1.GPR 탐사 목적

GPR 탐사는 지반 속의 지질이상대(지반침하 및 동공 유무)와 지장물의 위치와 심도 파악하여 이후 토질 이완 구간 파악 및 시공 전 안전기초 자료로 활용하는데 그 목적이 있다.

2.탐사 원리

2.1 GPR탐사의 개요

지하레이다(Ground Penetrating Radar; GPR)란 고주파의 전자파신호를 공중에 방사시킨 후 목표물의 탐지 및 위치를 파악하는 레이다 탐사법을 지하에 적용시킨 것이다.
지하레이다 탐사법은 수MHz-수GHz 범위의 고주파 대역을 사용하는 물리탐사법의 일종으로 지하 불균질대에 대한 고분해능의 영상을 연속적으로 얻을 수 있어 구조물 내부 및 지반에 대한 정보를 신속하고 경제적으로 획득할 수 있기 때문에 그 적용 대상이 지하 지장물, 배면공동, 터널의 이상대탐지 등 여러 분야로 확산되고 있으며 기존의 조사법에 비해 장비의 운용과 자료 수집 및 처리가 비교적 간단하고 결과자료의 해상도 및 정밀도가 뛰어나서 보통 10m 이하의 천부 지반 탐사나 수cm-수m단위의 구조물을 대상으로 하는 조사부문에 효과적으로 이용할 수 있다. ∙ GPR에서 제공하는 정보는 비파괴검사의 한 방법으로 정성적인 특징을 가지고 있기 때문에 시추조사를 실시하여 탐사결과를 보완하는 것이 정보의 신뢰도를 높일 수 있다.

2.2GPR탐사의 원리

GPR 탐사법은 안테나로부터 전자파를 짧은 폭의 펄스형태로 지하에 전파시킨 후 전파 경로 중 물리적 성질이 다른 매질의 경계에서 반사해오는 전자파를 수신‧분석하여 지하의 정보를 얻는 물리 탐사법의 한 방법으로 전자파가 지하 매질을 전파해 나갈 때 이질의 매질층 또는 이상매체를 이루는 재료 고유의 유전특성에 따라 변화하는 점을 이용하여 각 이질층의 두께 및 위치를 파악한다.

2.3 GPR탐사의 비파괴적 적용

GPR탐사법은 안테나로부터 전자파를 짧은 폭의 펄스형태로 지하에 전파시킨 후 전파 경로 중 물리적 성질이 다른 매질의 경계에서 반사해오는 전자파를 수신, 분석하여 지중의 정보를 얻는 물리탐사법의 한 방법으로 이는 공기 중으로 전자파를 방사시키는 Radar와는 달리 GPR탐사에서는 전자파가 지하 매질을 전파해 나가게 되며 이때 이질의 매질층 또는 이상매체를 이루는 재료 고유의 유전특성에 따라 변화하는 점을 이용하여 각 이질층의 두께 및 위치를 파악한다.

2.4 GPR탐사 방법

일반적으로 비파괴 지반조사시 실시하는 탐사는 지반의 함수비, 매질의 건조여부, 다짐도, 종류 등에 의해 유전상수가 달라지게 된다. 또한 전자파의 전파 능력은 고주파일수록 멀리 도달하지 못하나 해상도가 커지므로 일반적으로 해상도가 중요시 될 경우는 가능한 고주파를 이용하여 자료를 획득한다.
때로는 해상력보다는 멀리 도달하는 것이 중요할 경우가 있으며, 이 경우에는 저주파를 이용하여 탐사를 실시한다.

2.5 GPR탐사의 자료처리

GPR 탐사자료의 수학적 처리는 일반적인 디지탈 신호처리 기법과 탄성파 탐사 자료처리에서 사용되는 특수기법들을 사용하는데, 자료처리의 목적과 입력자료들의 성질에 따라 선택되어지는 처리기법들이 달라질 수 있다.
GPR 탐사자료는 상대적 고주파의 자료로 타 탐사법에 비해 탐사심도는 낮지만 해상력이 뛰어나 일반적으로 간단한 필터들에 의한 자료처리만을 수행하나 자료의 복잡성에 따라 또는 보다 정확한 해석을 위하여 디컨볼루션(deconvolution)이나 동보정(NMO), 구조보정(migration)과 같은 전문적인 자료처리를 수행하기도 한다.
터널의 라이닝 탐사에서 얻어진 자료는 콘크리트 매질이 지반에 비해 균질하기 때문에 지반을 대상으로 하는 지장물탐사나 지반조사에 비해 상대적으로 S/N(Signal/Noise)비가 높아 자료처리는 비교적 간단한 필터들에 의존한다. 필터링은 크게 시간영역, 주파수영역, 공간영역에서 수행된다.

2.6 GPR탐사 결과표