• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2017년도 학술발표회
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• pp.259-259
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• 2017

국내 하천에는 하천을 가로지르는 보나 낙차공과 같은 횡단구조물이 약 5만여개에 달하고 있다. 이러한 횡단구조물은 작업의 용이성 및 높은 강도로 인해 오랜 시간 콘크리트 소재로 사용되어 왔다. 기존 콘크리트 소재의 공법은 설치되어 있는 한 세굴 방지에 좋은 효과를 발휘한다는 장점이 있지만 포설된 공법은 시간이 지남에 따라 마모되거나 소실되는 문제가 발생되며, 최종적으로 하천횡단구조물의 안전성 및 심미성에도 영향을 미치게 된다. 이와 더불어 최근 기후변화로 인해 강우량의 증대 및 집중호우 등의 돌변하는 하천환경변화에 대한 적용 가능한 기술이 미비한 실정이다. 이러한 문제와 더불어 환경에 대한 관심이 높아짐에 따라 자연친화적 하천 및 생태복원 하천에 대한 하천 수질 및 생태학적 건강성에 대한 연구의 관심이 높아지고 있다. 최근 연구결과에 따르면 콘크리트 소재를 활용하여 횡단구조물을 설치할 경우, 콘크리트 소재의 문제점으로 제기되는 납, 크롬 등과 같은 중금속 용출과 석회석으로부터 유출되는 강염기성 물질로 인한 하천의 수질악화와 수생 생물이 독성환경에 노출되어 다양한 환경 생태학적 문제를 발생시킬 수 있다고 보고되어 있다. 본 연구에서는 콘크리트 소재의 대안으로 무 저독성 소재인 식물성 폴리우레탄을 이용하여 연구를 수행하였다. 기초 조사를 통해 콘크리트 소재의 대안으로 사용가능성을 확인하기 위하여 식물성 폴리우레탄의 물리적 강도를 확인하였으며, 환경에 미치는 영향을 파악하기 위하여 대한 생태학적 건강성을 확인하였다. 품질 특성은 바인딩강도, 내구성, 압축강도, 휨강도, 투수계수 등을 확인하였으며, 생태학적 건강성을 확인하기 위하여 양서 파충류의 독성 실험, 어류 독성평가, 부착조류에 대한 실험을 수행하였다. 이러한 결과를 바탕으로 시범지역인 대청천 일부 구간에 대하여 계절별 물리/화학/생물(식생, 어류, 저서동물)에 대한 모니터링을 수행하였다. 또한 홍수 전 후의 하상변동을 통해 개발기술의 안전성을 확인하였다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2018년도 학술발표회
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• pp.480-480
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• 2018

전 세계적으로 자연 친화, 하천생태계 보전, 친수하천 등을 조성하기 위한 대대적인 하천 정비사업이 활발히 진행 중에 있다. 최근 홍수로 인한 제방 붕괴에 대응하기 위한 제방의 안정화 및 개선을 위한 방법으로 기존의 시멘트와 같은 혼합물질을 사용하지 않고 환경 친화적이고 지속 가능한 대안에 대한 수요가 증가되고 있는 추세이며 현재 노후화 된 불안정 제방에 대한 보강대책을 수립해나가는 과정으로써 친환경 신소재를 활용하여 제방을 보호하는 연구가 수행되고 있다. 제방사면에 적용되는 신소재는 바이오폴리머를 활용한 재료로써 공동연구기관 카이스트에서 개발된 환경 친화적인 물질로 미생물에 의해 유도된 고인장 및 인체 무해성 등의 특성을 갖고 있으며 경제적 타당성인 측면에서 시멘트와 비교 분석 되어야 하고 실제 현장에서의 적용 가능성, 신뢰성 및 내구성 검토 등 성능을 보장하기 위한 지속적인 연구가 필요한 상황이다. 이에 본 안동하천실험센터에서는 중규모 제방을 직접 제작하여 수리모형실험을 통한 친환경 신소재 활용 제방의 안정성 및 성능 평가를 실시하였다. 수리실험 조건은 카이스트에서 제시된 레시피를 기반으로 먼저 분말형태의 바이이폴리머를 물과 희석하여 만들어진 바이오폴리머 용액을 흙과 혼합한 뒤 제방표면에 직접 미장작업을 수행하여 실험조건에 따라 일정한 두께(1cm, 3cm, 5cm)로 피복하였다. 이후 월류 붕괴 실험이 가능한 3 - 5일 정도의 양생기간을 거쳐 실험을 진행하였다. 실험결과는 다수의 고프로(GoPro) 및 비디오 카메라 등 다양한 영상장치를 이용하여 픽셀기반의 영상분석기법을 활용한 시간 흐름에 따른 제방 사면에서의 붕괴규모를 산정하여 신소재의 피복 두께에 따른 제체의 붕괴 거동 및 안정성을 평가하였으며, 또한 제방 파괴부에서의 흐름 상황 및 유속이 붕괴 발달에 미치는 영향을 분석하기 위하여 PIV 분석을 실시하였다. 이번 연구의 최종목표는 지속적인 예비실험을 수행하여 월류 및 침투, 파이핑 등 파괴 인자 별 신소재의 성능 개선 및 개발된 새로운 공법에 대한 효과 검토를 통한 최적안을 도출함으로써 향후 실규모 실험실증을 통한 신소재 시공 및 공법에 대한 현장적용 가능성 검증을 거쳐 최종적으로 신소재 제방 공법 설계 기술, 신소재 및 공법 표준안, 제방공법 안정성 평가 가이드라인 등을 제시하고자 하며, 이러한 실험데이터를 축적함으로써 실제 제방 붕괴 시 비상대처계획 수립에 필요한 기초자료로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 터널과지하공간
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• 제33권6호
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• pp.435-444
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• 2023

핀란드에서는 고준위방사성폐기물 심층처분시스템 공학적방벽의 구성요소인 뒤채움재에 대해 기존 건설허가 신청 시 적용한 블록/펠렛 방식을 과립형 방식으로 변경하여 운영허가를 신청한 바 있다. 이에 따라 뒤채움에 대한 설계개념 수립을 위해 기존 뒤채움 방식의 문제점 및 대안 설계의 개선점을 확인하여 국내 적용성을 검토할 필요가 있다. 이에 본 논문에서는 우선적으로 핀란드 심층처분시설 인허가 과정에서 처분터널 뒤채움 방식 변경과 관련하여 수행된 주요 연구사례를 검토하여 블록/펠렛 뒤채움 방식 적용 시 예상되는 문제점을 확인하였다. 또한, 이를 바탕으로 뒤채움 방식에 대해 기술적 및 운영적 측면에서 고려되어야 하는 요소항목을 도출한 후 2가지 방식에 대한 비교·평가를 수행하여 설계 변경의 종합적 우위성을 규명하였다. 이와 같은 결과는 향후 국내 고유 심층처분시설 개발과정에서 최적 설계안을 도출하기 위한 기술적 근거자료로 활용할 수 있을 것으로 예상된다. 단, 뒤채움 방식 선정을 위해 필수적으로 고려되어야 하는 세부 요소항목에 대해 추가 기술자료를 확보하여 적용 가능성을 사전에 검토해야 한다.

• 토지주택연구
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• 제7권4호
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• pp.323-328
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• 2016

아파트의 슬래브에는 전기등박스 매입을 위한 소형 박스 개구부가 존재한다. 이 박스 개구부 주변에는 건조수축으로 인한 균열을 방지하기 위하여 일부에서는 용접철망이나 플라스틱 링 등으로 보강한 상세를 적용하고 있다. 이러한 보강의 타당성을 검토하고 경제적인 대안을 모색하기 위하여 여러 가지 대안으로 보강을 한 슬래브 전기박스 주변의 건조 수축량을 측정하여 분석하였다. 등박스 주변의 보강방법 대안은 기존에 여러 건설사에서 사용되고 있는 용접철망보강안과 플라스틱링 보강안 및 보강을 하지 않은 무보강안 3가지로 하여 비교 분석하였다. 여기서 대상으로 한 아파트는 전용면적 $59m^2$ 이하의 소형평형을 대상으로 하였고 거실 등의 슬래브 하부에 전등박스 주변에 신축량 측정용 팁을 부착하고 컨텍게이지로 신축량을 측정하여 분석하였다. 측정 결과 3가지 대안들에서 상호간의 유의미한 차이가 나타나지 않았고 전반적인 변형량은 $-264{\mu}{\varepsilon}{\sim}+216{\mu}{\varepsilon}$의 범위에 있는 것으로 나타났다. 측정한 변형량의 추이는 거푸집 탈형일 기준치에서 3~5주까지는 조금씩 증가(+)하다가 그 이후 감소하여 수축(-)하는 경향을 띠고 있으며, 한두번의 측정을 제외하고는 변형률이 $+120{\mu}{\varepsilon}$ 이내의 범위에 있는 것으로 나타내고 있어, 콘크리트의 인장 균열 발생 가능성이 매우 거의 없었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권6호
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• pp.1413-1420
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• 2015

중 소규모의 교량 설계단계에서는 교량 상부형식을 결정할 수 있는 관련 기준이 미흡한 관계로 설계자들은 일부 전문 기술자의 경험과 지식에 의존하여 교량상부형식을 선정하는 경향이 많다. 또한, 최근에는 교량상부형식이 매우 다양해지고 있으며, 고려해야할 조건들이 많아짐에 따라 의사결정과정도 더욱 복잡화되고 있다. 본 연구에서는 국도공사 등에 빈번히 시공되는 경간장 50m 내외의 중 소교량의 상부형식 선정을 위해 기존의 통상적인 현장에 적용가능한 공법의 비교방식 및 경험과 직관에 의존한 방법이 아닌 보다 체계적인 방법으로 교량상부형식을 선정하고자 한다. 이에 인공지능 기법중 하나인 SVM기법을 이용한 교량상부형식 선정 모형을 구축하여 제안하고, 실제사례의 검증을 통해 모형의 적용가능성을 검토하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.188-193
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• 2011

도시교통문제를 해결하기 위해서 여러가지 대중교통시스템의 대안이 제시되고 있는 추세이나, 건설 및 운영의 타당성을 가지기 힘든 것이 사실이다. PRT시스템은 기존 대중교통수단 이외에도 승용차의 편리성을 갖추고 있으므로 늘어나는 교통수요와 환경 및 에너지 문제의 해결에도 적절히 대응할 수 있는 신교통시스템이다. 그동안 PRT시스템이 국내외적으로 상용화 사례가 없어 실제적인 지역을 대상으로 PRT의 건설 및 운영에 관한 기본연구 사례는 전무하다. 이에 본 논문에서는 신교통시스템으로서 PRT의 개념과 역할을 정립하고, 서울 난곡지역을 선정하여 PRT시스템의 적용가능성을 검토하였다. PRT 수요의 예측을 위해서 기존의 4단계 수요예측법이 아닌 축 분석법을 활용하는 방안을 제시하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제9권1호
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• pp.101-111
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• 2005

본 연구에서는 철근콘크리트의 압축부재에 배근되는 횡방향 철근의 구속효과와 축방향 철근비에 따른 탄성계수의 변화를 검토하였으며, 이를 바탕으로 철근비를 고려한 구조해석의 필요성을 제시하고자 하였다. 기존의 실험자료를 이용하여 철근콘크리트 압축부재에 대한 수정탄성계수 계산식을 제안하였다. 제안된 탄성계수를 적용한 구조물에 대한 해석을 실시하여 구조물의 거동에 어느 정도 영향을 미치는 파악하였는데, 철근비를 고려한 단면과 철근비를 고려하지 않은 단면에서 기둥과 보의 휨모멘트 크기에 상당한 차이가 발생함을 확인하였다. 풍하중 같은 횡방향 하중이 지배적인 경우에도 기둥의 철근비를 고려한 경우와 그렇지 않은 경우는 수평변위와 모멘트와 축력 등의 부재력에 큰 차이를 보였다. 따라서 철근콘크리트 구조물의 구조해석 시 현재 실무에서 일부 사용되는 방법에는 부재력의 과소평가 또는 과대평가의 가능성이 있으며, 이러한 문제점을 최소화하는 대안으로 본 연구에서 제시한 철근비를 고려한 수정탄성계수의 적용이 합리적인 것으로 판단된다.

• 한국산림과학회지
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• 제98권1호
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• pp.33-48
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• 2009

산림은 지구온난화의 주범이라 할 수 있는 이산화탄소를 광합성 작용을 통해 식생과 토양 등에 저장 할 수 있다. 또한, 산림에서 벌채된 나무는 부패되거나 연소되지 않는 한 장기적으로 이산화탄소를 저장할 수 있으며 벌채된 지역에서는 재조림을 통해 탄소흡수원을 확충할 수 있다. 산림은 증산작용을 통해 기온을 낮추는 등 미세기후 조절 역할로 지구기후시스템에 기여하고 있다. 이와 같은 이유로 지구 온난화를 줄이기 위해서 대기중에 방출된 온실가스의 흡수원으로서 산림이 필수적인 것으로 평가되어져 왔다. 이러한 측면에서 기후변화에 대한 지구 탄소 순환적응 프로그램을 확충하고 한국형 산림 모델로 발전 시키는 것은 매우 중요하다. 본 연구에서는 국외에서 개발한 여러 종류의 산림 부문 기후변화 영향 평가 모형을 비교 분석하여 우리나라 산림 생태 모형으로 적용할 수 있는지를 검토하였다. 또한, 모형별 입력 자료 확보 가능성을 기초로 구동 가능 모형을 선정하여 문제점을 파악한 후 대안을 도출하였다.

• 디자인학연구
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• 제17권3호
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• pp.441-448
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• 2004

유비쿼터스 컴퓨팅 환경이 보급되면서 모바일 기기는 인간과 주변 환경간의 인터페이스 기기로서, 사용자와 정보를 주고받는 휴대용 단말의 역할을 할 것으로 예상된다. 모바일 기기에서 정보 검색을 위해서는 네비게이션 외에 특정의 문자열을 포함하는 정보를 입력할 수 있어야 하므로, 제한된 크기와 면적 내에서 효율적인 문자입력 방식을 선택해야 한다. 기존 의 펜입력, 숫자 키패드에 의한 문자 조합 등의 입력방식은 사용자에게 불편을 주고 있다. 본 연구는 모바일 기기에서의 문자 입력을 위해 영상입력을 통한 가상키보드 방식을 제안하고자 하며, 기존 방법과의 비교를 통해 유효성을 검증하고자 한다. 이를 위해 영상입력을 통해 커서를 조작하는 가상 키보드 프로토타입을 제작하고 기존의 문자입력 방식과 비교하여 새로운 인터랙션 방법으로서의 적용 가능성을 검토한다. 본 연구에서 제시하는 방법은 휴대폰이나 PDA와 같은 소형 모바일 기기의 내장 카메라를 이용하여 문자 입력을 하기 위한 대안적 방법으로 활용이 가능하며, 문자 입력을 위한 하드웨어 부분을 제거함으로써 기존 제품보다 소형의 디자인이 가능할 것으로 기대된다. 한편, 영상입력을 통한 커서의 조작 방식은 컨텐츠에서의 네비게이션에도 적용할 수 있을 것으로 본다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2021년도 학술발표회
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• pp.191-191
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• 2021

최근 이상기후 및 기후변화에 의한 영향으로, 집중호우 및 대형호우 사상이 빈번하게 발생하고 이로 인한 홍수피해가 급증하고 있다. 지난 2020년 한반도 전역에서 발생한 호우사상은 56일간 지속된 최장기간 강우로 기록되었고, 일부 유역에 대해서 500년 빈도의 강우로 기록되기도 하였다. 이는 2020년 기준 치수시설물 설계기준 중 최상위 기준인 200년 빈도를 상회하는 대규모 호우사상으로, 기후위기에 따른 기존 치수대책의 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 기존 설계기준 산정을 위한 강우강도-지속기간-빈도 곡선(Intensity-Duration-Frequency curve, IDF curve) 작성 시 사용된 강우 빈도해석의 대안으로서 연초과확률을 이용한 IDF 곡선 산정을 제안하고자 한다. 기존 치수시설물 설계기준에서 활용되고 있는 강우 빈도해석의 경우 분포형의 종류에 따라서 극한사상에 대한 불확실성이 큰 문제를 가지고 있으며, 최상위 기준인 200년 빈도를 넘는 빈도에 대해서 산정된 값을 사용하기에는 어려움이 있다. 또한 통계학적 이론에 근거하여 산정되는 '빈도(Frequency)' 라는 개념의 의미는 발생가능성을 내포한 재현기간으로 명확한 반면, 관련 의사결정자 혹은 민간에서 받아들이는 의미는 발생주기 혹은 재발에 대한 보장기간 등으로 오해하는 경향이 있어, 혼란을 야기하고 있다. 따라서 설계기준 산정을 위한 IDF 곡선 작성시 빈도(Frequency)를 연강우량에 대한 초과확률인 연초과확률(Annual Exceedance Probability)에 근거하여 산정하여 보다 직관적인 설계기준을 제시하고자 한다. 또한 홍수피해 발생이력을 기준으로 대상지역을 선정하고, 기존 빈도(Frequency)에 근거한 IDF 곡선 및 설계기준과 연초과확률에 근거한 IDF 곡선 및 설계기준을 산정 및 비교하여 적용성을 평가하고, 효율적인 치수시설물의 설계기준을 제안하고자 한다.