역학적으로 안정한 공동 및 처분공 간격을 결정하기 위해, 현재 수행 중인 열 해석의 중간 결과를 근거로 범용 해석 프로기램인 ABAQUS 버전 5.8을 이용해 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 세 가지 초기지압을 조건으로 공동간격과 처분공 간격을 바꿔가면서 선형탄성해석을 수행하였고. 그 결과를 분석하여 굴착 후 응력재분배에 의한 암반의 거동은 어떤 경향을 가지고 있으며, 적절한 공동 간격 및 처분공 간격은 어느 정도가 좋은지를 분석하였다. 또한 각 경우 역학적인 안전계수는 어느 정도인지도 계산하였다. 국내지압분포를 근거로 도출한 초기지압 하에서는 공동간격 40m, 처분공간격 3m인 경우 안전계수 3.42가 계산되어 아주 안정한 결과를 얻었고, 스웨덴이나 캐나다의 초기지압 경힘식의 경우의 안전계수는 각각 1.19와 1.27로 비교적 낮은 값이지만 1 이상의 값이므로 응력재분배로 인한 파괴는 일어나지 않는다는 결과를 얻었다.
지하유류비축공동(地下油類備蓄空洞)의 성패(成敗)는 공동상부(空洞上部)에 충분(充分)한 수두(水頭)를 유지(維持)하여 공동주위(空洞周圍)의 수밀성(水密性)을 보장(保障)하는 데 있다. 공동상부(空洞上部)에 충분(充分)한 수두(水頭)가 유지(維持)되면 저장(貯藏)된 유류(油類)의 Gas가 누출(漏出)되지 않으며, 인접공동(隣接空洞)이 비어있을 때에도 이곳으로 유류(油類)는 이동(移動)되지 않는다. 본(本) 연구(硏究)에서는 전기상사모형실험(電氣相似模型實驗)을 통(通)하여 수평(水平) 및 수직(垂直) Water Curtain을 설치(設置)하여 Gas 누출(漏出)과 유류이동(油類移動)을 방지(防止)하려 할 때 효과적(効果的)인 Water Curtain의 위치(位置), 인접공동간격(隣接空洞間隔) Water Curtain 수두(水頭), Bore-hole 간격 등이 검토(檢討)되었다. 연구결과(硏究結果) 공동(空洞)의 간격(間隔)이 좁으면 수직(垂直) Water Curtain은 꼭 설치(設置)되어야 하며, 공동간격(空洞間隔)이 공동(空洞) 높이의 2배 이상 커지면 수직(垂直) Water Curtain은 필요(必要)없다는 것이 입증(立證)되었고 유류이동(油類移動)을 방지(防止)하는데 필요(必要)한 수평(水平) 및 수직(垂直) Water Curtain의 위치(位置), Water Curtain 수두(水頭), Bore hole 간격 등이 도표(圖表)로 주어졌다.
암반공동을 이용한 열에너지 저장은 대용량 저장이 가능하며 열저장매체를 선택할 수 있는 장점이 있다. 본 연구에서는 사일로 형태의 열저장공동이 지반 내 두 개 이상 배치될 때 공동 사이에 형성되는 암반 필라의 안정성에 대해 3차원 유한차분해석 프로그램인 $FLAC^{3D}$를 이용하여 분석하였으며, 저장된 열에너지로 인해 암반에 발생하는 열응력을 반영할 수 있도록 열-역학적 연계모델을 사용하였다. 해석 결과, 열에너지 장기 저장으로 인해 암반 필라에 작용하는 최대주응력이 상당량 증가하였으며, 필라 폭이 좁아질수록 근접한 열원 때문에 열응력 증가량도 커짐을 확인하였다. 필라 안정성에 영향을 미치는 주요인자로서 저장공동 간격, 측압계수, 심도를 선정하고 민감도 분석을 실시한 결과, 측압계수, 저장공동 간격, 심도 순서로 영향력이 크게 평가되었다. 저장공동 간격의 경우 동일한 크기의 공동 건설 시 필라 폭을 최소 저장공동 직경 이상 확보해야 할 것으로 판단되었다. 큰 규모의 저장공동 주변에 소규모 수직갱이 설치될 때는 최소한 저장공동 직경의 0.5배 이상 이격함으로써 크기 차이로 인해 수직갱에 응력이 집중되는 현상을 해소할 수 있었다. 또한 최대수평주응력 작용방향과 공동 중심을 잇는 축이 평행하도록 배치하여 저장공동에 의한 방패효과가 발휘될 수 있게 함으로써 현지응력이 공동 사이 암반 필라에 미치는 영향을 최소화할 수 있었다.
지하류비축동굴의 성패는 지하수에 의하여 공동(空洞) 주위에 유지되는 수밀성(水密性)에 있다. 수밀성(水密性)이 보장되면 동굴에 저장된 유류의 gas가 유출되지 않으며 인접공동(空洞)이 비어 있을 시 이곳으로 이동하지 않는다. 본 연구에서는 전기상사모형실험(電氣相似模型實驗)을 통하여 동굴형태가 gas누출에 미치는 영향과 여러 가지 형태에서 유류이동을 방지하는 지하수위, 동굴내의 유류수준, 동굴간격 등이 검토되었다. 연구결과 동굴의 천정이 큰 곡율을 갖고 있으면 gas누출이 방지될 수 있음이 입증되었고 유류이동을 방지하는데 필요한 자연지하수위, 공동내의 유류수준 및 공동간격이 도표로 주어졌다.
콘크리트 구조물이 지진 등으로 손상을 입었을 때 그 내부 상태를 파악하는 일은 구조물의 안전성 판단에 필요한 중요 과정중 하나이다 손상도 파악에 사용되는 비파괴 검사 방법 중 레이더법은 현재 콘크리트 부재의 두께와 매립된 철근 및 공동 탐사에 적용되고 있다 레이더법은 다른 비파괴 검사 방법에서와 마찬가지로 측정된 신호의 처리와 해석에 따라 그 결과가 좌우된다 . 이논문에서는 상용 레이더 시스템에서 얻어지는 화상 데이트터를 개선하는 방법을 개발하여 철근이 매립된 콘크리트 시편에 적용하였다 실험에 사용된 기편의 크기는 1,000mm(길이)$\times$600mm (폭) $\times$140mm(두께) 이고 철근의 매립깊이는 표면으로부터 철근 중심까지 60mm 이다 레이더 실측 실험에서 철근의 수평배근 간격을 60 90, 120, 150 mm 로 변화시켜 간격탐사가능성을 시험하였다 결과적으로 상용 시스템에 비해 샹상된 판별효과를 나타냈으며 배근 간격이 90, 120, 150mm 인 시편에서 그 간격을 정확히 찾아내었다.
경제성장으로 자동차 보급률이 증가하여 주차공간에 대한 수요가 높아지고 있다. 개인당 보유 차량의 증가는 공동주택 내에서의 주차장 부족현상을 심화시켰고 노후 공동주택은 준공 당시의 법령에 의한 주차계획으로 심각한 주차난을 겪고 있다. 이에 따라 주차장확대에 대한 거주민의 요구가 커지고 있으며, 이러한 주차장 부족문제를 개선하기 위한 방법으로 주차장확대에 대한 연구가 다양한 방법으로 이루어지고 있다. 주차장확대는 단지의 특성에 의해 적용기술과 공법이 제한될 수 있으므로 본 연구에서는 노후 공동주택 단지의 특성을 세대수, 층수, 동수, 인동간격, 대지형태, 평면형태로 구분하여 조사하였다. 공동주택 단지의 특성을 조사${\cdot}$분석한 결과 세대수는 300세데 이하가 35%, 인동간격은 41${\sim}$50m인 단지가 23%, 대지형태는 평지에 위치한 단지가 82%로 각각 가장 많은 비율을 차지하였다.
터널 내 콘크리트 라이닝 및 공동구에는 일반적으로 구조물의 형상 및 강성이 변화하는 위치, 부등침하의 우려가 있는 위치, 온도변화가 심한 곳 등에 신축이음을 설치하여 균열발생을 최소화시키고 있다. 하지만, 설치되는 신축이음의 소요간격은 터널내의 온도변화, 구조물의 시공 및 환경조건, 구조물과 배면지반과의 인터라킹 등에 의해서 영향을 받아 그 간격을 정량적으로 제시하기에는 한계가 있다. 그럼에도 불구하고 고속도로 전문시방서(Korea Expressway Corporation, 2012)나 도로설계편람(Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, 2010)에 의하면 콘크리트 라이닝의 신축이음은 터널 입출구부 50m 이내에서는 25m 이하 간격으로 터널 내부에서는 20-60m 간격으로 일률적으로 설치하도록 되어 있어(공동구는 별도기준이 없어 라이닝 기준 준용) 터널건설과 관련하여 여러 가지 시공 및 경제적 문제점을 야기하고 있다. 따라서 본 연구에서는 이와 같은 문제점을 해소하기 위하여 신축이음 관련 국내 외 설계기준 및 시방서 기준들을 분석함과 더불어 터널내의 신축이음 관련 현장시험시공과 이론 및 수치해석적 검토 등을 수행하여 터널내의 콘크리트 라이닝 및 공동구의 신축이음 설치방안에 대한 기준을 재정립하였다.
도파관에서 개구를 통하여 공동으로 마이크로파 전력이 전송되는 구조를 시간영역 유한차분법을 이용하여 해석하였다. 공동 내부에는 손실 유전체가 있으며, 결합 개구면으로부터 전달된 전력을 흡수하는 구조이다. 전원인가 방법으로 미소간격 전원과 프릴 전원 기법을 적용하여 해의 타당성을 확인하였다. 도파관과 공동의 크기 및 개구의 형태에 따라서 전장 분포 산출을 시뮬레이션하였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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