• 한국철도학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.251-259
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• 2014

교량/토공 접속부는 교량에서 토공으로 또는 그 반대방향으로 옮겨가는 구간으로 궤도 하부구조의 지지강성이 급격히 변화하기 때문에 차량 주행안정성에 매우 큰 영향을 미친다. 과거 유도상궤도를 사용할 때에는 접속부에 대한 성능요구조건이 높지 않았으나, 운행속도가 고속화되고 콘크리트궤도가 도입되면서 유지보수와 열차주행안정성에 상당한 영향을 미침에 따라 높은 성능수준을 요구하고 있다. 이에 본 논문에서는 기존의 교량/토공 접속구조의 단점을 보완하고 성능을 개선하기 위한 방안으로 토목섬유와 시멘트처리채움재로 보강된 접속구조를 제안하고 실물가속시험을 통한 성능평가를 수행하였다. 제안된 접속구조는 토목섬유를 이용하여 어프로치블럭을 보강하는 방안으로써 보강토 교대와 유사한 구조를 가지며, 사용재료는 시멘트처리된 흙자갈을 적용함으로써 유용토의 활용을 증대시키고 우수의 침입을 저감시켰다. 실물가속시험항목은 구조별 탄성변위, 누적 침하, 함수비, 교대에 작용하는 수평 및 수직 토압이며, 비교검토를 통해서 장기공용성능의 개선정도를 파악하고자 기존 접속구조와 제안 접속구조에 대한 시험을 동일조건하에서 수행하였다. 실물가속시험 결과, 제안구조가 침하 및 토압경감 측면에서 우수한 성능을 나타내었고 함수비 변동에 대해서도 저항성이 높은 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권10호
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• pp.21-29
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• 2021

국내외 대부분의 콘크리트 중력식 댐은 시공 시 발생하는 콘크리트 수화열로 인한 균열을 제어하기 위해 분할타설을 시행하고 있다. 이로 인해 댐 규모와 관계없이 수축이음부, 시공이음 부에서 담수 후 일정 수준의 침투가 발생하고 있다. 설계에서는 신죽 및 시공 이음부 누수를 고려하여 배수처리를 반영하고 있는 실정이다. 또한 온도에 따라 수축팽창하는 콘크리트 구조물의 특성상 동절기에는 수직이음부 확대가 불가피하다. 이에 대한 대비책으로 수직이음부 내에 2열 PVC 지수판과, 침투를 흘려보낼 수 있는 배수공을 일반적으로 설치하고 있다. PVC 지수판의 경우 댐 준공 초기에는 우수한 효과를 발휘한다. 그러나 콘크리트 댐체와의 열팽창 계수가 다르기 때문에 해를 거듭할수록 수축팽창에 따른 계면 탈락 현상이 발생하고 있다. 이로 인해 차수효과가 떨어져 댐체 하류면까지 흘러가는 침투가 발생할 가능성이 크다. 이 외 침투의 원인으로는 타설 시의 품질관리에 관한 문제, 콘크리트 수화열에 의한 균열발생, 방수 공법 및 재료의 문제점 등이 있을 수 있다. 따라서 콘크리트 댐에서의 침투를 방지하기 위해 수직이음부에서 수팽창성 차수재를 이용한 보강공법(D.S.I.M.)을 개발하였다. 수팽창성 차수재를 이용한 침투저감 공법에 대한 적용효과를 확인하기 위해 경북 영천시에 있는 보현산댐에서 현장 적용성을 검토하였다. 현장조사결과 갤러리 내 배수량을 체크 및 수중 약액 조사를 실시한 결과 수직이음부에 연결된 배수공에서 침투가 많이 발생하는 것으로 확인되었다. 이는 일부 지수판의 역할이 완벽히 이루어지고 있지 않음을 확인할 수 있었다. D.S.I.M.을 적용한 후 갤러리 내 배수량을 확인하였다. 침투가 많은 수직이음부 3개소에 먼저 시험시공을 한 결과 해당부위의 갤러리 내 배수량이 약 87% 저감된 것을 확인하였다. 나머지 13개소의 수직이음부에 적용한 결과 총 갤러리 내 총 배수량 기준으로 83%의 저감효과를 확인할 수 있었다. 이러한 결과를 종합해 볼 때 콘크리트 댐의 하류면에서 보이는 물비침 및 침투수량을 저감하기 위해서는 상류면에서 수직이음부에서 침투를 방지하는 D.S.I.M.이 유효한 공법임을 확인할 수 있었다. 국내외 타 콘크리트 댐의 경우에도 D.S.I.M.을 적용한다면 하류면에서 육안으로도 보이는 수직이음부를 통한 침투에 대한 보수효과를 기대할 수 있을 것으로 예상된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제35권1호
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• pp.85-92
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• 2015

횡방향 철근이 없는 RC와 PSC 보에서 축방향 인장력은 전단강도를 감소시키고, 축압축력은 전단저항력을 증가시킨다는 것은 잘 알려진 사실이다. 그러나 축력이 전단에 얼마만큼 영향을 미치고, 전단 저항성능에 어떠한 영향을 주는가에 대한 이해가 부족한 현실이다. 횡방향 보강철근이 없는 부재가 큰 압축력과 전단력을 받으면 첫 번째 경사균열이 일어나면서 그대로 취성파괴가 발생하기 때문에 상당히 보수적 관점을 유지하고 있다. 이런 배경에서 ACI의 복부전단강도는 경사균열각 ${\theta}$를 $45^{\circ}$로 하는 트러스모델을 사용하여 스터럽의 수직력과 축력효과를 반영하고 있다. 본 연구는 파괴역학을 근간으로 한 비선형 유한요소해석 프로그램 ATENA-2D (Cervenka, 2000)를 사용하여 철근콘크리트 보의 축력작용에 따른 검증을 수행한 것이다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제16권4호
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• pp.139-149
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• 2017

석굴암이 발견된 이후 수행된 그간의 정비 및 보수 보강 사업과 구조안정성 평가는 주로 석굴암의 석재와 콘크리트 돔 구조체의 상태 점검을 위주로 진행되어 왔다. 그러나, 석굴암 배면에는 높이 12m의 암반비탈면이 위치하여 비탈면 붕괴나 낙석 등의 발생이 우려되고, 이는 석굴암의 안정을 저해하는 요인이 될 수 있다. 또한 석굴암 측면 및 전면부의 토사비탈면과 석축의 경우도 최근 빈번해지고 있는 국지성 호우와 지진의 영향으로 장기적으로 안정성을 확보하고 있는지 의문시된다. 이에 본 연구에서는 석굴암 주변 지반과 비탈면에 대한 상세 현장조사를 통해 지형 및 지질학적 위험요인들을 파악하고, 안정성 해석을 통해 석굴암 배면의 노출암반 및 전면부 비탈면과 석축 등의 구조적 안전성을 검토하였다.

• 한국강구조학회 논문집
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• 제30권2호
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• pp.105-114
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• 2018

최근 건축물의 보수, 보강 및 리모델링시 중량물 및 구조부재를 부착시키거나 고정하는데 있어서 시공의 유연성 및 용이성으로 후설치 부착식 케미컬 앵커의 사용량이 점점 증가하고 있는 실정이다. 외국에서는 1980년대 초부터 후설치 부착식 케미컬 앵커에 대한 다양한 해석 및 실험을 통한 설계식을 제시하여 실제 설계에 사용하고 있으나, 현재 우리나라에서는 설계자와 시공자가 신뢰할 수 있는 명확한 설계기준이 없는 상태로서 외국의 설계기준에 의존하고 있는 실정이다. 따라서 본 연구에서는 비균열 무근콘크리트에 매입된 후시공 앵커를 대상으로 앵커간격, 묻힘깊이 그리고 연단거리를 변수로 한 인발실험을 통하여 케미컬앵커의 인발강도에 미치는 제요소를 평가하고자한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제17권1호
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• pp.10-20
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• 2013

설계시의 결함, 사용 중의 손상, 극한 환경에 장기간 노출에 따른 열화로 인해, 콘크리트 구조물의 성능은 감소된다. 본 논문은 8개 구역을 가진 대도시 철도 고가교에 대한 현장조사를 수행하고 내구성 평가를 수행한 연구이다. 대상 구조물에 대하여, 현장조사를 수행하여 내구성능을 평가하였으며, 사용상의 문제점을 도출하였다. 또한 내구지수-환경지수 산정법을 이용하여 현 상태의 상부구조 및 하부구조에 대한 내구성 확보기간을 평가하였으며, 이상적인 준공상태를 가정한 조건으로 도출된 내구성 확보기간과 비교하였다. 대상 구조물은 RC T형교, PSC 거더교, RC 박스교, 라멘교 등이 포함되어 있었으며, 각 구조형식에 따른 문제점을 분석하였다. PSC 거더의 단부균열, PSC 거더의 휨균열, 외부강선보강 정착부 균열, RC 박스의 휨균열, RC T형교의 휨균열을 주된 문제점으로 평가되었으며, 이를 패턴화하여 원인을 제시하였다. 본 연구는 각 구간의 열화에 따른 보수시기의 계획에 효과적인 자료로 사용되어질 수 있다.

• 한국콘크리트학회:학술대회논문집
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• 한국콘크리트학회 2008년도 추계 학술발표회 제20권2호
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• pp.473-476
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• 2008

최근 건설분야에서 고기능화의 추구와 국제적 물가 상승에 기인하여 건설산업에 있어서 공기 단축과 건식공법에 의한 경제적 비용 절감을 추구함과 동시에 시멘트를 사용한 2차 제품의 적용이 점차 증대되고 있으나, 아직까지 건축 내 외장에서의 패널이나 기능적인 보수 보강 측면에서의 용도로만 사용하는데 국한되어 있어, 구조적인 성능이나 내구적인 성능의 개선을 위한 대책이 시급한 실정이다. 이에 따라 본 연구에서는 건설분야에 있어서 구조적 성능과 내구적 성능이 우수한 영구 거푸집의 적용가능성을 검토하고, 제조성능과 품질에 있어서 최적의 배합을 도출하고자 한다. 따라서, 4조건의 배합에 따른 진공압출성형 고인성 시멘트 패널의 역학 및 내구적 특성을 비교 분석한 결과 소량의 충전재와 다량의 고로슬래그 미분말 및 분말내화재료를 사용한 ECC-DP3의 시험체가 우수한 상대경도와 휨응력변형을 나타내었으며, 내구적 성능에서도 공극률 감소 및 수밀성 향상에 의해 우수한 경향을 나타내었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.47-60
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• 2021

최근 기후변동성으로 인하여 집중호우의 발생빈도 및 강우강도 증가로 노후화된 여수로 바닥슬래브 표면에서의 손상이 발생하여 잦은 보수·보강이 필요한 실정이다. 이를 위해 현장조사, 수리모형 실험 및 수치모형 실험을 통하여 여수로 방류에 따른 손상발생 원인 검토에 관한 연구가 많이 진행되어 왔다. 그러나 대부분의 연구는 일반적으로 여수로의 흐름특성 및 압력분포에 대한 검토를 수행하였을 뿐 손상의 근본적인 발생원인 규명에 관한 연구는 미비한 실정이다. 이에 본 연구에서는 여수로 바닥슬래브 손상발생 원인을 도출하기 위해 공동침식 및 수력잭킹(hydraulic jacking)으로 인한 콘크리트 탈락관점에서 3차원 수치모형인 FLOW-3D와 COMSOL Multiphysics를 사용하여 검토하였다. 또한 공동지수를 산정하고 압력분포로 인하여 구조물이 받는 응력과 콘크리트의 인장·굽힘강도를 비교하여 공동침식 및 수력잭킹으로 인한 콘크리트 탈락 발생 가능성을 확인하였다. 수문 완전개도 조건에서 여수로 방류에 따른 공동침식 및 수력잭킹에 대하여 수치모의를 수행한 결과, 여수로 하류부에서 공동지수가 0.3 미만으로 공동침식 발생 가능성을 확인하였고, 공동부 및 균열부에서 압력분포에 따라 콘크리트가 받는 응력은 4.6~5.0 MPa로 콘크리트 인장강도와 굽힘강도와 비교를 통하여 지속적인 압력변동으로 인한 콘크리트의 피로파괴 또는 휨파괴 가능성을 확인하였다. 따라서 여수로 고유속 흐름에 의한 공동 현상 및 수력잭킹이 여수로 바닥슬래브 손상발생의 다양한 원인 중 하나로 판단하였다. 그러나 본 연구는 다양한 형상 조건 및 방류 시나리오를 적용하고 유체-구조물 상호작용(Fluid-Structure Interaction, FSI)모의를 수행하지 못하였다는 한계점이 있다. 이에 향후에는 한계점을 보완하여 검토한다면 보다 효율적이고 효과적인 여수로 유지관리 방안 도출이 가능할 것으로 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.245-253
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• 2021

우리나라 노후화 교량 중 많은 부분을 차지하는 RC 슬래브 교량은 대부분이 교량 안전 관리 및 유지관리의 대상인 1, 2종 교량에 포함되지 않는다. 또한 고속도로 교량에서 가장 높은 손상율을 차지하는 부속시설은 신축이음과 교량 받침부이다. 특히, 신축이음부를 통한 누수는 콘크리트 교량의 열화를 유발하고 균열 및 철근부 노출 등의 원인이 된다. 따라서 본 연구에서는 RC 슬래브교의 신축이음부 유간 밀착 손상이 바닥판 응답에 미치는 영향을 분석하였다. 양단 신축이음의 유간이 밀착된 경우 바닥판의 교축방향 변위가 발생되지 못해, 양쪽 단부 콘크리트에서 균열이 발생하였다. 또한, 응답 결과를 바탕으로 손상시나리오 별 신축이음부의 교축방향 변위와 바닥판 양단 콘크리트 응력과의 상관관계를 분석하고, 손상발생이 교량 거동에 미치는 영향을 파악하였다. 신축이음 장치 양면손상이 발생한 경우 변위와 응력과의 상관관계는 차량이 모든 차선을 지날 때 0.18로 낮은 상관성을 보였다. 무손상 상태와 비교했을 때도 바닥판 처짐은 차량이 지나는 동안 0.34~0.53, 차량이 지나간 후 0.17~0.43으로 낮은 상관성을 보였다. 이는 단부 콘크리트의 균열 발생으로 바닥판 전체 거동에 변화가 생긴 것을 의미한다. 따라서 바닥판 응답 데이터 기반 상관관계 분석과 이를 활용한 데이터 기반의 손상탐지가 가능하며, 이를 통해 바닥판 손상 및 열화의 원인이 되는 신축이음부의 조기 보수 및 보강, 사전관리에 기여하여 많은 도움이 될 것으로 기대된다.

• 한국철도학회:학술대회논문집
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• 한국철도학회 2010년도 춘계학술대회 논문집
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• pp.1982-1990
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• 2010

서울지하철 1~4호선 구간에서 부분적으로 도시터널공법을 채택하여 건설한 노선은 2~4호선으로서, 2호선 구간은 2기 지하철 건설시 시공된 신정기지 인입선 도림천~까치산역 구간 터널을 제외하고는 전체가 재래식 공법(ASSM)을 3~4호선 터널은 지형적인 여건 및 토압의 영향에 따라서 ASSM공법과 NATM공법을 병행하여 건설하였으며, 지하수 처리 형식은 지반조건과 지형적인 조건, 지하수위 저하에 의한 영향, 장기적인 운전 유지비 등을 감안하여 배수 및 비배수 형식을 적용하여야 하나, 이에 대한 충분한 사전검토 없이 채택하므로서 완전방수(비배수) 형식은 건설시에도 시공성이 떨어지고 기술적으로도 불합리한 요소를 지닌 채 설치되었으며, 부분방수(배수)형식은 배수관 기능저하, 배수구배 부적정 등으로 인해서 터널 구조물의 유지관리에서 누수와 수압에 의한 라이닝 콘크리트 균열, 박리 현상이 지속적으로 발생하여 보수 및 보강공사에 많은 비용이 소요되고 또한 터널 안정성 확보에 어려움이 있는 실정이다. 그러므로 터널 방수 형식에 대한 설계 및 시공 개념을 고찰함으로서 기술적인 문제점 등을 파악해서 유지관리의 개선 방향을 제안하고자 한다.