센서 정보를 이용한 비탈면 붕괴검지 알고리즘 개발
Development of Failure Detection Algorithm for a Slope Using Sensor Data
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초록
우리나라는 태풍, 국지성 호우 등이 자주 발생하여 비탈면 안정성을 위협하고 있다. 비탈면 붕괴여부는 지중 변형정보를 이용하거나 지표면 정보를 활용한다. 지중 정보를 이용할 경우 비탈면에 다수의 시추공을 시공하여 센서를 매설하고 비용 감소를 위해 주요 단면을 위주로 측정되기 때문에 전반적인 활동면 예측이 어렵다. 3차원 측량의 경우, 후처리 시간이 많이 소요되며 강우 등 자연조건 변화에 따른 사면불안정을 즉시 파악할 수 없다. 더욱이 현지조사와 시추조사 등에 의한 활동면과 규모 추정방법은 붕괴 이후에 수행되므로 현장 안전성 확보가 어렵고 시간이 많이 소요된다. 본 연구에서는 설치가 용이하도록 개발된 지표면 센서, 즉 비탈면 위 다수의 계측점에서 얻어지는 지표면의 위치, 방향 및 경사 등 정보를 이용하여 비탈면의 불안정성을 신속하게 판단하는 방법을 제안하였다. 실내시험 결과를 이용하여 경사와 가속도 정보를 이용하며 비탈면 붕괴발생을 판단하고, 지표면 운동을 직선 및 회전운동으로 단순화시켜 붕괴 운동 형태를 추정할 수 있는 방법을 제안하였다. 또한, 지표경사변화를 이용하여 붕괴활동면 추정과 붕괴규모 및 붕괴방향 결정 방법을 개발하고 이를 알고리즘화하여 현장 운용에 따른 범용성을 마련하였다. 이 알고리즘을 통하여 지표면 경사정보를 이용한 붕괴활동면 추정이 가능하며, 붕괴 규모 추정까지 이어져 신속한 복구를 위한 장비 및 인력 배치 등이 가능할 것으로 예상된다.
Abstract
Typhoon and heavy rainfall are intend to attack frequently to Korea due to global warming. Risks of slope failures are evaluated by deformation of ground surface and underground movements. But many bore holes and sensors must be equipped in the ground for detecting of deformation of ground movements. It is not easy to confirm slope failure immediately and needs time for post-processing of various data. Furthermore only one or very specific section could be monitored for limited area due to budget. In this study, a multipurpose sensor is developed for overcome these problems. An algorithm for slope failure detection, types of failure, prediction of slip surface, mass and direction of failed soil mass could be developed using sensor locations, directions and inclinations of each sensor etc. It is possible to estimate slip surface and failed soil mass using data from ground surface.
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