SASW(Spectral Analysis of Surface Waves) 시험

 SASW(Spectral Analysis of Surface Waves) 시험

SASW(Spectral Analysis of Surface Waves)는 지반의 전단강도 및 탄성계수를 비파괴적으로 측정하기 위한 지표면 파 분석 기법으로, 지반의 깊이별 물리적 특성(전단파 속도, 탄성계수, 밀도 등)을 비파괴·비침투 방식으로 평가하는 고성능 현장 시험법이다.

▶ SASW 시험의 원리

지표면에 인공 진동(타격 또는 진동기)을 가하여 레이리파(Rayleigh Wave) 발생

두 개 이상의 수신기(Geophone)로 파의 전파 속도 및 주파수 분석 → 전단파 속도(Vs) 산출

주파수-속도 관계(Dispersion Curve)를 통해 깊이별 지반 특성(전단강도, 탄성계수) 추정

※ 레이리파는 지표면 근처에서 전파되며, 깊이에 따라 속도가 변화 → 주파수 분석으로 깊이별 특성 파악 가능

▶ 시험 장비 구성

구성 요소 설명

진동 발생기 - 타격 해머 또는 전기 진동기 → 지표면에 진동 유도

수신기(Geophone) - 2개 이상 설치 → 파의 전파 시간 측정

데이터 로거 - 신호 수집 및 주파수 분석 → 분산 곡선 생성

분석 소프트웨어 - 주파수-속도 관계 분석 → 깊이별 지반 특성 추정

▶ 시험 절차

시험 위치 선정

→ 평탄한 지표면, 장비 설치 공간 확보 → 지하 매설물 확인

수신기 설치

→ 2개 이상 수신기 간격 0.5~5m 설정 → 깊이 분해능 조절

진동 발생

→ 타격 해머로 지표면 타격 → 레이리파 발생

데이터 수집

→ 수신기로 신호 수집 → 주파수 분석

분산 곡선 분석

→ 주파수-속도 관계 도출 → 깊이별 전단파 속도 산출

지반 특성 추정

→ 전단파 속도 → 탄성계수(G = ρ·Vs²), 전단강도(τ = c + σ·tanφ) 추정

▶ 시험 장점

장점 설명

비파괴 - 지반 손상 없음, 재사용 가능

비침투 - 지하 구조물 손상 없음, 도심지 적용 적합

깊이별 분석 - 0.5m~30m 깊이까지 분석 가능 → 지반 분층 특성 파악

정밀도 높음 - 주파수 분석으로 정밀한 전단파 속도 산출

신속성 - 현장에서 즉시 측정 및 분석 가능

▶ 시험 한계

한계 설명

표면 상태 영향 - 지표면 불평탄, 수분, 잔해물 등은 정확도 저하

깊이 제한 - 30m 이상 깊이에서는 정확도 감소

장비 비용 - 고가 장비 및 전문가 필요 → 비용 및 인력 부담

환경 영향 - 소음, 진동 발생 → 주변 민원 가능성

▶ 적용 분야

분야 설명

터널 공사 - 지반 자립력 평가, 지반 개량 효과 검증

기초 공사 - 지반 반력계수 산정, 침하 예측

사면 안정성 - 사면 내 전단강도 분석, 붕괴 위험 평가

지진 공학 - 지반의 지진 반응 분석, 지진 하중 저항성 평가

※ SASW 시험은 지반의 깊이별 물리적 특성을 비파괴적으로 평가할 수 있어, 터널, 기초, 사면 등 구조물 설계 및 시공에 필수적이다.

※ 「지반 시험기준」(KSF 2301) 및 「비파괴 시험 지침」 에 따라 시험 방법 및 기준 준수 필요.

※ 정확한 분석을 위해 표면 상태 정리 및 수신기 간격 최적화가 중요하며, 전문가의 해석이 필수.