이종섭 교수, `5월 과학기술인상` 수상자로 선정돼
지반공학에 ICT를 접목한 지반특성 평가기술 개발 공로

                    ▲ 공과대학 건축사회환경공학부 이종섭 교수

미래창조과학부(장관 최양희, 이하 미래부)와 한국연구재단(이사장 조무제)은 이달의 과학기술인상 5월 수상자로 고려대 건축사회환경공학부 이종섭 교수를 선정했다고 밝혔다.

 ‘이달의 과학기술인상’은 과학기술자의 사기 진작과 과학기술 마인드 확산을 위해 우수한 연구개발 성과로 과학기술 발전에 공헌한 연구개발자를 매월 1명씩 선정하여 미래부 장관상과 상금 1천만원을 수여하는 상이다.

미래부와 연구재단은 이종섭 교수가 지반공학적, 지구물리학적 기법을 이용하여 지반의 물리적 특성을 파악할 수 있는 통합적인 지반조사시스템을 개발하여 지반공학의 새로운 지평을 여는데 기여한 점이 높이 평가되었다고 선정 배경을 설명했다.

* (지반공학) 지반과 관련된 공학적인 특성을 이해하며 지반재료 및 흙 구조물 등과 관련된 문제들을 다루는 학문 분야

* (지구물리학) 탄성파나 전자기파를 포함한 파의 전달과 같은 물리학의 기본원리를 적용하여 지구, 지반 특성을 연구하는 학문 분야

이종섭 교수가 개발한 시스템은, 지반공학 기술에 다양한 센서 등 첨단 ICT(정보통신기술)를 접목하여 빠르고 간편하게 지반의 물성을 파악할 수 있는 지반조사시스템이다. 기존의 현장 지반조사 장비는 측정센서가 없거나 측정값을 평가할 수 있는 항목들이 제한적이어서 실내 실험을 필수적으로 거쳐야만 했다. 그러나 실내 평가 체계를 현장조사 장비에 직접 적용한 시스템을 개발하여 실내 실험 없이 정확한 현장 데이터를 빠르게 도출할 수 있게 된 것이다. 

이 시스템은 일반적인 지반은 물론, 구조물을 충분히 지지하기 어려운 연약한 지역, 1년 내내 항상 얼어 있는 땅(영구동토) 등 특수지반에서까지 활용이 가능하다. 또한 중장비를 동원하던 기존평가의 공간적․지역적 제약에서 벗어나 배낭을 메고 원하는 지역을 탐사할 수 있을 만큼 초소형화됐다. 실제 이종섭 교수 연구팀은 산악, 연약지반은 물론 북극 다산과학기지, 알래스카, 쿠웨이트 등 접근성이 낮은 극한․극서지역에도 이 조사방법을 적용했으며, 기존조사방법에 비해 조사기간과 비용도 절약했다.

아울러, 연구팀은 지반특성을 평가하기 위해 실시하는 관입시험의 신뢰도를 높이기 위해 에너지평가시스템과 관입장비도 개발했다. 그 결과, 지반의 단단함(강도), 조밀함(밀도) 등을 손쉽게 평가할 수 있는 현장시험이 가능해졌다.

* (관입시험) 지반조사(地盤調査) 방법의 하나. 지반에 철봉 등을 박아 넣어 그 저항의 정도에 따라 지반의 어느 깊이에서의 단단함이나 부드러움, 지지력 등을 측정.

* (에너지평가시스템) 관입 에너지를 산정하기 위하여 설치된 센서 및 데이터 수집 체계

이종섭 교수는 “지반공학에 첨단 ICT분야를 융합하여 이루어진 이 연구를 통해 지반의 변형이나 파괴 없이 지반의 특성을 보다 정확하고 정밀하게 판단할 수 있게 됐으며, 향후 주거 공간의 안전성 검증은 물론 산사태, 싱크홀 등 지반 관련 재해를 예방하는데 활용될 수 있을 것”이라고 연구의 의의를 설명했다.

[ 그 림 설 명 ] 

(그림1) 지반조사장비 개발 및 해석‧평가 시스템 구축 

 o 지반은 그 용도에 따라 서로 다른 물성값 도출이 필요하며, 접근성 및 시험환경에 따라 효과적인 기법의 적용이 필요하다. 연구팀은 지반의 강도특성, 탄성거동특성, 함수특성 및 전기적 특성 등 다양한 물성값 획득을 위하여 물리탐사 기법이 적용된 지반조사 장비를 개발하고, 지구물리탐사 기법을 융합한 해석 및 평가 시스템을 구축하였다. 해당 장비들은 일반 지반에서부터 연약지반, 영구동토 지역에 이르는 특수한 상태의 지반에 적용됐다.

(그림2) 동적 콘 관입기의 극지 적용 (북극 다산과학기지)

 o 개발된 동적 콘 관입기는 소형화된 원위치 관입기법으로서 이동이 편리하고, 콘 관입기의 선단부에 에너지 측정 모듈을 설치하여 보다 높은 신뢰도로 지반강도특성을 평가할 수 있다. 이 장비는 북극 다산과학기지 등 극지에 적용되었으며, 장기적인 연구 및 모니터링 수행을 위하여 매년 극지출장연구를 추진하고 있다. 
* 콘 관입기 : 원추형 선단부 및 관입 파이프로 구성된 지반조사 장비를 말하며 동적 혹은 정적으로 지반에 관입되어 다양한 지반특성 평가에 이용됨

눈앞의 성과보다는 끊임없는 고찰과 창의적인 자세로 미래에 수확할 수 있는 열매에 의미를 두고 연구에 임하고자 노력한다는 이종섭 교수는 "산사태, 싱크홀, 동결 등 지반과 관련된 많은 재해가 많은 우리나라 현실을 고려하여 현재까지 개발된 기법보다 더 효율적인 시험법과 해석법을 개발하고 싶다. 이를 통해 우리나라뿐만 아니라, 개발도상국 등에서 빈번하게 발생하는 지반관련 재해도 예방하여 사람의 생명을 살리는 연구를 하고 싶다"는 뜻을 밝혔다.

출처 : 커뮤니케이션팀 서민경(smk920@korea.ac.kr)