현장 조사는 지반 공학의 중요한 측면으로 현장의 지질학적, 지질 공학적 특성에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 여기에는 지질학, 토양 및 암석 특성, 지하수 조건, 프로젝트 설계 및 건설에 영향을 미칠 수 있는 기타 요소 등 현장의 지하 조건을 특성화하기 위한 데이터 수집이 포함됩니다.
현장 조사는 엔지니어와 설계자가 현장 조건을 이해하고 안전하고 경제적이며 지속 가능한 적절한 기초 설계 및 건설 방법을 개발하는 데 도움이 되므로 건설 과정에서 중요한 부분입니다. 또한 프로젝트의 안전이나 성능에 영향을 미칠 수 있는 잠재적인 위험을 식별하는 데에도 사용됩니다.
현장 조사는 일반적으로 예비 조사, 현장 정찰, 세부 조사 등 여러 단계로 수행됩니다. 조사 유형과 범위는 프로젝트의 규모와 복잡성은 물론 현장 조건과 관련된 위험 수준에 따라 달라집니다.
현장 조사 기법
특정 프로젝트 요구 사항과 현장의 특성에 따라 현장 조사에 사용할 수 있는 다양한 기술이 있습니다. 몇 가지 일반적인 기술은 다음과 같습니다.
- 책상 공부: 여기에는 다음을 포함하여 현장 및 주변 지역과 관련된 모든 사용 가능한 데이터 및 정보를 수집하고 검토하는 작업이 포함됩니다. 지질 지도, 항공 사진, 역사적 기록 및 이전 현장 조사 보고서.
- 현장 정찰: 여기에는 현장을 방문하여 표면 특징 매핑, 기존 구조물 상태 평가, 잠재적인 위험 식별 등을 관찰하고 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 지구물리학적 조사: 여기에는 전기 저항률, 자기 민감도, 지진파. 지구물리학적 기술의 예는 다음과 같습니다. 지상 침투 레이더, 지진 반사 및 굴절, 전기 저항률 이미징.
- 드릴링 및 샘플링: 여기에는 시추공을 뚫거나 테스트 구덩이를 굴착하여 토양 및 암석 샘플을 얻는 것이 포함되며, 이를 실험실에서 분석하여 물리적, 기계적 특성을 결정할 수 있습니다.
- 현장 테스트: 토양과 암석의 자연상태를 확인하기 위해 현장에서 실시하는 시험입니다. 현장 테스트의 예로는 SPT(표준 침투 테스트), CPT(원추 관통 테스트) 및 Pressuremeter 테스트가 있습니다.
- 실험실 테스트: 실험실에서 토양과 암석 샘플을 분석하여 물리적, 기계적, 화학적 특성을 결정하는 작업입니다. 실험실 테스트의 예로는 입자 크기 분석, XNUMX축 압축 테스트, 직접 전단 테스트 등이 있습니다.
- 환경 테스트: 토양, 지하수, 지표수의 오염물질 존재 여부 등 현장의 환경조건을 평가하기 위해 실시하는 시험입니다. 환경 테스트의 예로는 토양 및 지하수 샘플링, 중금속, 탄화수소 및 기타 오염물질 분석이 있습니다.
- 원격 감지: 여기에는 위성이나 항공 이미지를 사용하여 현장과 주변 지역을 매핑하고 분석하는 작업이 포함됩니다. 원격 감지를 사용하여 토지 이용 패턴, 식생 피복, 지형 및 부지 적합성과 개발에 영향을 미칠 수 있는 기타 특징을 식별할 수 있습니다.
이러한 기술을 조합하여 사용하면 현장과 그 특성에 대한 포괄적인 이해를 제공할 수 있습니다.
지구물리학적 기술
지구물리학적 기술은 굴착이나 시추 없이 지하 지질 상태에 대한 정보를 제공하기 위해 현장 조사에 사용되는 일련의 방법입니다. 이러한 기술에는 밀도, 자화율, 전기 전도성, 지진 속도 등과 같은 지하 표면의 다양한 물리적 특성을 측정하는 작업이 포함됩니다. 지구물리학적 조사를 통해 수집된 데이터는 지하의 이미지와 모델을 생성하는 데 사용되며, 이는 다음과 같은 지질 구조를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 오류, 골절 및 암석학의 변화. 현장 조사에 일반적으로 사용되는 지구물리학적 기술 중 일부는 다음과 같습니다.
- 지진 반사: 소스를 이용하여 지진파를 발생시키고, 센서를 이용하여 반사파를 측정하는 기술입니다. 수집된 데이터는 지하의 2D 또는 3D 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.
- 전기저항 단층촬영(ERT): 지반에 전류를 흐르게 하고 전압차를 측정하여 지하재료의 전기저항률을 측정하는 기술이다. 수집된 데이터는 지하 모델을 생성하는 데 사용될 수 있습니다.
- 지상투과레이더(GPR): 이 기술은 지하와 전자기파를 송수신하는 기술입니다. 수집된 데이터는 지하의 단면 이미지를 생성하는 데 사용될 수 있습니다.
- 자기 조사: 자력계를 이용하여 지하물질의 자기특성을 측정하는 기술이다. 수집된 데이터는 특정 지질 구조와 관련된 자기 이상 현상을 식별하는 데 사용될 수 있습니다.
- 중력 조사: 중력계를 이용하여 지하 표면의 중력장을 측정하는 기술입니다. 수집된 데이터는 지질 구조의 존재를 나타낼 수 있는 지하 물질의 밀도 변화를 식별하는 데 사용될 수 있습니다.
- 전자기 조사: 지하와 전자파를 송수신하는 기술로 지하 전도도의 변화를 파악하는 데 사용할 수 있습니다. 이는 특정 지질 구조를 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다.
이러한 지구물리학적 기술은 현장 조사에 귀중한 정보를 제공할 수 있으며, 지하 지질학에 대한 포괄적인 이해를 얻기 위해 시추 및 샘플링과 같은 다른 방법과 함께 사용할 수 있습니다.
드릴링 및 샘플링
시추 및 샘플링은 지질 공학 엔지니어와 지질학자가 현장의 지하 상태에 대한 정보를 얻을 수 있도록 현장 조사에서 중요한 기술입니다. 이 기술에는 땅에 시추공을 뚫고 다양한 깊이에서 토양이나 암석 샘플을 수집하는 작업이 포함됩니다.
시추 및 샘플링을 통해 얻은 정보는 토양과 암석의 구성, 강도, 투과성 및 변형 특성과 같은 물리적, 공학적 특성을 결정하는 데 사용됩니다. 그런 다음 이 정보는 기초, 굴착, 터널 및 기타 구조물을 설계하는 데 사용됩니다.
드릴링 기술에는 다음과 같은 여러 유형이 있습니다.
- 오거 드릴링: 나선형 나사를 이용하여 토양에 침투하여 시료를 채취하는 방법입니다. 얕은 조사와 너무 단단하지 않은 토양 유형에 일반적으로 사용됩니다.
- 로타리 드릴링: 회전식 드릴 비트를 사용하여 흙이나 암석에 구멍을 뚫는 작업입니다. 얕은 조사와 심층 조사 모두에 사용할 수 있습니다.
- 타악기 드릴: 망치를 사용하여 드릴 비트를 토양이나 암석에 박는 작업이 포함됩니다. 암석 형성에 일반적으로 사용됩니다.
시추공을 뚫고 나면 다음과 같은 다양한 샘플링 기술을 사용하여 토양이나 암석 샘플을 수집할 수 있습니다.
- 표준 침투 테스트(SPT): 여기에는 망치를 사용하여 분할 스푼 샘플러를 토양에 박고 샘플러를 지정된 거리로 구동하는 데 필요한 타격 횟수를 계산하는 작업이 포함됩니다. 이 정보는 토양의 밀도와 강도를 결정하는 데 사용됩니다.
- 쉘비 튜브 샘플링: 이것은 시추공에서 교란되지 않은 토양 샘플을 수집하기 위해 벽이 얇은 튜브를 사용하는 것을 포함합니다. 이 기술은 응집성 토양을 샘플링하는 데 일반적으로 사용됩니다.
- 암석 코어링: 여기에는 다이아몬드 팁이 있는 드릴 비트를 사용하여 암석 샘플을 수집하는 작업이 포함됩니다. 샘플은 사용된 드릴링 기술에 따라 연속적이거나 불연속적일 수 있습니다.
시추공에서 수집된 샘플은 테스트 및 분석을 위해 실험실로 보내집니다. 결과는 현장의 지하 상태에 대한 정보와 기초 설계 및 건설에 대한 권장 사항을 제공하는 지질 공학 보고서를 개발하는 데 사용됩니다.
현장 테스트
현장 테스트는 재료를 자연 환경에서 제거하지 않고 재료가 발견된 위치에서 토양 및 암석 특성을 측정하는 데 사용되는 방법을 말합니다. 현장 테스트를 통해 굴착, 건설 또는 기타 활동 중에 접하게 되는 토양 및 암석 재료의 특성을 보다 정확하게 이해할 수 있으므로 엔지니어링 및 건설 프로젝트에 중요한 정보를 제공할 수 있습니다.
현장 테스트 기술에는 다음과 같은 여러 가지 유형이 있습니다.
- 표준 침투 테스트(SPT): 흙의 강도와 밀도를 측정하는데 널리 사용되는 방법이다. 원통형 샘플러를 해머를 사용하여 토양에 박고 일정 거리만큼 토양을 관통하는 데 필요한 타격 횟수를 기록합니다.
- 콘 관통 테스트(CPT): 원뿔 모양의 투과도계를 토양에 일정한 속도로 밀어넣으면서 침투에 대한 저항성을 측정하는 테스트입니다. 데이터는 토양 강도, 밀도 및 기타 특성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 압력계 테스트: 이 테스트에는 시추공 내부의 원통형 프로브를 팽창시키고 프로브를 확장하는 데 필요한 압력을 측정하는 작업이 포함됩니다. 데이터는 토양이나 암석의 현장 응력-변형 특성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 전단파 속도 테스트: 지진파법을 이용하여 토양이나 암석을 통과하는 전단파의 속도를 측정하는 시험입니다. 데이터는 재료의 강성과 밀도를 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 크로스홀 지진 테스트: 시추공에 설치된 센서를 이용하여 한 위치에서 지진파를 발생시키고 다른 위치에서 지진파를 측정하는 테스트입니다. 데이터는 전단파 속도와 토양이나 암석의 기타 특성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 열전도율 테스트: 이 테스트에는 열원과 온도 센서를 사용하여 토양이나 암석을 통한 열 흐름 속도를 측정하는 작업이 포함됩니다. 데이터는 재료의 열적 특성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
- 전기 저항력 테스트: 이 시험은 지면에 삽입된 탐침을 사용하여 토양이나 암석의 전기저항을 측정하는 것입니다. 데이터는 재료의 수분 함량과 기타 특성을 결정하는 데 사용될 수 있습니다.
이는 지반 공학 및 현장 조사에 사용할 수 있는 다양한 유형의 현장 테스트 기술 중 몇 가지 예일 뿐입니다. 기술의 선택은 토양이나 암석 재료의 특정 특성, 현장 조건 및 조사 목적에 따라 달라집니다.
실험실 테스트
실험실 테스트는 현장 조사의 중요한 부분이며 현장에서 얻은 토양 및 암석 샘플의 물리적, 기계적 특성을 결정하는 데 사용됩니다. 이러한 시험은 토목 및 암석의 강도, 투수성, 압축성, 변형 특성 등 공학적 구조물의 설계 및 시공에 사용되는 공학적 특성을 결정하는 데 중요합니다.
토양 및 암석 샘플에 대해 수행할 수 있는 몇 가지 실험실 테스트는 다음과 같습니다.
- 입자 크기 분석: 이 시험은 토양의 입자 크기 분포를 확인하는 데 사용됩니다. 이 테스트에는 일련의 표준 체를 통해 토양을 체질하고 각 체에 남아 있는 토양의 무게를 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 아터베르그 한계: 토양의 소성한계, 액상한계, 수축한계를 판정하기 위해 사용되는 시험이다. 이 테스트에는 다양한 일관성 상태의 경계를 결정하기 위해 테스트의 여러 단계에서 토양의 수분 함량을 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 다짐시험: 이 시험은 토양의 최대건조밀도와 최적함수율을 결정하는데 사용된다. 테스트에는 표준 압축 에너지를 사용하여 표준 금형에서 토양을 압축하고 결과 밀도를 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 전단강도 시험: 흙이나 암석의 전단강도를 측정하는데 사용되는 시험이다. 테스트에는 토양이나 암석 샘플에 전단력을 적용하고 결과 변형을 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 투과성 테스트: 이 시험은 흙이나 암석의 투과성을 판정하는데 사용된다. 이 테스트에는 알려진 수리 경사도 하에서 토양이나 암석 샘플을 통과하는 물의 흐름 속도를 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 통합 테스트: 이 시험은 토양의 침하율과 크기를 결정하는 데 사용됩니다. 테스트에는 토양 샘플에 하중을 가하고 시간 경과에 따른 결과 변형을 측정하는 작업이 포함됩니다.
- 암석 역학 테스트: 암석시료의 강도와 변형특성을 파악하기 위한 일축압축, 삼축압축, 직접전단시험 등의 시험이 포함된다.
이러한 실험실 테스트는 일반적으로 ASTM International 및 International Society for Rock Mechanics와 같은 조직에서 확립한 표준 테스트 절차에 따라 수행됩니다.
환경 테스트
환경 테스트는 환경 샘플을 분석하여 오염 물질 또는 오염 물질의 존재 및 농도를 확인하는 과정입니다. 이러한 유형의 테스트는 인간 활동이 환경에 미치는 영향을 평가하고 환경 규정 준수를 보장하는 데 중요합니다.
일반적인 환경 테스트 유형은 다음과 같습니다.
- 물 테스트: 지표수, 지하수, 폐수 등을 분석하여 중금속, 유기화합물, 병원체 등 오염물질의 유무와 농도를 파악하는 작업을 포함합니다.
- 공기 테스트: 대기시료를 채취하여 분석하여 미세먼지, 휘발성유기화합물(VOC), 대기독성물질 등 오염물질의 농도를 측정하는 작업입니다.
- 토양 테스트: 토양 시료를 분석하여 중금속, 농약, 농약 등 오염물질의 존재 여부와 농도를 확인하는 작업이 포함됩니다. 석유 탄화수소.
- 퇴적물 테스트: 호수, 강, 기타 수역의 퇴적물 시료를 분석하여 중금속, 유기화합물 등 오염물질의 존재 여부와 농도를 파악하는 작업입니다.
- 생물학적 테스트: 인간의 건강에 해로울 수 있는 오염물질의 존재 및 농도를 파악하기 위해 어류, 조개류, 기타 수생생물 등의 생물학적 시료를 분석하는 작업이 포함됩니다.
환경 테스트는 일반적으로 환경 모니터링 및 개선을 전문으로 하는 환경 컨설팅 회사, 정부 기관 및 기타 조직에서 수행됩니다. 환경 테스트 결과는 잠재적인 건강 위험을 식별하고 개선 계획을 개발하며 환경 규정 준수를 보장하는 데 사용될 수 있습니다.
원격 감지
원격탐사(Remote Sensing)는 표적이나 지역에 물리적인 접촉을 하지 않고 일반적으로 항공기나 위성 등의 거리에서 표적이나 지역에 대한 정보를 수집하는 프로세스입니다. 원격 탐사 데이터는 지구 표면과 대기의 물리적, 화학적, 생물학적 특성은 물론 인간 활동과 시간에 따른 환경 변화에 대한 정보를 제공할 수 있습니다.
원격탐사에는 수동형과 능동형의 두 가지 주요 유형이 있습니다. 패시브 원격 감지는 햇빛과 같이 대상이나 영역에서 자연적으로 방출되거나 반사되는 에너지를 측정하고 센서를 사용하여 기록합니다. 수동형 원격 감지 장비의 예로는 가시광선을 포착하는 카메라, 열을 감지하는 적외선 센서, 표적에서 방출되는 에너지의 양을 측정하는 방사계 등이 있습니다. 반면, 능동형 원격탐사는 목표나 영역을 향해 에너지를 방출하고 센서를 사용하여 반사되거나 방출된 에너지를 측정하는 것을 포함합니다. 능동형 원격 감지 장비의 예로는 레이더와 LiDAR가 있습니다.
원격탐사는 지질학, 농업, 임업, 도시 계획 등 다양한 분야에서 사용될 수 있습니다. 지질학에서는 원격 탐사를 사용하여 단층과 같은 지질 구조를 식별하고 매핑할 수 있습니다. 주름, 감지할 뿐만 아니라 광물 매장량 그리고 토지 이용의 변화. 또한 다음과 같은 자연 재해를 모니터링하는 데에도 사용할 수 있습니다. 산사태 및 지진.
