• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제28권6호
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• pp.332-349
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• 2016

OLAFOAM은 파동역학의 시뮬레이션을 위하여 $OpenFOAM^{(R)}$을 확장한 강력한 CFD코드이며, $OpenFOAM^{(R)}$은 다양한 분야에서 각각 수치계산의 목적에 대응할 수 있도록 많은 Solver를 제공하고 있다. OLAFOAM의 기본방정식은 VARANS식에 기초하고, 수치기법으로는 유한체적법을 적용하며, 프로그램은 C++로 코딩되어 Linux운영체제에서 실행된다. 본 연구는 OLAFOAM을 이용하여 먼저 1) 단파와 규칙파하 투과성구조물에서 파의 변형, 2) 규칙파하 잠제에 의한 파의 변형 및 3) 흐름하 규칙파의 변형과 연직유속분포에 대해 기존의 각 실험결과와 비교 검토하여 OLAFOAM의 타당성을 검증하였다. 이로부터 지금까지 거의 검토되지 않은 규칙파와 흐름의 공존장에 설치된 투과성잠제에 대해 배후경사면을 불투과성 혹은 투과성으로 고려한 경우 흐름방향 등의 변화에 따른 잠제 주변에서 수위, 파고, 주파수스펙트럼, 쇄파, 평균유속 및 난류운동에너지 등의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 결과로부터 흐름방향(순방향과 역방향)에 따른 파고변화는 난류운동에너지와 밀접한 관계를 가지는 것 등을 알 수 있었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제15권5호
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• pp.150-159
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• 2011

수십 년 경과한 노후화된 터널에 대한 효율적인 유지관리를 통한 안정성 확보와 공용수명을 연장시켜야 할 필요성이 대두되고 있는 실정이다. 재래식 터널은 주변 지반의 물리적 특성, 터널의 기하학적 특성, 지하수위 및 환경, 라이닝의 산화와 구성재료의 변상에 따라 터널의 안정성 및 사용성이 저하될 수 있다. 장기적인 측면에서 터널 구조물의 사용성을 증대시키고 효과적인 유지관리 방안을 마련하기 위해서는 각종 성능저하 현상, 손상정도 및 내구성을 장기적으로 점검해야 한다. 따라서 본 논문은 공용 중인 재래식 터널(American Steel Support Method, ASSM)의 안정성을 분석하기 위한 연구 내용으로서 1930년대와 1960년대의 시공된 터널을 각각 3개씩 선정하였고, 연구의 신롸성을 확보하기 위하여 충청지역, 경북지역, 강원지역, 전라지역 등 다양하게 하였다. 분석내용은 공용중인 재래식 터널의 라이닝의 보수 보강, 균열조사, 라이닝 두께 및 라이닝 강도 등을 조사 연구하여 비교 분석 하였고, 균열조사는 균열게이지, 공동현상은 GPR, 강도는 슈미트해머를 이용하여 재래식 터널의 비교 분석을 실시하였다. 분석결과 1930년대 터널은 균열발생이 더 많이 발생하였고, 라이닝강도도 높게 평가되었다. 라이닝두께는 1960년대가 더 두꺼운 것으로 확인되었으며, 비례적으로 공동현상도 1930년대보다 더 많이 발생한 것으로 분석되었다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제10권2호
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• pp.121-140
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• 1994

본 연구에서 경계가 불규칙하고 여러 토층으로 이루어진 자연과 인공 사면에 대한, 토층의 경계에서 굴절하는 대수나선곡선을 파괴면으로 가정한 신뢰도해석 모델을 개발하였다. 이 모델에서, 사면파괴토괴는 양 끝단이 수직평면으로 된 일정한 폭을 가진 Cylindroid로 가정하여 절편법을 적용하였고, 강도정수의 공간적인 변화, 불충분한 시료의 수에 의한 오차 그리고 실험실과 현장조건의 차이에서 오는 모델오차를 고려하여, FOSM 그리고 SOSM의 방법으로 신뢰도 지수를 구하여 파괴확률을 구하는 프로그램을 개발하였다. 이러한 연구를 기초로 다음의 결과를 얻었다: (1) 내부마찰각의 변동계수가 점착력의 변동계 수보다 민감하게 영향을 미침을 보여주었다. 따라서 대수나선파괴면의 사면안정해석에서 내부마 찰각의 불확실성이 사면안정에 더 큰 영향을 주므로 내부마찰각의 추정에 더 큰 주의를 기울여야할 것으로 사료된다. (2) 지진이 없을 경우에는, 사면폭이 증가함에 따라 전체 3차원파괴확률과 한계파괴폭은 증가하였으며, 지진이 있을 경우에는 전체 3차원파괴확률은 증가하였으나 한계 파괴폭은 전체 사면폭이 비교적 클 때, 진도가 커짐에 따라 급격히 감소하였다. (3) 지하수위는 높을수록, 전단강도와 수정계수는 작을수록 사면의 한계폭을 감소시키는 효과가 있다.

• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2010년도 학술발표회
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• pp.1897-1901
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• 2010

이동식 전자파표면유속계를 이용한 홍수유량의 산정을 위해서 임의의 유량측정지점에서 측정한 표면유속 값에 수심평균유속환산계수 0.85를 적용하여 그 지점의 평균유속을 계산하고 있다. 이로 인해 각 지점에서 흐름조건 및 기상학적으로 요인으로 인한 이 계수의 변동성을 고려하지 않은 상태로 유량을 산정하게 되어 각 흐름조건을 고려한 유량산정을 할 수 없는 실정이다. 이에 하천 현장에서 표면유속과 수심별유속의 실측 자료를 이용하여 흐름조건에 따른 표면유속과 평균유속의 관계를 파악하고자 하였다. 이를 위하여 용담 수자원시험유역의 동향지점에서 하천을 횡단하며 바닥에서 수표면까지 수심방향으로 0.05~0.10 m의 간격으로 프로펠러 유속계를 이용하여 정밀법으로 각 수심에서의 유속을 측정하였다. 정밀측정된 수심별 유속을 이용하여 평균유속을 산정하고 이를 수체 (water column)의 가장 최상층에서 측정한 유속을 표면유속으로 가정한후 이로부터 수심평균유속환산계수를 산정하여 흐름조건에 따른 계수의 변화를 조사하였다. 하천 현장에서 흐름조건의 변화에 따른 표면유속과 수심별유속의 정밀측정을 통한 이들 깊이별 유속의 변화여부를 용담수자원시험유역의 동향지점에서 현장조사를 실시하였다. 측정당시 풍속이 느려서 (1.5~3.1 m/s) 바람으로 인한 유속에 미치는 영향이 수심별 유속분포상으로는 거의 나타나지 않았다. 다만 양안에서 평균유속과 표면유속이 역전되는 현상이 발생되었는데 이는 벽면 마찰에 바닥마찰의 영향이 추가됨에 따른 것으로 판단된다. 수심별 유속측정 결과를 전체적으로 분석한 결과 환산계수가 0.632~1.352로 넓게 분포하고 있다. 환산계수가 1.0 이상인 경우는 양안에 인접한 두 지점인데, 이들 두 경우는 유속분포가 이론적인 유속분포와는 상반된 유속이 측정 - 표면유속이 수심평균유속보다 느림 - 되었다. 환산계수가 0.6~0.8 사이에서 형성된 경우는 표면유속이 평균유속보다 25~55% 정도 빠르게 나타나고 있다. 전제 측정결과를 검토해보면, 전반적으로 양안에 인접한 측선에서 표면유속이 평균유속보다 느려지는 현상이 나타나고 있다. 또한 유속이 1.0 m/s 이상인 경우에 0.677~0.790의 환산계수 값을 보이는데 이 경우 수심이 50 cm 이하여서 바닥마찰의 영향이 큰 것으로 판단된다. 다양한 흐름조건별 표면유속과 수심별유속의 측정을 할 수 있는 현장여건 - 유속, 수위 등의 동일흐름 조건에 대해서 -에 많은 부분이 제약되어 이의 정밀분석이 힘든 실정이다. 따라서 이러한 현장측정시의 제약성을 극복하기 위해서 여러 가지 흐름조건을 구현할 수 있는 정밀제어가 가능한 실내실험장치를 이용한 면밀한 분석이 필요하다.

• 한국산림과학회지
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• 제103권1호
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• pp.80-86
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• 2014

산림유역의 토지이용 변화가 호수의 토사퇴적속도에 미치는 영향을 조사하기 위해 $^{210}Pb$ 연대측정을 수행하였다. 평상시 타코부호수는 쿠시로강으로 유출되지만 쿠시로강의 수위가 증가하면 역류현상으로 인해 쿠시로강에 유출된 다량의 세립토사가 호수로 유입되고 있어 호수 유출지점의 토사퇴적속도를 증가시키고 있었다. 그래서 호수에서 유출입하는 하천 주변의 토사퇴적물에서 $^{210}Pb$ 농도는 많은 양의 토사 퇴적의 영향으로 $^{210}Pb$ 농도가 희석되어 비교적 낮은 값을 나타내고 있었으며 지수함수적으로 감소하는 경향도 나타나지 않았다. 따라서 본 연구에서는 CRS 모델의 $^{210}Pb$ 연대측정법을 사용하였고, CRS 모델의 연대는 $^{137}Cs$ 연대(1963년)와 잘 일치하였다. 타코부호수에서 과거 100~150년 정도의 토사퇴적속도를 조사한 결과, 유역에서 인위적 개발이 없는 1880년대 이전 자연상태에서는 토사퇴적량이 $0.01{\sim}0.03g/cm^2/year$였고, 산림벌채와 하천공사가 시작된 1880년대~1940년대에는 $0.03{\sim}0.09g/cm^2/year$으로 토사퇴적이 증가하였다. 특히 유역에서 산림벌채, 하천공사, 농업개발과 임도 개설이 진행된 1980년대 이후에는 토사퇴적속도가 $0.09{\sim}0.84g/cm^2/year$로 자연상태보다 9~28배 증가하여 호수의 수심이 얕아지는 현상을 가속시키고 있는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제6권2호
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• pp.5-14
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• 2005

본 연구에서는 인천국제공항 제2단계 부지조성공사에서 수행된 표준관입시험 및 실내역학시험 결과를 Seed & Idriss(2001)가 제안한 수정된 액상화 간편예측식에 적용하여 대상지반의 액상화에 대한 안전율을 평가하였다. 해석 대상 지층은 심도 20m 이내, 지하수위 이하에 존재하는 비소성 실트층 및 실트질 모래층을 대상으로 하였으며, 표준관입저항치(N)가 20 이상인 지층은 해석 대상에서 제외하였다. 또한 액상화 평가와 관련된 모든 data들을 GIS(geographic information system)에 적용하여 공간보간을 통해 지도화 하였으며, 생성된 지도들 간의 연산을 통하여 대상지반의 액상화에 대한 안전율을 산정하였다. 인천국제공항 제2단계부지조성공사지역의 액상화에 대한 안전율을 평가해 본 결과 대부분의 지역에서 기준안전율($FS_{liquefaction}$ > 1.5)을 만족하는 것으로 나타났으나 제3활주로 북부지역 및 여객계류장 중앙지역 등의 일부지역에서 기준안전율을 만족하지 못하는 1~1.5사이의 안전율 분포를 보이는 것으로 나타났으며, 해당지역에 대한 액상화 상세예측이 필요할 것으로 판단된다.

• 지질공학
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• 제12권2호
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• pp.215-234
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• 2002

지하수댐은 대용량의 지하수를 효과적으로 확보할 수 있는 시설로서 저류수는 유역조건과 대수층조건, 상류부 오염원 분포와 수질에 따라 상수도용, 중수도용, 농업용 또는 공업용 등으로 다양하게 이용할 수 있으므로 적절한 지하수범 설치 방법은 용수부족을 해결할 수 있는 주요 기술의 하나이다. 지하수법을 활성화시키기 위해서는 대수층 위치 및 지층에 맞는 적절한 차수공법의 선택과 정밀한 물막이벽 시공, 대수층 구조·수문·물수지 등의 정확한 분석, 장기적인 지하수 이용계획과 저류역내 수질보전대책 수립, 수위·수질에 대한 장기 모니터링 실시로 지속적인 유지관리, 지속가능한 대용량 취수기술에 대한 조속한 연구, 지하수댐 개발로 인한 주변환경에 미치는 영향에 대한 철저한 분석 및 대책 수립 등이 필요하다. 그리고 해안지역 지하수법에서 발생하는 염수침입 현상을 방지하는 방안으로 물막이벽을 이중으로 설치하는 방법이 있다.

• 지질공학
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• 제27권2호
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• pp.133-141
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• 2017

본 연구에서는 지반함몰의 실질적 원인인 토립자 유실에 의한 함몰 가능성을 판단하기 위해 댐설계 시 활용되고 있는 코어재와 필터재의 입도 차이에 의한 필터조건을 굴착공사 주변의 지반조건에 대한 평가 조건으로 응용하였다. 이를 위해 여러 제안자들이 실험 등을 통해 제안한 필터 기준을 확인하였으며, 이 중 미공병단에서 제안한 필터조건을 이용하여 지반입도 조건에 따른 지반함몰 가능성을 판단해 보았다. 이를 통해 사용자가 지반조사 정보로부터 획득한 지반입도조건을 이용하여 빠르게 지반함몰 가능성을 판단할 수 있는 평가도표를 작성하였으며, 다양한 굴착 주변의 지층 변화에 따른 지반함몰 가능성을 쉽게 평가해 볼 수 있을 것으로 판단된다. 또한, 입자유동 과정을 모사하기 위해 PFC3D 프로그램을 활용하였으며, 이것은 단순 지하수위 저하에 의한 지반침하 경향을 판단하는 것이 아니라 실질적인 토립자 유실에 의한 지반함몰 예측 및 평가가 지반입도조건을 통해 이루어질 수 있고 이를 수치해석 적으로 검증할 수 있음을 나타낸다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권2호
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• pp.92-108
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• 2017

본 연구에서는 Navier-Stokes solver에 기초한 3차원혼상류해석법인 TWOPM-3D를 적용하여 고립파와 연안교량과의 상호작용을 수치해석적으로 수행하였다. 이 때, 고립파는 수치파동수로에서 수치조파되었고, 작용파력의 타당성은 본 수치해석결과와 기존의 실험결과와의 비교 분석으로부터 검증되었다. 이로부터 고립파의 파고, 교량의 종류와 위치 및 거더 수 등의 변화에 따른 수위변화와 유속변화를 포함하여 수평파력과 연직파력(연직상방파력과 연직하방파력)의 변동특성을 면밀히 검토하였다. 거더교의 경우 입사파고의 증가에 따라 수평파력과 연직파력의 각 최대치는 증가하는 경향을 나타낸 반면, 거더 수의 변화에 따라서는 서로 상이한 변동특성을 나타내었으며, 연직파력에 수중에 연행되는 공기가 큰 영향을 미치는 것 등을 결과로부터 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권2호
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• pp.121-129
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• 2017

도시의 노후화에 따른 상하수도관의 파손사례가 점차 증가하면서 지반함몰의 발생도 크게 증가하고 있고 도시과밀화에 따른 건설과 굴착공사들이 빈번해지고 있다. 특히, 도심에서는 lifeline이 지하화 되면서 지중에서 굴착과 되메움에 따라 원지반의 안정상태가 불안정한 상태를 갖게 된다. 이를 해결하기 위한 방법으로 양호한 토사다짐이나 그라우팅에 의한 지반보강법이 적용되고 있지만 지하매설물의 파손에 따른 시기를 예측키 어렵고, 지반내 구조물의 탐사방법도 한계가 있어 지반함몰과 같은 위험요소를 해결하기는 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 사전에 위험요소를 제거하기 위한 방법의 일환으로 개발된 빈배합상태의 혼화재를 포함한 수용성폴리머파우치에 대해 지반보강 적용성을 평가하였다. 대기속에 보관가능한 파우치의 특성과 지하수위내부에서의 수용성 및 일정시간내 융해됨에 따른 보강강도의 발현을 확인할 수 있었다. 이를 통해 상하수도관 매설시 뒤채움재에 혼합매설하는 경우, 지반내 물의상태에 따라 지반의 연약화를 방지가능할 수 있게 되었다.