• Geomechanics and Engineering
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• 제35권2호
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• pp.195-208
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• 2023

The nodular diaphragm wall (NDW) is a novel type of foundation with favorable engineering characteristics, which has already been utilized in high-rise buildings and high-speed railways. Compared to traditional diaphragm walls, the NDW offers significantly improved vertical bearing capacity due to the presence of nodular parts while reducing construction time and excavation work. Despite its potential, research on the vertical bearing characteristics of NDW requires further study, and the investigation and visualization of its displacement pattern and failure mode are scant. Meanwhile, the measurement of the force component acting on the nodular parts remains challenging. In this paper, the vertical bearing characteristics of NDW are studied in detail through the indoor model test, and the displacement and failure mode of the foundation is analyzed using particle image velocimetry (PIV) technology. The principles and methods for monitoring the force acting on the nodular parts are described in detail. The research results show that the nodular part plays an essential role in the bearing capacity of the NDW, and its maximum load-bearing ratio can reach 30.92%. The existence of the bottom nodular part contributes more to the bearing capacity of the foundation compared to the middle nodular part, and the use of both middle and bottom nodular parts increases the bearing capacity of the foundation by about 9~12% compared to a single nodular part of the NDW. The increase in the number of nodular parts cannot produce a simple superposition effect on the resistance born by the nodular parts since the nodular parts have an insignificant influence on the exertion and distribution of the skin friction of NDW. The existence of the nodular part changes the displacement field of the soil around NDW and increases the displacement influence range of the foundation to a certain extent. For NDWs with three different nodal arrangements, the failure modes of the foundations appear to be local shear failures. Overall, this study provides valuable insights into the performance and behavior of NDWs, which will aid in their effective utilization and further research in the field.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.1-8
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• 2024

신축이음 장치는 교량 상부구조의 신축량을 수용할 목적으로 설치되며 공용중 충분한 유간을 확보하여야 한다. 안전점검 및 정밀안전진단 수행 시 유간부족 및 유간과다에 대한 손상을 명시하고 있으나, 유간에 따른 교량의 이상 거동을 판별하기 위한 기준이 미흡하다. 본 연구에서는 동일 신축이음부의 유간 데이터를 지속적으로 추적하여 데이터 기반의 유지관리 방안을 제시하였다. 689개소의 신축이음 장치에서 계절별 영향을 고려하여 총 2,756개의 유간 데이터를 수집하였다. 동일 위치에서 4개 이상의 데이터를 통해 신축거동을 분석할 수 있는 유간 변화 평가 방안을 마련하였으며, 신축거동에 영향을 미치는 인자를 분류하고 딥러닝과 설명 가능한 AI를 통해 각 인자의 영향도를 분석하였다. 유간 평가 그래프를 통해 교량 상부구조의 이상 거동을 협착 및 기능 고장으로 분류하였다. 이론적 거동을 보이고 있다하더라도 협착 가능성이 나타날 수 있는 사례 및 하절기 협착 가능성이 매우 높게 나타난 사례가 도출되었다. 협착 가능성은 낮으나 교량 상부구조에 기능상 문제점이 발생했을 가능성이 높은 사례와 시공오류에 따라 신축이음 장치가 재시공된 사례도 도출되었다. 딥러닝 및 설명 가능한 AI를 통한 영향인자 분석은 기존의 신축유간 계산식 및 교량 설계에 따른 결과로 설명 가능하여 신뢰 가능한 수준으로 판단되어 추후 모델의 개선을 통해 유지관리를 위한 가이드를 제시할 수 있을 것이라 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제28권2호
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• pp.53-60
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• 2024

프리스트레스트 콘크리트(PSC) 교량은 긴장재 부식과 파단에 취약하며, 특히 내부 포스트텐션 형식을 사용하는 구조물은 내부 긴장재 조사의 한계로 유지관리에 어려움이 있다. 따라서 본 연구에서는 고속도로 교량의 약 35%를 차지하는 PSC I 거더교의 트럭 재하 실험을 통하여 긴장재 손상에 따른 실제 거동을 분석하고 유지관리 전략을 제시하고자 하였다. 대상 PSC I 거더교는 고속도로의 폐교량이며, 상·하행교량의 공용기간은 각각 33년, 20년이다. 단부 및 중앙부 등 긴장재 손상 위치와 정적 및 동적, 거더별 하중 재하 방법에 따라 처짐과 콘크리트 변형률을 계측하였다. 교량의 노후화와 관계없이 긴장재 손상이 거더 중앙부에 가까울수록 교량의 구조 성능은 감소하였다. 트럭 하중이 긴장재 절단이 발생한 거더에 근접될수록 거동의 변화가 증가하였다. 긴장재 절단 인접거더에 하중이 재하 될 경우 교량 전체 구조계의 영향으로 구조적 성능은 유지 가능할 것으로 판단된다. 거더 중앙부 긴장재가 절단된 경우 처짐의 변화량은 육안 관찰이 어려운 수준인 반면, 절단 위치의 콘크리트 변형률은 균열발생 변형률을 초과하였다. 따라서 향후 PSC I 거더교의 모니터링 및 유지관리 시에 콘크리트 변형률 또는 균열에 중점을 두는 것이 효율적이라 판단된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제56권4호
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• pp.132-158
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• 2023

공주 청량사지 오층 및 칠층석탑은 계룡산 삼불봉 아래에 있으며, 고려 중기에 창건한 것으로 알려진 탑으로 한 시대에 두 유형의 백제계 석탑이 공존하는 쌍탑으로서 역사적 및 학술적 가치를 인정받고 있다. 두 탑은 1944년 도굴로 칠층석탑이 전도되고 그 영향으로 오층석탑에 기울어짐이 발생하였다. 1961년에 석탑을 복원하였으나 구조적 불안정성은 지속적으로 제기되었다. 따라서 이 연구에서는 2021년 5월부터 2022년 3월까지 계측자료를 축적하고 계절적 특성을 검토하여, 동일 기간의 기온변화와 강수량에 따른 석탑의 미세거동을 해석하였다. 이 결과, 모든 계측기에서 일간 기온변화에 따라 미세한 열탄성거동을 반복하였으며, 경사와 변위 모두 미세거동이 나타났다. 경사계에서는 기온변화에 따라 석재의 표면과 내부에 포함된 수분이 팽축을 반복하며 미세한 움직임을 보였고, 변위계에서도 시계열에 따라 기온이 상승하면서 모두 이격거리가 감소하였다. 특히 오층석탑 상부는 북서쪽으로 최대 3.89° 거동하였으며, 칠층석탑은 북동쪽으로 최대 0.078° 기울었다. 최대 변위는 오층석탑과 칠층석탑에서 각각 0.127 및 0.149mm로 기록되었다. 이 값들은 계측 종료시점에 원래 상태로 회귀하는 경향은 있으나 완전히 회복하지 못하여 면밀한 감시가 필요한 상태를 지시하였다. 이 연구를 통해 획득한 결과는 두 석탑의 안정적 보존을 위한 기초자료로 활용될 수 있다. 이를 기반으로 다양한 환경요소를 고려한 거동특성이 분석되어야 하며, 계측시스템의 유지관리를 통한 예방보존이 지속되어야 할 것이다.

• 생태와환경
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• 제45권4호
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• pp.482-489
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• 2012

어류는 수체 내에 서식하기 때문에 시각적으로 행동이나 이동을 연구하는 데에는 어려움이 있다. 원격측정방식 중 하나인 수중음향측정 방식(acoustic telemetry)은 수생 생물 특히, 어류에 효과적으로 적용되는 방식으로 이동경로 및 거리, 패턴의 분석에 효과적이다. 본 연구에서는 국내에 서식하는 잉어과 어류인 눈불개를 대상으로 하여 수중음향측정방식을 적용, 서식처범위(home range)와 이동패턴에 대한 모니터링을 시행하였다. 연구는 금강 하구둑부터 백제보까지의 약 70 km 구간을 대상으로 총 9 개체의 눈불개를 하구둑(Sc1-3)과 백제보(Sc4-9)에서 각각 방류하여 모니터링을 진행하였다. 하구둑에서 방류한 개체들은 방류지점으로부터 12.7 km 상류지점까지를 서식처 범위로 하여 이동하는 패턴을 나타냈고, 백제보에서 방류한 개체들은 가장 하류까지 이동한 Sc6 (방류지점에서 직선거리로 53.4 km 하류까지 이동)을 제외하고 대부분 방류지점에서 7.2 km 하류 지역을 서식처 범위로 이용하고 있었다. 상대적으로 크기가 작은 Sc7, 8, 9 개체는 큰 이동을 보이지 않았다. 눈불개의 총 이동거리는 개체의 체장의 크기와 관련이 있는 것으로 나타났고($r_s$=0.715, p=0.03), 또한 이동 개체와 이동하지 않은 개체 비교 시 이동 개체들의 체장이 통계적으로 유의하게 큰 것으로 확인되었다(Mann-Whitney U test, p=0.024). 따라서 눈불개의 이동 범위는 크기와 관련이 있고, 체장이 커질수록 총 이동거리가 늘어나는 것으로 나타났다. 비록 모니터링 개체수가 많지 않았지만 대상종의 이동과 관련된 의미 있는 자료들의 수집이 가능하였으며, 연구방식이 전반적으로 국내의 다양한 어류에 안정적으로 적용이 가능하기 때문에 향후 어류의 이동을 모니터링을 하는데 있어서 활용가치가 높을 것으로 판단되었다.

• 자원환경지질
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• 제46권6호
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• pp.485-494
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• 2013

주입된 $CO_2$가 환경에 영향을 미치지 않고 지하에서 안정적으로 저장되어 있는지를 총체적으로 모니터링 하는 주입 및 주입 후 관리 (Monitoring, Mitigation and Verification, MMV) 기술은 이산화탄소 지중저장 분야에서 경제적 및 환경적으로 매우 중요한 역할을 하고 있다. 특히, 해외 대규모 지중저장 프로젝트 사례를 보았을 때 주입한 $CO_2$의 거동을 가장 효율적으로 모니터링할 수 있는 방법 중의 하나로 탄성파를 이용한 시간 경과 (Time-lapse) 모니터링 기술이 그 핵심으로 떠오르고 있다. 이 연구에서는 캐나다 Estevan에 위치한 Aquistore 이산화탄소 주입 현장의 3차원 베이스라인 (baseline) 탄성파 자료를 수집하고 분석하여 국내 지중저장 탄성파 모니터링 실증화를 위한 기초 연구를 수행하였다. 이산화탄소 주요 저장 대상층은 탄성파 도달 시간 1,800 ~ 1,900 ms 깊이의 Winnipeg 와 Deadwood 사암층이다. Aquistore 탄성파 자료에 대한 에너지, 유사도(similarity)를 도출하고 주파수를 분해하여 $CO_2$ 주입 대상층의 특성을 규명하였다. 그 결과 등시선도 1,800 ms의 연구지역 북측, 1,850 ms의 남측에 탄성파 에너지가 큰 영역이 집중적으로 분포함을 확인할 수 있었고, 탄성파 에너지 속성을 도시하여 반사계수가 큰 사질 퇴적양상이 우세한 영역을 구분할 수 있었다. 또한 탄성파 기록의 유사도를 도출하여 두 개의 주요한 구조선이 북서-남동 방향으로 지중저장 대상층을 절단함을 확인하였다. 탄성파자료의 주파수를 성분별로 분해하고 5, 20 및 40 Hz 성분을 분석한 결과 연구지역의 중앙에서 동서 방향으로 발달하는 균질한 퇴적 양상이 구체화되었다. 베이스라인 자료의 경우 추가적으로 인위적인 잡음을 제거하고 층서 해석 결과를 통합하여 이산화탄소 지중저장 영역을 묘사한다면 시간경과 모니터링 자료와의 효율적인 대비가 가능할 것이다.

• 대한원격탐사학회지
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• 제39권5_1호
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• pp.589-597
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• 2023

집중호우 시 육상으로부터 다량으로 유입된 부유쓰레기는 사회, 경제적 및 환경적으로 악영향을 주고 있으나 집적 구역과 발생량에 대한 모니터링 체계는 미흡한 실정이다. 본 연구에서는 중부권 최대 상수원인 대청호를 대상으로 집중호우 시기에 하천 내로 유입되는 부유쓰레기의 효율적인 모니터링 방안과 현존량을 추정하기 위해 원격탐사 기법 적용 방안을 제안하였다. 대청호 수역에서 발생하는 부유쓰레기의 실태 조사를 위해 저궤도 위성통신 단말기가 탑재된 위치 추적 부이를 활용하여 이동 경로와 거동 특성을 파악하였으며, 드론 영상을 활용하여 부유쓰레기의 잠재적 집적 구역과 현존량을 추정하고자 하였다. 위치 추적 부이는 3일간 누적강우량이 200-300 mm 이상 증가하는 시기에 빠르게 이동하였다. 가장 긴 이동거리를 나타낸 호탄교의 경우 하루동안 약 72.8 km를 이동하였고 이때 최대 이동속도는 5.71 km/h를 나타냈다. 집중호우 이후 드론 영상을 활용하여 부유쓰레기의 현존량을 산출한 결과, 658.8-9,165.4 ton을 나타냈으며, 석호리 수역에서 가장 많이 발생하였다. 본 연구에서는 위치 추적 부이와 드론 영상을 통해 부유쓰레기 주요 집적 우심 구간을 파악할 수 있었으며, 전통적인 모니터링 방안보다 기동성, 신속성이 우수한 원격탐사 기반 모니터링 방법은 향후 집중호우 시기에 다량으로 유입되는 부유쓰레기의 수거, 처리 부담 비용을 절감하는데 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국대기환경학회지
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• 제31권3호
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• pp.209-222
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• 2015

Fine and coarse PM had been collected by LVCI (low volume cascade impactor) and HVAS (high volume air sampler) during January 1989 to April 2012 at Kyung Hee University, Global Campus located on the boarder of Yongin and Suwon. The database of PM mass concentration was constructed and then intensively and extensively investigated to understand monthly, seasonal, and annual patterns of each PM behavior. Especially the study separated all the PM data into the 5 Period Zones, which were classified on the basis of social, political, and environmental issues that might be influencing local ambient air quality during the monitoring period. The overall $PM_{10}$ level had been continuously decreased until 2005 and after then was staggering due to rapidly increasing $PM_{2.5}$ level in $PM_{10}$. The annual average of $PM_{2.5}$ concentration varied from $34.3{\mu}g/m^3$ to $59.0{\mu}g/m^3$, which were much higher than the 2015 ambient air quality standard. The $PM_{2.5}$ level was strongly associated with haze events, while both $PM_{10}$ and $PM_{2.5}$ levels were associated with Yellow storm events. Daily concentrations of $PM_{2.5}$ were ranged $13.1{\sim}212.9{\mu}g/m^3$ in haze days and $33.6{\sim}124.6{\mu}g/m^3$ in Asian dust days. The study also intensively investigated annual and seasonal patterns of $PM_{2.5}/PM_{10}$ ratios.

• 한국대기환경학회지
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• 제32권6호
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• pp.575-582
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• 2016

Seoul city has high population density as well as high traffic congestion, which are vulnerable to exposure of environmental pollutions caused by car traffic. However, recent studies are only on local regions about road traffic and air pollution or health effect of road traffic on residents. Thus, comprehensive study data are needed in terms of overall Seoul regions. In this study utilized the nitrogen dioxide concentration through the national air pollution monitoring network data, 2012 to 2013. It also divided regions into high and low exposure districts via the Origin destination data developed by the Korea transport institute to quantify and evaluate the effect of transport policies and analyzed a correlation of asthma symptoms with high and low exposure districts through raw data of community health survey from the Korea centers for disease control and prevention. Based on the collected data, the pearson's correlation analysis was conducted between air pollution substance concentration and high exposure district and multiple logistic regression analysis was conducted to determine the effect of traffic environment and factors on asthma symptoms of residents. Accordingly, the following results were derived. First, the high exposure district was higher concentrations of nitrogen dioxide ($NO_2$) as per time compared to those of the low exposure district (p<0.01). Second, analysis on correlation between average daily environmental concentration in the air pollution monitoring network and road traffic showed that nitrogen dioxide had a significant positive correlation (p<0.01) with car traffic and total traffic as well as with truck traffic (p<0.05) statistically. Third, an adjusted odds ratio about asthma doctor's diagnosis in the high and low exposure districts was analyzed through the logistic regression analysis. With regard to an adjusted model 2 (adjusted gender, age, health behavior characteristics, and demographic characteristics) odds ratio of asthma doctor's diagnosis in the high exposure district was 1.624 (95% CI: 1.269~2.077) compared to that of the low exposure district, which was significant statistically (p<0.001).

• 한국측량학회지
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• 제33권5호
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• pp.453-461
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• 2015

이 연구에서는 시공 중에 있는 곡선형 PCT 거더교의 처짐 관리를 위해 압출 시 예상되는 취약부위에 GPS를 설치하고 시공단계에 따라 처짐변위를 측정하였으며 응력, 온도 및 경사변위를 측정하여 GPS 관측데이터와 처짐변위와 비교하였다. 압출거리에 따른 GPS 실측값과 유한요소 모델링 해석값을 비교 분석한 결과, 실측값이 해석값에 비해 0.6∼1.6배 정도 차이가 발생하였으나, 온도를 보정함으로써 그 차이가 크게 감소하였다. 교량 거동 형상 분석 결과, 시공중 거동은 95m 지점과 75m 지점에서 노즈 선단부에 처짐이 발생하는 것을 확인하였으며 압축 취약부는 압축, 인장취약부는 인장력이 발생하였다. 연구결과, GPS 적용함으로써 시공 중 곡선형 PCT 거더교의 처짐 관리를 보다 효율적으로 가능할 것으로 판단되며, 향후 동일 공법의 교량을 시공할 시 향후 거동을 예측하고 관리하는데 도움을 줄 것으로 판단된다.