• 대한전자공학회논문지TC
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• 제46권3호
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• pp.32-39
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• 2009

본 논문은 초광대역 임펄스를 이용한 지반탐사 영상레이더 시스템 (Ground Penetrating Image Radar; GPIR) 설계에서 수직심도의 해상도를 높이기 위한 시간영역 관점에서의 최적화 설계방법을 제시하였다. 시스템의 핵심 부분인 임펄스 발생원 및 초광대역 안테나에 대하여 시간영역에서의 해석 기법을 제시하였고, 시뮬레이션에 의해 최적 설계 파라미터를 설정하였다. 특히, 임펄스 신호의 파형을 정형화하여 임펄스 신호의 스펙트럼 효율을 높였으며, 초광대역 안테나로는 U자형 평판형 다이폴 안테나를 사용하였다. 제안된 안테나는 반사체를 사용하여 외부 잡음을 차단하였고, 지중과의 신호 결합을 개선하였다. 또한 시스템의 성능을 열화시키는 안테나에 의한 떨림을 제거하기 위해, 저항을 사용하였고, 송수신 안테나는 시간영역 시뮬레이션을 통하여 최적화 하였다. 지중 매질의 영상화를 위해 마이그레이션을 기법을 사용하였으며, 지면의 영향 등에 의한 수신된 펄스의 왜곡 현상은 시간영역에서의 잡음 및 신호 왜곡 저감 기법을 사용하여 성능을 개선하였다. 최적화된 설계 방법의 평가를 위하여, 지중 매설물 탐지용 레이더 시제품을 개발하였고, 성능 시험을 위한 시험장을 활용하였다. 측정 결과 수직 심도는 이론적 인 해 상도만큼 우수한 성능을 보였다.

• 지질공학
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• 제17권2호
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• pp.279-287
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• 2007

채석장으로부터 원석을 채취하여 건축석재 및 쇄석골재 등으로 가공하는 과정에서 원석의 약 60% 정도가 폐석이나 석분토로 손실되고 있다. 이 중에서 폐석의 일부만이 도로포장용 쇄석골재로 활용되고 있을 뿐 대부분의 석분토는 석재의 가공이나 파쇄공정에서 분말형태로 물에 혼입되어 슬러지탱크에 침전되게 된다. 이러한 석분토가 방류되거나 살포되면 지표나 지중의 공극들이 메워져 지표수의 지중침투, 지하수의 흐름, 공기의 소통 등이 원활하게 이루어지지 않아 생태계에 악영향을 끼칠 수도 있다. 현행 우리나라 폐기물관리법(2003)에 따르면 석분토가 사업장 내에서 발생되는 산업폐기물로 분류되고 있어 대부분을 지중에 매설하고 있는 실정이다. 따라서 석분토의 물성 및 공학특성을 개량하여 효율적 재활용방안의 수립이 필요하다. 이 연구에서는 국내 채석장에서 발생되는 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 분석하기 위해 6개 채석장으로부터 시험용 석분토 및 원지반토를 채취한 후, 이를 일정한 비율의 배합비로 제작한 혼합토를 대상으로 여러 토질시험을 실시하였다. 시험결과를 토대로 도로용 재료로서 석분토의 개량 및 재활용 가능성을 검토하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.57-68
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• 2004

연약점토지반에 성토 등의 상재하중을 재하하게 되면 측방유동이라고 하는 측방변위가 발생하게 된다. 이 측방유동은 파일기초의 변형, 교대의 이동, 지중매설관의 파괴 등 성토에 인접한 지중구조물에 피해를 가하게 된다. 그렇지만, 측방유동은 체적변형과 전단변형도 동시에 발생할 뿐만 아니라 이 측방유동에 영향을 미치는 인자가 많기 때문에 측방유동에 의해서 발생하는 측방토압의 발생 메커니즘이 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 그리고 최근 근접시공 등 기존구조물에 근접해서 공사가 진행되는 경우가 많아 이러한 근접구조물에 어떠한 피해를 가할 것인가 또는 대책공법을 설계하기 위한 설계하중으로서 측방토압을 구해야 하는 필요성이 커지고 있는 것 또한 현실이다. 그러므로 본 연구에서는 성토에 의해서 연약지반에 발생하는 측방토압에 미치는 재하속도의 영향을 조사하기 위해서 실내모형실험을 실시하였다. 그 결과, 측방토압이 삼각형 분포를 이룬다는 것과 재하속도가 빠를수록 측방토압의 최대치가 커지고 부등침하가 커진다는 것을 알 수 있었다. 그리고 이러한 재하속도의 영향은 부의 dilatancy에 의한 과잉간극수압의 발생에 기인한다는 것을 알았다.

• 비파괴검사학회지
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• 제36권6호
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• pp.460-465
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• 2016

배관 구조물은 긴 길이를 가지며, 일정한 거리에 위치한 고정부에 설치되거나, 지중에 매설된다. 따라서 자중 또는 지반의 움직임으로 변형과 처짐이 발생하기 쉽다. 이러한 배관의 건전성 평가에는 형상 감시 기법이 매우 유용할 수 있다. 광섬유 브래그 격자 센서 (fiber Bragg grating, FBG)는 다중화의 장점이 있어 배관과 같이 긴 길이를 가지는 구조물의 여러 지점에서 변형률 측정에 매우 유용하다. 본 연구에서는 배관의 건전성 평가를 위하여 변형률 기반의 형상추정기법을 제안하였다. 제안된 기법의 유용성을 확인하기 위하여 실험을 통한 검증을 수행하였다. 실험 결과 제안된 FBG를 이용한 형상추정기법이 시험편의 변형에 따라 유사한 형상을 표현할 수 있음을 확인하였다. 또한, 형상추정기법을 통해 도출된 처짐량이 실제 배관에 가해진 처짐과 동일하게 계산됨을 확인하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권9호
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• pp.167-176
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• 2004

지중에 매설되는 구조물은 매설된 후 교통하중등의 외부하중을 추가로 부담하게 된다. Terzaghi(1956) 는 수직하게 형성된 되메움 상태의 상재하중 영향을 산출하는 이론식을 제안한 바 있다. 그러나 현장에서는 되메움 공간 형태가 수직하게만 형성되지 않으며, 수직하지 않은 공간을 취하는 경우에는 그 경계조건이 부합되지 않아 사용이 적합하지 않다. 본 연구에서는 되메움 공간 형태가 대칭적으로 경사지며 되메움 후 상재하중이 작용될 경우, 상재하중에 의한 되메움 공간에서의 응력의 크기를 산출하는 이론식을 제안하였다. 제안된 이론식은 실내모형 탄소봉실험과 수치해석을 수행하여 이를 검증하고자 하였다. 연구결과에 따르면 제안된 이론식은 실험결과와 매우 유사한 결과를 나타냈으나 수치해석과는 다소 상이한 결과를 보였다. 이는 탄소봉으로 조성한 지반이 하중증가에 따라 다소 조밀하여지면서 내부마찰각의 증가와 이에 따른 벽면 마찰의 증가가 발생되었음에 비추어 수치해석상에는 반영될 수 없는 점이 그 차이를 나타내는 결과로 사료된다. 되메움 지반이 경사진 경우에 대하여 제안된 이론식은 수직한 되메움 공간의 형태에 적용시켰을 경우 Terzaghi(1956)의 이론식과는 동일한 결과를 나타냈다. 본 연구의 결과를 살펴보았을 때 제안된 이론식은 적용이 가능한 것으로 사료되며 또한 수직한 공간에 대한 적용 역시 가능한 것으로 판단된다. 그러나 본 연구에서는 실내모형 탄소봉실험이므로 실대형 실험을 통한 검증이 요구되어진다 하겠다.

• 한국지리정보학회지
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• 제22권2호
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• pp.15-23
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• 2019

1961년 공공측량 제도가 도입되었을 때는 사회기반시설 건설공사와 같은 대규모 측량성과가 주를 이루었지만, 환경변화에 따라 소규모 지하시설물 위주의 측량성과가 대부분을 차지하고 있다. 지하시설물의 측량방법은 관로 매설 후 되메우기 전 실측하는 방법과 되메우기 후 탐사를 이용하는 방법이 있으며, 각각의 장단점이 존재한다. 그러나 탐사를 통해 관로가 관측되지 않는 불탐구간의 발생으로 지하시설물의 위치정확도 확보가 어려워지자 2017년 성과심사 규정을 개정하여 '지하시설물도 작성시기' 항목을 추가하였고 실측을 중심으로 심사하게 된다. 그러나 현장에서는 이와 관련하여 탐사의 장점과 실측의 한계에 대한 의견이 지속적으로 제기되어 왔다. 이에 본 연구에서는 공공측량 제도의 배경과 목적을 고려하여 지하시설물 측량이 공공측량에서 차지하는 비중을 확인하고, 공공측량 시행자 및 수행자를 대상으로 설문조사를 수행, 분석하여 현장 의견을 종합한 개선안을 제시하였다.

• 조명전기설비학회논문지
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• 제23권1호
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• pp.92-99
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• 2009

심매설 접지봉의 경우 장마철에 빗물이나 지하수와 접촉하는 경우가 발생한다. 수중에 잠겨있는 접지극에 서지 전압이 인가되면 접지극 주변에서 이온화 현상이 발생하게 된다. 지중이나 수중에서의 이온화 현상은 접지 시스템의 에너지적인 특성에 의해 영향을 받는다. 이 논문의 목적은 축소된 전해 수조를 이용하여 임펄스 전압에 의한 접지시스템의 과도특성을 파악하는데 있다. 매틀랩 프로그램을 활용하여 이온화에 의한 전위저감과 방출된 에너지를 측정하여 정량적인 분석을 수행하였다. 접지극 끝단의 최대 전압은 물의 저항률과 Marx형 전압발생장치의 충전전압에 따라 다양하게 나타났다. 접지극 끝단의 전위는 절연파괴전압에 이르기 전 인가전압에서 대략 절반까지 감소하였다. 또한 절연파괴가 발생하기 전 인가된 에너지의 절반 이상의 에너지가 이온화에 의해 접지극을 통하여 방출되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권7호
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• pp.197-206
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• 2004

쏘일네일링 공법을 도심지 지하굴착 공사에 있어, 지중매설물이 인접하여 존재하거나 대지경계선 등의 준수 등 시공조건에 따라서 설치네일의 길이가 제한되는 경우 및 연약한 지반을 보강할 경우 등과 같은 벽체변위 및 지표침하 억제와 안정성 증대 등을 위하여, 지반앵커공법과 유사한 프리텐션 방식의 도입이 필요한 실정이다. 지반앵커공법과 유사한 프리텐션 방식의 쏘일네일링 공법을 도입하게 될 경우, 단계별 굴착시 발생하는 변위를 최소화할 수 있을 것으로 예상되며 국부적인 안정성도 증대할 것으로 사료된다. 따라서, 본 연구에서는 단계별 굴착시 유발되는 벽체변위 및 침하량 등을 억제하기 위한 노력의 일환으로, 프리텐션 쏘일네일링 시스템을 개발하였다. 또한 최대 프리텐션하중 및 프리텐션 시스템의 안정성을 평가하기 위해, 영향원 반경, 다이레이턴시 각, 정착길이 등을 반영한 설계기법을 제안하였으며, 펀칭전단파괴에 저항할 수 있는 숏크리트의 요구두께를 결정하는 신뢰도 평가기법을 제안하였다. 아울러 설계예제와 $FLAC^{2D}$ 프로그램 수치해석을 통해 프리텐션에 의한 변위 감소효과를 살펴봤으며, 전단강도감소기법을 도입한 안정해석이 $FLAC^{2D}$ 프로그램을 토대로 수행되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.87-96
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• 2004

쏘일네일링 공법은 도심지 지하굴착 공사에 있어, 지중매설물이 인접하여 존재하거나 대지경계선 등의 준수 등 시공조건에 따라서 설치네일의 길이가 제한되는 경우 및 연약한 지반조건으로 구성된 사면을 보강할 경우 등과 같은 벽체변위 및 지표침하 억제와 안정성 증대 등을 위하여, 지반앵커공법(ground anchor system)과 유사한 프리텐션 방식의 도입이 필요한 실정이다. 지반앵커공법과 유사한 프리텐션(pretension) 방식의 쏘일네일링 공법을 도입하게 될 경우, 프리텐션 하중에 의해 네일 두부에 부착된 지압판 등은 전면벽체에 수동토압을 유발시키게 되므로, 일반 보일네일링 벽체에서 발생하는 주동토압을 어느 정도 경감시킬 수 있을 것으로 기대되며, 아울러 단계별 굴착시 발생하는 변위를 최소화할 수 있을 것으로 예상된다. 따라서, 본 연구에서는 단계별 굴착시 유발되는 벽체변위 및 침하량 등을 억제하기 위한 노력의 일환으로, 프리텐션 보일네일링 시스템을 개발하였다. 또한 본 연구에서는 실내모형실험을 토대로 프리텐션 쏘일네일링 벽체의 거동특성 및 발휘되는 토압 등을 정량적으로 분석하여 프리텐션 효과에 따른 쏘일네일링 벽체의 파괴유형을 규명하였다. 아울러, 프리텐션 효과가 쏘일네일링 벽체 안정성에 미치는 영향을 검토하여, 향후 예상되는 프리텐션 효과에 따른 수평토압 감소 및 주면마찰력 증가등의 지반-네일 상호작용을 고려한 해석기법개발에 필요한 기초적인 자료를 제시하고자 한다.

• 한국재난정보학회 논문집
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• 제16권2호
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• pp.267-275
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• 2020

연구목적: 본 연구에서는 공동 영역의 변화를 규명하기 위해 GPR 탐사장비, 유량계, 천공기, 공내 촬영장비, 공동 형상화 장비 등을 사용하여 공동 체적에 비례한 일정량의 물을 주입하고, 주입한 물이 빠짐에 따라 확대되는 공동 영역 변화를 정량적으로 평가하였다. 연구방법: 지하수 주입에 의한 공동 체적변화를 살펴보기 위해 실험공 2개소에 대한 주입시간-주입유량-체적증가량을 측정하였다. 연구결과: 주입시간이 증가할수록 체적증가량은 감소하고 있으며 1시간 정도 주입하면 더 이상의 체적증가가 없음을 알 수 있었다. 결론: 주입실험을 통해 체적변화 양상을 분석하여 공동생성의 원인이 주변 지중 매설물에 대한 영향 유무를 판단할 수 있었다. 그리고 지하수 주입 시, 공동이 확장되는 과정에서 주변의 이완된 지반이 일부 붕괴되거나 세립토가 주변 지반의 간극을 채우기 때문이며, 지하수 주입 유량이 증가할수록 체적변화가 증가하는 것으로 미루어, 공동의 확장은 지하수 유동에 큰 영향이 있음을 알 수 있었다.