• 한국안전학회지
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• 제20권4호
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• pp.20-28
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• 2005

In this paper, the methodology for the reliability estimation of buried pipeline with longitudinal gouges and dent is presented and the limit state of buried pipeline is formulated by failure assessment diagram(FAD). The reliability of buried pipeline with defects has been estimated by using a theory of failure probability. The failure probability is calculated by using the FORM(first order reliability method) and Monte Carlo simulation. The results out of two procedures have been compared each other. It is found that the FORM and Monte Carlo simulation give similar results for varying boundary conditions and various random variables. Furthermore, it is also recognized that the failure probability increases with increasing of dent depth, gouge depth, gouge length, operating pressure, pipe outside radius and decreasing the wall thickness. And it is found that the analysis by using the failure assessment diagram gives highly conservative results than those by using the theory of failure probability.

• 설비공학논문집
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• 제25권1호
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• pp.37-42
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• 2013

Double pipe system in which PB pipe is inserted in CD pipe buried in the concrete slab is widely used for cold and hot water supplies in apartment housings. The system, however becomes complicated and the overlaying pipes in the concrete slab weaken the compressive strength of the slab. Also, insufficient insulation increases energy loss. In this work, the problems of the double pipe system are studied and plans A, B, and C are suggested for improvement. In terms of compressive strength of the concrete slab, plan A(total pipe length 73 m) was the weakest and plan B(2 m) was the strongest. Energy loss of plan A was the largest with 558.9 W and plan B was the lowest with 220.7 W. However, considering the combined effect of strength and heat loss, plan C becomes the best choice, which retains the advantage of the double pipe system.

• 한국지진공학회논문집
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• 제6권2호
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• pp.51-61
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• 2002

본 연구에서는 액상화-종방향 영구지반변형에 대한 지중매설관로의 거동특성을 해석하기 위하여 수치해석 알고리즘을 개발하였다. 기존의 연구결과가 간략한 해석식의 제안을 중심으로 진행되어 왔으며 영구지반변형의 형상과 폭에 따라 해석방법이 달라지는 단점을 가지고 있었던 것을 고려한다면, 개발된 수치해석 기법은 다양한 영구지반변형의 형상과 폭을 단일한 알고리즘 내에서 처리할 수 있다는 특징을 가지고 있다. 이를 위해 본 연구에서는 연속관 형태의 지중매설관로와 주변지반을 보요소와 등가지반강성으로 표현되는 탄-소성 지반 스프링을 이용하여 모형화하였으며, 지진발생시 실측된 지반변형에 기초하여 영구지반변형의 형상을 5가지의 대표적인 형태로 이상화하여 고려하였다. 국내 계기지진피해사례의 부족으로 인하여 영구지반변형의 크기와 지반변형의 폭은 기존의 연구결과를 참조하여 설정하였으며, 국내에서 사용되는 일반적인 강관을 대상으로 지반변형의 형상과 크기 및 폭, 매설관로의 관경, 관두께 등을 변화시켜 가면서 다양한 수치해석을 수행하였다. 수치해석 결과, 종방향 영구지반변형에 대한 매설관로의 거동에 미치는 주요 인자들의 영향정도를 평가할 수 있었다.

• 한국가스학회지
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• 제21권6호
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• pp.8-14
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• 2017

가스배관 사고의 대표적인 원인 중 하나는 기계적 충격(타공사 등)으로 인한 사고이다. 이는 국내 주요 산업단지에 매설되어 있는 고압가스배관의 대다수가 매설 시기가 20년 이상인 노후 배관이기 때문에 사고 발생 시 별도의 검사 및 보강 시간 없이 대형 사고로 이어질 가능성이 높다. 본 연구에서는 타공사(굴착공사) 실험을 통해 기계적 충격 시 배관에 미치는 결함 정도에 대해 연구하였다. 실제 산업단지에서 굴착공사 시 사용되고 있는 21 ton 굴착기와 ASTM A106 Grade.B와 ASTM A53 Grade.B 배관을 이용해 타격실험을 진행하였다. 그 결과 굴착기 작업에 이용되는 버켓 중 톱니 버켓 일 때 결함의 정도가 더 컷으며, 매설되어 있는 배관의 관경이 작을수록 결함의 깊이 및 길이가 큰 것을 확인하였다. 굴착기 작업 중 타격 높이는 매설 배관의 결함에 아무런 영향을 미치지 않는 것을 확인하였다.

• 한국해양공학회지
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• 제31권3호
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• pp.227-232
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• 2017

Subsea pipelines are one of the most important structures used to transport fluids such as oil and natural gas in offshore environments. The uplift behavior of the pipeline caused by earthquakes and buoyancy can result in a pipeline failure. The objective of this study is to examine the peak uplift resistance through parametric studies with numerical modeling by PLAXIS 3D Tunnel. The effects of the embedment ratio and pipe diameter were first examined for uplift resistance in sand and soft clay conditions. Then the length of geogrid layers and the number of geogrid layers were examined in terms of ability to resist uplift behavior.

• 전자공학회논문지D
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• 제36D권3호
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• pp.19-26
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• 1999

자체 설계한 bow-tie 안테나로 구성된 GPR을 이용하여 마른 모래 속에 매설된 파이프의 검출능력을 조사하였다. 송·수신안테나간의 상호결합을 줄이기 위하여 안테나를 차폐구조로 감쌌다. 안테나 끝을 저항으로 종단시켜 유한 길이의 안테나 구조에 의해 발생하는 ringing을 감소시켰다. B-scan 자료에서 쌍곡선 패턴을 구별해 냄으로써 부가적인 신호처리 과정 없이 다양한 매설물들의 존재 유무를 알 수 있었다.

• Journal of Advanced Research in Ocean Engineering
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• 제3권4호
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• pp.158-164
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• 2017

A pipeline is one of the most important structures for the transportation of fluids such as oil, natural gas, and wastewater. The uplift behavior of pipelines caused by earthquakes and buoyancy is one of the reasons for the failure of pipelines. The objective of this study is to examine the peak uplift resistance using parametric studies with numerical modeling of PLAXIS 3D Tunnel. The effects of burial depth and pipe diameter on the uplift resistance of loose and dense sand were first examined. Subsequently, the effects of the length of geogrid layers and the number of geogrid layers were examined to prevent uplift behavior.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.235-253
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• 2018

지하관거 균열로 인한 지하수의 흐름은 주변 지반의 토사유실을 야기하여 관거 인접 지반에서의 공동발생, 나아가 지반함몰(싱크홀) 원인이 된다. 본 연구는 관거의 균열을 모사하는 모형시험을 통해 비점착성 지반에 위치한 지중 비압력 관거의 균열로부터 비롯되는 지반함몰 메커니즘과 이로 인한 파괴모드를 조사하였다. 토사유실 및 함몰 영향인자로서 균열크기, 관거유속, 지하수위, 토피고 그리고 지반구성재료 등을 채택하여 이들 인자들이 함몰거동에 미치는 영향을 조사하였다. 각 인자들에 따른 지반파괴의 형상(파괴모드)과 지반유실량을 분석한 결과, 토피고와 지하수위가 일치하는 경우 최종파괴모드는 침식각이 불연속적으로 변화하는 'Y'형으로 관찰되며, 지하수위가 더 높게 위치하는 경우 침식각이 일정한 파괴면 형상인 'V'형으로 나타난다. 토피고가 증가하는 경우의 파괴형상에서 토피고 영향에 무관한 길이와 토피고에 따라 점진적으로 증가하는 폭을 갖는 수직함몰구간이 형성되는 결과를 얻었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제29권8호
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• pp.65-73
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• 2013

지중 열교환 시스템은 지속적인 에너지 효율의 개선으로 공간 냉난방을 위한 친환경적 에너지 기술로 주목받고 있다. 지중에 매설된 파이프는 내부 유체 순환을 통하여 인접한 지반과 열적 상호작용으로부터 직접적인 열에너지 교환을 수행한다. 하지만, 파이프의 수치모델링에서 열-수리가 연관된 난류해석과 파이프의 긴 세장비에 의한 메쉬사이즈의 부적합성은 열교환 시스템의 적절한 수치해석을 어렵게 하고 있다. 본 논문에서는 파이프 내부 유체흐름에 대한 에너지 보존의 법칙을 적용하여 지배방정식을 유도하였으며, Galerkin수식화와 시간적분을 통하여 열-수리 연동일차원 파이프 요소를 개발하였다. 그리고 제안된 파이프 요소를 기 개발된 다공질 재료를 위한 열-수리-역학(Thermo-Hydro-Mechanical) 해석을 위한 유한요소 프로그램과 결합하였다. 개발된 요소를 이용한 수치해석 결과는 열응답 시험(Thermal Response Test) 결과로부터 주위지반의 유효 열전도도를 평가하기 위하여 사용하는 선형 열원 모델이 인접 파이프간의 열적상호작용과 파이프의 단부효과에 의하여 지반의 열전도도를 과다 평가하는 것으로 보여주었다. 따라서 열응답 시험 해석 결과에 대한 역해석을 적용하여 최적의 수렴성을 보여주는 변환행렬을 제시하였다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2005년도 춘계 학술발표회 논문집
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• pp.328-337
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• 2005

This work reports results of our study on the dynamic responses of the buried pipelines both along the axial and the transverse directions under various boundary end conditions. We have considered three cases, i.e., the free ends, the fixed ends, and the fixed-free ends for the axial direction, and three more cases including the guided ends, the simply supported ends, and the supported-guided ends for the transverse direction. In order to investigate the effect of the boundary end conditions for the dynamic responses of the buried pipeline, we have devised a computer program to find the solutions of the formulae on the dynamic responses (displacements, axial strains, and bending strains) under the various boundary end conditions considered in this study. The dynamic behavior of the buried pipelines for the forced vibration is found to exhibit two different forms, a transient response and a steady state response, depending on the time before and after the transfer of a seismic wave on the end of the buried pipeline. The former is identified by a slight change in its behavior before the sinusoidal-shaped seismic wave travels along the whole length of the pipeline whereas the latter by the complete form of a sinusoidal wave when the wave travels throughout the pipeline. The transient response becomes insignificant as the wave speed increases. We have observed a resonance when the mode wavelength matches the wavelength of the seismic wave, where the mode number(k) of resonance for the axial direction is found to be $\overline{\omega}/{\pi}V+1/2$ for the fixed-free ends, $\overline{\omega}/{\pi}V+1$ for the free ends, and $\overline{\omega}/{\pi}V$ for the fixed ends, respectively. By adding 10 more modes to the mode number(k) of resonance, we were able to study all the dynamic responses of the buried pipeline for the axial direction. On the other hand, we have not been able to observe a resonance in the analysis for the transverse direction, because the dynamic responses are found to vanish after the seventh mode. From the results of the dynamic responses at the many points of the pipeline, we have found that the responses appeared to be dependent critically on the boundary end conditions. Such effects are found to be most prominent especially for the maximum values of the displacement and the strain and its position.