• 한국방재학회 논문집
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• 제8권1호
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• pp.47-55
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• 2008

본 연구에서는 최근 발생하는 지중 매설관의 파손이 곡선부에 집중되고 있는 현실적인 문제를 통해 지중 매설관의 곡선부에 대해 보다 합리적인 해석 방법을 제시하고, 곡선부를 갖는 지중 매설관의 안전성 평가에 관한 연구를 수행하였다. 실제 시공 및 균열이 발생한 사례를 바탕으로 대상 모델을 선정하고 지중 매설관에 작용 가능한 하중 조합을 고려하였다. 3차원 유한요소해석을 통해 변형량과 응력 그리고 좌굴에 대한 구조해석을 수행하였으며 이를 통해 직선부에 비해 곡선부에 응력이 집중되며 지중 매설관의 안전성을 저해 하고 있음을 볼 수 있었다. 이러한 결과를 통해 곡선부를 갖는 지중매설관의 경우곡선 연결부에 대한 정밀한응력 해석을 통한 안전성 평가가 이루어져야 한다고 판단된다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제25권10호
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• pp.5-10
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• 2024

연성관은 관의 강성과 주변 지반의 강성을 이용하여 외부하중에 저항하는 특성을 가지고 있으며, 기존의 콘크리트 관에 비해 중량이 가볍고, 내구성이 우수하기 때문에 최근 각광받고 있다. 이 연구에서는 대표적인 연성관인 폴리에틸렌 관을 대상으로 지중에서의 거동 특성을 검토하였다. 폴리에틸렌 관은 이중벽관과 다중벽관을 사용하였으며, 폴리에틸렌 관의 구조적 거동은 연성관의 설계기준에서 제시하고 있는 관 직경의 5% 변형을 기준으로 평가하였다. 폴리에틸렌 관은 원강성시험을 통해 관의 재료적 특성을 파악하고, 지중매설 모사실험을 통해 지중에서의 거동 특성을 검토하였다. 또한 지중매설 모사실험 결과를 토대로 유한요소해석모델을 개발하였으며, 개발한 유한요소해석모델과 설계식을 사용하여 지반조건에 따른 폴리에틸렌 관의 거동 특성을 평가하였다. 연구 결과 지중매설 폴리에틸렌 관은 관 자체의 성능과 주변 지반의 다짐 정도가 구조적 성능을 결정하는 주요 인자임을 확인하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권3호
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• pp.1439-1443
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• 2011

본 연구에서는 지중 매설관 주변의 지하수 흐름을 이론적으로 규명해 보았다. 지하수 흐름에 있어서는 비압축, 비회전 흐름을 고려하였다. 지하수 흐름 해석시 복소 포텐셜을 이용하여 흐름을 정의하였는데 지중 매설관이 없는 경우의 균등흐름을 먼저 고려하였고 원 정리에 의해 지중 매설관의 영향을 기존의 균등흐름에 추가하였다. 복소 포텐셜의 선형성에 근거하여 두 개의 흐름을 중첩시킬 수 있으나 이때 특이점의 위치를 고려하여 적절한 복소 포텐셜을 적용함으로써 추가적인 특이점의 이미지를 삽입하지 않도록 하는 효율적인 해석이 필요하다. 최종적으로는 순환을 동반하는 지중 매설관 주변의 흐름을 복소 포텐셜 중첩을 통해 살펴보았고 그 경우 흐름에 의해 지중 매설관에 작용하는 작용력을 유도해 보았다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.49-58
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• 2003

본 연구에서는 지중배전선로를 건설함에 있어 전력케이블용 보호관으로 사용되고 있는 PE파형관의 매설깊이별 작용압력-변형률 특성을 분석하기 위해 고전이론식, 전산해석, 실내 모형토조실험 및 현장실증실험을 수행하였으며, 이들 해석의 비교 분석을 통해 지중매설관의 거동에 영향을 미치는 주요인자를 밝혀내고, 더불어 현장시공시에 지중매설관의 안정성을 확보할 수 있는 매설깊이를 분석하였다. 각 해석방법에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장 아래 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm지점에 PE파형관이 묻히고, 외부하중으로 DB-24차량의 후륜하중 9.6ton이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 여러 가지 해석결과, KS-C8455에 명시되어 있는 지중연성관의 허용변형률 기준인 3.5%에 만족하는 매설깊이는 약 80cm 이상인 것으로 판명되었다. 특히, 현장 실증 실험결과, 지중매설관의 거동에 영향을 주는 주요인자인 토압, 윤압 외에 다짐에너지가 관의 변형에 상당한 영향을 미치는 것으로 밝혀졌고, 관에 발생하는 변형량의 약 90% 이상이 다짐에너지라는 인자에 의해 발생하는 것으로 계측되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.65-73
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• 2002

본 연구에서는 지중배전선로를 건설함에 있어 전력케이블용 보호관으로 사용되고 있는 PE파형관의 매설깊이별 작용압력-변형률 특성을 분석하기 위해 전산해석 및 실내 모형토조실험을 수행하였으며, 더불어 고전이론에 의한 해석과 비교 분석하여 지중연성관이 어느 매설깊이에서 안전하고 그 때의 거동특성이 어떤 양상을 보이는지 규명하였다. 실내 모형토조실험에 사용된 토조는 현장조건을 정확히 모사하기 위해 대규모로 제작(350$\times$220$\times$300cm)하였으며, 토조의 크기는 전산해석값을 이용하여 벽체에 의한 응력의 반발이 없도록 치수를 결정하였다. 가압장치로는 최대 25ton까지 압력을 가할 수 있는 Actuator시스템을 이용하였다. 각 해석방법에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장 아래 에 PE파형관이 묻히고, 임계하중으로 DB-24차량이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 해석결과, KS-C8455에 명시되어 있는 지중연성관의 허용변형률 기준인 3.5%에 만족하는 매설깊이는 약 40cm 이상인 것으로 판명되었고, 실내 모형토조실험 결과값에 대한 회귀분석을 통해 우리나라 지중배전선로의 현장조건에 잘 적용될 수 있는 지중연성관의 매설깊이에 따른 변형률 상관공식을 제안하였다.

• 한국가스학회지
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• 제5권3호
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• pp.9-14
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• 2001

현재까지 국내에서는 지진에 대한 위험성을 인식하고 건축물 및 교량등에 대한 내진설계 연구가 활발하게 진행중이지만 지중에 매설된 관에 관한 연구는 미약한 실정이다. 지중매설관 중 가스관의 파손은 주변의 환경과 인명에 심각한 영향을 줄 수도 있으므로 인명보호와 타시설의 보호를 위해서는 가스관의 내진설계에 대한 검토가 요구된다. 본 연구에서는 지중매설관중 가스관의 내진성을 검토하기 위해서 가스관의 파손을 일으키는 원인 중에 하나인 액상화에 의한 영구지반변형에 대하여 매설관의 거동을 분석하였다. 이를 위하여 외국의 사례를 분석하고 우리나라 가스관에 대한 해석을 수행하여 지진에 대한 안정성을 검토하였다.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제2권2호
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• pp.26-33
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• 2011

최근 지중매설 유리섬유복합관(GRP관)은 유해한 환경에서 뛰어난 성능을 보유하고 있어 하수관거용으로서 사용이 증가 되고 있다. 또한 지중에 매설되어 있는 조건에서 기존의 콘크리트관 등 강성관에 비해 구조적 성능이 뛰어나다. 지중매설 GRP관은 주로 상부에 작용하는 상부토압과 활하중에 의한 압축응력에 의해 원주방향으로 변형이 일어나게 된다. GRP관의 구조적 거동은 매설토와 주변의 지반의 성질에 따라 다르게 설계되어야 한다. GRP관의 설계는 Spangler 의 변형량 계산식을 Watkins에 의해 수정되어 사용되고 있다. 이 연구에서는 Watkins의 관변형 추정식에 GRP관의 재료적 특성을 고려하여 관변형량을 예측하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권5호
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• pp.79-87
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• 2003

현행 지중전력선관로 건설시에 사용되는 표준공법은 관과 관사이의 거리를 l0cm 이격시켜 관로를 매설함에 따라 공정이 복잡하고, 경제적이지 못해 이에 대한 개선공법으로 관사이의 좌우이격거리를 없앤 접촉관 공법을 제안하였으며, 이 두 공법의 거동특성과 안정성을 비교$.$평가하고 지중매설관의 변형에 영향을 미치는 주요인자를 분석하기 위해 실규모 현장 실증실험을 수행하였다. 실험에 적용된 매설형태는 A-1급 도로포장아래 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm 지점에 PE파형관이 각 공법형태에 맞게 매설되고, 외부하중으로 DB-24차량의 후륜하중 9.6ton이 매설관 상단 중앙에 정차했을 때 관이 받는 작용압력-변형률 특성을 분석하였다. 실험 결과, 지중매설관의 변형은 주로 시공과정중에 발생하는 것으로 나타났고, 특히, 모래되메움 공정 및 쇄석 포설 완료후에 변형이 가장 크게 발생하는 것으로 계측되었다. 그리고, 접촉관과 이격관 공법의 변형을 비교해 보면, 이격된 부분에 채워진 되메움재의 수동토압에 의한 저항압에 의존한 이격관 공법이 관과 관이 직접 접촉하여 관의 강성이 저항압으로 작용하는 접촉관 공법에 비해 변형이 작게 발생하는 것으로 분석되었다. 더불어 KS-C8455의 허용변형률 3.5%에 매설깊이 80cm, 100cm, 120cm에 묻힌 매설관이 공법 및 다짐방법에 관계없이 만족하는 변형률값을 보이고 있어 안전성을 확보하는 것으로 분석되었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.33-40
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• 2014

보통 지중에 매설되는 관은 강성관과 연성관으로 구분된다. 연성관 중 유리섬유강화플라스틱(Glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic, GFRP)으로 이루어진 GFRP 관은 지중에 매설시 지반과 관의 상호관계를 고려하여 설계되어야 한다. 본 연구에서는 지중에 매설되는 GFRP 관의 장단기의 구조적 거동을 조사하고자 한다. 먼저, 국내에서 생산되는 GFRP 관의 역학적 성질조사를 하고, 현장매설실험과 유한요소해석을 수행하여 장기거동 예측에 대한 기초자료로 활용하였다. GFRP 관의 장기거동을 예측하기 위해 약 5,232시간 동안의 수직 관변형을 조사하였으며, 이를 바탕으로 최대 50년 동안의 관변형에 대하여 Monod-type 방법으로 예측하였다.

• 한국축산시설환경학회지
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• 제11권1호
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• pp.25-34
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• 2005

1. 트랙터 삼점히치탑재형 지중살포기 가. 5련 치즐푸라우에 의해 토양 파쇄가 이루어지고 용적식 워블판 펌프에 의해 지중에 압송 살포하는 구조로 설계 제작되었다. 나 슬러리 가축분뇨살포기의 지중깊이별 축분살포기 견인력은 토앙파쇄 깊이 50mm에 비해 100mm일 때 550kgf에서 600kgf로 조금 증가하였으나 토양파쇄 깊이 150mm에서는 약 800kgf로 급격히 증가하였다. 다. 슬러리가축분뇨 송출장치로 오수펌프와 토출관 사이 압력조절탱크 설치로 분뇨토출 분지관의 살포균일성을 높일 수가 있었다. 2. 트랙터 견인형 지중살포기 가. 5련 치즐플라우에 의한 토양파쇄 후베인형 진공펌프에 의해 슬러리 가축분뇨를 지중에 압송 살포하는 장치로 제작되었다. 나. 슬러리 가축분뇨 지중살포기의 살포 깊이별 견인력은 반 건조 상태인 논 토양의 경우 지표살포 683kgf, 살포 깊이 l0cm에서 1,062kgf, 깊이15cm에서 1,214kgf로 나타났으며, 살포 깊이 20cm에서는 트랙터의 슬립발생 증가하여 작업이 곤란하였다. 다. 시작기의 밭 토양에서 견인력은 지표살포 784kgf, 살포 깊이 l0cm에서 997kgf, 깊이 15cm에서 1,320kgf, 깊이 20cm에서 1,670kgf로 나타나 살포 깊이가 증가함에 따라 견인력이 크게 증가하는 경향이었다. 라. 슬러리가축분뇨를 토양에 압송$\cdot$살포하는 송출관에 분배관 설치로 토출관간 슬러리가 축분뇨의 토출균일성을 높일 수 있었고, 송출관의 압력조절밸브를 조정하면 10a당 살포량 조절이 가능하였으며, 지중살포 깊이는 10${\~}$15 cm 수준이 적합한 것으로 판단된다.