• 한국건축시공학회지
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• 제23권3호
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• pp.295-303
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• 2023

최근 지진 발생의 빈도가 점진적으로 높아지고 있고 기초가 놓이는 지반의 특성 및 지층별 특성에 따른 지진 토압 연구결과가 활발해짐에 따라 지하구조물의 안전성 확보를 위한 내진설계가 의무화 되었다. 특히 초고층 건축물에서는 지상 구조물에 작용하는 횡력이 상대적으로 크므로 지하외벽의 역할이 기존의 토압에 대한 면외저항 외에도 지진하중, 지진토압, 정적토압에 의한 면내 방향의 전단벽 역할이 필수적이다. 슬러리월 공법은 벽체의 강성이 높아 다른 공법에 비해 안전하고 차수성이 우수하며 소음과 진동이 작기 때문에 도심지 대규모 초고층 현장 흙막이 공사에 자주 사용되고 있다. 하지만 슬러리월은 각기 패널로 분리되어 있어 면내 방향에 대해서는 벽체의 일체성이 확보되지 않는 구조형식이다. 그러한 기존의 슬러리월 공법을 이용하여 개개 패널로 전단력에 저항하면 슬러리월 단면이 지나치게 커지게 된다. 따라서 슬러리월 패널 간 일체성을 확보할 수 있는 전단보강 방법이 필요하며 이에 1차 패널과 2차 패널로 형성되는 슬러리월 시공절차를 고려하여 일부가 개방된 강재각관과 확대머리 철근으로 구성된 기계적 이음 방법을 개발하였다. 본 연구에서는 개발된 이음방법의 각 부위가 설계한 내력을 효과적으로 발휘할 수 있는지 그 타당성 및 시공성을 검증하기 위하여 현장 목업 실험을 실시하고 기존 유사공법들이 가지고 있는 단점을 얼마나 보완하며, 어떤 강점을 가지고 있는지도 또한 기술하고자 한다. 또 현장 목업 실험을 통해 도출된 여러 문제점을 지적하고 향후 문제점을 수정하여 더 나은 이음방법으로 발전하고자 연구를 진행하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.1-9
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• 2009

절리암반에시 기존 터널에 근접하여 사면굴착시 터널의 거동은 절기와 굴착사면상태의 영향을 받는다. 본 논문에서는 기존터널에 근접하여 지반을 굴착시, 절리각도와 굴착사면 경사의 영향을 파악하기 위하여 2축 실대형 모형시험장치(3.1 m*3.1 m*0.50 m(폭*높이*길이))를 이용한 시험을 수행하였다. 절리암반은 콘크리트 블록을 사용하여 모사하였으며 터널은 1/10축척(직경 0.6 m)으로 제작하였다. 절리각도는 $0^{\circ}$부터 $90^{\circ}$까지 변경이 가능하며, 굴착사면 경사는 $30^{\circ}$에서부처 $90^{\circ}$까지 가능하도록 되어 있다. 실대형 시험을 통하여 절리각도와 사면경사에 따른 터널거동과 수평지중변위를 계측, 분석하였다. 분석결과 절기각도와 사면경사가 크면 클수록, 터널 내공변위와 터널 라이닝 모멘트가 커지는 경향이 있었으며 수평지중변위 또한 절리각도와 사면경사에 많은 영향을 받고 있어 향후 사면보강에 있어 효율적 방안제시를 위한 기초자료로 활용이 가능할 것이다.

• 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.

• 한국산림과학회지
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• 제113권1호
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• pp.14-30
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• 2024

본 연구는 한국의 울주군에서 발생한 땅밀림지의 지질, 지형, 유효 토심, 토양경도, 전기비저항탐사, 지반조사를 통해 땅밀림 위험지 특성을 파악하여 땅밀림에 의한 인적, 물적 피해를 완화하기 위한 기초자료를 제공하기 위해 실시하였다. 이 지역은 2022년 도로 확장공사의 영향으로 땅밀림이 발생하였는데, 하층식생이 크게 발달하지 않은 경사지로 상단부는 강우 시 집수가 잘 되는 요형 지형으로 나타났다. 땅밀림지의 주 구성 암석은 셰일, 사암, 역암으로 구성되어 있으며 땅밀림지의 토양은 대조구의 토양보다 점토함량이 약 3.6배 많은 것으로 분석되었으며, 모래와 점토가 많고, 실트가 적은 결과로 전형적인 땅밀림 토양으로 나타났으며, 전기비저항 탐사결과 저비저항이상대가 나타나 지하수대가 형성되는 것으로 나타났다. 토양 경도는 대조구보다 땅밀림지가 낮았으며, 땅밀림지의 평균토심은 30.4 cm로 대조구 24.7 cm보다 깊은 붕적토 지역이었다. 이러한 땅밀림의 특징을 파악하여 효과적인 선제적 대응 체계와 모니터링 시스템 구축이 필요하다.

• 지질공학
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• 제25권1호
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• pp.93-102
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• 2015

지반은 동결이 발생함에 따라 물리적 특성이 변화하며, 동결현상에 따른 기초구조물의 안정성 평가는 설계시 중요한 고려사항 중 하나이다. 본 연구에서는 동결 및 전단과정 중 연직응력 변화에 따른 동결토의 전단강도 및 강성을 평가하고자 하였다. 동결토의 강도평가를 위하여 직접전단실험을 수행하였으며, 직접전단실험 중 강성평가를 위한 전단파 측정을 동시에 수행하였다. 실험수행을 위하여, 동결용 직접전단상자를 제작하였으며, 상·하부 전단상자의 벽면에는 전단파 트랜스듀서인 벤더 엘리먼트를 각각 설치하였다. 시료는 주문진사 및 실트, 그리고 증류수를 이용하여 포화도 10%로 혼합하였으며, 상대밀도가 모든 조건에서 동일하게 유지되도록 조성하였다. 조성된 시료는 -5℃까지 동결을 진행시킨 후, 온도를 유지한 상태로 직접전단실험을 수행하였다. 동결 및 전단과정 중 시료에는 다양한 크기의 연직응력이 가해졌으며, 전단과정 중 수평변위에 따른 전단응력 및 수직변위, 그리고 전단파를 측정하였다. 실험결과, 모든 구속조건의 경우에서 동결 혹은 전단과정의 연직응력이 증가함에 따라 전단강도는 증가하였으며, 전단과정의 연직응력만 증가한 경우보다 동결과정의 연직응력도 함께 증가한 경우 전단강도가 더 크게 증가하는 것으로 나타났다. 또한, 전단파 속도의 변화는 측정위치에 따라 다른 경향을 보였으며, 전단면을 통과하여 측정한 경우 전단파 속도는 전단변형이 진행됨에 따라 감소하는 것으로 나타났다. 본 연구는 동결 및 전단과정 시 구속조건의 효과를 평가한 연구로써, 포화도가 낮은 상태의 동결토의 강도 및 강성에 대한 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한환경공학회지
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• 제35권6호
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• pp.422-429
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• 2013

지구온난화와 도시 사막화에 따른 지표면의 온도 상승은 기상과 기후에 대한 실질적은 변화를 야기시킨다는 것은 경험적으로 잘 알려져 있다. 특히 사막화 지역에서는 사막 토양이 침투에 유리한 높은 기공성을 가졌음에도 불구하고 오히려 강우 시 강력한 유출(runoff) 현상에 의한 홍수가 빈번하게 발생하고 있다. 강수시 이러한 높은 유출 특성은 빠른 수분증발과 짧은 수자원순환주기에 의하여 집중호우를 발생시키고 지하수 자원을 고갈시키는 최악의 양극화 현상을 야기시키고 있다. 이러한 현상에 대한 물리적인 기전은 사막과 같은 토양에 높은 온도에 의한 강한 열적 부력현상에 의한 것으로 판단된다. 그러나 이러한 주제의 중요성에도 불구하고 이것에 대한 과학적인 연구가 제대로 이루어지지 않은 것으로 나타나고 있다. 본 논문에서는 이러한 현상에 대한 물리적인 가설에 대한 기전을 밝히기 위해 실험적인 연구와 수치 해석적 연구를 병행하였다. 실험적 연구를 위해 기공도 약 35%에 입도 2.0 mm를 가진 자갈성 모래를 가지고 토양 온도 변화에 따른 실험을 수행하였다. 온도 변화에 대한 구체적인 변수는 case 1의 표준상태의 경우에는 지표면의 온도를 $15^{\circ}C$로 하였고, case 2의 경우는 $70^{\circ}C$ 비교적 높은 고온을 선택하여 각각 10회의 반복실험을 시도하여 평균값을 취하였다. $70^{\circ}C$를 선택한 이유는 캘리포니아 Coachella Valley이 검은 모래가 화씨 191도(섭씨 88도)까지 상승한다는 경험적 자료에 기초하였다. 실험 결과 온도가 $70^{\circ}C$인 경우는 $15^{\circ}C$인 경우에 비하여 유출(runoff)이 온도상승효과에 의하여 약 5% 이상 실질적으로 증가하는 결과를 보였으며 지하로 침투하는 침투량(infiltration)은 빗물의 양을 동일한 양으로 표준화 하여 보정한 경우 온도가 낮을 때 상대적으로 30% 정도 증가하는 현상을 나타내었다. 이러한 결과는 지표면 온도 상승이 지하수 고갈과 그에 따른 지반강하에 중요한 인자가 될 수 있음을 시사한다. 수치해석의 결과는 실험 결과와 비교할 때 온도상승에 의해 약 4.6% 정도 유출이 증가되는 것으로 나타나 실험결과와 비교적 잘 부합하였으며 강우량에 따른 변수 연구의 경우도 물리적으로 일관성이 있었다. 이러한 기본적인 연구 결과에 기초할 때 향후 보다 실질적인 시스템에 대한 연구가 가능할 것으로 판단된다.

• 토지주택연구
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• 제9권3호
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• pp.1-8
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• 2018

유럽과 미국에서는 말뚝기초 설계에 한계상태설계법 사용이 거의 정착되었으며, 세계적 추세에 따라 국내에서도 국토해양부가 한계상태설계법에 기반한 교량하부기초 설계기준을 제정하였지만, 국내 말뚝공법 및 지반조건에 대한 저항계수 연구가 부족하여 당장 설계에 반영하기에는 어려운 여건이었다. 이에 본 연구에서는 국내에서 많이 사용되고 있는 PHC 매입말뚝의 저항계수를 구하기 위하여 LH설계기준과 도로교설계기준 방법으로 산정한 지지력과 LH 현장에서 실시한 정재하시험(21회)과 동재하시험(EOID 21회, Restrike 21회) 결과를 신뢰성분석을 실시하였으며, 선행 논문(재하시험에 의한 PHC 매입말뚝의 저항계수 산정)에서 수행한 결과보다 2배 이상 많은 데이터를 추가하여 분석하였다. 그 결과 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 설계식 및 목표신뢰도지수에 따라 0.64~0.83, 동재하지지력(극한)으로 구한 저항계수는 0.42~0.55로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수보다 약 33% 작게 나타났다. 반면 수정동재하지지력(EOID의 극한선단지지력 + Restrike의 극한주면지지력)으로 구한 저항계수는 0.55~0.71로 나와 정재하지지력(극한)으로 구한 저항계수와 비교 시 그 차이가 약 14%로 줄어들었다. 데이터 추가에 의해 저항계수를 산정한 결과 이전 저항계수와 같거나 0.04정도 증가하여 데이터가 2배 이상 추가되어도 저항계수가 의미 있을 정도로 크게 변하지 않은 것으로 나타났다. 결론적으로 본 연구에서 정재하 및 동재하시험으로 산정한 전체 저항계수는 전반적으로 도로교설계기준(2015)에서 제시한 저항계수 0.3보다 커서 경제적인 설계가 가능한 것으로 나타났다.

• 한국습지학회지
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• 제17권2호
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• pp.184-192
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• 2015

습지 토양으로 인한 수질 악화를 저감할 수 있는 저관리형 습지 조성을 위한 기초연구로써 진행된 본 연구의 목적은 인공지반 위에 습지 조성 시 수체와 토양의 분리가 가능한 플랜터형 호안구조물이 설치된 습지의 수질 제어 기작을 연구하는 것이다. 실험구는 고무수조에 마사토를 채운 플랜터형 호안구조물을 적용하여 수체와 토양을 분리하였으며, 대조구는 고무수조에 마사토를 포설하여 수체에 직접 노출시켰다. 실험구와 대조구의 수질을 Kolmogorov-Smirnov Z 검정으로 분석한 결과, pH, BOD, SS, Chl-a, T-P, T-N에서 통계적으로 유의한 차이가 있는 것으로 나타나 플랜터형 호안구조물 적용 여부에 따른 수질 제어의 효과 차이를 입증하였다. 환경정책기본법에 근거한 수질 분석결과 수온과 EC는 실험구와 대조구가 비슷한 양상으로 나타났으며, pH와 DO는 두 메조코즘이 같은 등급에 속하였다. BOD, SS, Chl-a, T-P는 실험구가 더 높은 등급을 상회하는 것으로 평가되었으며, T-N은 대조구가 더 낮은 수치를 나타냈지만 수질의 등급이 같은 것으로 나타나 미미한 차이임을 알 수 있었다. 본 연구는 습지 조성 방식에 있어 플랜터형 호안구조물을 활용해 토양과 수체를 분리하여 습지를 조성하면 문제시 되어 오던 사면 침식으로 인한 육화 및 건조화 현상과 영양염류로 인한 녹조나 부영양화 현상 등을 예방하고, 식생대를 제어할 수 있음을 시사하였고, 특히 플랜터형 호안구조물을 활용한 습지 조성 시 수질 제어 기작을 통해 습지의 심미적, 생태적, 사회적, 경제적 가치를 증진시킬 수 있는 것에 대해 증명하였다. 따라서 본 연구의 결과는 향후 효율적인 수질 유지가 가능하여 관리조방적인 인공습지를 계획하고 조성하는데 기초 자료로 활용될 수 있을 것이다.

• 한국전통조경학회지
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• 제31권4호
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• pp.113-122
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• 2013

본 연구는 전통구조물의 안정에 미치는 영향에 대해 분석하였다. 우리나라 전통조경공간에서 축석 기둥으로 조성된 담장의 기초가 안정함에 따라 오랜 세월동안 무너지지 않고 유지됨을 알 수 있었다. 연구 대상지인 담양 소쇄원의 오곡문 담장은 자연과 조화되는 하나의 전통구조물로 그 어떠한 영향에도 변형됨이 없이 지금까지 유지되어 왔다. 여기에는 우리 선조들의 슬기와 지혜가 곁들어 있음을 짐작할 수 있다. 그러나 전통구조물 재현에 있어 하자발생 빈도가 빈번하다. 이는 전통구조물에서 벗어난 공법으로 약식 적용하였기 때문이다. 따라서 본 연구의 대상인 오곡문 담장이 무너지지 않는 요인을 통해 그 해결 방안을 간접적으로 얻고자 함이다. 아울러 연구 방법으로는 물리적 시험과 역학 계산방식의 유추 해석을 통해 다음의 결과를 도출하였다. 첫째, 내적 요인으로 오곡문 담장의 구조를 이루는 부재와 결속 방식이다. 1) 기초 지반의 안정이다. 여기서 원지반인 모암의 역할이 크다는 사실과 침하 현상이 없다는 것이다. 2) 수문에 의한 마찰력을 최소화하기 위해 물길을 두 갈래로 분리한 축석형태와 메쌓기 공법을 통한 수문에서의 지내력과 범람을 대비하여 우회수로를 만들었다. 3) 하중에 의한 지지력과 내구성에 견디는 구조로 재료의 강도와 축조형태에 있어 각 개체 간의 힘의 분산을 가져오는 마찰력을 최대화하는 공법으로 적용되었다. 둘째, 외적 요인으로 오곡문 담장의 역학 수리 계산식을 통해서 얻은 결과, 비바람과 수문에 의한 영향이 크게 나타나지만, 담장의 구조적 안정에 해칠 만한 힘의 작용이 미흡하다는 결론이다. 따라서 본 연구의 결과, 내 외적 영향에도 잘 견디는 구조로 구성된 구조체로 볼 수 있다. 그러나 향후 사후관리 측면과 이상기후로 인한 환경 인자에 의해 무너질수도 있다는 사실이다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제38권
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• pp.305-327
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• 2005

미륵사지석탑은 이미 오래전에 붕괴된 상태로 남아 있다. 붕괴된 시기와 원인은 역사적 기록이 남아 있지 않아 아직 밝혀지지 않았다. 6층까지 무너져 내려 부재가 헝클어진 서측면 하부에는 1층 높이까지 석축이 쌓여 있다. 이 석축은 남아 있는 부분이 더 이상 무너지지 않도록 이미 오래전에 쌓았다. 그러나 언제 누가 이 석축을 쌓았는지 역사적 사실에 대한 기록이나 전해지는 이야기가 없다. 본 연구에서는 제2장에서 미륵사지석탑의 모습을 표현한 옛 문집 등에 나타나 있는 정황을 시대별로 정리하여 역사적 배경을 짐작해 보았다. 1915년 일제 강점기에 일본인들은 서측면을 둘러싸고 있는 석축 상부 무너진 경사면에 콘크리트를 덮었다. 그 후 1998년도에는 전라북도에서 미륵사지석탑에 대한 구조안전진단을 실시하였다. 문화재위원회는 구조안전 진단에 근거해서 1915년에 공사한 콘크리트를 제거하고, 탑을 보수정비하기로 결정하였다. 탑이 무너져 내린 상태는 콘크리트를 제거하면서 그대로 발견되었다. 탑의 붕괴상태는 지진 또는 기초가 침하되는 현상, 홍수, 태풍 따위의 자연 현상에 따라 각각 다른 모 습으로 나타날 수 있다고 가설을 세웠다. 이 논문에서는 제3장에서 역사적으로 기록된, 여러 가지 자연 현상에 의해 무너진 탑들의 모습을 관찰하여 그 특징을 분류해 보았다. 그리고 제4장에서 미륵사지석탑에서 나타나 있는 상태와 앞서의 다른 예들과 비교분석해 보았다. 연구결과 미륵사지석탑은 지표면보다 높게 구성되어 있는 탑의 기초에 해당하는 기단에서 우수에 의한 침식 현상이 발견되었다. 기단에서 발생한 침식은 오랫동안 지속적으로 진행된 현상으로 관찰되었다. 기단 침식이 심해지면서 서측면 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어지게 된 현상을 볼 수 있었다. 상부층을 받치고 있는 1층 벽체가 바깥쪽으로 기울어짐에 따라 탑의 상부 구조는 평형을 잃어 무너지게 되었을 가능성이 있다고 고찰되었다. 그밖에 지진이나 태풍, 지반 침하와 같은 자연현상에 의해 무너진 탑들에서 나타나는 붕괴상태의 특징이 미륵사지석탑에서는 뚜렷하게 발견되지 않고 있다.