• 대한토목학회논문집
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• 제12권3호
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• pp.65-79
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• 1992

본(本) 연구(硏究)는 2골절(滑節) 강재(鋼材) 아치의 최적설계(最適設計)에 관(關)한 것으로 아치구조(構造)의 정확(正確)한 해석(解析)과 구조(構造)를 안전(安全)하며 경제적(經濟的)으로 설계(設計)하는 데 목적(目的)을 둔다. 구조해석(構造解析) 방법(方法)은 해석과정(解析過程)에서 구조물(構造物)의 처짐울 고려(考慮)하는 유한차분법(有限差分法)을 도입(導入)하므로 해석오차(解析誤差)를 소거(消去)하여 구조물(構造物)의 단면력(斷面力)을 결정(決定)할 수 있는 방법(方法)을 사용(使用)한다. 최적화문제(最適化問題)는 설계변수(設計變數)를 단면(斷面)의 칫수들(B, D, $t_f$, $t_w$)로 하는 목적함수(目的函數)와 제약건식(制約件式)으로 형성(形成)한다. 목적함수(目的函數)는 아치구조(構造)의 총(總) 중량(重量)으로하고 제약조건(制約條件)은 한국(韓國) 도로교(道路橋) 표준시방서(標準示方書)에 규정(規定)된 허용응력(許容應力), 플랜지와 복부(腹部)의 최소칫수에 관한 규준(規準)을 사용(使用)하고 I형(形) 단면(斷面)의 경제적(經濟的) 높이 조건(條件)과 복부(腹部)의 상한계(上限界) 칫수와 플랜지 폭(幅)의 하한계(下限界) 칫수를 포함(包含)하여 유도(誘導)된다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 비선형계획문제(非線型計劃問題)를 풀기 위해 수정(修正) Newton Raphson 탐사법(探査法)을 사용(便用)하는 SUMT 기법(技法)을 도입(導入)하여 수치예(數値例) 통(通)하여 시험(試驗) 본다. 본(本) 연구(硏究)에서 개발(開發)된 아치구조(構造)의 최적화(最適化) 프로그램은 여러 아치구조(構造) 수치예(數値例)를 통하여 시행(試行)하고 고찰(考察)한다. 이러한 수치결과(數値結果)를 통(通)하여 본 알고려즘의 최적화(最適化) 가능성(可能性), 적용(適用) 가능성(可能性) 및 수검성(收檢性)과 타(他) 문현(文獻)(30)을 사용(使用)한 수치결과(數値結果)와도 비교분석(比較分析)한다. 본(本) 연구(硏究)의 최적단면적(最適斷面績)과 2차(次)모멘트의 상관관계식(相關關係式)은 많은 수치적(數値的) 최적설계(最適設計) 결과(結果)로부터 도출(導出)한다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.120-129
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• 2016

이용자 비용은 SOC 시설물의 효율적 자산관리를 위한 LCCA에서 시설물의 생애주기, 관리자 비용 그리고 할인율과 함께 반드시 고려되어야 하는 주요한 분석 항목이다. 특히, 도로분야에서는 청소 및 유지보수 등의 공사구간(Work zone)으로 인해 이용자들에게 막대한 지체비용이 발생되는 경우가 많으며, 이와 같은 경우 관리자는 보다 합리적인 의사결정을 위해 관리자비용 뿐만아니라 이용자비용까지도 고려해야만 한다. 그러나 최근까지도 대부분의 의사결정 단계에서 이용자 비용은 고려되지 않고 있으며, 이에 관한 연구들도 활발하지 못한 실정이다. 본 연구에서는 교통류 모형과 교통시설 투자 평가 지침의 직접편익 산정 모델을 이용하여 의사결정 단계에서 필요한 이용자 비용 및 지체비용을 산정 하는 방법론을 제안한다. 그리고 2014년 실제 유지보수가 시행되었던 국도 4개구간에 대해 VISSIM을 이용하여 교통류 모형을 추정하고 제안된 방법론을 토대로 이용자 비용 및 지체비용을 산정하였다. 분석결과, AADT 약 3만대의 A구간은 공사구간 발생 전 평균 17,569천원/$km{\times}day$의 이용자 비용이 발생하는 것으로 분석되었으며, 유지보수로 인해 1차로를 차단 할 경우 추가적으로 평균 10,193천원/$km{\times}day$(158%)의 지체비용이 발생하는 것으로 분석 되었다. AADT 약 2만대의 B구간과 D구간에서는 각각 1,507천원/$km{\times}day$(115%), 1,985천원/$km{\times}day$(119%)의 지체비용이 발생되는 것으로 분석되었으며, AADT 약 1만대의 C구간에서는 262천원/$km{\times}day$(105%)의 지체 비용이 발생하는 것으로 나타났다. 본 연구의 결과는 교통류 모형을 시뮬레이션 기반으로 추정함으로서 실제 적용에는 한계가 있다. 향후 실제 관측 자료를 이용한 적정성 높은 모형의 개발과 시뮬레이션 검증을 통해 적용 가능성을 높이는 연구가 필요할 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제37권1호
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• pp.239-246
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• 2017

국내 중소하천의 횡단구조물인 보 또는 낙차공은 대부분 고정식 콘크리트 구조물이며, 저층수의 배제가 쉽지 않다. 횡단구조물로 인해 유사가 퇴적되며, 유사에 흡착한 오염물들이 그대로 하천의 바닥을 오염시키고 있다. 이에 저층수 및 퇴적유사에 대한 관심이 증가하고 있는 실정이며, 이러한 대안의 하나로 횡단구조물 상류와 하류를 하상 아래로 연결시키는 구조물로써, 보 상류 저층의 물 및 유사 배제를 목적으로 저층수배출관을 설치하는 방안이 있다. 그러나 사석이 유입되고, 배제 되지 않을 경우 효율성이 크게 저하될 가능성이 있다. 이에 본 연구에서는 저층수 배출관 내 사석을 배제할 수 있는 능력에 대한 연구를 수행하였다. 사석과 거동이 유사한 유사(sediment)의 한계조건(critical condition) 중 한계전단력(critical shear stress) 유도과정과 달랑베르의 원리(d'Alembert principle)를 응용하여 이동 중인 사석이 배제될 수 있는 조건(${\tau}_c{^*}$)을 유도하였다. 그러나 저층수 배출관 내 유입된 사석은 정지상태가 아닌 이동 중이므로, Lagrangian 기법을 활용하여 수리실험에서 도출된 유속으로 상대속도(relative velocity)를 제시하였다. 수리실험은 축척효과(scale effect)를 최소화하기 위해 폭이 5.0 m이고, 높이가 1.0 m인 광폭 개수로를 제작하였으며, 사용된 사석은 가공된 완전 구형을 사용하였다. 실험 결과 유속과 구형 입자 속도와의 비가 0.5~0.7 사이로 나타났으며, 이러한 결과를 유도된 식에 적용하여, 최종적으로 사석이 배제되는 조건을 도출하게 되었다. 구간은 입자레이놀즈수($Re_p$)와 무차원 한계 전단력(${\tau}_c{^*}$)에 따라 크게 3가지로 구분되었다. 배제 구간(exclusion section), 확률적 배제 구간(probabilistic exclusion section), 비배제 구간(no exclusion section)이다. 본 연구결과는 횡단구조물의 저층수 배출관 설계시 유용한 기초 정보를 제공할 수 있을 것이다.

• 터널과지하공간
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• 제26권5호
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• pp.396-408
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• 2016

암석파괴역학은 토목공학과 암반공학의 다양한 분야에서 널리 적용되는 학문이다. 그러나 대부분의 암반 공학 문제에서 mode II 거동이 우세함에도 불구하고 관련 연구는 mode I 거동에 대한 것이 대부분이다. 현재 mode I의 경우 4개, mode II 파괴인성의 경우 단 한 개의 ISRM 표준시험법이 있다. 본 연구에서 제안하는 새로운 시험법은 문헌조사를 통해서 필요조건으로 구속압 가능 여부, 노치성형의 용이성, 기존 시험장비의 활용, 단순한 시험절차를 정하고 이에 부합하도록 개발하였으며 SCC(Short Core in Compression)로 이름을 정하였다. Mode II 파괴인성 계산에 필요한 응력확대계수 계산식을 3차원 수치해석을 통해 선하중과 분포하중 조건에 대해서 구하였고 노치성형을 위한 지그도 제작하였다. 개발된 시험법을 MTS 시스템을 사용하여 화강암에 적용하였으며 가압속도는 0.002 mm/s로 하였다. 시험 결과 $2.33MPa{\sqrt{m}}$의 mode II 파괴인성을 얻었다. 동일한 화강암 블록에서 확보한 시험편에 대하여 간접인장시험으로 구한 mode I 파괴인성은 $1.12MPa{\sqrt{m}}$였다. 따라서 $K_{IIC}/K_{IC}=2.08$로 mode II 파괴인성이 mode I보다 크게 나타났다. 또한 비교적 매끄러운 파괴면과 암분의 생성을 통하여 SCC 시험법이 mode II 거동을 잘 표현함을 확인하였다. 따라서 제안된 SCC 시험법은 암석의 mode II 파괴인성을 결정하는 데 사용할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제18권3호
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• pp.31-40
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• 2017

본 논문은 해상구조물 혹은 지각변동 모니터링 분야에 응용할 수 있는 중기선 GPS 데이터의 준실시간 연속처리를 통한 동적좌표 정밀추정 방안도출과 실험적 구현에 관한 내용을 다루고 있다. GPS 이중주파수 중기선 관측데이터 함수모형, IGS 초신속 해석결과물 제공현황 및 해외 유사사례 조사와 상시관측인프라 현황 조사를 바탕으로 정적 및 동적 처리모드로 이루어진 GPS 연속처리 시스템 설계 그리고 관측데이터 처리절차와 그 전략을 도출하였다. 시스템을 데이터 취득부와 시각화를 포함하는 처리부로 구성 하였으며, 관측소가 Ntrip을 통해 송출하는 GPS 데이터를 최소 지연시간으로 처리하여 모니터링 대상 안테나의 동적좌표를 추정하도록 하였다. 데이터 취득부는 DOS 배치파일, 펄 스크립트 그리고 BKG BNC 프로그램을 통해 그리고 처리부는 슬라이딩 윈도기법에 의한 관측데이터 선택과 BPE에 의해 순차처리 절차를 스크립트 파일로 정의하여 구현하였다. 국 내외에 7점의 상시관측소에 의해 구성한 네트워크로부터 GPS 관측데이터를 취득하여 후처리모드에서 시스템 동작실험을 수행하였다. 이를 통하여 본 연구에서 제안한 GPS 데이터 연속처리 절차의 동작 적절성과 신뢰수준 95%에 추정좌표 정밀도가 센티미터 수준 이상이 됨을 확인하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제51권3호
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• pp.195-205
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• 2018

가뭄은 여러 가지 요인에 의해 복합적으로 발생하는 현상으로 자연적 원인과 인위적 원인으로 구분할 수 있다. 우리나라는 기후학적 특성상 여름철에 태평양 고기압의 발달 시기가 빠르거나 평년보다 강하면 장마 기간이 짧아져 자연적인 원인에 의해 가뭄이 발생한다. 가뭄은 발생과정과 피해 영향에 따라 기상학적, 농업적, 수문학적, 사회경제적 가뭄으로 구분할 수 있으며 직 간접적으로 다른 가뭄에 영향을 미친다. 가뭄의 종류가 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄 혹은 기상학적 가뭄에서 수문학적 가뭄으로 변화되는 현상을 가뭄 전이라 한다. 본 연구에서는 국내의 가뭄 전이 발생 여부와 발생 패턴을 검토하기 위해 수문기상 정보를 이용하여 기상학적 가뭄에서 농업적 가뭄으로의 전이 관계를 분석하였다. 가뭄 전이 발생 현황 및 특성 분석을 위해 가뭄 발생의 유형을 5가지로 구분하였으며, 유형에 따라 가뭄 전이가 발생하지 않거나 최대 3개월까지 지체되는 것을 확인하였다. 향후 더 많은 가뭄 지표들과의 분석을 통해 가뭄 전이 관계를 일반화한다면 기상학적 가뭄 발생 시 농업적 가뭄 예측을 위한 인자로 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제21권2호
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• pp.57-65
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• 2005

지오텍스타일은 지난 30여년 동안 모래주머니, 훼브릭 폼, 게비언 등 다양한 형태의 컨데이너(구속체)로 활용되어져 왔다. 다양한 크기의 지오텍스타일 컨데이너(구속체)는 주로 수러학적 제어구조물로 홍수재해 방지 및 복구 구조물로 적용되었으며, 최근 지오텍스타일의 직조기술, 채움기술 등의 발달과 함께 해안침식방지구조물, 방파제, 제방 등 친환경적이며 신개념의 해안구조물로 적용이 확대되고 있다 본 연구에서는 지오텍스타일 튜브 구조물이 해안구조물로 설치될 경우에 대한 수리모형시험을 통하여 튜브구조물의 수리동역학적 특성(안정성, 파랑제어 및 전달특성)에 대하여 실험적 연구를 수행하였으며, 특히 구조물 단면의 확대와 심해에 설치될 경우를 고려한 다단식 튜브구조물에 대하여 수리모형시험을 실시하였다. 수리모형시험 조건은 해안설치 조건를 고려하여 설치조건과 파랑조건을 요소화하였다. 설치조건은 파랑에 대하여 직각방향과 경사방향으로 설치될 경우를 고려하였으며, 파랑조건은 유의파고 변화를 3.0m~6.0m까지 실험을 실시하였다. 본 연구진의 선행연구결과와 비교할 떼, 다단식 튜브구조물이 단일튜브보다 더 안정적이며, 천단고가 없는 경우가 천단고가 0.5H인 경우에 비하여 더 안정적인 것으로 도출되었다. 또한, 파랑 전행에 대하여 경사로 설치된 경우가 천단고 유무에 관계없이 파랑감쇄능력이 우수한 것으로 나타났다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.1-8
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• 2020

본 연구에서는 토석류 매커니즘 분석을 위해 SPH(Smoothed Particle Hydrodynamics) 기법을 사용하여 토석류 수치해석을 수행하고 선행연구와 비교하여 토질정수의 적용성을 검증하였다. 또한, 자굴산 유역 계곡부를 대상으로 드론을 이용하여 항공사진측량을 수행한 후 이를 기반으로 지형모델을 생성하고 NFLOW를 활용하여 토석류 수치해석을 수행한 후 결과값을 위성영상 기반의 기존의 방법과 비교·분석하였다. 본 연구 결과, 드론 영상 및 NFLOW를 활용한 수치해석 기법은 위성 영상기반의 기존 방법보다 실제 지형을 잘 반영할 수 있어 토석류 영향 예측에 적용성이 높은 것으로 나타났다. 따라서 드론영상 및 NFLOW를 활용한 토석류 분석 기법은 사방댐 위치선정 등 토석류 예방 대책 수립 시 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제20권4호
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• pp.115-125
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• 2017

현재 국가기본도는 국토 전역에 동일한 축척과 정확도로 제작하여 배포됨으로서 국토개발 GIS, 차량용 내비게이션 등 각종 주제도 및 신속한 공간정보 산업에 의사결정용으로 다양한 분야에 활용되고 있으며 공간정보 산업의 전반적인 확대를 위해 많은 연구와 정책을 제시하고 있다. 이에 따른 일환으로 공간정보의 최신성에 대한 문제점을 해소하기 위해 전국을 권역으로 나누어 기본도를 수정했던 것을 2013년부터는 상시 수정으로 정책 변경하여 공간정보의 최신성 확보에 일조하고 있다. 따라서 본 연구에서는 현재 많은 연구와 다양한 산업에서 각광받고 있는 드론(Drone)을 활용하여 국가기본도의 수정 및 갱신 가능성을 평가하였다. 특히 저가형 드론에서 취득한 정사영상정보와 3차원 점군(Point Clouds)을 수치지형도와 중첩하여 3차원 위치정보를 동시에 취득하여 수정 갱신업무에 적용한 결과 0.2m 정밀도와 0.1m의 정확도를 나타내고 있다. 이는 국가 기본도(축척: 1/5,000) 제작 작업규정의 오차범위를 준수하고 있어 수치지도 수정 갱신 업무까지도 충분이 활용이 가능한 것으로 판단된다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제12권2호
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• pp.15-24
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• 2019

선행연구에서는 강원지역을 대상으로 실제 고속도로 토석류가 발생한 지점의 시계열 강우정보와 강원지역의 강우정보를 이용하여 1시간, 6시간, 3일 확률 강우량을 고속도로 토석류 평가등급에 따라 강우기준으로 사용하는 연구를 수행하였다. 이 연구에서는 선행연구를 통해서 선정된 3가지 강우기준의 적절한 조합과 토석류 평가등급에 따른 강우기준 조정을 통해 실제 고속도로 토석류 조기경보 기준을 제안하였다. 또한, 2013년 토석류가 발생한 5개 지점에 대해서는 강수량이 많았던 2010~2012년 시계열 강우자료를 이용하여 모의평가를 수행하였다. 연구결과, 적절한 조합의 고속도로 토석류 조기경보를 위한 기준이 마련되었으며 등급별 기준조정의 경우에는 토석류 평가등급 C, D, E의 경우는 현실적인 점을 고려하여 B등급의 값으로 통일하여 적용하는 것이 바람직할 것으로 판단된다. 또한, 모니터링의 피로도가 문제가 되지 않는다면, 그 이상인 A 또는 S로 조정하는 것도 고속도로 토석류 발생에 대해 적극적으로 대처하는 방법이 될 수 있다고 판단된다.