• 대한토목학회논문집
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• 제32권4C호
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• pp.129-137
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• 2012

최근 도심지에서 터널이 인접하여 시공하는 사례가 흔해지면서 특수하게 신설터널과 기존터널이 교차되는 터널들에 관한 설계 및 시공에 관한 연구들이 속속들이 발표되고 있다. 터널이 상호 교차되어 시공될 경우 기존터널에 영향을 미치는 주요인자로는 터널 간 이격거리, 상대적인 위치 관계, 신설터널의 크기, 신설터널의 시공방법 지형 및 지질조건, 기존터널 라이닝 구조와 건전도 등이 영향을 미친다고 보고되고 있다. 본 연구에서는 실내모형 실험을 통하여 신설터널 굴착에 따른 기존터널의 종방향 침하 경향 분석 및 신설터널의 상 하 위치변동에 따른 기존터널의 종방향 침하 경향 비교 분석하였다. 또한, 교차부에서 신설터널 굴착에 따른 기존터널의 변위 분포에 관한 경향 분석 및 기존터널의 변형률 분포 경향을 분석하였다. 연구결과 신설터널이 기존터널 하부를 통과하는 경우 터널직경의 기준으로 좌우측 각각 1D 이내의 보강영역이 필요한 것으로 분석되었고, 신설터널과 기존터널의 교차부에서는 신설터널의 굴착 영향이 기존터널에 먼저 미치는 영역부터 보강을 실시하여야 할 것으로 판단된다.

• 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.

• 한국수자원학회논문집
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• 제47권5호
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• pp.459-468
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• 2014

수제는 일반적으로 하천에서의 흐름 방향과 유속을 제어하여 하안 또는 제방을 유수에 의한 침식작용으로부터 보호하기 위한 목적으로 설치될 뿐만 아니라 운하의 운영을 위한 충분한 수심 확보 목적으로도 이용된다. 특히 하천복원 및 자연하천 정비에 대한 관심이 커지면서 수제는 국부적인 흐름제어와 수중서식처 조성을 위한 주요 수공구조물로 제시되고 있다. 수제는 단일구조물로 설치되는 경우보다는 군수제의 형태로 설치되어 지는데 군수제의 경우 설치간격에 따라 수제역내 흐름이 다양하게 변화하기 때문에 수제간격은 군수제 설계에 있어서 가장 중요한 설계인자라 할 수 있다. 본 연구에서는 설치간격에 따라 다양하게 변화되는 수제주변 및 수제역내 흐름에 대한 검토를 통해 상향수제를 대상으로 수제설치에 따른 적절한 간격을 제시하고자 하였다. 이를 위해 주흐름영역과 재순환영역으로 구분하여 수제주변에서 발생하는 흐름을 대상으로 검토하였다. 주흐름영역은 통수능 저감으로 인해 증가된 유속이 하상안정성에 영향을 미치는 인자로 설치간격에 따른 최대유속의 변화에 대하여 검토하였다. 수제역내 재순환흐름은 수제역내 세굴 및 퇴적에 영향을 미치는 요소로서 수제역내 흐름 및 제방의 안정성에 문제를 야기시킬 수 있다. 재순환영역은 회전류의 규모와 제방부 안정성에 영향을 미치는 제방주변에서의 흐름에 대하여 분석하였으며, 수제역내 발생하는 회전류의 중심점 위치변화에 대한 비교검토를 수행하였다. 결과를 종합적으로 검토한 결과 상향수제설치에 따른 유속저감, 하상안정성확보, 수제역내역류로 인한 제방안정성 확보 등을 고려하였을 때 적절한 설치간격은 최소 4배에서 최대 6배 이내로 설치할 것을 제안하고자 한다.

• Korean Chemical Engineering Research
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• 제44권1호
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• pp.73-80
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• 2006

본 연구에서는 제대혈 유래의 조혈줄기세포를 효과적으로 배양하기 위한 선행 연구로서 세포 배양 환경에 따른 조혈줄기세포 증식능의 변화를 관찰하였다. 제대혈의 단핵구 세포에서 분리한 $CD34^+$ 세포를 성장인자 조성-I(이하, coc-I) (EPO, GM-CSF, SCF, IL-3) 및 성장인자 조성-II(이하, coc-II) (TPO, G-CSF, SCF, IL-6, Flt3/Flk-2 ligand)가 포함되어 있는 IMDM(Iscove's modified Dulbecco's medium) 및 무혈청 배지(serum free media, SFM)에서 배양하였으며, 우태아혈청(FBS)의 첨가 영향, 2차원 및 3차원 배양 후 각 조건에서의 세포 증식 및 콜로니 형성능을 비교하였다. 일반적으로 coc-I에서의 세포 증식 및 콜로니 증식이 coc-II에서보다 높았다. 3차원 배양(methocult)에서는 가장 높은 세포 증식($2,258{\pm}456$배)을 나타냈으며, 같은 조성의 2차원 배양(IMDM + coc-I + FBS)에서는 가장 높은 콜로니 증식(BFU-E: $652{\pm}19$, CFU-GM: $520{\pm}58$, CFU-GEMM: $339{\pm}100$배)이 나타났다. 배지를 기준으로 보면, coc-II 조성에 우태아혈청이 포함되지 않은 경우를 제외한 모든 경우에서 세포 증식 및 콜로니 증식이 무혈청 배지에서보다 IMDM에서 높았다. 결론적으로, 모든 배양 조건 중에서 'IMDM + coc-I + FBS' 및 'IMDM + coc-I'에서 가장 좋은 콜로니 증식을 보였으며, 우태아혈청의 첨가 및 2차원 배양 조건이 콜로니 증식에 더 효과적인 것으로 확인되었다. 본 연구 결과는 앞으로 조혈줄기세포의 체외 증식에 필요한 공정개발이나 생물반응기 설계에 유용한 정보를 제공할 수 있을 것으로 사료된다.

• Ecology and Resilient Infrastructure
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• 제8권1호
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• pp.44-53
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• 2021

급격한 도시화로 인하여 도심지의 불투수 면적의 증가와 기후변화로 인한 국지성 집중호우로 인하여 기존 배수시설로 구성된 도시지역의 홍수 방어능력이 취약하게 되었다. 이와 같이 도심지의 우수 유출량이 증대되고 유출 양상이 변화되고 있는 다양한 도시지역에서의 원활한 내수배제를 위해서는 우수관거의 용량 증대 및 단순 지하 저류조의 설치가 아닌 기존 배수시설과 연계가 가능하면서도 배수가 용이한 형태의 간선저류지의 설치가 필요하다. 본 연구에서는 기존의 우수관거를 연계한 저류시설인 간선저류지 개념을 적용하고 유역 형상이 변화된 가상유역을 선정하여 간선저류지의 특성인자들과 설계를 위한 매개변수들의 관계를 분석하고 저류지의 설치위치 및 용량에 따른 우수유출저감효과를 검토하였다. 또한 여수 도원지구를 대상으로 간선저류지 설치위치 및 용량에 따른 관계를 검증하고 기존의 우수유출 저감시설과 간선저류지 설치에 따른 내수침수 저감효과를 비교 및 분석하였다. 간선저류지 적용에 따른 내수침수 저감효과를 분석한 결과, 간선저류지 설치에 따라서 침수면적이 약 66.5% 정도 감소하는 것으로 나타났으므로 본 연구에서 제시한 간선저류지는 도시지역의 내수침수를 저감시키는 데에 효과가 있는 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권11호
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• pp.541-549
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• 2018

본 연구에서는 국내 화물 및 여객차량들을 견인하는 디젤전기 기관차의 제동에 따른 동적 거동을 분석하기 위하여 제동장치에 영향을 미치는 마찰계수, 제동압력, 주행저항 등을 시험하였다. 마찰계수는 UIC 541-4를 참고로 Dynamo 시험을 수행하였으며 시험결과는 다변량 회귀분석을 통해 제동하중, 제동초기 속도와의 관계를 분석하여 제시하였다. 제동압력은 상용제동과 비상제동으로 구분하였으며, 제동밸브와 배관의 특성을 반영하기 위하여 시간에 따른 제동압력 변화를 대상 차량에서 측정하였다. 차량에 작용하는 외력을 반영하기 위하여 EN 14067-4의 타행시험을 수행하고 2차 다항식 형태의 주행저항을 제시하였다. 도출한 주행저항을 동일 차종에 대하여 각 국가별로 사용하고 있는 주행저항들과 비교하였다. 차량의 재원, 마찰계수, 제동압력, 주행저항을 바탕으로 직선 평탄 선로를 주행하는 디젤전기기관차의 동적 거동을 EN 14531-1에서 제시된 시간적분을 이용하여 해석하였다. 해석 결과는 상용제동과 비상제동에 대하여 각각 차량의 속도이력 시험결과와 비교 검증하였으며 상당히 합리적인 결과를 도출하였다. 본 연구의 결과들은 철도차량들을 연결하여 운행하는 열차의 동적 거동해석에 활용할 수 있을 뿐 아니라 차량 설계에서 제동에 영향을 미치는 다양한 파라미터들을 분석하고 성능향상의 기초자료로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제14권12호
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• pp.23-30
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• 2013

비동결된 지반에서의 말뚝기초 지지력은 주면마찰력과 선단지지력에 의해 지배되는 것과 달리 동토지역에서의 말뚝기초지지력은 일반적으로 주면마찰력에 의해 지배된다. 동토지역에서 말뚝기초와 동결토 사이 접촉면에서 발현하는 주면마찰력은 동착강도로 정의하며, 동착강도는 동토지역 말뚝기초의 설계 지배정수로 알려져 있다. 동토지역에서 말뚝기초의 지지력을 지배하는 설계정수인 동착강도 특성을 분석하기 위하여 지난 50여 년 동안 많은 연구가 수행되었으며, 현재에도 활발히 연구가 수행 중에 있다. 하지만 동착강도의 경우 토사의 물성특성, 말뚝표면의 거칠기 및 외부적인 시험조건에 의하여 민감하게 반응하는 것으로 알려져 있어 현재까지 진행된 많은 연구들은 제한된 영향인자를 고려하여 수행되었다. 본 연구에서는 동결온도 및 수직응력 조건에 따른 동착강도 특성을 분석하기 위하여 대형 냉동챔버 내에서 직접전단시험을 수행하였으며, 시험결과를 바탕으로 기존에 동일한 조건으로 측정된 동결토 전단강도와 상관관계를 분석하였다. 또한, 향후 동결토 전단강도를 활용하여 동착강도를 추정할 수 있는 동착강도 비례계수를 산정하였으며, 기존 연구와의 비교분석을 통하여 기존 계수에 대한 문제점을 고찰하였다.

• 한국도로학회논문집
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• 제4권3호
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• pp.15-23
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• 2002

방수시스템의 거동은 재료 인자들의 복잡한 상호작용, 설계 상세, 그리고 시공의 질에 따라 결정되고, 방수성은 교면과의 접착성과 방수재의 손상정도에 의해 결정되는 것으로 알려져 있다. 따라서 본 연구는 현재 국내에 유통되고 있는 교면방수재의 종류별로 방수시스템의 성능을 현재 각 시공현장에서 하자의 원인으로 가장 빈번하게 발생되는 요인들을 중심으로 인장접착 특성을 비교하였다. 방수시스템에 대한 인장접착강도 시험 결과, 함수비 10% 이상에서는 무기질탄성계 도막방수재를 제외하고는 접착력이 감소하였으며, 바닥판 콘크리트 강도가 증가할수록 일반적으로 인장접착강도는 증가하였다. 또한 바닥판 콘크리트의 양생방법에 따라 내부의 공극구조 및 평탄성의 차이로 인해 수중양생한 시편이 전반적으로 접착력이 더 큰 것으로 나타났다. 아스팔트 혼합물 포설전 보다 아스팔트 혼합물 포설후 인장접착강도가 증가하는 경향을 나타냈지만 도막식의 경우, 오히려 감소하는 결과가 나타났다. 그리고 방수재 시공시 대기온도가 상승함에 따라 접착력이 저하되어 방수 시스템의 성능에 악영향을 미치는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권4D호
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• pp.573-580
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• 2006

포화차두시간은 신호시간 설계와 교차로 용량추정에 있어서 중요한 변수 중에 하나이다. 그러나 현재의 기법은 신호교차로에서 포화차두시간에 영향을 미치는 요인들 중 정성적인 요인들을 다루기에는 부적절하다. 본 연구에서는 퍼지적 성격을 가진 정성적 인자인 강우조건과 주변 밝기정도를 선택하여 ANFIS를 이용해서 현장에서 관측된 관측치와 입 출력 데이터 집합의 학습을 통해 퍼지근사추론 모형을 구축하였다. 강우조건은 강우량에 따라 3개의 퍼지변수로, 주변 밝기정도는 2개의 퍼지변수로 구분하였다. 이렇게 구축된 모형의 예측력은 검증자료를 이용한 관측치와 추론치를 비교함으로써 평가되었다. 결정계수와 오차 및 분산정도를 나타내는 척도인 평균절대 오차(MAE)와 평균제곱근 오차(MSE)가 각각 0.993, 0.0289, 0.00173으로 나타나 본 모형의 설명력이 높은 것으로 평가 된다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권10호
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• pp.719-728
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• 2019

상수도 관망 밸브는 평상시 관로의 유향을 변경하는 역할을 하지만, 관로 파손, 수질 문제 등 사고 발생 시 해당 구역을 격리하는데에도 이용된다. 밸브조작에 의한 구역 단수는 주변 지역의 압력 및 물 공급 성능 저하를 유발한다. 최근 안정적인 상수도 관망 물 공급을 위협하는 사고가 다양하고 빈번하게 발생하고 있으며, 이에 따라 다양한 시나리오를 고려하여 밸브 위치 결정을 하는 것이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구에서는 밸브의 개수, 구역격리 시 물 부족량, 수리학적 거리 인자(Hydraulic Geodesic Index, HGI)를 통합한 목적함수를 개발하고, 다양한 물 부족 시나리오에 기반한 밸브 최적 위치 결정 방법론을 제안한다. 제안한 방법론은 페스카라 관망에 적용되었으며, 시나리오별로 도출된 최적 밸브 설계안의 차이점을 분석하였다. 최적 밸브 위치 탐색 과정 중 수행된 관망 수리해석은 압력 기반(Pressure Driven Analysis, PDA)으로 수행하였다. 개발된 방법론으로 도출한 최적 밸브 설계안은 기존 설계안 대비 밸브 개수가 최대 19개나 적었고, 세그먼트 격리 시 물 공급 부족량 또한 상대적으로 작았다. 수원 수두가 낮은 시나리오를 고려할수록 더 많은 밸브가 설치되었는데, 밸브 추가 설치에 따른 비용증가는 다양한 시나리오에서 물 공급 성능 향상으로 이어짐을 확인하였다. 또한, 세그먼트 격리 상황 모의를 압력 및 유량 기반 해석으로 수행한 결과를 비교하여, 밸브 최적 위치 설계 수행 시 압력 기반 해석이 필요함을 확인하였다.