기금넷 공식사이트 - 주식 지식 - 도시 건설 및 계획 프로젝트에 적용

도시 건설 및 계획 프로젝트에 적용

1. 도시 지하 파이프라인 감지

지하 파이프라인은 도시의 신경 및 순환 시스템을 구성하며 정보 전송, 에너지 운송 및 운송을 담당합니다. 노폐물 배출 . 도시 건설의 급속한 발전으로 인해 기존에 지하에 매설되어 있던 케이블 및 파이프라인의 위치, 방향, 매설 깊이가 불분명해지고 건설 및 건설 중에 파이프라인이 쉽게 굴착되어 손상을 입게 되어 환경 오염 및 피해를 초래하게 됩니다. 따라서 지하배관의 분포를 파악하는 것은 도시계획, 설계, 건설, 건설 및 관리에 있어 매우 중요한 의미를 갖는다.

1. 지하 파이프라인의 분류 및 탐지 방법

(1) 지하 파이프라인의 분류

지하 파이프라인은 기능과 용도에 따라 7가지로 구분됩니다. 적용범위 : 급수관(상수), 배수(하수, 빗물)관(하수), 가스(석탄가스, 액화가스, 천연가스)관, 열(증기, 온수)관, 공업용(수소, 산소, 아세틸렌, 석유, 슬래그 배출) 파이프라인, 전기(전원, 가로등, 트램) 케이블, 통신(시내전화, 시외전화, 방송, 유선망) 케이블 등

지하 파이프라인은 물리적 특성에 따라 세 가지 범주로 나눌 수 있습니다. 즉, 구리와 알루미늄으로 만들어진 급수, 가스, 난방 및 산업용 파이프 등 주철과 강철로 만들어진 금속 파이프; (외부용 강철) 전력, 통신 및 유선 네트워크와 같은 외장 또는 납 코팅) 케이블, 배수, 산업용 파이프 및 일부 물 공급 등과 같은 시멘트, 세라믹 및 플라스틱 재료로 만들어진 비금속 파이프.

(2) 지하 파이프라인 탐지 방법

파이프라인의 복잡한 구간이나 장비의 탐지 품질을 확인할 때 우물 조사와 샘플 구멍 굴착을 결합하는 것이 여전히 필요합니다( 또는 간단한 원뿔 사운딩) 이 방법은 현재 측정에 널리 사용됩니다. 유정 조사와 기기 감지를 결합한 방법입니다.

탐지 장비 및 방법 기술의 적용 효과와 광범위한 응용 범위 측면에서 볼 때 주파수 영역 전자기 방식, 자기 경사 방식, 지상 침투 레이더 및 표면파 방식이 있습니다.

2. 지하 파이프라인을 탐지하는 주파수 영역 전자기 방식

(1) 주파수 영역 전자기 방식의 원리

주파수 영역 전자기 방식은 지하 파이프라인에서 빛을 전송하는 것입니다. 전송 장치를 지구로 방출하거나 파이프라인은 연속 사인파 전자기장을 방출하며 작동 주파수는 일반적으로 106Hz보다 낮으므로 전도성이 좋은 지하 파이프라인을 직접(또는 유도) 결합 방식으로 "충전"합니다. 수신 장치는 접지의 파이프라인을 통해 흐르는 전류(와전류라고도 함)를 감지합니다. 그림 5-3-1과 같이 자기장의 변화를 관찰하여 파이프라인의 위치를 ​​결정합니다.

그림 5-3-1 전자기 유도 원리의 개략도

(2) 전자기장 설정 방법

파이프라인 감지는 활성 소스와 감지로 나눌 수 있습니다. 수동 소스 방법. 활성 소스는 전송 장치에 의해 선택된 신호 주파수이며 직접(또는 유도) 결합을 사용하여 파이프라인에 적용됩니다. 수동 소스는 초장거리 통신국에서 방출되는 전자파를 현장 소스로 사용하거나 전원 케이블 자체의 50Hz 주파수를 사용하여 감지 작업을 수행합니다.

a. 직접 결합 방식(AC 충전 방식)

그림 5-3-2 직접 결합 방식의 개략도

직접 결합 방식은 전송 장치의 한쪽 끝을 연결합니다. 파이프라인(우물 내 파이프라인)의 이슬점에 직접 연결되고, 수직 파이프라인의 다른 쪽 끝은 이 때 접지됩니다. 충전된 파이프라인은 생성된 자기장과 유사합니다. 무한히 긴 직선 도선(H=I/2πr)의 전류에 의해. 자기장 분포를 감지함으로써 그림 5-3-2와 같이 파이프라인의 수평 위치와 매설 깊이를 결정할 수 있습니다.

b. 유도 결합 방식

유도 결합 방식은 자기 쌍극자 소스(송신 장치)를 사용하여 1차 자기장의 작용 하에 지상에 교류 자기장을 형성합니다. , 지하 금속 파이프라인에 와전류가 생성되고 파이프라인에 전류가 흘러 2차 자기장이 생성됩니다. 접지 수신기는 그림 5-3과 같이 2차 자기장의 공간적 분포를 감지하고 파이프라인의 위치를 ​​결정합니다. -3.

c. 클램핑 방법

파이프 클램프를 사용하여 파이프라인을 고정하고 주변에 링 자기장을 생성합니다. 이 방법은 파이프라인에 유도된 2차 전류를 생성하며 이를 감지합니다. 2차 자기장의 공간 분포와 검출 방법은 그림 5-3-4에 나와 있습니다.

그림 5-3-3 전자기 유도 방식의 개략도

그림 5-3-4 클램프 방식 감지의 개략도

d. /p >

비금속 파이프라인의 경우 이동식 교류 자기 쌍극자 소스 또는 추적 와이어를 배치할 수 있으며 지상의 수신기는 소스(또는 와이어)의 궤적을 추적하여 위치를 감지합니다. 비금속 파이프라인, 그림 5-3-5와 같이.

(3) 지하 파이프라인 위치 결정

a. 수평 위치 결정

지하 파이프라인을 감지하려면 수평 구성 요소의 최대값 자기장 강도(Hx, H2x)가 주로 사용되며, 수평 성분의 차이 ΔHx와 수직 성분의 최소값(Hz, H2z)의 분포 특성에 따라 지하 파이프라인의 평면 위치가 결정됩니다.

b. 매설깊이 결정

파이프라인 매설깊이 결정에 일반적으로 사용되는 방법에는 극점법, 70%법, 45° 측정법, 수평성분 수직차법 등이 있습니다.

극점 방법은 먼저 자기장의 수직 성분의 최소값을 찾은 다음 수직 코일 수신 상태를 유지하고 수직 파이프 라인 방향을 따라 이동하여 최대 지점을 찾는 것입니다. 그림 5-3-6에 표시된 것처럼 이 지점과 위치 지정 지점 사이는 매몰 깊이입니다.

70% 방법은 파이프라인 위에서 Hx의 최대값을 찾은 후 파이프라인의 수직 방향을 따라 좌우로 이동하여 코일 표면을 지면과 수직으로 유지하는 것을 의미합니다. 그림 5-3-7과 같이 장비 사이의 수평 거리는 지하 파이프라인의 매설 깊이입니다.

그림 5-3-5 추적 방법의 개략도

그림 5-3-6 소리를 위한 최대값 방법의 개략도

45 ° 측정방법은 첫 번째 측정된 자기장의 수직 성분의 최소값법을 이용하여 위치를 정한 후, 수신코일을 지면과 45°에 위치시킨 후 수직관 방향을 따라 이동하여 최소값이 있는 지점을 찾는다. . 이 지점과 위치 결정 지점 사이의 거리가 그림과 같이 매몰 깊이입니다. 5-3-8과 같습니다.

그림 5-3-7 70% 방식 감지의 개략도

그림 5-3-8 45° 방식의 개략도

수평 성분 수직 차이 즉, 성능이 일정한 한 쌍의 수신 코일 t와 b를 동일한 수직선 위에 일정한 간격(D)으로 수평으로 배치하여 바로 위의 수평 성분 전계 강도 Ht, Hb를 측정하는 방법입니다. 파이프라인. 파이프라인의 매설 깊이가 h이고 파이프라인에 유도된 전류가 I라고 가정하면 파이프라인 바로 위 지면의 지점 t에서 자기장의 수평 성분은 Ht=I/2πh이고 수평 성분은 b 지점의 자기장은 Hb=I/2π(h +D)이고, 둘의 비율은 Ht/Hb=(h+D)/h, h=hb·D/(Ht-Hb)입니다.

3. 적용 사례

그림 5-3-9는 거리 2m, 매설 깊이 0.95m의 두 개의 평행한 가열 파이프에 대한 감지 결과이다. 단일 코일 GXJ-2 및 이중 코일 RD400 파이프라인 감지기가 각각 사용되었습니다. 기울기 측정은 RD400 이중 코일을 사용하여 수행되었습니다.

먼저 1# 및 2# 파이프라인의 중앙에 직립형 전송 코일을 배치합니다. 측정 라인과 전송 코일 사이의 거리는 20m입니다. 수직 파이프라인은 0.25의 점 거리로 라우팅됩니다. 중. 그림의 실선은 RD400의 검출 결과이고, 점선은 GXJ-2의 검출 결과이다. 그림의 (a)는 최대값법과 기울기법으로 측정한 결과이며 그림의 최대값 위치는 각각 파이프라인에 해당하지만 RD400으로 측정한 ΔHx의 피크값이 Hx의 피크값보다 높습니다. GXJ-2로 측정한 결과입니다. 그림의 (b)는 자기장의 수직 성분을 수신하기 위해 수직 코일을 사용한 실제 측정 결과를 보여줍니다. 최소값 지점은 파이프라인 바로 위에 있지 않지만 다소 오프셋되어 있습니다.

그림 5-3-9 2m 간격으로 0.95m 깊이에 매설된 두 개의 평행 배관 탐지 결과

(c)와 (d)는 그림과 같이 배치된다. 직립 코일 자기장을 유도하지 않도록 #1 파이프라인 바로 위에 위치합니다. 2#파이프라인의 자기장만 남게 되는데 이는 최대값법, 기울기법, 최소값법을 이용하여 측정한다. 최대값과 최소값은 각각 2# 파이프라인에 해당하고 1# 튜브에는 신호가 없음을 알 수 있습니다.

깊이 감지 결과: GXJ-2는 1.10m, RD400 직접 방법은 0.90m, 70% 방법은 0.97m입니다. 평균은 0.935m입니다.

2. 도시 폐기물 처리 장소 선정 및 지구물리학적 탐사

현재 우리나라 도시의 1인당 일일 평균 폐기물 배출량은 약 1kg이며, 매년 증가 추세에 있습니다. 연 10%의 이율을 제대로 처리하지 않으면 반드시 사회적 위험이 됩니다.

1. 생활 폐기물 처리 대책 및 매립 환경 요건

생활 폐기물을 처리하는 주요 방법은 소각, 퇴비화, 위생 매립입니다. 우리나라 대부분의 도시는 위생적인 ​​매립방식을 사용하고 있는데, 즉 쓰레기 한 겹과 흙 한 겹을 엇갈리게 쌓아서 하역하면서 다져 최종적으로 흙으로 덮는 방식이다.

매립처리를 할 때에는 우선 좋은 부지를 선정하고, 현지 여건에 따라 천연 하천 연못, 함몰지, 불모의 계곡, 폐광 구덩이, 폐채석장 등을 선택해야 한다.

그러나 토양, 수자원 및 대기에 대한 오염을 최소화하려면 누출 방지 및 가스 수집 조치를 취해야 합니다. 따라서 부지 선정 시에는 다음과 같은 지형학적, 지질학적 요인을 고려해야 한다. ① 매립지가 침수되는 것을 방지하기 위해 지표유출을 최대한 방지하기 위해 범람원 지역 밖에서 선택해야 한다. ② 부지는 충분한 용량을 갖추고 있어야 한다. 지표수를 원활하게 배수할 수 있어야 한다. ③ 지진 지역, 산사태 지역, 지역 단층 통과 지역, 광물 매장지, 동굴, 문화 유물 및 희귀 동식물 서식지를 피해야 한다. 200m ⑤ 매립지 및 바닥 두께가 1.5m 이상인 점토층이 있어야 한다.

2. 매립지 오염 조사

도시 쓰레기 ​​속 유해물질로 인한 토양 및 지하수 오염은 크게 기름과 유해 금속염 용액 두 가지로 나뉜다. 토양과 지하수의 오염은 지구물리학 분야에 변화를 일으킬 가능성이 있습니다. 예를 들어, 오일은 토양과 지하수의 저항성을 높이고 유전 상수를 감소시킬 수 있으며, 금속염 용액은 토양과 지하수의 저항성을 감소시키고 유전 상수를 증가시키며 유도 분극 효과를 향상시킬 수 있습니다. 이를 통해 전기 측량 및 지리 레이더 방법을 사용하여 오염 정도와 깊이를 탐지할 수 있습니다.

우리나라에서는 비저항 측심법을 이용해 장시성의 비소염으로 오염된 지하수층을 탐지해 지하수 이용 시 차단할 수 있도록 했다. 지하수의 유해한 비소 농도는 매우 낮기 때문에 지하수의 저항력은 크게 변하지 않습니다. 그러나 오염된 물의 층을 확인하기 위해 시추 및 물 테스트에 협력한 후 저항률 방법을 사용하여 이 물 층의 분포와 변화를 탐색하는 것도 좋은 결과를 얻었습니다.

유도분극법은 지하수를 이용하여 인공적인 전기장을 자극하여 분극을 발생시켜 2차 전기장을 발생시키는 방식으로, 전기장의 크기는 지하수의 염도율과 일정한 관계를 갖는다. 따라서 이 방법은 지하수의 오염을 탐지하는데 사용될 수 있다.

지상 투과 레이더는 지하에서 전자파를 방출합니다. 전자파는 유전율이 다른 매체의 경계면에서 반사되어 토양 및 지하수 오염 정도를 탐지하는 데 더 효과적입니다. 미국은 산업고형폐기물에 의한 지하수 및 토양오염의 깊이와 범위를 조사하기 위해 지표투과레이더를 활용한 바 있다. 지하수와 오염되지 않은 지하수의 이미지에는 뚜렷한 차이가 있으며 지구물리학적 결과는 시추 샘플링 테스트 결과와 완전히 일치합니다.

그림 5-3-10 지하수 오염을 탐지하는 지질 레이더의 예

3. 도시 건설 및 계획에 지속적인 마이크로 모션 적용

1. 건물의 내진 성능 평가

건물의 지반 프레팅을 측정하여 진동 특성(주주기 및 진폭)을 얻을 수 있습니다. 지배진동수가 해당 지역의 자연지진의 주진동수와 유사하거나 일치하는 경우에는 그림 5-3-11과 같이 내진보강공사를 통한 내진성능 향상 등 진동특성을 개선하는 조치를 취해야 한다. .

그림 5-3-11 건물의 일정한 프레팅 측정 모식도

3층 건물의 내진성능을 평가하기 위해 일정한 프레팅을 전, 후 실시하였다. 내진보강공사 후 측정. 측정 지점의 분포는 옥상 플랫폼에 5개, 1층에 5개, 집 외부 지상에 1개입니다. 수평 방향의 두 구성 요소를 측정하며 x 방향은 건물의 단축과 일치하고 y 방향은 건물의 장축과 일치합니다.

그림 5-3-12는 측정점 내진시공 전과 후의 비교표이다. 위 그림은 관측된 파형을 보여주며, 중간 그림은 측정 지점의 파워 스펙트럼과 실외의 파워 스펙트럼의 비율을 보여줍니다. 표면 측정 지점. 구축 후 지배 주파수는 1~2Hz 증가했습니다.

그림 5-3-12 내진보강 공사 전후 건물의 빈번한 미세 움직임 측정 결과

2. 도시 지진 소규모 구역 설정

그림 5 -3-13은 일본에서 발생한 여러 대지진 중 주택 손상률과 정상적인 프레팅 우수 기간 사이의 관계를 보여줍니다. 그림을 보면 거의 모든 경우에 일정한 프레팅의 우수기간이 약 0.4초일 때 가옥의 파손율이 가장 높다는 것을 알 수 있는데, 이는 일본의 오래된 가옥이 기본적으로 목조로 되어 있기 때문이며, 그 특성상 주기는 일반적으로 좌우 0.4초로, 진동으로 인해 주택이 파손된 것으로 보입니다.

그림 5-3-13 가옥 지진 피해율과 정기 침식 우수 기간의 관계

1966년 허베이성 싱타이 지진에서도 일반적인 프레팅과 지진 피해 사이의 상관관계는 명백합니다.

표토의 황토가 얇고(10m이하) 우량기간이 0.1초 이하인 지역에서는 표토의 황토가 두꺼운 지역(20~30m)에서 가옥에 대한 피해가 매우 적으며 우량기간이 0.1초 이하이다. 황토의 두께가 매우 두꺼우며(30m 이상) 우수기간이 0.23초 이상인 지역에서는 가옥의 피해가 감소하는 것으로 나타났다. 그 결과 지진피해와 우수기간 사이에는 일정한 관계가 있는 것으로 나타났다. 우수기간은 기초의 진동특성을 나타내는 가장 중요한 수량이다. 지진 발생시 건물의 자연진동주기가 현장 지반의 잔존주기와 동일해지는 것을 방지하기 위해 지진대를 구분하여 내진 및 방재 목적을 달성해야 합니다.

3. 기간과 진폭을 사용하여 기초를 분류합니다.

중국 엔지니어링 건설 표준화 협회 표준 "현장 지반 미세진동 측정에 대한 기술 규정"(CES74:95)은 다음을 기준으로 지반 미세진동을 기록합니다. 사이트 및 주기-빈도 곡선에서 사이트 토양은 네 가지 범주로 나뉩니다.

1) 기반암 또는 단단한 토양층으로 표시되는 단단한 사이트 토양, 주요 주기 구성 요소는 0.1 ~ 0.2s입니다.

2) 충적층으로 대표되는 단단하고 두꺼운 부지토는 0.2.~0.4s의 주요 주기성분을 갖는다;

3) 충적층으로 대표되는 단단하고 두꺼운 부지토는 주요 주기성분을 갖는다. 연약하고 두꺼운 부지토의 주기성분은 0.4~0.6s이다.

4) 인공 되메움토와 미사질토로 대표되는 비정상적으로 연약하고 두꺼운 부지토의 주요 주기성분은 0.6~이다. 0.8초

'건축물의 내진 설계 규정'(GBJ11-1989)에서는 표 5-3-1과 같이 근거리 지진과 원거리 지진의 차이에 따라 건물 부지를 4가지 범주로 구분합니다.

표 5-3-1 부지 토양의 종류에 따른 특징적인 기간

그림 5-3-14 가네이 기요의 기초 토양 분류 방법

일본의 Kiyoshi Kanai가 제안한 방법은 주기-주파수 곡선의 분석 결과를 이용하여 프레팅의 평균 주기와 최대 주기, 뛰어난 주기와 최대 진폭을 조합하여 기초 지반을 그림과 같이 4가지 범주로 나누는 것이다. 그림 5-3-14에 나와 있습니다.

즉, Class I에서 Class IV로 갈수록 기초가 점점 부드러워지고 프레팅 기간도 길어진다. 네 가지 부지 카테고리는 다음과 같습니다: 카테고리 I: 기반암, 단단한 자갈, 제3기 이전 지층 카테고리 II: 자갈층, 주로 미사질 점토로 구성된 충적층 카테고리 III: 모래층, 응집층 토양과 미사 카테고리 IV: 새로 채워진 토양, 미사 및 매우 두껍고 약한 층.

1981년부터 일본의 신내진설계법에서는 표 5-3-2와 같이 지반 침식의 경과기간에 따라 기초를 3가지로 분류하도록 규정하고 있다.

표 5-3-2 일본 신내진설계법에 규정된 기초 유형

일반적인 방법은 먼저 그림 5-3-14의 Plan A를 사용하여 적합 여부를 판단하는 것이다. 지질자료와 이전의 지구물리학적 탐사 및 시추 결과, 결정된 기초 유형이 현장과 일치하는 경우에는 결과가 다른 경우 그림 5-3-14의 계획 B에 따라 판단 및 수정을 수행합니다. 크게 합성 식별을 위해 다음 공식을 사용합니다:

환경 지구물리학 튜토리얼

공식에서: A와 B는 각각 기초 유형을 나타내며 α와 β는 보정 계수입니다. 그 값은 표 5-3-3에 나와 있습니다.

표 5-3-3

4. 내진설계 응답스펙트럼 결정

현재 우리나라 내진설계기준의 응답스펙트럼은 α 스펙트럼 또는 β 스펙트럼을 채택하고 있다. 스펙트럼 곡선의 경우 비례 계수를 제외하면 두 모양이 유사합니다. 어떤 반응스펙트럼을 사용하든 현장토양의 종류와 특성주기를 고려해야 한다. 그림 5-3-15는 "건물의 내진 설계 규정"(GBJ11-1989)에 제시된 지진 영향 계수의 다이어그램입니다. α는 지진 영향 계수, α=a/g, 여기서 a는 지진 가속도입니다. g는 중력 가속도입니다. αmax는 지진영향계수의 최대값이다. 그림 5-3-16은 "고속도로 공학을 위한 내진 설계 코드"(JT004-1989)에 제시된 설계 응답 스펙트럼입니다. 이 코드는 동적 증폭 계수 β를 자연 진동 주기 또는 기본 주기를 기준으로 계산할 수 있음을 그래픽으로 규정하고 있습니다. 구조물의 방향과 부지의 종류가 결정됩니다.

그림 5-3-15 지진영향계수 α

그림 5-3-16 동적증폭계수 β