무인 착저식 지반조사 장비의 안정성 검토 및 수중 SPT효율 분석

Abstract

최근 초장대 교량, 인공섬 또는 해상풍력 기초 등에 대한 관심이 높아지고 있으며, 다양한 해양구조물을 안전하게 건설하기 위해서는 신뢰성이 높은 지반조사가 필수적이다. 현재 해상의 지반조사 작업은 해상용 작업선에 육상용 지반조사장비를 설치하여 실시하고 있다. 이럴 경우, 30m이상의 대수심 조건이나 고파랑, 높은 조류 등 열악한 해양 환경에 제약을 많이 받는 한계점을 나타내고 있다. 대수심 조건에서 안전하고 신뢰성이 높은 지반조사를 위하여 착저형 무인 해저지반조사 장비를 개발하였다. 개발된 해저지반조사 장비는 수심 100m 조건에서 심도 50m까지 지반조사가 가능하며, 표준관입시험(Standard Penetration Test, SPT), 지반보링 시스템, 암반 코어링 시스템이 가능하도록 설계 및 제작되었다. 수중에서 4노트(2m/s)의 조류에 대한 해저지반조사 장비의 거동을 수치해석을 통해 검토하였다. 또한 해저지반조사 장비에 장착되어 있는 표준관입시험 장치의 에너지 효율을 실험으로부터 측정한 결과 78%를 확인하였다.

In order to construct offshore structures safely, geotechnical investigation should be carried out with high accuracy. Up to now, onshore geotechnical investigation equipments installed on the barge are used for offshore geotechnical investigation. In this case, many limitations can be confronted such as deep water depth, high wave, strong current, severe wind and so on. For the safe and economic offshore geotechnical investigation with high precision, a seabed type unmanned automated site investigation equipment is developed. It can be operated remotely underwater conditions with 100m water depth and can explore the ground depth of 50m. Also, the standard penetration test (SPT), soil boring, soil sampling and rock coring can be possible using the equipment. Numerical analysis was conducted to secure the stability of the equipment against current of 4 knot. Energy efficiency of SPT apparatus which is attached to the equipment shows 78% in average.