• 한국산림과학회지
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• 제108권4호
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• pp.582-591
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• 2019

본 연구는 산림작업로의 사용이후에 존치시켜 지속적으로 활용하기 위하여 필요한 저비용 구조의 간이 사면안정구 조물을 개발하고, 그 시공효과를 살펴보고자 실시하였다. 국립산림과학원 산림기술경영연구소 관내에 시설된 산림작업로의 성토사면에 안정구조물을 시공하였다. 성토사면 간이 안정구조물에 대하여 차량의 통행으로 인한 노면 침하량 및 지지력 분석을 실시하였고, 모든 사면안정구조물에 대해서는 차량통행으로 인한 안정구조물의 변위량을 측정하여 안정성을 판정하였다. 성토사면 간이 사면안정구조물을 대상으로 한 소운재 차량(총 중량 17톤)을 최대 100회(목재운송량 780 ㎥)까지 통행 후 운송횟수별 노면의 지지력과 침하량을 분석한 결과, 안정처리공법별로 노면의 침하량은 최대 150 mm 이하로 양호한 것으로 나타났으나, 노면지지력의 효과는 크게 없는 것으로 나타났다. 또한, 안정구조물의 안정성을 평가한 결과, 뿌리쌓기 공법에서 안정성이 다소 낮았으나, 대체로 모든 구조물의 평균 변위량이 약 20 mm이하로 구조적 안정성에는 큰 문제가 없는 것으로 나타났다. 이와 같이 목재생산 이후에 존치되는 산림작업로를 대상으로 간이한 사면안정구조물을 적용한다면 효율적 목재생산이 가능할 뿐만 아니라, 부족한 임도를 보완할 수 있는 영구적인 생산기반시설로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 대한용접접합학회:학술대회논문집
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• 대한용접접합학회 2009년 추계학술발표대회
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• pp.121-121
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• 2009

자동차는 코너 주행 시 In-corner와 Out-corner 의 바퀴 궤적이 달라지므로, 특별한 장치가 없이 좌우 구동 측의 바퀴가 같은 속도로 회전을 하게 되면 정상적인 주행이 불가능하다. 따라서 정상적인 코너 주행이 가능 하려면, 코너 안쪽 바퀴보다 바깥쪽 바퀴가 더 빨리 회전해야 하며 이러한 회전 차를 보상받지 못할 경우 바깥쪽 바퀴가 끌리는 현상이 발생하는데 이를 방지하기 위해 디퍼렌셜 기어가 필요하다. 현재 디퍼렌셜 기어는 디퍼렌셜 케이스와 링기어를 볼트로 체결하는 조립 공법을 통해 생산되고 있다. 하지만 볼트 체결 공법은 조립을 위한 볼트와 볼트 체결을 위한 플랜지와 볼팅을 위한 홀을 가공하는 공정이 필요하기 때문에 재료비 절감 및 생산 효율 향상에 매우 불리하고 볼트체결을 위한 부분 때문에 불필요한 무게가 증가하게 된다. 따라서 본 연구에서는 이러한 기계적 체결 방식을 레이저 용접 방식으로 대체하여 재료비를 절감하고 무게 저감을 통해 주행성능을 향상시키고자 하였다. 링기어의 소재는 침탄처리강(SCM420H)이며 디퍼렌셜 케이스의 소재는 주철(GCD500)을 사용하고 있다. 주철은 용접시 용접부와 열영향부에서 마르텐사이트 조직과 레데브라이트, 시멘타이트 조직이 생성되며 고탄소 모재의 탄소 확산으로 인한 부분 혼합영역에서 탄소 합금이 생성되어 균열이 발생하는 등 용접성이 매우 좋지 않은 것으로 알려져 있다. 이러한 주철의 난용접성을 해결하는 방법으로는 고탄소 모재 용접시 발생하는 탄소의 확산을 억제하거나 예열이나 후열 처리를 통한 냉각 속도의 제어하는 방법과 오스테나이트 안정화 원소를 첨가한 필러와이어를 사용하여 용접시 마르텐사이트와 시멘타이트의 성장을 방해하는 방법 등이 이용되고 있다. 본 연구에서는 예열처리나 후열처리를 통한 주철의 용접법은 대량 생산을 통한 원가절감을 노리는 자동차 업계의 특성에 비추어 볼 때 비용이나 프로세스 구성 면에서 적용하는 것이 어려울 것이라 판단하여 Ni-base filler metal을 통한 주철의 용접법을 선택하였고 그 결과 실차에 적용하기 위한 비틀림 강성 테스트나 내구 테스트는 통과하였으나 NVH 테스트 결과 볼팅 체결 방식에 비하여 소음이 커지는 문제가 발생하고 링기어의 HAZ부가 고경화 되는 문제가 발생하였다. 때문에 용입깊이를 초기 시제품인 5mm에서 4mm로 변경시켜 입열량 감소 및 용접변형을 줄여 소음 문제를 해결하고자 하였으며 링기어의 침탄층을 1mm 절삭하여 링기어 HAZ부의 고경화 문제를 해결하고자 하였다. 이러한 용접 구조 변경이 용접변형 및 강성과 피로에 미치는 영향력을 알아보고자 용접 및 열처리 상용 소프트웨어인 SYSWELD, 구조해석 상용소프트웨어인 NX_NASTRAN, 피로 해석 상용 소프트웨어인 FEMFAT을 이용하여 시뮬레이션 하였고 실제 구조 변경한 용접 시제품과 비교, 분석하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제18권6호
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• pp.543-551
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• 2015

급속경화궤도는 자갈궤도를 콘크리트궤도로 개량하는 공법으로서 야간 차단시간에 공사가 이루어지기 때문에 시공속도를 충분히 확보하는 것이 중요하다. 시공시간의 대부분은 자갈을 철거하고 재포설하는 과정에 소요되는데 도상자갈을 교체하지 않는 무교환방식이 적용 가능하다면, 시공시간 및 공사비를 대폭적으로 절감할 수 있다. 본 논문에서는 도상자갈 무교환방식의 급속경화궤도공법을 개발하기 위하여 침투성이 매우 높은 대체 충전재를 제시하고 재료의 공극조건을 고려하여 층별로 분리주입하는 시공방식을 도입하였다. 분리주입은 공극률이 높은 상부도상층과 공극률이 낮은 하부 혼입층에 최적화된 재료를 분리 주입하여 필요한 소요강도를 확보할 수 있다. 이를 달성하기 위하여 우선적으로 도상자갈의 크기, 분포도, 형상에 따른 공극률, 공극의 크기, 유효길이, 비틀림도, 침투성에 따른 충전재의 유동학적 해석을 통하여 최적의 충전재를 설계하고자 하였다. 하부 혼입층에 충전되는 1차 충전재료는 세립화 도상의 충전성과 부착력을 확보할 수 있는 폴리머계 재료를 도입하였으며, 상부 도상층에 충전되는 2차 충전재는 상온 반응성 마그네시아-포스페이트(MPC, Magnesium-Phosphate Ceramic)를 도입하였다. 선정재료 및 구조에 대한 역학시험 결과, 기존 급속경화궤도에 준하는 성능을 확인하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권1호
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• pp.79-94
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• 2022

도심지 포화 상태로 인한 지하공간 개발의 일환으로 터널 건설의 수요가 증가하고 있다. 쉴드 TBM 공법은 진동과 소음을 최소화하며 굴착과 동시에 지반 변형을 최소화하는 공법으로, 국내 도심지 터널 시공은 대체로 쉴드 TBM이 적용되고 있다. 도심지 지반침하 예측의 중요성은 나날이 증가하고 있으며 쉴드 TBM 시공의 경우 지반 변형을 최소화 하지만 터널굴착에 의한 지반침하는 필연적으로 발생한다. 따라서 본 연구에서는 도심지 적용성이 높은 쉴드 TBM과 지반침하와의 상관성을 분석하여 지반침하에 주요한 영향을 미치는 쉴드 TBM 시공인자를 제시하고자 한다. 실제 현장에서 수집한 쉴드 TBM 시공데이터와 지반침하 계측데이터 간 상관관계 분석을 수행하였으며, 상관성 정도를 상관계수 "r"로 표현하였다. 그 결과 지반침하에 영향을 미치는 쉴드 TBM 주요 시공인자는 추력(Thrust force), 토크(Torque), 챔버압(Chamber pressure), 뒷채움압(Backfill pressure), 배토량(Muck discharge)으로 나타났다. 본 연구 결과를 통해 향후 쉴드 TBM 운용 시 지반침하를 사전에 예측 및 제어 할 수 있도록 주요 시공데이터에 대한 판단 기준 제시에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제21권4호
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• pp.30-38
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• 2017

최근 거푸집 작업과 철근 배근 공정을 생략하여 공정의 단순화를 통한 공기단축 합성 슬래브 시스템의 개발 연구가 진행 중이다. 이 연구에서는 구조용 데크플레이트를 활용하여 거푸집 및 인장철근의 배근을 대체하고 강섬유보강 콘크리트를 사용하여 온도철근의 역할을 대체하는 단순슬래브 시스템의 장기거동을 평가하는 것이 목적이다. 구조용 데크플레이트를 활용하는 기존 합성슬래브 공법은 건조수축에 의한 균열 제어를 위해 용접 철망을 배근하는 것이 일반적이나, 이는 균열을 억제하는 데 효과적이지 못한 것으로 선행연구들에서 지적되었다. 본 연구에서는, 일반적인 건축물의 하중 조건으로 제작 된 연속 두 경간을 갖는 강섬유보강 데크플레이트 슬래브의 장기적인 균열 및 처짐 거동을 평가하도록 하였다. 실험 결과, 실험체의 비 내력부에서는 장기균열의 개수 및 폭이 현저하게 감소하는 것으로 나타나 강섬유보강 콘크리트의 건조수축과 균열 제어 성능이 우수한 것으로 평가되었으며, 처짐량도 강섬유보강 데크플레이트 슬래브가 우수한 것을 확인하였다. 다만, 부모멘트가 작용되는 슬래브 연속단부에서는 사용하중 단계에서 균열폭을 제어하고 하중 제거 시 처짐을 회복하기 위한 디테일의 적용이 필요한 것으로 분석되었다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제12권9호
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• pp.13-20
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• 2011

산지가 많은 우리나라는 도로 및 철도건설을 위해 사면을 형성하는 구간이 많고, 사계절의 뚜렷한 차이로 인해 해빙기에 암블록의 이완현상 발생과 연평균 강우량의 2/3 정도가 여름철에 집중 발생되는 기후특성이 있으며, 최근 기상이변에 따른 집중호우 등으로 낙석 및 산사태와 같은 도로절개면 붕괴사고가 잦은 편이며, 해마다 장마철이 되면 이와 관련된 사고소식을 매스컴을 통해 쉽게 접할 수 있다. 낙석 발생 시 인명과 재산 피해를 최소화하기 위하여 절개지에 대한 보강공법의 개발 및 현장 적용성에 대한 연구 등이 활발히 이루어지고 있지 않는 실정으로 이에 대한 연구의 필요성이 부각되고 있다. 특히 낙석방지망의 부분적 취약점(일체화가 되지 못함)으로 인해 낙석방지망이 충분한 지지능력을 발휘하지 못하는 문제가 발생됨에 따라 국내에서도 보다 높은 낙석에너지를 지지할 수 있는 낙석방지망에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다. 이에 본 연구에서는 낙석방지망의 대체재료로서 팽창메탈의 적용성을 실험적으로 검증하고, 그 특성에 관해 연구해 보고자 하였다. 시험결과 팽창메탈은 우수한 강도와 일체화된 재료특성으로 기존 PVC망에 비해 최대지지하중이 높게 나타났으며, 현장시험의 흡수가능에너지 또한 높게 나타나 낙석방지망의 대체재료로서 활용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.209-222
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• 2024

토압식(Earth Pressure Balance) 쉴드 TBM (Tunnel Boring Machine)은 기계화 터널 굴착 공법 중 이수식(Slurry) 쉴드 TBM에 비하여 슬러리 처리 시설을 필요하지 않아 설비가 간단하고 진동과 소음이 적어 최근에 터널 시공에 널리 사용되고 있다. 토압식 쉴드 TBM으로 터널 굴착 시 첨가제를 활용하여 굴착토 물성을 개선하는 쏘일 컨디셔닝(soil conditioning) 기법을 적용하며, 이를 통해 토압식 쉴드 TBM을 적용할 수 있는 지반의 범위를 확장할 수 있다. 본 연구에서는 쏘일 컨디셔닝을 위한 첨가제로 주로 사용되는 폴리머를 대체할 수 있는 바이오폴리머(biopolymer)의 일종인 잔탄검(xanthan gum)의 적용성을 검토하였다. 바이오폴리머란 생물학적 기원으로 생성된 폴리머로써 모두 생분해가 가능하다. 환경에 유해한 성분을 함유하고 있는 일반 폴리머(폴리아크릴산계 폴리머)와 달리 잔탄검은 유독성이 거의 없고 환경에 미치는 영향이 적어 친환경 소재로 각광받고 있다. 슬럼프 시험을 통해 유사한 워커빌리티(workability)를 보이는 시험조건을 선정하고, 실내 가압 베인전단 시험을 통해 유동학적(rheological) 특성을 평가하였다. 유사한 슬럼프 값을 보이더라도 잔탄검의 함유량이 증가할수록 유동곡선(flow curve)상에 첨두강도가 감소하는 경향이 나타났으며, 이를 통해 잔탄검 함량과 첨두강도 사이의 상관관계를 도출하였다. 일반 폴리머를 잔탄검으로 대체한다면 환경친화적이라는 장점과 더불어 장비 부하를 감소시켜 안정적인 TBM 운용이 가능할 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.243-252
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• 2019

최근 지하공간의 활용도가 높아짐에 따라 지하굴착의 수요가 증가하는 추세에 있다. 본 연구에서는 기존의 주열식 흙막이 말뚝공법의 문제점을 크게 개선하면서 향후 도심지에서 30m 이상의 대심도 지반 굴착시 발생 가능한 지반함몰 및 주변지반의 영향을 최소화할 수 있는 흙막이 CS-H 벽체의 개발 및 안정성 평가를 위하여 지반 신소재를 이용한 콘크리트 배합을 실시하였다. 지반신소재 벽체 재료로는 강섬유, 합성섬유, 유리섬유의 섬유보강재 배합과 풍쇄슬래그, 페로니켈의 잔골재 대체재를 선택하여 배합시험을 실시하였다. 또한 각 배합별 적절한 배합비를 선정하기 위하여 슬럼프시험, 압축강도 및 탄성계수, 휨강도, 할렬인장강도, 삼축투수 시험을 수행하였다. 시험결과 개발하고자 하는 CS-H 벽체에서 강섬유 배합조건의 시험값이 다른 기준값에 비해 매우 우수한 결과를 나타내어 가장 적합한 것으로 평가되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권1D호
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• pp.41-49
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• 2012

정보기술 중에서 오랫동안 제조업 분야에서 군림해왔던 바코드 기술을 대체하고 있는 RFID 기술은 제조업뿐만 아니라 국방, 물류, 운동, 건설 등 산업 전반에서의 그 활용 효과가 입증되고 있다. 건설 분야에서도 건축을 중심으로 RFID를 적용하려는 연구들이 계속되고 있지만 단순 공종 또는 자재관리용도의 실험적 적용이 대부분이었다. 이에 본 연구에서는 대표적인 토목공사인 터널공사의 NATM 공법에 대하여 5개 시공 프로세스의 사이클 타임 분석을 목적으로 시공단계별 RFID 적용 방법론을 제시하였고, 실제 현장 적용을 통해 방법론을 검증하였다. 이로써 각 시공단계에서 RFID를 통해 실측 정보를 제공함으로써 향후 공정율 예측 및 후속공종 계획 수립시에 효과적으로 활용될 수 있으며, 토목분야에서의 RFID 현장 적용성을 확대하는 시도가 될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권10호
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• pp.85-97
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• 2005

보강토 구조물은 그동안의 다양한 분야에서의 적용을 통해 기존의 옹벽구조물의 대체 공법으로서 그 적용성을 인정받고 있다. 최근 들어 교대 및 철도 시설 등에 적용됨에 따라 단기적인 안정성 이외에 장기적으로 지속하중 혹은 반복하중에 노출됨에 따른 장기거동에 대한 연구의 필요성이 높아가고 있다. 본 연구에서는 이러한 연구의 필요성에 근거하여 보강토체에 발생할 수 있는 장기변형 특성 고찰에 주안점을 두고 우리나라에서 생산되는 지오그리드와 화강풍화토로 형성된 보강토에 대한 지속하중 혹은 반복하중 등 다양한 하중이력에 대한 보강토 구조물의 장기 변형 특성 메카니즘을 평면변형압축(plane strain compression; PSC)시험을 통해 고찰하였다. 그 결과 보강토의 시간 의존적 압축변형은 보강토체에 작용하는 하중 특성뿐만 아니라 보강재의 역학적 특성에도 많은 영향을 받는 것으로 나타났으며, 선행하중을 작용함으로써 시간 의존적 잔류변형을 제어할 수 있는 것으로 분석되었다.