지반 비파괴 검사 기법으로의 적외선 영상 활용

Application of Soil Surface Infrared Images for Geotechnical Non-destructive Testing Method

지층의 열확산 특성은 지반을 구성하는 토립자와 공극을 이루고 있는 기체, 액체의 성질이 함께 반영되어 결정된다. 따라서 서로 다른 구성을 갖는 지반은 열확산 특성에 차이가 있으며, 이로 인해 동일한 열로 가열하여도 지표면의 온도 변화에 차이가 발생한다. 본 연구는 이러한 점을 이용하여 동일한 가열조건하에 지표의 온도 변화를 측정함으로써 해당 지반의 구성성분 및 지층구조를 파악하는 방법에 대해 제안하고 있다. 이를 위해 암반위에 쌓인 건조 모래 지층으로 조성한 이층 지반에 대하여 각각 동일 가열 조건하에 모래 지층의 두께에 따라 달라지는 지표면의 온도 변화를 적외선 카메라와 온도센서를 통해 측정하였고, 실험 결과 암반위에 있는 건조사질토층의 두께가 10 cm 정도까지는 지표면의 온도변화를 통해 사질토층의 두께 추정이 가능할 수 있는 것을 나타났다.

Thermal diffusion process in soils reflects the engineering characteristics of soil components and internal structures. Based on the experimental and numerical observations on dry sand-rock deposits, different soil stratifications or structures can promote the dif-ferent surface temperature changes by heating the surfaces even with the same heat source. This study suggests a method using the surface temperature changes to estimate the internal structure of the underground. Infrared images taken on the soil surface and ther-mocouples are used to measure the surface temperature changes with time. The results show that the surface temperature changes can be used as an index property to estimate the thickness of dry soil layer on the bedrock up to about 10cm.