다공질매질의 특성을 갖고 있으며, 공극내의 공기와 물의 체적분포에 따라 유전율 반응이 달라지며 또한 정량적으로 측정이 가능하다는 특성이 있다(Fig. 1a). 특히 다공질매질인 지반구조물의 구성요소인 흙 입자, 공기, 물 중 일반적인 고유의 유전율상수(Dielectric constant, )는 각각 흙 입자가 2~4, 공기가 1, 물이 79~81 정도로써, 물의 유전율상수가 상대적으로 크기 때문에 물의 체적이 전체 매질의 유전율을 결정하는데 가장 크게 작용하는 것으로 알려져 있으며, 이는 동일한 공극률을 갖는 지반이라 할지라도 물의 체적에 따라 큰 유전율 반응 차이를 보이기 때문에 불포화 및 포화상태를 비교적 쉽게 구분할 수 있게 된다. 기존 연구에 의하면, 체적함수비가 0%인 완전 건조상태일 때의 지반은 약 3~5 정도의 유전율상수를 갖지만, 완전 포화된 경우에는 약 30~34 정도의 유전율상수를 갖는다고 분석된 바 있다(Kim et al., 2009a; 2009b). 이는 지반내의 전기적 특성인 유전율 반응을 분석하여 불포화존(b 구간)과 포화존(c 구간)을 구별함으로서 침윤선의 변화 양상을 충분히 효율적으로 파악할 수 있는 것을 의미한다(Fig. 1b).

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Fig. 1.

Composition of unsaturated soil and changing pattern of dielectric constant.

유전율은 지반과 같은 다공질매질을 구성하고 있는 다양한 매질에 대한 유전율반응 특성을 이용하여 대상 다공질매질의 물리적 성질을 파악할 수 있기 때문에 다양한 분야에서 활용 가능하다. 기본적인 측정원리는 유전율 측정센서 로드로 전기신호를 흘러 보낸 후 다공질매질을 통과하거나 반사된 전기신호를 감지하여 측정센서가 설치된 지점 주변에서의 유전율을 측정하는 것으로서 현재까지 소개된 유전율 측정법은 Time domain reflectometry(TDR; Topp et al., 1980), Amplitude domain reflectometry(ADR; Gaskin and Miller, 1996; Miller and Gaskin, 1996), Frequency domain reflectometry(FDR; Beiping et al., 1996a, 1996b), Frequency domain refectometry with vector network analayzer (FDR-V; Kim and Makoto, 2003; Kim et al., 2008, 2009a, 2009b) 등이 있다.

본 연구에서는, FDR 측정센서를 측정매질에 삽입한 후, 전자파 발생기에서 0.1~1.7 GHz의 고주파의 전자기파를 측정매질로 방출하고 매질 주변지반의 유전특성 때문에 변화하는 전자파의 전달속도로부터 유전율상수를 구하는 방법을 사용하였다. 다공질매질 내에서 전자파의 전달속도는 식 (1)과 같이 매질의 유전율상수와 밀접한 관계를 가지고 있다.

$$C=\frac{C_o}{\sqrt\varepsilon}$$ (1)

여기서, ε : 다공질 매질의 유전율상수, C : 유전율상수 의 매질 내에서 전자파의 전달속도, Co : 광속도(3×108 m/s)에 해당한다. 여기에서, 유전율상수(ε)는 2개 반사파의 합성 간섭 현상에 의한 주파수 간격을 활용하여 다음과 같이 계산할 수 있다(Kim and Jeong, 2005).

$$\varepsilon=\left(\frac{C_o}{}2L\cdot\triangle f\right)^2$$ (2)

여기서, f : 스펙트럼 피크(Spectrum peak)의 주파수 차이(Hz), L : FDR 측정센서의 길이(m) 및 Co : 광속도(3×108 m/s).

실내모형실험

실험방법

실내 축소 모형저수지 실험을 진행하기 위해 토체를 제작하고, 모형 토체 내부에서 물의 침투 이동 특성을 파악하기 위한 유전율 센서(EnviroPro)를 설치하여 각 설치위치에서의 유전율 및 온도를 측정하였다. 제체 모형은 균질한 매질로 구성하였으며, 일부 구간을 따라 균열에 해당하는 취약부(Weak zone)을 구성하여 이들 구간 주변에서의 침윤선의 변화를 비교하고자 하였다. 물리 모형 제작시 제체를 구성하는 토사는 함수비 22~33%의 완전 풍화된 마사토를 사용하였다. 또한, 취약부에 대해서는 함수비 12~16%의 함수비를 가진 표준사(KS L5100 규격/주문진 규사 0.5~1.5 mm)를 사용하였다. 제체의 종방향으로 길이 1.26 m, 폭 0.1 m, 깊이 0.05 m의 구간을 취약부로 설정하였으며, 제체 흙의 다짐정도는 다짐 후 토사의 부피가 당초 부피의 2.38배 정도 감소되도록 작업하였다(Fig. 2).

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Fig. 2.

Construction of a physical dam model.

모형토조의 크기는 길이 1.46 m, 폭 0.49 m, 높이 0.65 m이며, 사면경사는 1:2로 높이 0.64 m의 제체를 설치하였다. 모형 토조의 좌우 구간을 취약부 및 미취약부로 구분하여 모형을 구성하였으며, 취약부 구간을 따라서는 취약부 구간 내에 0.1 m 간격으로 측정 가능한 0.8 m의 유전율 센서를 설치하였으며, 취약부 구간의 상단부에는 0.1 m 간격으로 측정 가능한 0.4 m의 유전율 센서를 2열로 설치하였다. 반면에, 미취약부 구간에는 동일하게 0.1m 간격으로 측정 가능한 0.8 m 및 0.4 m의 유전율 센서 2 조를 설치하였다. 또한, 간극수압계는 취약부의 바닥 부분에 0.37 m 간격으로 3개 설치하였다(Fig. 3).

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Fig. 3.

Design of sensor allocation and weak zone in a physical dam model.

실험 진행방법은 일정 수위로 저수하면서 토체 내로 이동하는 침투수를 유전율 측정센서로 실시간으로 측정하였으며, 유전율 측정센서의 측정시간은 1 분 단위로 설정하여 모형실험 시작 전 예비 측정을 거친 후 모형실험을 실시하였다. 실험은 예비 측정 시작 후 112 분 경과부터 담수를 시작하여 일정수준의 수위(만수위로 고려)에 도달하였을 때 수위가 유지되도록 하였다. 실험 시작 후 226 분(담수 시작 후 114 분)에 제체 하부 취약부에서 누수가 육안으로 관찰되기 시작하였다. 모형실험은 유전율상수의 변화가 더 이상 발생하지 않는 것을 확인 한 후 총 585분이 경과한 후에 종료하였다. 이를 통하여 각 0.1 m 간격의 FDR 센서로부터 유전율상수, 간극수압계의 값 및 온도를 취득하였다.

침투에 의한 유전율 변화 특성

본 모형실험에 적용된 유전율 측정센서를 활용하여 지반 매질에서의 유전율을 측정하고 이를 바탕으로 토체 내에서의 침투수 이동을 통한 침윤선 변화 특성을 분석하였다.

취약부 및 미취약부의 맨 하단에 설치된 유전율 측정센서의 시간에 따른 유전율 변화를 보면, 불포화구간 및 포화구간이 명확히 구분되어 나타남을 알 수 있다(Fig. 4). 취약부의 경우 표준사로 구성되어 있고 다짐도가 낮아 상대적으로 투수성이 클 것으로 예상되는데 유전율 상수가 포화 조건에 도달하는 시간이 훨씬 짧음을 알 수 있다.

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Fig. 4.

Dielectric constant measurement results (water leakage is observed at the end point of weak zone).

취약부의 상류지점인 MS4 ①은 담수 시작 후 약 4 분 후부터 유전율상수가 증가하여 12 분만에 포화상태에 도달하여 평형을 유지하였다. 취약부의 하류지점인 MS4 ⑧은 담수 시작 후 약 48 분 후부터 유전율상수가 증가하여 약 110 분 경과 후 평형 상태를 유지하였다(Fig. 4a). 반면 미취약부의 상류지점인 MS5 ①은 담수 시작 후 약 9 분 후부터 유전율상수가 증가여 약 37분 후에 포화상태를 이루었다. 또한 미취약부의 하류지점인 MS5 ⑥~⑧지점에서는 주어진 실험 시간 동안에는 유전율상수의 변화가 거의 나타나지 않았다(Fig. 4b).

지반의 불균질성에 의하여 초기 및 포화시의 유전율상수에 차이가 존재하므로, 초기 및 포화시의 유전율상수를 각각 0과 1이 되도록 아래 식을 이용하여 상대적 유전율 상수(εn)를 산정, 재작도하였다(Fig. 4c, 4d).

$$\varepsilon_n=\frac{\varepsilon-\varepsilon_{initial}}{\varepsilon_{ew}-\varepsilon_{initial}}$$ (3)

여기서, ε : 측정시점에서의 유전율 상수, εinitial : 초기 유전율 상수, εew : 포화시의 유전율 상수를 의미한다. 상대적 유전율상수의 변화 그림을 보면, 저수 시작 후 시간의 경과에 따른 취약부 구간의 유전율 변화는 상대적으로 빠른 시간 내에 민감하게 변화를 보이고 있다. 이와 같은 특성을 활용하여 정상적인 지반 상태에서의 유전율 분포와 누수시의 분포를 비교하게 된다면 누수의 상태를 보다 쉽게 인지할 수 있게 된다.

상기 각 지점의 유전율상수 측정결과 각 시점별 데이터를 활용하여 취약부 및 미취약부에서의 침윤선 변화를 추정, 분석해 보았다. 취약부가 존재하지 않은 저수지 단면에서의 침윤선 변화 추이를 보면, 실험 이후 100 분(저수 시작 시점), 300 분(누수 관찰 이후), 400 분 등 시간이 경과하면서, 저수지 담수가 된 이후에 상류에서 하류로 침윤선이 이동하고 있어 일반적인 침투 특성을 보여주었다(Fig. 5a). 반면에. 취약부가 존재하는 저수지 단면에서의 제체 하부에 형성된 취약부를 따라 유전율이 급격히 증가하고 있어 침투수가 집중됨을 보여주며, 이로 인하여 하부 취약 구간을 따른 빠른 침투가 발생하여 S자 형태의 침윤선이 나타나는 것으로 확인되었다(Fig. 5b).

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Fig. 5.

Seepage line estimated by dielectric constant along the no-weak and weak zones.

본 실험에서 보듯이 취약부가 존재하여 누수 경로가 형성되기 시작하면 제체 중앙부 뿐 아니라 취약부의 하류 끝단 부근에서도 유전율이 급격히 증가하는 현상을 보이고 주변 비누수 구간과의 현저한 차이(예를 들면, 유전율상수가 10 이상 변화 발생)로 인하여 누수를 인지하기 용이해진다. 즉, 누수 구간의 유전율상수는 누수가 발생되지 않는 구간과의 현저한 차이를 보일 뿐 아니라 누수 구간을 따른 예상 침윤선의 분포도 이상 형태를 보이고 있어 제체 하류 사면에서 유전율상수를 3차원적으로 측정할 수 있다면 누수의 경로, 수직 및 수평적 위치 등의 파악이 용이할 것이다.

간극수압 변화 및 분포

간극수압계는 취약부를 따라 상류부(WP1), 중앙부(WP2) 및 하류부(WP3)의 저부에 각각 설치되었으며, 제체의 누수가 관찰되기 시작하는 200 분을 경과하는 시점에서부터 WP1 간극수압계를 시작으로 WP2, WP3 등 순차적으로 변화가 발생하였다(Fig. 6). 저수지측에 가까운 WP1에서는 담수 이후 누수가 발견되는 기간 동안에는 특이한 간극수압의 변화가 발생되지 않았으며, 누수가 발견된 직후에 변화가 인지되어 제체내에서의 침투수 이동 과정에서는 인지되지 못하는 단점을 보였다. WP2에서는 330분이 경과한 이후에 변화가 나타났고, WP3에서는 약 500분 경과 후에 변화가 인지되기 시작하여 유전율상수보다 훨씬 늦은 반응을 보였다.

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Fig. 6.

Changes in pore water pressure and seepage lines estimated by the pore water pressure along the weak zone.

또한 3개 지점별 간극수압의 변화는 유전율상수의 변화 패턴과 다른 양상을 보였다(Fig. 5 및 Fig. 6b, c, d). 취약부의 유전율 변화 패턴은 수직 방향의 유전율 차이 및 변화를 S자 형태로 보여주면서 본격적인 누수가 발생되기 이전의 변화 상태에 대해서도 잘 보여주는 반면에, 간극수압의 변화는 누수가 발생되는 시점부터의 수압 변화만을 제공하고 있어 누수를 인지하는데 한계를 보이고 있다. 또한, 간극수압은 공간상으로 누수의 정확한 위치를 인지하는 것은 어려운 반면에, 수평 및 수직 방향의 연속적인 유전율 측정은 3차원적인 해석을 통하여 특정 지점에서의 누수를 인지할 수 있도록 도움을 준다.

제체내 온도 변화

취약부에 설치된 온도센서와 미취약부에 설치된 측정된 온도센서 측정치를 도시하였다(Fig. 7). 취약부와 미취약부의 누수 시 온도 변화를 보면, 취약부의 경우 침투수로 인하여 온도 변화가 보다 민감하게 나타남을 알 수 있으며, 이는 온도를 활용한 누수 탐지의 활용성을 보여주고 있다. 누수에 의한 온도 변화 폭을 기준으로 비교해 보면, 취약부를 따라 제체 최상류에 설치된 MS4 ①은 담수 시작부터 포화 시까지 16.3°C에서 16.9°C로 약 0.6°C증가한 반면, 미취약부의 최상류 MS5 ①은 0.3°C의 증가에 불과하여 누수 여부에 따라 온도 변화 폭의 차이가 존재함을 보여준다. 실험시간 동안의 온도 변화가 발생되는 시점을 기준으로 보면, 취약부에서는 MS4 ①부터 ⑥지점까지 온도 변화 양상이 나타나는 반면에, 미취약부에서는 MS5 ①부터 ④지점까지만 변화가 나타나고 있으며, 이후 구간에 대해서는 거의 변화가 없는 특성을 보인다.

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Fig. 7.

Changes in temperature along the weak and no-weak zones (water leakage is observed at the end point of weak zone).

분석 결과

취약부를 따라 담수 이후 누수가 형성되기 시작하면 각 유전율 센서에서는 상류에서부터 순차적으로 유전율상수가 변화하게 되며, 간극수압의 변화도 나타나게 된다. 이와 같이 유전율 상수 및 간극수압이 변화하기 시작하는 시간을 비교해 보면, 첫 번째 센서에서 유전율 상수의 변화 시작 시점이 간극수압 변화 시점보다 약 2배 정도 빠르게 나타났으며, 제체 하류부로 갈수록 그 차이는 점점 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 8a). 이와 같은 현상은 누수 초기 뿐 아니라 시간이 경과하면서도 간극수압에 의한 누수의 인지 능력 보다는 유전율상수를 활용한 누수의 판단이 보다 빠르고 효과적일 수 있음을 보여준다. 유전율상수와 온도의 변화에 대해서도 동일한 방법으로 비교한 결과, 체제 상류부에서 초기 변화가 발생되는 시점은 유전율상수와 온도가 거의 비슷하나, 하류부로 갈수록 차이가 증가함을 알 수 있다(Fig. 8b). 한편, 댐의 누수 탐지는 일반적으로 제체 상류 사면보다는 하류 사면이나 댐 축을 따라 계측기가 설치된다는 점을 고려할 때 하류 측에서도 빠른 시간내에 민감하게 반응하는 유전율을 측정하는 방식이 효과가 있을 것으로 판단된다. 온도 변화가 상대적으로 느린 것은 제체내에 존재하는 잠열과 침투수에 의한 열이 혼합되며, 제체를 통한 열전달 속도가 느리기 때문으로 보인다.

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Fig. 8.

Comparison of dielectric constant and (a) pore water pressure / (b) temperature along the weak zone.

위와 동일한 방법으로 취약부와 미취약부 하단에 설치된 유전율 센서(MS4 및 MS5)에서의 유전율상수의 변화가 발생하기 시작하는 시점의 경과 시간을 비교해 보면, 상류부에 위치한 MS4 ① (취약부 구간) 및 MS5 ① (미취약부 구간)에서는 변화의 반응 시간이 거의 유사하게 나타나고 있으나, 하류부로 갈수록 미취약부의 반응 시간은 매우 느리고 취약부는 상류부와 약간의 차이만을 보이면서 빠르게 반응하는 것으로 나타났다(Fig. 9a). 이와 같은 결과는, 제체의 이방성 및 누수구간의 수리전도도 등이 침투수의 이동 속도에 영향을 미치게 되나 본 연구에서와 같이 다짐이 비교적 균질한 제체의 취약부와 미취약부를 비교해 본다면 하류부에서는 반응 시간에 큰 차이가 존재함을 알 수 있다. 누수의 초기 인지는 제체의 위험성을 인지하는 중요한 요인이 되므로 취약부 상류뿐 아니라 하류에서의 유전율상수의 빠른 변화는 유전율을 이용한 누수 평가의 효용성을 보여준다.

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Fig. 9.

Comparison of dielectric constants at the lowest (weak zone-MS4, no weak zone-MS5) and the middle (weak zone-MS3, no weak zone-MS1) routes.

한편, 최하단의 취약부가 아닌 취약부 상부의 모형 중앙에 설치된 센서(MS1 및 MS3)에서의 유전율상수 변화 시작 시점을 비교해 보았다. 제체의 상류부에 가까운 MS3 ①, ② 및 MS1 ①, ②는 유사한 변화 반응 시간을 보이고 있으나, 제체의 하류부로 가면서 MS4 및 MS5의 변화 패턴과 유사하게 시간 간격이 증가하는 것으로 나타났다(Fig. 9b). 이와 같은 특성은, 유전율 센서가 정확히 누수 경로에 위치하지 않고 인근에 배치하더라도 누수시 반응 시간 평가를 통하여 주변에서의 누수 가능성을 파악할 수 있음을 보여준다. 다만, 향후 추가 연구를 통하여 취약부 상단이 아닌 좌우측 센서에서의 누수시 반응 시간에 대한 분석이 도출된다면 보다 정확한 효용성이 평가될 것으로 본다.

이상 연구 결과를 보면, 유전율상수에 의한 누수 관측이 온도 및 간극수압의 변화를 관측하는 것보다 변동 폭이 크고 인지가 용이하며 빠른 반응을 나타내는 등의 장점을 보이는 것으로 보인다. 또한, 누수 경로가 형성될 경우에는 제체 하류부의 센서에서도 유전율상수의 변화를 쉽게 인지할 수 있는 것으로 분석되었으며, 이는 관측 시스템이 갖추어야할 경제성 및 제체 손상의 최소화 등에도 기여할 것으로 파악된다. 다만, 유전율상수를 측정하는 분포형 센서의 설치는 제체내에서의 시추를 통하여 가능할 것으로 판단되는바 제체 구조물의 손상을 최소화할 수 있는 굴착 장치를 개발할 필요가 있겠다.

기존 실내 모형실험에 의하면, 토양내 함수비와 유전율상수의 관계를 이용하는 TDR(Time domain reflectometer)에 의한 침투거동 특성과 FDR 센서에 의한 침투 거동 계측 결과는 매우 유사하며, 온도의 변화는 상당히 느리게 이루어지는 것으로 연구된 바 있으며(Park et al., 2016), 본 연구에서도 유사한 결과를 얻을 수 있어 누수의 계측용으로 활용성이 높을 것으로 파악된다. 그러나, 본 연구는 실내 모형 규모에서 수행된 것으로서 현장 실증 규모의 제체의 밀도, 투수성, 제체의 이방성 등이 충분히 반영되지 못한 한계점도 존재한다. 그럼에도 불구하고, 제체의 하류부에 격자상의 유전율상수 측정 체계를 갖춘다면 누수를 인지하는 도구로 활용이 가능할 것이다. 한편, 제체에 설치되는 유전율 측정 센서는 강우 및 상류 저수지 수위 등에 영향을 받을 수 있으므로, 향후 실내 실험 결과의 현장 검증을 실시하고 강우 및 저수위 영향을 배제할 수 있는 유전율상수 추정 알고리즘을 개발한다면 분포형 FDR 센서의 효용성을 제고할 수 있을 것이다.

결 언

본 연구에서는 분포형 FDR 유전율 센서를 활용하여 댐 제체를 통한 누수 모니터링의 가능성을 평가하고자 실내 물리 모형실험을 수행하였다. 본 연구는 소규모 물리 모형실험으로서 갖고 있는 한계점으로서, 제체의 다짐 정도에 대한 실제 댐과의 차별성에 대해서는 구체적으로 비교하기 어려웠으나, 제체의 다짐을 달리하여 누수의 경로가 될 수 있는 취약부를 구성함으로써 취약부와 미취약부의 상대적인 유전율의 변화 상태를 비교 분석할 수 있었다.

토질의 건조, 불포화 및 포화 조건에 따라서 지반의 유전율의 차이가 발생한다는 기존 연구 결과와 유사하게, 본 물리 모형실험에서도 저수지 제체를 통하여 침투가 발생할 경우에 각 시간에 따른 포화 상태에 따라 유전율의 변화가 나타났다. 포화 조건에 따른 유전율 변화, 누수 발생 시 유전율상수가 간극수압 및 온도에 비하여 빠른 변동성 및 큰 변동 폭 분석을 통해 누수 특성을 관측하는 도구로 활용이 가능할 것이다. 향후 3차원 유전율상수를 측정할 수 있는 센서 및 설치 장치를 개발한다면 제체의 누수 상태 변화를 모니터링 하는데 기여할 것으로 본다.

Acknowledgements

본 연구는 국토교통부가 출연하고 국토교통과학기술진흥원에서 위탁 시행한 2018년 국토교통기술촉진연구사업의 연구비 지원(과제번호 17CTAP-C133214-01)에 의해 수행되었습니다.

References

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