• 한국철도학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.57-65
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• 2011

교량을 주행하는 열차의 주행안전성과 승차감의 확보를 위해 Eurocode, 신간선 기준, 호남고속철도 설계지침 등에서는 교량의 연직변위, 연직가속도, 면틀림 등의 항목으로 제한하고 있다. 그러나 이와 같은 제한 기준은 교량 설계자의 편의를 위한 간접적인 방법이다. 또한 이와 같은 기준은 일반적인 경간(Eurocode의 경우 120m 이하)에 대한 제한 기준으로서, 이 이상의 장경간 교량의 경우에는 교량/열차 상호작용 해석 등에 의한 면밀한 검토를 제안하고 있다. 본 연구에서는 교량/열차 상호작용 해석을 수행하여 열차에서의 응답을 통해 교량 상을 주행하는 열차의 주행안전성 및 승차감을 직접적으로 평가하고자 하였다. 즉, 중앙경간 300m의 현수교를 주행하는 KTX 열차에 대하여 열차 내부의 가속도와 윤중감소율을 구해 평가하는 방법을 취하였다. 또한, 이동 열차하중과 지진하중이 동시에 작용할 경우를 고려한 교량/열차/지진 상호작용해석을 수행하여 지진 시의 응답을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.34-39
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• 2016

경부 고속철 40 m 단경간 PSC 교량을 대상으로 38 자유도 KTX 동력차를 주행속도 500 km/h까지 12 단계 불규칙 궤도형상과 상호 작용력을 고려하여 해석하였다. 차량의 윤축하중과 중심회전각을 평가하기 위하여 170 m 일반도상을 교량과 조합하여 횡압과 탈선계수 그리고 윤중감소율을 허용기준과 비교하였다. 단순교와 연속교의 교량받침 최대 변위와 누적이동거리를 주행속도별로 해석하였다. PTFE 마찰판과 DP-mate의 EN-1337-2 기준의 장기마찰시험을 수행하였다. 수행된 장기마찰시험은 차세대 고속철의 증가되는 주행속도를 고려하여 개선 방안을 제안하였다.

• 한국철도학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.299-310
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• 2017

본 연구에서는 3-piece 마찰 웨지 화차의 주행성능을 예측하기 위해 ADAMS/View에서 독립하중 마찰 웨지 모델을 개발하였다. 마찰 웨지 모델은 볼스터의 좌우, 수직방향에 따른 마찰을 각각 구현해줄 수 있다. 개발된 마찰 웨지 모델은 ADAMS/Rail 차량 모델에 적용하여 동역학 해석 결과를 얻었다. 대상차량은 임계속도 210km/h를 가진다. 직선 안정성 해석에서 UIC518에 근거해 차체의 횡, 수직방향 한계 가속도에 만족하는 것을 확인하였다. 300R 곡선에서 해석 적용 속도는 70km/h로 UIC518에 근거해 차체, 대차의 한계 가속도에 만족하였다. 또한 "철도차량 안전기준에 관한 규칙"의 윤중감소율, 횡압, 탈선계수에 만족하는 것을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제21권4호
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• pp.93-100
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• 2022

본 연구에서는 다양한 소수성 조건으로 코팅된 흙 입자 표면이 함수비 조건에 따라 분광정보에 미치는 영향을 평가하였다. 이를 위해 소수성으로 코팅된 표준사의 습윤성 실험 및 분광정보 평가 실험을 수행하였다. 습윤성 평가 결과, 1%, 3% 및 5%로 소수성 코팅된 표준사의 건조시간에 따른 표준사-물 경계면의 접촉각은 각각 약 130°~143°, 약 129°~144°와 약 131°~144°의 범위를 보였다. 이는 동일한 건조시간에서 소수성 코팅 정도가 증가할수록 접촉각은 증가하였지만, 접촉각의 범위는 동일한 범주의 습윤성을 갖는 것을 의미한다. 분광정보 평가 결과, 소수성 상태를 갖는 건조된 표준사는 친수성 상태의 표준사에 비하여 소수성 수준의 증가에 따라 최대분광반사율이 감소한 반면에, 동일한 함수비 조건에서는 소수성 정도가 증가할수록 최대분광반사율이 증가하는 것으로 평가되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권1호
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• pp.21-31
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• 2018

본 연구에서는 시공이 완료된 CFRD에 대하여 담수시점부터 수위변화에 따른 댐 제체의 변형거동을 파악하기 위하여 현장 모니터링을 통하여 댐의 변위를 분석하고, 이를 수치해석 결과와 비교하였다. 담수에 따른 댐 정상 및 하류사면 제체의 거동을 계측한 결과, 축방향 수평변위, 상 하류측 수평변위, 침하가 대부분 초기 담수로부터 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때부터 발생하였다. 그 후 저수위 최고 상승시까지 변위가 진행된 후 수위에 관계없이 일정하게 수렴되는 양상을 보였다. CFRD에서 가장 중요한 역할을 하는 차수벽의 수평변위는 모든 지점에서 비슷한 양상을 보였다. 차수벽의 수평변위는 담수 전 외부온도의 영향으로 동절기에 증가하고 하절기에 감소하는 경향이 있었다. 또한, 담수 후 저수위가 댐 높이 절반 정도에 이를 때까지 변위가 증가한 후 수위상승과 함께 감소하는 경향을 보였다. 결과적으로 차수벽의 거동은 저수위 조건뿐 아니라 담수 후에도 계절적인 변화를 나타내며, 콘크리트 슬래브의 재료적인 특성 영향이 큰 것으로 판단된다. 수치해석 결과 댐 축조 후 최대 침하량과 발생 위치는 실제와 다소의 차이가 있었는데, 이러한 차이는 해석시 입력 매개변수의 추정, 축조일수 및 층 시공두께 등 다양한 설계와 시공의 차이에서 기인한 것으로 판단된다. 그리고 전반적인 기간에 대하여 침하는 댐 축조기간 동안 대부분 완료되었고 담수 초기에 약간의 침하가 발생한 후 수렴되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권3호
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• pp.45-53
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• 2019

본 연구에서는 건축기초에 적용된 매입 PHC말뚝의 설계사례를 분석하였다. 전반적인 말뚝길이는 최대 35m 이내에서 다양하나, 지지층 조건에 따른 평균 길이는 17.0~18.9m로 큰 차이가 없었다. 지지층 소켓길이는 전체의 약 58%가 시방기준 최소길이인 1m에 따라 설계되었고, 최대 5m까지 설계되었다. 설계효율은 그 편차가 매우 크나 평균 약 70%로서 통상 알려진 범위와 일치하였다. 설계효율이 낮은 용도는 주로 설계하중이 적은 저층건물이나 놀이기구 기초 등으로 나타났다. 풍화암 지지층에서 설계하중은 설계를 지배하는 지반 허용지지력의 65~97%, 허용지지력에 대한 말뚝 허용축하중의 비는 36~115%로 광범위하게 분포하므로 설계효율과 함께 최적화 노력이 요구된다. 반면, 연 경암 지지층의 허용지지력은 대부분 말뚝 허용축하중의 90% 내외로 매우 균등했다. 설계 허용지지력은 선단지지력이 평균 75% 이상을 차지하였으나, 현장재하시험 연구결과를 보면 초기항타 조건에서는 선단지지력이 지배적이며, 재항타 조건에서는 선단지지력이 최소 25%에 불과한 경우도 있었다. 따라서, 설계시 산정된 허용지지력은 시공 초기조건만을 반영하는 것이며, 시간이 경과할수록 말뚝 주면부로의 하중전이가 증가하고, 일부는 시험시 타격에너지 부족으로 선단지지력의 확인이 이루어지지 못한다고 볼 수 있다. 균질한 지반으로 가정했을 때 근입비가 증가할수록 허용축하중이 감소하는 경향이 있었고, 이와 유사하게 지반의 허용지지력도 감소하는 경향을 보여, 큰 설계하중으로 초고강도 말뚝을 적용할 경우 지반의 지지력을 최대한 활용할 수 있음을 알 수 있었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권4호
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• pp.43-49
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• 2023

본 연구에서는 흙 입자 표면이 소수성으로 구현된 사질토에 대하여 세립분 함유율이 사질토의 습윤성에 미치는 영향을 평가하기 위한 시험을 수행하였다. 습윤성은 주문진 표준사와 세립토가 함유된 사질토에 대하여 물방울 시험 결과로부터 얻은 접촉각으로 평가하였다. 시험 결과, 모래와 세립토로 구성된 사질토의 습윤성은 소수성 수준과 세립토 함유율 조건에 따라 변화하였다. 세립토 함유율이 사질토의 습윤성에 미치는 영향을 평가한 결과, 5% 세립토 함유율 조건에 있어서 소수성 수준이 1%와 3%인 사질토의 접촉각은 표준사의 접촉각에 비하여 각각 94.4%, 32.4%가 감소하였다. 그리고, 소수성 수준이 5%인 경우, 5%와 10%의 세립토 함유율 조건에 대한 접촉각 감소율은 각각 24.4%와 37.3%였다. 즉, 세립토 함유율은 사질토 접촉각의 크기 및 증감율에 큰 영향을 미치기 때문에, 오염물 거동 예측에 있어서 지반의 세립토 함유율에 따른 습윤성 평가가 수반되어야 한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제31권4D호
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• pp.577-584
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• 2011

본 연구에서는 도로포장재로서 사용되는 투수콘크리트의 공극막힘현상(pore-clogging)을 실험적으로 규명하기 위하여 일련의 현장투수시험과 실내투수시험을 실시하였다. 굵은 골재 최대치수($G_{max}$)가 13mm인 투수콘크리트로 시공된 제주지역의 37지점을 대상으로 현장투수시험을 실시한 결과 투수콘크리트 포장재의 투수계수 수명한계를 0.01cm/sec로 설정할 경우 투수콘크리트 포장재의 수명한계는 약 22개월로 확인되었다. 한편, 투수콘크리트의 공극막힘현상을 재현하기 위하여 투수콘크리트 공시체를 제작하였으며, 공극막힘재 투입농도가 공시체의 굵은 골재 최대치수($G_{max}$)에 따른 실내투수시험을 실시하였다. 실험결과 막힘재의 투입농도에 커질수록 투수콘크리트의 수명한계는 급격하게 감소하며, 투수콘크리트의 굵은 골재 최대치수($G_{max}$)가 커질수록 투수콘크리트의 수명한계는 증가하는 것으로 나타났다. 따라서 투수계수 수명한계에 이르는 시간은 공극 막힘재의 농도와 반비례 관계가 있으며, 굴은 골재 최대치수($G_{max}$)와 비례 관계가 있다. 그리고 일반적인 조건에서 투수콘크리트의 내구연한은 공극막힘재의 농도와 굵은 골재 최대치수($G_{max}$)에 따라 간접적으로 예측이 가능함을 알 수 있다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권2호
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• pp.89-94
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• 2015

본 연구에서는 제주도 내에서 발생되는 현무암 석분슬러지를 차수용 재료로 재활용하기 위하여 최적의 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 선정하고자 한다. 토질시험결과에 따르면 현무암 석분슬러지의 입경은 대부분 0.1mm 이하이고, 토질의 분류기준인 통일분류법(USCS)을 적용하면 ML 및 CL에 해당한다. 그리고 현장토의 입경은 0.1-10mm 사이에 존재하고, 통일분류법(USCS)을 적용하여 분류하면 SW에 해당한다. 최적의 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 선정하기 위하여 다양한 석분슬러지 혼합비를 가진 혼합토를 대상으로 최적 다짐조건 및 현장조건을 고려하여 투수시험을 수행하였다. 투수시험결과 석분슬러지 혼합비가 증가함에 따라 혼합토의 투수계수는 감소하는 경향을 보이며, 석분슬러지의 혼합비가 60%인 경우 가장 낮은 투수계수를 갖는다. 따라서 현무암 석분슬러지를 차수용 재료로 재활용하기 위한 석분슬러지 혼합토의 최적 혼합비는 60%임을 알 수 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제19권9호
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• pp.13-19
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• 2018

최근 우리나라는 도시의 노후화가 가속되며 사회기반시설에 대한 다양한 문제점들이 발생하고 있다. 이에 영향을 받는 도시철도 구조물 또한 노후화가 가속되면서 시민들의 불안감은 커지고 있어 이에 대한 연구의 필요성이 제기되고 있다. 도시철도 구조물은 시민의 안전과 밀접하게 연관되어 있어 이상 현상을 신속히 발견하여 처리해야 한다. 도시철도 지하구조물의 경우, 선로에 변형률 게이지를 부착하거나 광섬유 센서인 브래그 격자 센서를 활용하여 측정하고 있다. 그러나 이러한 방식은 장거리 모니터링에는 용이하지만 공간 분해능이 떨어져 이상구간을 정밀하게 측정하는 데에는 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 브릴루앙 광 상관영역 기반(Brillouin Optical Correlation Domain Analysis; BOCDA)의 분포형 광섬유 센서 시스템을 구축하여 도시철도 지하구조물인 궤도에 관한 모니터링 적용성 평가를 수행하였다. 구축된 BOCDA 기반의 고분해능 분포형 광섬유 센서 시스템은 공간분해능 10, 20, 50, 100cm이며 측정거리 2km 구간에 대해 상시 모니터링 및 특정 위치에 대해 모니터링이 가능하다. 철도 폐선부지에 광섬유를 약 250m 포설하여 상시 모니터링에 대한 적용성을 평가하였으며, 윤중 시험기를 사용하여 특정위치에 대한 모니터링 적용성을 평가하였다. 시험결과, 공간분해능 1.0m에서 0.1m로 낮아질수록 손실이 커지는 경향을 보이고 있으며, 공간분해능이 낮을수록 측정 속도는 감소하지만 위치 및 변형에 대한 정확한 데이터를 얻을 수 있었다. 추후, 포설방법이 해결된다면 다양한 구조물의 모니터링에 활용될 수 있을 것이다.