• Geomechanics and Engineering
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• 제33권5호
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• pp.439-451
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• 2023

The construction of shield tunnelling in urban sites is facing serious risks from complex and changeable underground conditions. Construction problems in the sand-clay mixed ground have been more reported in recent decades for its poor control of soil loss in tunnel face, ground settlement and supporting pressure. Since the limitations of observation methods, the conventional physical modelling experiments normally simplify the tunnelling to a plane strain situation whose results are not reliable in mixed ground cases which exhibit more complicated responses. We propose a new method for the study of the mixed ground tunnel through which mixed lays are simulated with transparent soil surrogates exhibiting different mechanical properties. An experimental framework for the transparent soil modelling of the mixed ground tunnel was established incorporated with the self-developed digital image correlation system (PhotoInfor). To understand better the response of face stability, ground deformation, settlement and supporting phenomenon to tunnelling excavation in the sand-clay mixed ground, a series of case studies were carried out comparing the results from cases subjected to different buried depths and mixed phenomenon. The results indicate that the deformation mode, settlement and supporting phenomenon vary with the mixed phenomenon and buried depth. Moreover, a stratigraphic effect exists that the ground movement around mixed face reveals a notable difference.

• Computers and Concrete
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• 제32권6호
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• pp.553-565
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• 2023

This work is the first to apply nonlocal theory and a variety of deformation plate theories to study the issue of forced vibration and buckling in organic nanoplates, where the effect of the drag parameter inside the structure has been taken into consideration. Whereas previous research on nanostructures has treated the nonlocal parameter as a fixed value, this study accounts for its effect, and finds that its value fluctuates with the thickness of each layer. This is also a new point that no works have mentioned for organic plates. On the foundation of the notion of potential movement, the equilibrium equation is derived, the buckling issue is handled using Navier's solution, and the forced oscillation problem is solved using the finite element approach. Additionally, a set of numerical examples exhibiting the forced vibration and buckling response of organic nanoplates are shown. These findings indicate that the nonlocal parameter and the drag parameter of the structure have a substantial effect on the mechanical responses of organic nanoplates.

• Geomechanics and Engineering
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• 제37권2호
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• pp.189-195
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• 2024

Buried pipelines can be classified as continuous and segmented pipelines. These infrastructures can be damaged either by ground movement or by seismic wave propagation during an earthquake. Permanent ground deformations (PGD) include surface faulting, liquefaction-induced lateral spreading and landslide. Liquefaction is a major problem for both superstructures and infrastructures. Buyukcekmece lake zone, which is the studied region in this paper, is a liquefaction prone area located near the North Anatolian Fault Line. It is an active fault line in Turkey and a major earthquake with a magnitude of around 7.5 is expected in this investigated region in Istanbul. It is planned to be constructed a new 12" steel natural gas pipeline from one side of the lake to the other side. In this study, this case has been examined in terms of two different support conditions. Firstly, it has been defined as a beam in liquefied soil and has built-in supports at both ends. In the other approach, this case has been modeled as a beam in liquefied soil and has vertical elastic pinned supports at both ends. These models have been examined and some solution proposals have been produced according to the obtained results. In this study, based on this sample, it is aimed to determine the behaviors of buried continuous pipelines subject to liquefaction effects in terms of buoyancy.

• 한국측량학회지
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• 제35권6호
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• pp.553-562
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• 2017

무인항공기 (UAV, Unmanned Aerial Vehicle)에 탑재되는 다양한 센서들 중에서 GPS (Global Positioning System) 수신기는 GPS 신호를 기반으로 정지비행 (hovering flight), 경로비행 (waypoint flight) 등 다양한 임무의 수행을 돕는다. GPS신호가 원활하게 수신되는 환경에서는 GPS 수신기를 활용할 수 있지만, 최근에 무인항공기의 활용을 시설물 모니터링, 배송, 레저 등 다양한 분야로 용도가 확대하면서 무인항공기의 비행 장소가 다양해지고 있다. 이러한 원인으로 무인항공기가 GPS 신호의 제약을 받는 음영지역이나 고층 빌딩이 밀집한 지역 등을 비행하면서 신호가 단절되거나 멀티패스로 인해 신호 에 다양한 잡음이 포함될 수 있다. 이에 본 연구에서는 무인항공기의 3차원 위치 결정을 위하여 해석 사진 측량 기법과 오토트래킹 토탈스테이션 기법을 이용하였다. 해석 사진 측량 기법으로는 중심투영의 기하학적 원리인 공선조건식 (collinearity equation)을 이용한 광속조정법을 기반으로 하였으며, 오토 트래킹 토탈스테이션 기법은 360도 프리즘 타깃을 초단위 이하로 추적하는 원리를 기반으로 하였다. 두 가지 기법에서 무인항공기의 위치 결정을 위해 사용된 타깃은 무인항공기 상단에 각각 탑재하였으며, 타깃간에는 x, y, z방향으로 기하학적 이격이 존재한다. 무인항공기의 비행 속도에 따른 결과 확인을 위해 0.86m/s, 1.5m/s, 2.4m/s로 속도를 달리하여 데이터를 취득하였으며, 타깃의 기하학적 이격을 통해 정확도평가를 하였다. 그 결과 무인항공기의 이동 경로인 x, y 방향으로는 최소 1mm에서 최대 12.9cm까지 오차가 발생하였고 비교적 이동이 적은 z 방향으로는 비행 속도와 무관하게 동일하게 7cm 오차가 발생하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.25-33
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• 2011

버켓기초는 현재 해양 구조물의 앵커나 해양 풍력발전의 기초로 광범위하게 쓰이고 있다. 그러나, 지금까지 버켓기초에 대한 설계 방법은 명확하게 제시되지 않았다. 그러므로, 본 연구에서는 범용 유한요소 해석 프로그램인 ABAQUS(2010)를 이용하여 점성토 지반에 설치된 버켓기초의 지지력 및 하중-변위거동에 대해 분석하였다. 버켓기초의 지지력에 영향을 주는 매개변수로 기초지름에 대한 근입깊이 비(L/D)를 선정하고 L/D 비를 0.25~ 1.0로 변화시키며 수직방향 압축과 수평방향의 지지거동을 분석하였다. 수치해석 결과 버켓기초의 지지력은 L/D비에 큰 영향을 받으며 L/D비가 0.25에서 1.0으로 증가함에 따라 수직방향 지지력은 약 40%, 수평방향 지지력은 약 90% 증가하는 것으로 나타났다. 수직하중이 작용하는 경우 버켓기초의 지지력은 깊은 기초와 유사하게 선단지지력과 주변마찰력을 분리하여 산정할 수 있었다. 그리고, 수평하중이 작용하는 경우 L/D비가 0.25 인 경우 기초의 수평이동 경향이 지배적이지만, L/D비가 0.5 이상으로 증가하면 기초의 회전파괴 경향이 지배적인 것으로 나타났다.

• 한국건설관리학회논문집
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• 제21권6호
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• pp.16-26
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• 2020

도로포장 유지보수 공사는 다양한 현장 여건에 의해 작업량이 다양하게 발생되고 있으나, 공사비 예정가격 작성시 세분화된 기준이 없어 적정공사비가 산정되기 어렵다. 도로포장 유지보수는 신설포장과 달리 차량들이 운행하고 있는 상황에서 시공을 할 수 밖에 없어, 도심지, 작업제한시간, 야간, 시공면적 등에 따라 생산성에 많은 차이를 보이고 있다. 이를 보정하기 위해 공사비산정기준 등에서는 차로수, 주택가, 작업가능시간, 야간작업 등의 할증을 제시하고 있으나, 공사관계자들에 따라 상이하게 적용이 되고 있는 실정이다. 본 연구에서는 도로포장 유지보수 주요 작업공종에 대하여 현장의 여건을 제대로 반영 할 수 있는 공사비산정 기준을 마련하고 적용할 수 있는 방안을 조사하였다. 주로 많이 시공되고 있는 '절삭 후 아스팔트 덧씌우기', '표층복구', '포장복구', '도로복구'를 대상으로 현장을 조사·분석 하였으며, 현장조사 결과를 바탕으로 기본적인 번화가, 주택가 등 할증을 포함하여 작업시간과 시공개소 및 면적에 따라 시공량을 구분하여 적용할 수 있는 기준을 제시하였다. 작업시간은 이동과 준비시간을 제외한 순수작업시간을 3개 type(7시간, 5시간, 3시간)으로 구분하여, 각 type에 따라 시공개소의 면적을 5가지로 구분할 수 있는 계수를 마련하였으며, 공사비를 비교·분석 하였다. 이에 따라 시공목적, 현장여건에 따른 공사비산정기준 설계방법을 제시하여 설계자가 현장여건을 고려하여 적정한 공사비를 산정할 수 있는 방안이 마련된 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제40권1호
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• pp.1-11
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• 2020

도로변에 설치된 중대형 지주구조물은 적절히 방호되지 않고 차량에 노출된 경우 충돌 시 심각한 차량 파손과 탑승자 상해로 이어진다. 북미지역이나 유럽은 차량에 노출된 지주에 대한 충돌피해를 줄이기 위하여 일반적으로 분리식 지주를 사용하고 있으나 분리된 지주의 낙하 시 2차 사고의 위험이 상존한다. 이를 해결하기 위한 방법으로 슬라이딩 지주가 제안되었다. 본 논문은 국도와 지방도에 많이 쓰이는 무게 507 kg의 편주식 지주구조에 대하여 기존의 방식으로 기초에 강결된 경우와 슬라이딩 지주로 개선된 경우에 대한 1.3 ton-60 km/h, 1.3 ton-80 km/h의 충돌실험을 실시하여 강결지주의 위험도를 보이고 슬라이딩지주의 감충성능(Crashworthiness)을 입증하였다. 한편 차량중심에서 계측된 가속도가 차량과 지주의 운동을 동시에 나타낸다고 보는 기존의 충돌해석 방법 대신 고속촬영 데이터를 이용하여 지주를 차량의 운동과 분리시켜 충돌과정을 단계별로 설명함으로써 감충성능을 갖는 지주설계의 기초를 제시하였다.

• 한국화재소방학회논문지
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• 제32권2호
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• pp.67-72
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• 2018

건축물 내부에서 화재가 발생했을 때 화재 또는 연기의 이동을 막기 위해 방화셔터가 설치되며, 재실자의 통과를 위해 출입구가 설치되어 있다. 하지만 현행 방화셔터의 출입구 표시규정은 주위와 다른 색으로 표시하도록만 규정하고 있어 피실험자가 방화셔터의 출입구를 인지하지 못할 위험이 매우 크며, 위험성은 연기상황에서 더욱 증가한다. 이에 본 연구에서는 이러한 문제점을 해결하기 위해 연기가 퍼진 상황에서도 인식이 가능한 방화셔터 출입구의 표시방법을 도출하였다. 이를 위해 사전 설문조사를 통해 방화셔터 출입구 표시방법의 3가지 요소를 도출했다(사인, 문 배경, 테두리) 다음으로 도출한 3가지 요소에 대해 5가지 색상을 조합하여 실험유형을 설정하고 실험을 실시하였다. 실험은 남녀 총 122명의 대상으로 실시했다. 실험결과 연기가 없는 평상 시의 시야상황에서는 노랑 바탕, 빨강 사인, 빨강 테두리가 가장 높은 인지도를 나타냈다. 연기가 있는 화재시의 시야상황에서도 역시 동일했지만, 연기가 짙어져 손으로 더듬어 피난해야할 상황에서는 빨강 바탕, 노랑 사인, 노랑 테두리가 가장 인지도가 높게 나타났다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제12권8호
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• pp.3729-3744
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• 2011

토목구조물이 대형화되고 규모가 커짐에 따라 하부 기초 지반 조건도 위치마다 상이하게 나타나게 되어 일부구간에서 기초지반의 불균일성으로 인해 국부적으로 지내력이 부족한 경우가 빈번하게 발생되고 있다. 일반적으로 상부 구조물의 안정성 확보 차원에서 기초지반이 균질하지 않은 경우에는 가능한 보수적인 기초공법을 적용함으로써 안정성 확보를 그 주안점으로 두고 있다. 직접기초와 파일기초가 혼용되는 복합기초의 경우에 대한 연구가 미비하여 그 적용성과 안정성이 검증되지 못하고 개략검토를 통한 복합기초의 시공이 적용되고 있는 점이 원인으로 사료된다. 본 연구에서는 직접기초와 파일기초가 혼용되는 복합기초에 대한 적용가능성을 평가하고, 석고와 주문진 표준사, 쇄석 등을 이용하여 다양한 지반을 조성한 실내 모형실험을 수행하여 동일기초와 복합기초의 거동을 비교, 분석하였다. 이와 같은 모형실험을 통한 연구결과를 근거로 복합기초(직접기초+말뚝기초)와 보수적인 말뚝기초 및 전면기초의 거동을 확인하고 지내력이 급격히 변화하는 지반의 경우 기존의 기초보다 효율적이고 경제적인 복합기초의 안정성 및 적용성을 평가하였다. 그 결과, 복합기초의 적용시 보수적인 말뚝기초보다 전체적인 침하량이 증가하였으나 그 차이가 미비하였고, 구조물의 부등침하에 대한 안정성평가 결과, 적용 가능한 것으로 확인되었다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제43권10호
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• pp.911-920
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• 2010

저수지와 같은 갇혀진 수체는 상류에서 유입되는 오염물질 뿐만 아니라 성층현상에 의해서도 오염될 수 있다. 갇혀진 수체에서의 연직순환은 이러한 오염을 줄이는데 중요한 역할을 하는데, 연직순환을 일으키는 인자로는 빛의 입사, 바람, 물의 온도 및 열의 확산 등이 있으며, 그중에서도 가장 중요한 것은 바람의 영향이다. 그러므로 성층화된 흐름에서 바람에 의해 발생하는 연직순환에 대한 수치모형을 개발하고 적용하는 것이 필요하다. 본 연구는 수온성층흐름을 해석할 수 있는 3차원 수치모형을 제시하였다. 유속성분은x-축과 y-축 방향에서의 운동량방정식으로부터 3단계에 걸쳐 계산되고, 자유수면 변위와 온도변화 등의 스칼라양은 각각 자유수면방정식과 이송-확산 방정식으로부터 계산된다. 본 연구에서 제시한 모형의 정확도를 검증하기 위하여 정사각형수조에서 진동하는 자유수면의 해석해와 비교하였고, 성층화된 흐름에서 발생하는 연직순환에 대하여 수치모의를 실시하였다. 그 결과, 본 연구에서 개발된 수치모형이 흐름 내부의 현상을 잘 묘사함을 알 수 있었다.