• 제목/요약/키워드: 구조물 건전성

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현수교 행어케이블의 장력 추정을 위한 직접탐색법 기반의 역해석 기법의 적용 (Application of Back Analysis Technique Based on Direct Search Method to Estimate Tension of Suspension Bridge Hanger Cable )

  • 김진수;박재봉;박광림;박동욱;김성완
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제27권5호
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    • pp.120-129
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    • 2023
  • 행어케이블의 장력은 현수교의 건전성과 안전성을 확인할 수 있는 주요 응답 중 하나이다. 일반적으로 공용 중인 현수교에서 행어케이블의 장력을 추정하기 위해 진동법이 주로 사용되고 있다. 진동법은 행어케이블에서 고유진동수들을 측정하고 행어케이블의 형상 조건을 이용하여 간접적으로 장력을 추정하는 방법이다. 이 연구에서는 영상계측시스템을 이용하여 팔영대교의 행어케이블에 대하여 장력을 추정하였다. 영상계측시스템은 측정의 편의성과 경제성을 고려하여 디지털 캠코더와 삼각대를 사용하였다. 영상계측시스템을 이용하여 측정된 행어케이블의 응답은 변위 기반이므로 진동법을 적용하기 위한 고차모드의 고유진동수는 측정하기 어려울 수 있다. 이 연구에서는 저차모드의 고유 진동수를 이용하여 장력을 추정할 수 있는 역해석 기법을 적용하였다. 역해석 기법은 현장에서 측정된 행어케이블의 고유진동수들과 유한요소해석을 이용하여 산정된 고유진동수들의 오차를 목적함수로 정의하여 최적화를 수행하였다. 최적화 방법은 목적함수의 편미분이 필요 없는 직접탐색법을 적용하였다. 역해석 기법을 이용하여 산정된 장력과 진동법을 이용하여 추정된 장력을 비교 분석하여 역해석 기법에 대한 신뢰도와 정확도를 확인하였다. 그 결과 역해석 기법을 적용하면 저차모드의 고유진동수를 이용하여도 신뢰성 있는 장력의 추정이 가능하였다.

설계수명 이후 해체를 위한 금속 겸용용기의 방사화 특성 평가 (Activation Analysis of Dual-purpose Metal Cask After the End of Design Lifetime for Decommission)

  • 김태만;구지영;도호석;조천형;고재훈
    • 방사성폐기물학회지
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    • 제14권4호
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    • pp.343-356
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    • 2016
  • 한국원자력환경공단에서는 국내 경수로 원전에서 발생한 사용후핵연료를 건식으로 저장하기 위하여 안전성을 최우선으로 국내/외 기술기준을 준수하여 금속겸용용기를 개발하였다. 이러한 금속용기는 50년 동안 주요 안전성요소(구조, 열제거, 격납, 임계방지, 방사선차폐 등)에 대한 건전성을 유지하고, 운영기간 중 유지보수 과정에 폐기물의 발생을 최소화 하고 이를 안전하게 관리할 수 있도록 설계하였다. 본 논문은 설계수명이 종료된 금속용기 본체 및 내/외부 구조물에 대한 방사화 평가를 통해 정량적인 방사능 재고량에 대한 정보를 제공한다. 본 논문에서는 금속용기 본체 및 구성품의 방사화 방사능 재고량은 MCNP5 ORIGEN-2 평가체계를 이용하여 계산하였으며, 각 구성품의 화학조성, 중성자속 분포, 반응률 및 저장기간 동안 중성자조사 기간을 반영하여 평가하였다. 평가결과, 설계수명 이후 10년 경과시 모든 금속재질에서 $^{60}Co$의 방사능이 기타 핵종들에 비하여 가장 큰 방사능을 띄는 것으로 나타났으며, 중성자차폐체인 수지에서는 수명직후 $^{28}Al$$^{24}Na$등의 고에너지 감마선을 방출하는 핵종은 반감기가 짧아 0.5년 이후에는 무시할 수 있는 수준으로 나타났다. 또한, 사용후핵연료 제거후 캐니스터 및 금속용기 본체에 대한 표면 선량률 평가결과, 상당히 낮은 값을 나타내어, 해체 시 작업자가 받는 피폭선량은 무시할 수 있는 수준으로 평가되었다. 본 평가방법은 사용후핵연료 금속겸용용기 해체 시 계획의 수립 및 해체작업 종사자의 피폭선량 예측, 방사성폐기물의 관리/재활용 등의 기본자료로 활용할 수 있을 것으로 사료된다.

교차터널에서의 지반거동 및 안전영역평가에 관한 연구 (Study on the Estimation of Safety Zone and the Movement of Ground at the Inter-Crossing Tunnel)

  • 김우성;유동욱;이상은
    • 터널과지하공간
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    • 제18권6호
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    • pp.491-502
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    • 2008
  • 터널 주위에 다른 구조물이 인접하여 건설될 때 터널의 구조적인 안정성을 확보하기 위해서는 주변 지반의 일정범위를 원상태로 보전하여야 하며, 이와 같은 범위를 터널의 안전영역이라고 한다. 터널 교차지역에서 새로운 터널이 건설될 때 기존터널의 안정성을 확보하기 위한 주요 요인은 터널간 이격거리, 새로운 터널의 규모 및 굴착방법, 터널 주변지반의 조건, 기존터널의 라이닝 구조와 건전도 등이며, 새로운 터널이 기존터널의 상부에 근접하여 교차하는 경우 기존터널은 새로운 터널 방향으로 기존터널 상부에서 변형이 발생하고, 기존터널 주변지반의 아칭효과 손상, 그리고 새로운 터널에서의 활하중의 영향 등을 받게 된다. 반면에 새로운 터널이 기존터널 하부에서 굴착되는 경우 기존터널은 침하의 영향을 받게 된다. 본 연구는 새로운 터널이 기존터널의 하부에서 굴착될 때 수치해석을 통하여 안전영역을 평가하였으며, 모형실험을 통하여 지반의 거동특성을 파악하였다. 모형실험과 수치해석에 의하여 토압의 변화, 지반변위 및 내공변위를 상호 비교하였으며, 유사한 경향을 보이고 있다.

결합된 초음파-충격 반향 기법 기반의 일반 지하구 구조체의 건전도 평가에 관한 실험적 연구 (Experimental study on structural integrity assessment of utility tunnels using coupled pulse-impact echo method)

  • 김진;방정욱;심승보;조계춘
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제25권6호
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    • pp.479-493
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    • 2023
  • 터널과 공동구와 같은 지하구조물의 공용연수가 증가하고 노후화로 인한 사고로 인하여 안전 관리의 필요성이 대두되고 있다. 다만, 민간이 관리 주체인 일반 지하구의 경우 시설물 안전 및 유지관리 세부지침이 미흡하여 안전 관리가 부실한 상황이다. 또한 일반 지하구는 기본 설계 정보가 부족하고 안전 관리자가 안전 진단을 수행하기 위한 공간이 협소하여 기존 비파괴 검사법들의 적용에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 박스형 일반 지하구의 안전 진단을 위한 기초 자료로 사용될 수 있는 구조물의 두께·철근 유무와 철근 깊이·내부 결함의 유무 및 깊이 등을 판단할 수 있는 품질 평가를 위한 초음파법과 충격 반향 기법 바탕의 비파괴 검사 방법을 제안하였다. 일반 지하구의 실제 현장 조건에서의 제안한 방법의 유효성을 검토하기 위해 콘크리트 벽체 모형 실험체들을 제작하여, 본 연구를 통해 제안한 방법론을 검증하였다. 초음파 신호와 충격 신호를 활용하여 신호를 인가하여, 다채널로 구성된 가속도계를 통해 신호를 수집하고, 최종적으로 모사된 시편의 두께 및 내부에 삽인 된 철근과 구현된 결함의 깊이를 도출하였으며, 실측치와의 비교를 통해 예측한 깊이가 설계한 깊이와 효과적으로 부합하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 일반 지하구 현장에서 활용할 수 있는 안전 진단 방법의 도출에 기여할 것으로 기대된다.

원자력발전소의 부지감시시스템의 운영과 활용 (Site Monitoring System of Earthquake, Fault and Slope for Nuclear Power Plant Sites)

  • 박동희;조성일;이용희;최원학;이동훈;김학성
    • 자원환경지질
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    • 제51권2호
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    • pp.185-201
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    • 2018
  • 원자력발전소는 부지선정, 부지조사, 설계, 건설 및 운영의 전 과정에 걸쳐 지질조사, 단층 및 지진 특성 분석, 탄성파 탐사, 시추조사, 지반특성 분석 등 모든 가능한 지질학적, 지진학적, 지구물리학적 조사와 자료 분석을 통하여 자연재해 및 인위적 재해에 대하여 건전성을 확보할 수 있도록 견고하게 건설, 운영되고 있다. 본 단보에서는 한국수력원자력(주)에서 자연재해에 대해 원자력발전소 부지의 안전성을 평가하기 위하여 구축하여 운영 중인 지진관측시스템, 단층감시시스템, 사면감시시스템 등 일련의 부지감시시스템의 현황 및 주요 관측 자료에 대한 분석결과를 소개하고자 한다. 원자력발전소에는 발전소의 구조물 및 자유장에 여러 대의 가속도계와 지진 트리거로 구성된 지진감시계통을 구성하여 내진설계의 적절성 평가, 지진으로 인한 운전기준 초과 판정, 지진 신속 대응에 활용하고 있다. 이와는 별도로 단층과 지진과의 상관성 분석, 지진발생 특성 연구, 지진재해도 평가 등 원전 부지의 지진안전성 확보를 위하여 1999년부터 원자력 발전소 부지 내 및 인근 지역에 총 13개소의 지진관측소를 운영하고 있으며, 2017년 최신의 지진관측 장비로 교체 설치하였다. 또한 원전 인근의 단층의 활동성을 감시하기 위하여 국내에서 처음으로 체계적으로 단층감시 기반을 확립한 읍천단층 감시시스템(Eupcheon Fault Monitoring System, EFMS)을 2012년 1월부터 운영하고 있다. EFMS는 시추공 변형률계 및 지진계, 지표변위계, GPS, 지하수위계 등으로 구성되며, 상기 계측기의 자료분석 결과 읍천단층은 한반도 동남부 일대에서 발생된 지진에 의해서도 영향을 받지 않는 안정된 단층임을 입증할 수 있었으며, 단층의 지진 안전성 해석과 지진예측 연구에도 단층 감시시스템이 매우 유용하게 활용될 수 있음을 확인하였다. 추가적으로, 2016년부터는 원전 부지 내 사면의 안전성 평가를 위하여 한울원전 배후사면을 대상으로 지중경사계, 지표경사계, 사면변위계, 강우량계 등을 설치하고 K-SLOPE 시스템을 구축하여 사면 거동을 감시하고 있으며, 전체 사면의 거시적 변형거동 평가를 위해 지상 LiDAR를 활용한 분석을 실시하였다. 상기와 같이 한국수력원자력(주)에서는 원자력발전소의 지진 등 자연재해에 대한 부지 안전성 평가를 위하여 실시간 부지 감시기반을 구축, 운영하고 있으며 지속적인 관측자료의 분석기법 고도화, 지진 및 단층과의 상관성 분석, 단층 장기 거통특성예측 기술개발을 통하여 보다 견고하게 원자력발전소의 지진안전성 확보에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

잔류응력을 고려한 압연강 용접구조물의 X-ray 회절법에 의한 파괴 역학적 고찰 (Fracture Mechanics Approach to X-Ray Diffraction Method for Spot Welded Lap Joint Structure of Rolled Steel Considered Residual Stress)

  • 백승엽;배동호
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제35권10호
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    • pp.1179-1185
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    • 2011
  • 용접이음부의 신뢰성 확보는 구조물의 건전성과 내구성에 직접적인 영향을 미치기 때문에 점용접 이음재의 피로설계기준(fatigue design criterion)을 정하기 위해서는 정확한 응력해석과 체계적인 피로강도평가가 필요하다. 따라서 본 연구에서는 실제 전동차량 차체에 많이 적용되는 냉간 및 열간압연강판인 SPCC, SPCE, SPHE을 대상으로 기하학적 인자(geometrical factors)들을 선별해서 TS형과 CT형의 대표적인 점용접 이음재 시험편을 기본모델로 하여 인장전단하중을 가하여 피로강도 및 피로특성을 평가하고자 하였다. 그리고 피로균열의 발생과 성장 기구에 대한 영향을 분석하기위해 용접 시 발생되는 여러 가지 주요인자들 중 입열량에 의해 발생할 수 있는 용접잔류응력을 X-ray 회절법에 의해 실험적으로 해석하였다. 그리고 이러한 해석을 통하여 얻어진 결과를 중첩(superposition)함으로 해서 잔류응력을 고려했을 경우 너깃 단 최대주응력으로 피로강도를 재평가하여 합리적인 피로설계기준(fatigue design criterion)을 재정립하고자 하였다.

LNG 저장탱크 염해 확산 계수 산출을 위한 실험적 고찰 (An Experimental Study on the Estimation of Chloride Diffusion Coefficient of LNG Storage Tanks)

  • 이승림;황승현
    • 에너지공학
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    • 제21권2호
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    • pp.119-123
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    • 2012
  • LNG 저장탱크는 해안에 인접한 해양 구조물로써 염해에 대해 취약성을 가지고 있음에도 불구하고 그 동안 염해에 대한 특별한 건전성관리 체계에 대한 연구는 이루어진 바가 없었다. 탱크의 설계보증 수명 약 25년이 도래하는 시점에서 대체 신규 LNG 탱크 건설로 막대한 비용 및 자원의 낭비를 막고 효율적인 LNG 저장탱크의 수명관계를 위해서 염해에 대한 기초적인 실험데이터는 필수적이다. 따라서 본 연구는 추후 연구 될 LNG 저장탱크 콘크리트 수명예측에 대한 기초적인 자료를 만들기 위해 수행하였으며, 북유럽에서 시행하는 NT Build 492 규격을 신설 탱크의 벽체 콘크리트에 적용하였다. 시험결과 다량의 플라이애시 효과로 재령 90일의 확산계수가 재령 28일의 확산계수의 46%의 값을 보였다. 시방서(배합표)에 의한 계산값과 재령 28일 및 재령 90일 시험값을 비교한 결과, 재령 90일 시험값이 재령 28일 시험값보다 계산값에 근사한 결과를 보임에 따라 90일에 시험을 실시하는 것이 LNG 저장탱크 염해확산계수의 신뢰성을 높일 수 있음을 확인하였다.

정상법랑질과 인공우식법랑질에 불소바니쉬 도포 후 항우식 효과 비교 (Comparison of Anticariogenic Effect after Applying Fluoride Varnish on Sound and Artificial Caries Enamel)

  • 정문진;임지향;민지혜;정순정;손정희;임도선
    • 치위생과학회지
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    • 제13권4호
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    • pp.461-470
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    • 2013
  • 정상법랑질과 인공우식법랑질에서 불소바니쉬 도포 후의 항우식 효과를 알아보기 위하여 건전한 소의 전치를 사용하였고, 네 군으로 분류하여 실험하였다. 법랑질 표면의 재광화 및 탈회 후 결정구조의 변화를 FE-SEM으로 관찰하였고, Ca과 P의 정량적 분석은 EDS를 사용하여 측정하였다. 그 결과 불소바니쉬 도포한 경우, 재석회화로 인하여 불규칙하고 매우 거친 표면과 다공성의 구조물이 평활하고 균일한 양상으로 나타났으며, Ca 및 P의 함량이 증가되어 정상법랑질과 인공우식법랑질의 항우식 효과를 크게 증진시키는 것으로 확인되었다.

약제에 의한 가잠교미아의 할애효과에 대하여 (Selection of Chemicals for Separation of Copulated Moth of Silkworm, Bombyx mori L.)

  • 박광의;마영일;황석조
    • 한국잠사곤충학회지
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    • 제26권2호
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    • pp.11-15
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    • 1984
  • 잠종제조시 많은 잠종제조 노력을 성력화하기 위하여 누에 교미나방이의 할애제를 선발하고져 시중에서 쉽게 구할 수 있는 몇 가지 약제를 서로 잘 배합하여 이의 할애효과를 실험한 결과는 다음과 같다. 1. 약제 처리별 경시적 할애비율에 있어서 TCTFE 처리구는 10분만에 완전히 할애되었고 그 다음은 TCT FE+acetone (87.5 : 12.5 v/v) 배합구와 TCTFE+acetic acid (50 : 50v/v) 배합구가 약제 처리후 25분에 완전히 할애되었다. 그 외 acetic acid 원액처리는 1시간 40분 후에 완전히 할애되었다. 2. 약제 처리별 산란 조사에 있어서는 TCTPE+acetone (87.5 : 12.5 v/v) 구가 아구별 평균 산란수 및 아구별 평균 수정란수를 보아도 약제 처리중에서 가장 성적이 좋았고 무처리구인 대조구에 비해서는 유의성이 인정되지 않았다. 그러나 TCTFE와 acetic acid 단일처리구는 대조구에 비해 산란수 및 수정란수 모두 대조구보다 적었으며 불산란아도 acetic acid구는 39아로서 가장 많아 acetic acid 단일처리시는 약해로 인하여 산란태율이 저하되는 것으로 사료된다. 3. 약제 처리에 의한 다음 세대에 어떠한 영향을 주는가를 알고자 약제 처리를 한 후 산란한 다음 세대잠란을 사육한 결과 전처리구가 경과일수 21일 23시간으로 대조구와 같았으며 화용비율, 수견양, 단견중, 견층중 및 견층비율 등의 실용형질은 대조구와 같은 수준으로 유의성이 인정되지 않았다. 이상을 종합하여 보면 처리구중 TCTFE구는 누에 교미나방이의 할애제로서 효과는 인정되나 누에의 생이와 관련하여 볼 때 단용처리보다는 TCTFE와 acetone 등 적당한 다른 유기용제를 선발하여 이들을 적당량배합하므로서 할애효과를 더 높힐 수 있다고 생각된다25%, 45.5%, 8%, 2.7%, 5% 및 29.3%를 배출하고 있었다. 4. 배출된 충체는 모두 암놈이 었다. 충체의 길이는 일자별로 20일에서 40일째까지 일정한 양상으로 발육하고 있었고, 각 일자별, 증례별로 충체 길이는 정규분포 형식으로 분포하고 있었다. 이상의 소견에서 요충 암놈의 인체내 발육기간은 40일 이상이고 감염후 16일째까지의 어린 충체는"메벤다졸"이 나 "피란텔"에 대해서 정도의 차이는 있으나 치료에 저항한다고 결론을 내릴 수 있었다. 양 바이러스 감염잠에서는 2개로 분리되었다. 8. 체액단백질의 전기영동상은 FV 및 DNV감염잠 공히 건전잠의 것과 유사하나, 바이러스 접종 8일 후에는 양적인 감소를 나타내어 건전잠의 약 40%에 지나지 않았다. 9. FV 감염중장조직을 pyronin-methyl green 2종 염색을 하여 광학현미경으로 관찰한 결과, 바이러스 접종 8일 후의 중장원동세포내에서 A형 및 B형 봉입체가 형성되었음을 확인하였다. 10. FV감염 중장조직세포의 전자현미경 관찰에서는 바이러스 접종 5일 후에 배상세포의 'cytoplasmic wall'이 비대해지고 그 내부에 virus-specific vesicle이 형성되었으며, 바이러스 접종 8일 후에는 virus-specific vesicle, 바이러스 입자, linear structure, tubular structure 및 전자밀도가 높은 matrix 등의 바이러스 감염에 대한 특이적인 구조물이 배상세포의 세포질에서 관찰되었으며, microvilli내에서 바이러스 입자의 존재도 확정되었다. 특히 virus-specific vesicle 주위에서는 전자밀도가 높은 구형의 바이러스 입자 유사체가 관찰되었는데, 이것은 virus-specific vesicle 주위에서 바이러스 조립이 일어나는 것을 추정된다

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치관-치근 파절이 발생한 상악 중절치를 수복하기 위한 다각적 접근법: 교정적 정출술과 외과적 정출술 (A multidisciplinary approach to restore crown-root fractured maxillary central incisors: orthodontic extrusion and surgical extrusion)

  • 권은영;김소연;정경화;최윤경;김현주;주지영
    • 구강회복응용과학지
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    • 제36권4호
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    • pp.262-271
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    • 2020
  • 변연골 하방으로까지 파절선이 연장된 치아를 수복하기 위해 파절선의 노출 및 생물학적 폭경의 재확립을 위한 삭제형 골수술을 동반한 외과적 치관 연장술을 고려해 볼 수 있다. 그러나 이 술식은 특히 전치부에서 심미성을 훼손시킬 수 있다. 따라서 지지골과 치은을 희생시키지 않으면서 파절선을 치조와 하방에서 상방으로 위치 시킬 수 있는 교정적 정출술이 권장된다. 이 술식은 생물학적 폭경의 재확립과 더불어 수복물을 건전한 치아 구조에 위치할 수 있도록 해 준다. 또 다른 대안으로, 교정적 정출술 보다 방법이 간단하며 시간이 적게 소요되고 한번의 술식만으로 정출이 완료되는 외과적 정출술도 고려해 볼 수 있다. 외과적 정출술을 이용할 경우 구강내 교정 장치를 위치시키고 조정하기 위해 환자가 치과에 여러번 방문할 필요가 없다. 본 연구에서는 상악 중절치에서 치관-치근 파절이 발생한 경우 교정적 정출술 또는 외과적 정출술을 통한 다각적 방법을 병용함으로써 성공적으로 수복한 증례를 보고하고자 한다.