• 화약ㆍ발파
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• 제26권2호
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• pp.11-19
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• 2008

지하구조물의 굴착을 위한 발파 충격과 굴착후 응력의 재분포에 의해 발생하는 암반 손상대(Excavation Damaged Zone, EDZ)의 발생은 구조물의 장기적 안정성 경제성 안전성에 영향을 미친다. 본 연구에서는 조절발파기법으로 굴착된 한국원자력연구원 내 지하처분연구시설에서 굴착 후 발생하는 손상대 규모 및 특성을 측정, 분석하였으며 이를 모델링에 적용하여 손상대가 터널의 역학적, 수리적 거동에 미치는 영향을 평가하고자 하였다. KURT에서의 손상대 현장시험을 통해 1.5m의 손상구간을 확인할 수 있었으며 Goodman jack 시험과 실험실 암석실험을 통해 암반의 물성은 발파전 물성에 비해 대체적으로 50% 정도 변화함을 알 수 있었다. 이러한 암반 손상대 크기와 물성변화를 모델링에 적용하여 수리-역학적 연동해석을 실시하였다. 손상받지 않은 구간에 비해 손상대의 변형계수는 50%감소하며 수리전도도는 1 order증가하는 것으로 가정하였다. 해석 결과 손싱대를 고려하는 경우 변위는 증가하고 응력은 감소하며 지하수 유입량은 약 20% 정도 증가하는 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제19권5호
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• pp.779-797
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• 2017

최근 도심지의 지상교통시설이 포화수준에 이르렀을 뿐만 아니라 증가하는 교통량으로 인한 교통난과 미세먼지 등의 대기환경 오염의 심화로 인하여 지하도로건설이 각광을 받고 있다. 지하도로건설은 도심지 교통난 해소와 더불어 친환경적인 도시설계가 가능하기 때문에 신설도로 뿐만 아니라 기존도로 역시 지하화 되어 가는 추세이다. 지하도로건설시 IC(분기점)와 JC(나들목) 역할을 수행하는 분기터널의 건설은 필수적이라 할 수 있다. 따라서 분기터널에 의한 기존터널의 영향분석은 필수적으로 고려해야한다. 본 연구에서는 분기터널 굴착 시 기존터널에 미치는 영향을 수치해석을 통해 분석하였다. 분기터널을 기존터널의 직하부를 기점으로 하여 시계방향으로 $45^{\circ}$간격으로 총 5가지의 경우를 설정하였으며, 각각의 경우에서 변위조절방법(Displacement Controlled Model)을 이용하여 지반손실률을 0.5%, 1.0% 그리고 1.5%을 적용하여 수치해석을 실시하였다. 그 결과, 지반손실률이 증가할수록 변위와 파괴범위, 그리고 안정성에 미치는 영향이 증가하는 것으로 나타났다. 또한 직하부에 위치한 분기터널이 가장 안정성에 취약한 것으로 확인 되었으며, 분기터널의 위치가 연직, 수평방향에 있을 경우보다 대각선방향에 위치할 경우가 변형과 라이닝 파괴 측면에서 불안정한 것으로 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권2호
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• pp.67-75
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• 2019

콘크리트 충전강관(Concrete Filled Steel Tube, 이하 CFT) 기둥에 사용되는 내다이아프램은 사용 강재량은 적으나 강관과 네 면을 용접해야 하므로 용접이 까다롭고 개구부가 필요한 단점을 가지고 있다. 본 연구에서 살펴보고자하는 개선 다이아프램은 콘크리트 충전을 위한 중앙부 홀을 4등분하여 각 코너부위를 절삭했다. 개선 다이아프램은 중앙부 홀의 넓이는 기존 다이아프램과 동일하지만 강관과 접하는 다이아프램의 폭이 감소하여 용접 길이가 기존 다이아프램 대비 약 70%가 감소된다. 개선 다이아프램의 인장성능을 검토하기 위하여 콘크리트 타설 홀의 반지름인 R값을 설계 변수로 3개의 실험체를 제작하였다. 단순 인장 실험을 통하여 내다이아프램에 동일 하중을 받았을 때 각 실험체의 면내 변형률을 분석하였다. 범용유한요소해석 프로그램을(ANSYS 19.2)를 사용하여 실제 단순 인장 실험과 동일한 조건으로 해석을 수행하고 개선 다이아프램과 기존 다이아프램의 하중 전달을 비교하였다. 다이아프램의 폭이 플랜지 폭과 같거나 작을 때는 다이아프램의 단부에서 부터 응력이 집중되고 플랜지 폭이 더 클 때는 중앙부에서 응력이 집중되는 것을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권4호
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• pp.19-42
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• 1999

도심지에 터널을 건설할 때는 설계ㆍ시공에 있어서 중요한 몇몇 고려 사항이 있다. 첫째는 특정한 지반조건과 시공조건에 대해서 지반변위의 크기와 분포를 예측하는 것이다. 두 번째는 예측된 지반거동에 상응하는 인접구조물들의 잠재적 손상을 평가하는 것이고, 셋째는 잠재적 손상이 예견되는 구조물에 대한 적절한 보강대책을 선정하는 것이다. 본 연구는 주로 첫 번째와 두 번째 단계의 문제를 해결하는데 주안점을 두고 있고 특히, 지상에 존재하는 건물의 기하학적 특성과 위치적 특성을 고려한 손상평가 방법에 연구의 초점을 두고 있다. 이를 위해서 도심지 터널 굴착 시 발생할 수 있는 지표침하 거동 예측 결과를 기반으로 예측할 수 있는 지상 건물의 손상평가 인자들(뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량, 수평변형률)을 도입하였고, 기존의 보수적인 해석 방법을 좀 더 발전시키기 위해서 지상에 존재하는 건물 벽체 각각에 대해서 분석할 수 있도록 이러한 인자들을 3차원적으로 표현할 수 있는 프로그램을 개발하였다. 또한, 건물의 기하학적, 위치적 특성 등의 변화에 대한 손상평가 인자들의 변화를 관찰하고, 실무에서 이러한 평가 결과를 활용할 수 있도록 가이드를 제시하고자 하였다. 한편, 국외의 몇몇 인접 건물에 대한 손상평가 사례와 본 연구에서 제안하고 있는 방법에 대한 비교 연구를 수행하여 현장에서 이를 활용할 수 있는 방법을 모색하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제15권5호
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• pp.81-98
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• 1999

도심지 터널 건설에 있어서 중요한 고려 사항중 하나가 지상 건물에 대한 터널 굴착의 영향을 평가하는 문제이다. 일반적으로 터널 굴착에 의한 지표침하로 인접구조물이 영향을 받기도 하지만 기존 인접구조물이 터널 굴착에 따른 지표침하에 영향을 미치기도 한다. 이러한 터널 굴착에 의한 기존 인접구조물의 침하억제 효과와 구조물 손상 평가인자의 감소효과를 규명하기 위해서 3차원 탄소성 유한요소해석을 수행하였다. 또한, 본 연구에서는 터널 굴착에 기인한 지반침하가 인접구조물에 미치는 영향과 인접구조물이 지표침하에 미치는 영향을 규명하기 위해서 총 162개의 2차원 탄소성 유한요소 모델을 설정하고, 매개변수 변환연구를 수행하였다. 본 연구에서는 구조물의 폭과 구조물의 축강성 및 휨강성, 구조물의 위치, 터널 심도 등을 고려하였다. 그리고, 구조물과 지반침하의 상호작용을 표현하기 위해서 구조물의 손상평가 인자인 뒤틈각(angular distortion), 처짐비(deflection ratio), 건물의 최대침하량, 부등침하량 및 수평변형률 등의 변화를 관찰하였다. 한편, 지반의 강성과 구조물의 축, 휨강성을 대표할 수 있는 상대 강성비를 도입함으로써 터널 설계자가 활용할 수 있는 도표를 제시하였고, 구조물을 고려하지 않은 상태에서의 greenfield 지표침하 트라프를 수정할 수 있는 보정계수(modification factor) 개념을 도입하였다. 본 연구에서는 구조물과 지표침하와의 상호 간섭효과에 의한 지표침하의 억제와 인접구조물 손상평가 인자들의 감소효과를 고려할 수 있도록 하기 위해서 설계 단계에서 보정계수를 활용한 인접구조물의 합리적인 손상평가방법을 제안하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제8권1호
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• pp.33-40
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• 2009

본 논문에서는 도로를 보강하는 토목섬유 중 지오셀을 이용하였을 때의 보강효과를 알아보기 위해서 실내시험과 현장시험을 실시하였다. 실내 시험은 실대형 직접전단시험기와 모형토조 직접전단시험기를 이용하여 수직응력에 따른 전단응력 곡선을 산정하고 이를 통해 지오셀이 점착력과 내부마찰각을 증가하는 효과를 볼 수 있었다. 실내시험의 결과값을 Terzaghi 공식과 Meyerhof의 공식을 이용하여 극한지지력값을 계산하고 현장시험에서 확인한 극한 지지력값과 비교하여 지오셀의 보강효과를 확인하였다. 분석결과, 직접전단시험을 통해 지오셀의 보강효과가 내부마찰각의 증가에 영향을 미치는 것을 확인하였다. 또한 셀의 개수가 커질수록 내부마찰각이 커짐을 확인하여 보강면적이 넓을수록 보강효과가 증가하는 것으로 나타났다. 지지력에 미치는 영향요소중 내부마찰각을 증가시키는 지오셀을 도로저부에 시공할 경우 내부마찰각의 증가로 지지력 또한 증가하는 것을 확인하였으며, 평판재하시험의 결과값을 통해 지오셀보강이 극한지지력값의 증가효과에 2배정도의 보강효과를 확인하였다. 수치해석을 통해 변형의 분포와 침하량을 확인한 결과, 침하량은 지오셀에 의해 줄어드는 결과를 보여 침하에 대한 보강효과를 확인하였다.

• 농업과학연구
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• 제30권2호
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• pp.175-183
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• 2003

본 연구에서는 청과물 포장설계시 중요한 자료가 되는 청과물의 공진 주파수 및 정점가속도 등의 진동특성을 분석하기 위하여 실험적 방법을 적용하였으며, 그 결과를 요약하면 다음과 같다. 1. 청과물의 진동특성을 분석할 수 있는 실험장치를 구성하였으며, 장치의 제어와 계측을 위한 컴퓨터 프로그램을 개발하였다. 2. 공시된 배의 공진 주파수는 약 64.5~72.2Hz 범위이었으며, 정점가속도는 약 1.78~2.21G-rms 범위이었다. 3. 공시된 배의 공진 주파수 및 정점 가속도는 배의 질량과 체적이 증가함에 따라 감소하는 것으로 판단되었다. 4. 배의 공진 주파수 및 정점 가속도와 기계적 특성들간에는 생물체항복변형량(BD) 및 극한변형량(RD)을 제외하고는 상관관계가 매우 낮은 것으로 분석되었다. 5. 본 실험의 목적은 과실의 공진 주파수를 구명하는 것으로 이 결과는 배의 운송 시 차량의 입력주파수와 배의 공진 주파수가 일치되어 공진으로 급격하게 가속도가 증가되는 것을 방지함으로써 충격에 의한 손상을 줄이는데 활용될 수 있을 것이다.

• 감성과학
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• 제13권2호
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• pp.391-402
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• 2010

전기방사한 나노섬유 웹은 가는 섬유직경과 수많은 미세공극 구조로 인해 우수한 투습성 및 차단 성능을 나타내며, 초박막 초경량의 특성을 갖는다. 이러한 특성 때문에 새로운 투습방수 소재로서 전기방사한 나노섬유 웹을 이용하고자 하는 시도가 이루어지고 있으며, 본 연구에서는 나노섬유 웹 처리소재의 역학적 특성을 측정하고 이를 기존 투습방수 소재와 비교함으로써 기능적 성능과 더불어 감성적 성능을 만족시키는 새로운 투습방수 소재 개발을 위한 기초자료를 제시하고자 하였다. 실험실 제작(lab-scale) 나노섬유 웹과 대량생산(commercial) 나노섬유 웹을 이용하여 웹 밀도와 기반 직물, 적층 구조, 라미네이팅 여부 등에 차이를 두어 다양한 전기방사 나노섬유 웹 처리소재를 제작하였다. 이들 시료에 대해 KES-FB system을 이용하여 역학적 특성을 평가하고, 이를 기존 투습방수 소재인 고밀도 직물, PTFE 라미네이팅 직물, PU 코팅 직물의 역학적 특성치와 비교하였다. 연구 결과, 실험실에서 제작한 나노섬유 웹 처리소재는 부피감이 있으면서 유연하였고, 대량생산된 나노섬유 웹을 라미네이팅한 소재는 신장 변형이 적은, 치밀한 구조의 소재인 것으로 나타났다. 또한 고밀도 직물과 실험실 제작 나노섬유 웹 처리소재는 낮은 인장선형성과 굽힘강성, 전단강성으로 유사한 거동을 나타내어, 기존 PU 코팅이나 PTFE 라미네이팅 직물에 비해 뻣뻣함이 덜하면서 유연하고 부드러운 태를 가지는 것으로 해석되었다. 따라서 전기방사 나노섬유 웹 처리소재가 일정 수준의 방수성을 확보한다면 기능적 성능과 감성적 성능을 모두 충족시키는 새로운 투습방수 소재로 이용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.50-61
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• 2000

터널의 갱구부는 터널에서 3차원 거동을 가장 뚜렷하게 보이는 부분이며 대체로 풍화가 진행되어 거의 토사화되어 있는 취약한 암반에 시공됨에 따라 비탈면은 잠재적인 활동체가 되게 된다. 터널 갱구부 비탈면에서 안정에 위해되는 요인이 발생했을 경우 파괴가 급속히 진행되어 대형사고로 이어질수 있으므로 특별한 안정화 대책이 필요하여 경제적으로 큰 부담이 된다. 이를 해결하기 위한 방안으로 갱구부 비탈면을 수평 아치형으로 굴착하게 되면 굴착량이 줄어서 경제적이고 자연훼손이 줄어들며 보다 안전하고 아름다운 형상을 기대할 수 있다. 그러나 인식부족으로 인하여 이와 같은 시도는 거의 이루어지지 않고 있어서 면벽식 갱구부가 보편화 되어 있는 실정이다. 본 연구에서는 아치형 갱구부 비탈면의 이점을 알아보기 위하여 3차원 수치해석을 ㄷ형과 아치형 비탈면에 대하여 각각 수행하여 그 결과를 서로 비교하였으며 터널 굴진과 암반강성에 따른 갱구부 비탈면의 안정성은 비탈면에서 발생되는 최대전단변형율과 막장면에서 터널굴진에 따른 소성접근도를 분석하여 검토하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권1호
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• pp.1-8
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• 2017

댐 변위 모니터링은 댐의 안전성을 위협하는 영향을 파악하여 댐과 관련된 붕괴사고를 사전에 방지하고, 댐을 안전하게 운영하고 유지 관리하는데 중요한 항목으로 사용되고 있다. 하지만, 기존 변위계측 분석 결과 원인불명의 변위가 발생하여 정확한 댐 거동 해석을 저해하고 있다. 본 연구에서는 광파기(Total Station) 기반 댐의 변위계측의 신뢰성 개선을 위해 그 보정방법을 제안하였다. 현재까지의 광파기에 의한 변형 모니터링은 기준점(2~3개소)과 광파기가 설치된 기계점 위치를 초기에 측량하여 불변으로 간주하였고, 측량과정에서 중요한 변위 산정요소가 되는 기준 수평 수직각은 고려하지 않고 측량을 실시하였다. 본 연구에서는 실제 댐 변위 계측시 기준점 측량을 통해 광파기의 위치 변화 및 기준 수평 수직각의 변화를 관측하였다. 그 결과 오차발생의 가장 큰 원인은 광파기 위치 변화와 댐 변위량 계산에 중요한 항목인 기준 수평 및 수직각임이 밝혀졌다. 또한, 이를 보정한 결과 최대 변위 20mm에서 약 ${\pm}5mm$로 감소하였다.