• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2022년도 학술발표회
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• pp.20-20
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• 2022

최근 국내 기후변화와 산업화로 인한 오염물 배출량 증가로 인해 하천 및 호소에 남조류 과대 성장이 빈번히 발생한다. 과거에 비해 녹조현상의 빈도가 잦아졌으며, 지속기간이 증가하였다. 조류 발생 시 현장에서 채수한 샘플을 통해 검경 및 chlorophyll-a 분석을 진행하여 조류의 정성·정량적 평가를 진행한다. 이러한 분석결과는 녹조 발생에 대한 기초자료로 활용되고 있다. 하지만 현장 시료 샘플을 통한 조류 검경의 경우 단일지점에 대한 분석으로 인해 하천 및 호소의 전체적인 대표성을 나타내기엔 한계가 있고, 많은 인력과 시간이 소요된다. 또한 chlorophyll-a는 녹조류와 높은 관련성이 있어 유해남조류에 대한 집중 분석에는 한계가 발생한다. 이러한 한계점을 통해 국내·외로 조류 연구에 분광 스펙트럼을 활용한 원격탐사 기법 적용되고 있으며, 남조류 농도를 분석하기 위해 남조류의 보조 색소인 phycocyanin을 활용한 연구가 진행되고 있다. 본 연구에서는 분광스펙트럼을 활용한 phycocyanin 분석을 진행하였다. 분광 스펙트럼을 측정하기 위해 점(point) 단위의 고해상도 분광방사계를 활용하였으며, phycocyanin 측정을 위해서 형광 센서를 활용하였다. 현장에서 형광센서 및 분광방사계를 동시에 측정하여 데이터를 취득하였으며, 분광 스펙트럼 특성상 노이즈 및 이상치가 발생하기 때문에 전처리 과정을 통해 이를 보완하였다. phycocyanin 분석을 위해 다중 스펙트럼을 활용한 분광지수를 활용했으며, 이를 통해 phycocyanin 분석에 있어 최적의 분광지수를 제시하고자 한다. 본 연구 결과는 고해상도 점(point)단위 분석으로 향후 선단위, 면단위 하천 조류-스펙트럼 분석에 있어 기초자료로 활용될 것으로 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제13권1호
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• pp.53-61
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• 2012

본 연구에서는 복합형 지지방식으로 개발된 MC앵커에 대한 연구를 수행하였다. MC앵커는 선단 정착장치가 확장되어 천공된 공벽에 지압력이 발휘됨에 따라 인발력 증대와 그라우팅이 제대로 이루어지지 않을 경우에도 앵커체가 지반에서 탈락하지 않는 특성이 있다. 또한, 앵커강선과 더불어 보강철근을 삽입하여 인장손실을 감소시키는 동시에 시공성을 높이고 앵커강선의 손실이 발생하였을 때 네일의 역할을 기대할 수 있어 장기적인 안정성 향상을 꾀할 수 있다. 그러나, MC앵커와 같은 복합형 앵커는 마찰형 앵커와 지지구조가 다르기 때문에 지반과 그라우트의 마찰력에 의한 인발력 산정방식은 적합하지 않다. 특히, 국내의 경우에는 복합형 앵커에 대하여 지반특성을 고려한 설계법이 명확하게 정립되어 있지 않아 복합형 앵커의 인발력이 과소 또는 과대 평가되는 문제점이 있다. 따라서, 본 연구에서는 복합형 앵커의 일종인 MC앵커의 특성을 평가하기 위하여 강도변화가 심한 셰일지반을 대상으로 총 9개소에서 시험앵커를 시공하여 인발, 인장 및 장기변위를 측정하였다. 또한, 시험결과를 일반 마찰형 앵커의 경우와 비교, 분석하여 MC앵커의 거동 특성을 평가하였으며, 시험결과 셰일층에서 MC앵커는 일반 마찰형 앵커에 비해 인발력 증대효과를 확인할 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권4호
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• pp.202-208
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• 2005

현재 국내에서는 연약지반의 성토를 실시할 경우 성토사면의 안정을 관리하는데 있어 외국의 기준에 의존하는 경향이 있다. 현장에서 일반적으로 사용되고 있는 방법으로 곡선안정관리법, 변위속도안정관리기법, 직선안정관리기법, 성토하중관리법 등이 사용되고 있다. 본 연구는 수치해석을 통해 사면안정과 성토 안전관리법의 적용성을 검토하였다. 연구결과 곡선안정관리법은 다소 과대한 것으로 평가되었으며 직선안정관리법은 갑작스런 파괴의 위험이 있는 것으로 계측관리에 세심한 주의가 필요할 것으로 평가되었다. 그러나 변위속도 안정관리법은 과소평가되는 경향이 있으나 이는 현장의 불확실성을 고려할 때 현장적용에 적합한 것으로 평가되었다. 성토하중관리법은 파괴기준 값이 ${\Delta}_q/{\Delta}{\delta}$의 값보다 클 경우 안정하다고 평가하는 방법으로 실무에 적용할 경우에는 파괴기준 값의 산정에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 성토하중에 대한 ${\Delta}_q/{\Delta}{\delta}$값이 계속적인 증가 경향을 보일 경우 안정한 것으로 평가되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제8권3호
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• pp.27-33
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• 2007

최근에 연약지반개량공사에서 연직배수공법은 가장 많이 사용하는 공법 중 하나이다. 그러나 개량을 위한 배수재의 시공시에 지반 교란이 발생하여 스미어 존이라는 교란영역을 발생시킨다. 이렇게 발생된 스미어 존의 특징은 그 영역내의 투수계수가 감소하여, 설계시 예상하였던 압밀이 원활히 이루어지지 않는 문제점이 발생 된다는 점이다. 스미어 존의 수평압밀계수, 수평투수계수는 압밀도에 직접적으로 영향을 미치는 중요한 설계인자이다. 그러나 기존에 수행되는 설계방법에서 이러한 주요설계인자의 산정방법은 수직압밀계수에 의하여 수평압밀계수 및 수평투수계수를 경험적으로 유추하여 설계를 수행하고 있다. 그러나 이러한 방법으로 산정된 수평투수계수, 수평압밀계수는 설계 특성상 불확실성에 대한 과대설계로 진행되어 시공성, 공사기간 및 경제적인 측면에서 큰 손실을 가져올 수 있게 된다. 따라서 이번 연구에서는 국내에 서해안과 남해안 지역에 널리 분포하고 있는 저소성 지반을 대상으로 선정, 실험을 수행하여 저소성의 실트 및 점토지반에서의 스미어 존의 크기를 평가하였으며, 원지반의 압밀특성 및 물리적 특성과의 상관성 분석을 수행하여 설계시 참고자료로 활용할 수 있도록 하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제18권3호
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• pp.5-14
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• 2017

극한지 동결 지반에서 구조물의 설계 및 시공이 진행됨에 따라, 안정성 평가를 위해 동결토의 강도 특성에 대한 실험적 연구가 필수적이다. 본 연구의 목적은 전단 상자 시스템에 따른 동결토의 강도를 평가하는 것으로, 이를 위하여 보편적으로 사용되는 기존 직접전단 시스템(Type-1), 상부 전단 상자 위쪽에 롤러를 설치한 시스템(Type-2), 그리고 상부 전단 상자를 하부 전단 상자와 분리되도록 기둥으로 고정한 시스템(Type-3)을 제작하였다. 모든 시스템에는 모래, 실트, 그리고 증류수를 동일한 비율로 혼합한 시료를 이용하여 조성하였으며, 냉동 챔버 내에서 $-5^{\circ}C$까지 동결된 후 연직 응력 5, 10, 25 그리고 50kPa을 가하며 직접전단실험을 수행하였다. 실험 결과, Type-1은 전단 이동에 따라 상부 전단 상자가 회전(rotation)하여 하부 전단 상자와 접촉하는 문제가 발생했다. 상부 전단 상자의 회전을 롤러로 방지한 Type-2의 경우, 회전을 막는 힘이 전단강도에 추가되어 강도가 과대 평가되었다. Type-3의 경우, 동결 시료만의 전단강도가 평가되었으며, 최대전단강도 발현 시점과 수직변위가 증가하기 시작하는 시점이 유사하게 나타났다. 또한, Type-3의 최대전단강도와 잔류전단강도의 내부마찰각과 점착력은 롤러의 영향이 제거되어 Type-2보다 작게 나타났다. 본 연구는 동결토와 같이 강도가 큰 시료의 경우 Type-3과 같이 개선된 전단 상자 시스템을 이용하여 동결토만의 강도를 평가할 수 있음을 보여준다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권2호
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• pp.136-143
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• 2011

고력볼트의 현장 조립시 볼트 구멍 간의 불일치로 인하여 볼트 구멍을 확장하는 경우가 빈번하게 발생하고 있으며, 이를 위해서 외국 기준에서는 볼트 구멍 크기, 형태, 하중 방향에 따라 미끄럼하중에 대한 규정을 따로 두고 있다. 그러나 우리나라의 경우 과대구멍에 대한 시방규정이나 이에 대한 접합부 특성에 관한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서, 접합부재 표면처리와 볼트구멍 크기의 변화가 접합부 내력에 어떠한 영향을 미치는 지를 실험을 통해 정량적으로 평가할 필요가 있다. 본 연구에서는 볼트 구멍 크기 및 형태에 따른 접합부의 미끄럼하중의 변화와 체결 후, 장기축력이완의 경향을 분석하기 위하여 160시간 및 800시간 동안 고력볼트의 축력의 변화를 측정하였다. 본 실험대상 고력볼트로 KS B 2819에 규정된 TS(Torque Shear)형 고력볼트를 사용하였다. 표준 볼트구멍 대비 그 외 볼트구멍의 미끄럼하중의 변화는 10% 미만으로 나타났으며, 장기축력이완은 직경 2.5배의 슬롯구멍에서, 2.66%로 가장 높게 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.91-99
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• 2017

본 논문은 폴리머 모르타르로 보수된 철근콘크리트 보의 휨거동을 실험적 해석적으로 분석한 결과를 제시한다. 실험적 연구에서는 보수위치, 모르타르 재령을 실험변수로 고려하여 제작된 13개의 보에 대한 3점 휨실험이 실시되었다. 인장측 및 압축측을 보수한 실험체들의 파괴는 모르타르와 콘크리트의 계면에서 발생하지 않았으며, 폴리머 모르타르의 인장변형률이 극한변형률을 초과하는 순간 발생하였다. 압축측을 보강한 실험체들은 기준실험체의 최대하중과 유사하였다. 그들의 연성지수는 기준실험체보다 훨씬 컸다. 인장측을 보수한 실험체는 매우 취성적으로 파괴되었으며, 연성지수가 크게 감소하였다. 폴리머 모르타르로 보수된 철근콘크리트의 보의 휨거동을 예측하기 위해 Opensees을 사용한 재료비선형 해석을 진행하였다. 해석 모델을 단순화하기 위해 2차원 골조요소를 적용하였으며, 재료 비선형성을 고려하기 위해 파이버 모델을 적용하였다. 해석결과는 비선형 구조해석은 압축측 보수 실험체의 휨거동을 적절하게 예측하나, 인장측 휨거동는 다소 과대 평가하는 것으로 나타났다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권6호
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• pp.106-112
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• 2017

본 연구에서는 콘크리트 시공줄눈 면의 전단마찰 내력을 합리적으로 평가하기 위하여 콘크리트 소성론의 상계치 이론에 기반한 수학적 모델을 제시하였다. 전단면에서 횡보강근의 전단전달에 대한 과대평가를 피하기 위하여 시공줄눈 면에서의 하중전달에 대한 스트럿-타이 모델에서 콘크리트 할렬 및 압괴의 한계상태로부터 전단마찰 내력의 상한값을 유도하였다. 제시된 모델은 시공줄눈 면에서 콘크리트 점착력과 마찰계수를 거친 면의 경우 각각 $0.27(f_{ck})^{0.65}$와 0.95를, 부드러운 면의 경우 각각 $0.11(f_{ck})^{0.65}$와 0.64로 결정하였는데, 여기서 $f_{ck}$는 콘크리트 압축강도이다. 직접전단에 대한 기존 문헌으로부터 수집한 146 실험데이터와의 비교로부터, 제시된 모델은 AASHTO 및 fib 2010 식에 비해 예측 값과 실험 값들의 비의 표준편차 및 변동계수에 대해 더 낮은 값을 보였다. 특히 전단마찰 내력 평가에서 기준식들의 상당한 과소평가 경향과 달리 제시된 모델은 실험결과와 잘 예측하였다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권9호
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• pp.33-41
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• 2015

사질토 지반에 설치된 버킷기초의 수직지지력은 주면마찰력과 선단지지력의 합으로 산정할 수 있다. 하지만 수직하중 작용 시 나타나는 주면마찰력 감소와 선단지지력 증가의 특징을 정확하게 고려할 수 있는 설계식이 없으며, 실제와 같은 사질토 지반의 비관련흐름 특성이 반영되어야 한다. 본 연구에서는 2차원 축대칭 유한요소해석으로 사질토 지반에 설치된 원형 버킷기초의 수직지지력을 다양한 지반 마찰각과 기초 크기에 대하여 산정하였다. 해석 결과의 극한지지력을 주면마찰력과 선단지지력으로 분리하여 특징을 분석한 후 각각의 설계식을 도출하였다. 버킷기초의 주면마찰력은 선단지지력에 비해 크기가 매우 작고 말뚝 설계식과 차이가 근소하므로 이를 동일하게 사용하였다. 주면마찰력의 영향으로 얕은기초의 지지력보다 증가하는 버킷기초의 선단지지력은 기존의 설계식을 수정하여 적용할 수 있도록 해석 결과를 토대로 새로운 형상-깊이계수($s_q{\cdot}d_q$)를 제안하였다. 또한 관련흐름법칙을 적용하여 제안된 기존의 얕은기초 형상계수와 깊이계수는 실제 사질토 지반에서의 지지력을 과대예측하므로 비관련흐름 특성을 반영한 형상-깊이계수를 사용하여 지지력을 예측해야 한다.

• 한국식물생명공학회:학술대회논문집
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• 한국식물생명공학회 2004년도 춘계학술대회
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• pp.35-38
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• 2004

1950-1960 년대의 녹색혁명은 1970년 Nobel 평화상수 상자 Norman Borlaug가 주도했었다. 제1 녹색혁명은 지구상의 가장 큰 문제점중의 하나인 기아를 해결하는지 크게 일조하였다. 많은 사람들을 굶주림으로부터 해방시켰지만 굶주리는 사람보다 더 많은 사람들이 매일 태어나고 있고, 지구의 인구증가는 지금까지 계속되고 있다. 언제까지 인구증가가 계속될 것인지, 인구증가에 따른 식량자원의 증가도 비례할 것인지는 오래전부터 인류의 관심의 대상이 되어 왔고, 자연스럽게 지구의 기아를 해결하는 제2의 녹색혁명은 과학자들의 연구를 집중시키는 결과를 낳게 되었다. 1980 년대에 미국 Monsanto 회사에서 유전공학적으로 개발한 Roundup-Ready 제초제저항성 및 Bt-살충 농작물을 선보이면서 제2의 녹색혁명이 시작되었다고 볼 수 있겠다. 이렇게 제2의 녹색혁명은 유전공학에 의한 CMO 식물$\cdot$작물에 의해 시작되었다. Monsanto 회사는 살충제 RoundUp 제초제 저항성 옥수수, 콩, 목화, Canola (유채꽃, rape seed) 등을 개발하여 이미 상업화하였다. 1960년대 쌀의 녹색혁명도 유전적으로 벼집이 짧은 품종에 의해 이루어졌다. 최근에 개발된 GMO "Golden Rice"는 비타민 A와 철분의 함량을 대폭 증대 시켜 세계 영양결핍 아동들의 건강과 시각을 향상시킬 것으로 기대되는데, "Golden Rice"는 제1회 금호국제과학상 수상자인 Potrykus (스위스공대) 교수가 개발하였다. 그러나 현재까지는 그 보급에 많은 장애물이 있다. 특히 GMO의 환경과 건강에 대한 안전성을 의심하는 사람들이 많다. 제2의 녹색혁명의 또 다른 분야는 식물의약 분야이다. GMO 개발에 적용되는 기술을 이용하면 taxol 같은 항암제, carotene 같은 항산화 영양제 등의 대량 생산이 가능해진다. 식물은 화학적 합성이 아주 까다로운 약제물질 등을 천연상태에서 합성하고 있기 때문이다. 또 식물은 lipoxygenase 효소계가 있어서 마치 천연물 석유제조공장과 같은 제조공정 capacity를 가지고 있다. 그러면 식물/식품 GMO는 안전한 것인가? 아니, KBS의 한 사회자가 말했듯이, 그리고 많은 소비자들이 믿는 것처럼 GMO는 위험한가? GMO에 대한 일반 사람들의 공포감은 Green Peace 당원들뿐만 아니라 일부 과학자들에 의해서도 조장되고 있다. 이러한 분위기 속에서 GMO에 의한 제2 녹색혁명은 Africa 대륙에서의 제1 녹색혁명이 지금도 지연되는 것과 같다고도 볼 수 있다. GMO의 환경에 대한 악영향은 과대 선전되어있는 것이 아닌가? 마치 GMO가 화학비료, 농약제보다 더 위험하다고 믿는 사람들도 많다. 나는 이러한 GMO 공포증이 과학적으로 그리고 "Risk Assessment"의 견지에서 볼 때 그 근거가 희박하다고 보여주는 몇 몇 실험 및 경험 사실들을 인용하려 한다. 그리고 올바른 Risk Assessment야 말로 한국의 21세기 BT 산업을 경쟁력 있게 하고 국민 년 소득 2만불 달성에 중요한 기여를 하게 될 것이라고 생각한다. 한국은 농토가 적고 천연자원이 빈약하다. GMO는 21세기의 생존 경쟁 산업이다. 제2의 녹색혁명은 얼마든지 가능하며, 한국은 부족한 농토와 빈약한 자원에도 불구하고 능력 있는 인적자원이 풍부하여 GMO 개발 연구에 국제적 경쟁력을 키울 수 있다. 그러나 GMO에 대한 논쟁만 하고 있으면 이미 때가 늦는다. 미국은 이미 GMO-BT 시장을 거의 완전 독점했으며, 타국에서의 논쟁과 불합리적으로 엄격한 GMO 관련 규정을 조장하고 환영한다.