• Steel and Composite Structures
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• 제42권4호
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• pp.513-538
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• 2022

This paper reports on experiments addressing the buckling and collapse behavior of an innovative built-up cold-formed steel (CFS) columns. The built-up column consists of four individual CFS lipped channels, two of them placed back-to-back at the web using two self-drilling screw fasteners at specified spacing along the column length, while the other two channels were connected flange-to-flange using one self-drilling screw fastener at specified spacing along the column length. In total, 12 experimental tests are reported, covering a wide range of column lengths from stub to slender columns. The initial geometric imperfections and material properties were determined for all test specimens. The effect of screw spacing, load-versus axial shortening behaviour and buckling modes for different lengths and screw spacing were investigated. Nonlinear finite element (FE) models were also developed, which included material nonlinearities and initial geometric imperfections. The FE models were validated against the experimental results, both in terms of axial capacity and failure modes of built-up CFS columns. Furthermore, using the validated FE models, a parametric study was conducted which comprises 324 models to investigate the effect of screw fastener spacing, thicknesses and wide range of lengths on axial capacity of back-to-back and flange-to-flange built-up CFS channel sections. Using both the experimental and FE results, it is shown that design in accordance with the American Iron and Steel Institute (AISI) and Australia/New Zealand (AS/NZS) standards is slightly conservative by 6% on average, while determining the axial capacity of back-to-back and flange-to-flange built-up CFS channel sections.

• 지구물리와물리탐사
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• 제24권4호
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• pp.149-157
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• 2021

유도분극 탐사와 전기비저항 탐사는 자료획득이 유사하며, 대부분의 전기비저항 탐사 시스템에는 시간영역 유도분극 탐사 기능이 함께 탑재되어 있다. 또한 시간영역 유도분극 탐사 자료에는 전기비저항 자료가 내포되어 있다. 따라서 유도분극 탐사와 전기비저항 탐사와는 불가분의 관계가 있으며, 유도분극 자료의 역산도 전기비저항 탐사 자료의 역산에 근거한 2단계 역산법이 적용되고 있다. 그러나 유도분극 탐사는 효과적인 해석법의 부재로 인하여 전기비저항 탐사에 비하여 널리 적용되지 못하고 있다. 이 연구에서는 수치 모델링 및 역산실험을 통하여 시간영역 유도분극 자료의 역산해석에 사용되는 역 사상법의 문제점을 분석하였다. 또한 역 사상법 적용시 문제가 되는 역산잡음을 효과적으로 억제할 수 있는 수정된 역 사상법을 제시하였다. 마지막으로 수치자료에 대한 역산실험을 통하여 개발된 역 사상법의 효과를 검증하였다.

• 한국수자원학회논문집
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• 제52권12호
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• pp.1047-1055
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• 2019

수질오염사고 발생시에 다양한 수환경 조건에서의 오염물질의 거동 예측을 위해서 여러 가지 유형의 모델링 기법을 사용하고 있으며, 그 중 물의 흐름특성을 고려할 수 있는 수리모델은 가장 기초가 되면서 전체 모의결과에 있어서 매우 중요하다. 이러한 수리모델은 대상하천의 수리특성을 정확하게 예측하고 있는가를 판단하는 과정이 매우 중요하며, 이와 같은 모델링 결과의 검증에 있어서 실제 하천에서 직접 실측한 결과를 이용한다. 현재 하천의 유속 측정에 있어 ADCP와 FlowTracker를 많이 운영하는데 ADCP는 수심이 0.6 m 이하인 경우와 수면 부근의 측정불가역의 비율이 40% 이상일 때 정확도가 매우 떨어진다. FlowTracker의 경우 도섭을 이용한 측정방식으로 인해 고수심 및 고유속 조건에서 측정에 한계를 가진다. 이러한 방식의 실측값을 통해 검증된 모델은 수심이 낮은 저유량기 모의와 유속이 빠른 고유량기에서의 모의결과를 신뢰할 수 없다. 본 연구에서는 Eulerian 방식으로 측정되는 기존의 방법과 달리 입자의 움직임에 따라 수체의 물리량을 측정하는 Lagrangian 방식의 GPS 전자부자를 이용하였다. GPS 전자부자를 이용해 측정한 유속과 수리모델의 모의결과를 비교하여, 모델결과의 검증 방안에 대하여 연구하였다. GPS 전자부자의 이동거리와 LPT 모델 입자의 이동거리를 비교하였을 때 평균 13.6%의 오차율을 보이며, 구간별 유속 차이에서도 정체구간을 제외하면 평균 3.2%의 오차율을 보였다. 따라서 GPS 전자부자를 이용하여 수리모델의 결과에 대한 보정 및 검증 방안으로 활용이 가능할 것으로 사료된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.119-128
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• 2018

교통하중으로 인해 교통시설 하부구조인 옹벽에 전달되는 수평토압은 도로의 차선 수, 차량하중 및 옹벽으로부터 이격거리 등에 영향을 받는다. 차량하중에 의해 유발되는 토압은 등가상재하중높이로 표현하며, 표준트럭의 축하중 크기와 위치에 따라 달라진다. 한계상태설계법은 2015년부터 국내 도로교 설계에 적용되어 왔으나, 우리나라 실정을 고려한 토압하중계수(등가상재하중높이)가 제시되어 있지 않아 설계에 적용하는데 어려움이 있다. 따라서, 본 연구에서는 국내 표준트럭의 축하중 크기 및 위치를 반영한 등가상재하중높이를 산정하였다. 탄성체 지반에 대하여 Boussinesq 이론을 적용시켜 계산한 등가상재하중높이와 2차원 수치해석 산정치를 비교하였다. 그리고 수치해석 상의 한계와 옹벽의 장기안정성을 고려하여 AASHTO 기준치와 차별화된 등가상재하중높이를 제안하였다. 우리나라 교통하중으로부터 도출된 등가상재하중높이는 AASHTO에서 제안하는 등가상재하중높이보다 옹벽의 높이가 낮을 경우 다소 낮게 평가되었으며 옹벽의 높이가 높을 경우 높게 평가되었다.

• 한국환경과학회지
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• 제32권12호
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• pp.899-914
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• 2023

Various seeding materials for cloud seeding are being used, and sodium chloride powder is one of them, which is commonly used. This study analyzed the experimental results of multi-aircraft cloud seeding in connection with Republic of Korea Air Force (CN235) and KMA/NIMS(Korea Meteorological Administration/National Institute of Meteorological Sciences) Atmospheric Research Aircraft. Powdered sodium chloride was used in CN235 for the first time in South Korea. The analysis of the cloud particle size distributions and radar reflectivity before and after cloud seeding showed that the growth efficiency of powdery seeding material in the cloud is slightly higher than that of hygroscopic flare composition in the distribution of number concentrations by cloud aerosol particle diameter (10 ~ 1000 ㎛). Considering the radar reflectivity, precipitation, and numerical model simulation, the enhanced precipitation due to cloud seeding was calculated to be a maximum of 3.7 mm for 6 hours. The simulated seeding effect area was about 3,695 km², which corresponds to 13,634,550 tons of water. In the precipitation component analysis, as a direct verification method, the ion equivalent concentrations (Na⁺, Cl^-, Ca²⁺) of the seeding material at the Bukgangneung site were found to be about 1000 times higher than those of other non-affected areas between about 1 and 2 hours after seeding. This study suggests the possibility of continuous multi-aircraft cloud seeding experiments to accumulate and increase the amount of precipitation enhancement.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.1-13
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• 2019

본 연구는 건설현장에서 발생하는 암버력을 재활용하여 연약지반 개량재료로 활용가능한 동치환공법의 적용성과 연약지반 개량효과를 고찰하는 것을 목적으로 하고 있다. 암버력 매립층에서 동치환공법 적용시 지반보강 효과를 파악하기 위하여 현장지반 조사를 통해 수집한 암버력과 현장시료를 바탕으로 실내실험 및 현장시험을 수행하였다. 암버력의 전단시험을 통해 내부마찰각과 겉보기 점착력을 도출하였으며, 현장시료의 적용성과 문제점을 확인하고 동치환공법 적용시 필요한 중추의 무게, 낙하고, 타격횟수 등을 분석하여 동치환 특성을 파악하였다. 현장 평판재하시험과 밀도시험을 통하여 개량된 지반의 지지력과 침하량을 계측하였으며, 수치해석을 통해 개량지반의 거동을 예측하였다. 본 연구를 통해서 암버력 매립층의 동치환공법시 지반 실험계수 C_DR은 0.3~0.5로 수정 제안하였고, 100mm 이하 D₉₀은 80mm이하, D₁₅는 30mm이상의 입도범위를 가지는 암버력을 사용할 것을 제안하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제32권5A호
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• pp.255-266
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• 2012

현수교 주케이블은 완성시 교량의 구조적 건전성을 나타내는 중요한 지표이다. 주케이블은 가설완료시 자유 매달림(free hanging) 상태의 형상이 되며 교량완성시 행어, 보강형 등의 고정하중을 지지하여 가설완료시 형상과는 차이가 발생한다. 따라서, 주케이블의 가설완료시 형상이 교량완성시 형상에 직접적인 영향을 미치므로 가설중 형상관리가 매우 중요하다. 주케이블의 가설중 형상관리는 중앙 및 측경간은 새그조정으로, 정착경간은 장력조정으로 수행된다. 새그조정은 새그조절량에 대한 스트랜드 길이 조절량을 나타내는 산정값인 새그민감도가 필요하며 장력조정은 온도변화에 대한 장력변화량을 나타내는 장력민감도가 필요하다. 이에 본 연구에서는 케이블 형상가정에 따라 유도된 기본식과 이로부터 도출된 미분 관계식으로부터 새그 및 장력민감도를 산정하는 방법을 제안하였다. 그리고, 다양한 새그변화 요인에 대해 현수선 기본식을 사용한 비선형 수치해석 새그민감도 계산 흐름도를 제안하여 미분관계식을 적용한 새그민감도 결과와 비교하였다. 또한, 각 새그변화 요인이 복합적으로 발생함으로 이를 고려하여 케이블의 최종 새그변화량을 산정하는 방법을 제안하였다. PPWS 공법으로 시공중인 실교량을 대상으로 PPWS의 길이변화 및 온도변화, 경간장변화 등의 다양한 시공여건의 변화에 따른 새그 및 장력민감도를 산정하였다. 본 연구내용이 주케이블 가설중 형상관리 방법에 대한 체계적인 지침이 되기를 바라며, 향후 실교 현장적용 및 실증에 의해 완성도를 높일 것이다.

• 해양환경안전학회지
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• 제22권1호
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• pp.82-89
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• 2016

본 연구에서는 국내 여수항만에 길이 500미터, 폭 200미터, 두께 2미터인 폰툰형 VLFS타입의 해상부두를 제안하였다. 이 구조물은 해상에서 오랫동안 파랑하중을 견뎌야하므로 파랑응답해석이 필수적이다. 유체-구조부 해석에는 직접법을 사용하였고, 연성운동방정식을 수치해석하여 응답 결과를 구하였다. 구조부는 유한요소법을 이용하여 계산하였으며, 유체부는 경계요소법을 사용하여 분석하였다. 탄성변형과 강체운동으로 인한 동적응답을 수치적으로 분석하였으며, 파장, 수심, 파향, 구조물의 강성 요소를 고려하여 규칙파에 대한 응답을 해석하였다. 연구의 결과, $L/{\lambda}$ 1.5를 기준으로 응답이 변화하였고, 입사파의 방향에 따라 비틀림 현상이 나타났다. $L/{\lambda}=8.0$의 경우 수심이 증가할수록 입사측에서의 응답이 증가하는 경향이 나타났고, 강성의 변화에 따라 수직변위진폭의 피크점이 좌우로 이동하였다.

• 한국건축시공학회지
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• 제16권1호
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• pp.77-85
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• 2016

본 연구에서는 소산 및 전투시설의 복토를 통한 방호성능 보강 정도에 대한 수치적인 판단근거를 제시하였다. 먼저 지근탄보다 직격탄의 피해가 더 크며 이를 방호기준에 적용해야 함을 폭발실증시험을 통해 확인하였다. 지근탄과 달리 직격탄의 경우 신관의 작동특성을 고려할 때 복토에 의한 방호가 중요하다. 복토를 위한 수치모형 제시를 위해 현장실사를 통해 방호시설 제원을 확보하고 이를 복토 물성치의 불확실성과 함께 고려하여 유한요소해석을 통한 방호성능 충족여부를 판단하였다. 해석결과를 토대로 로지스틱 회귀분석을 수행하여 복토를 통한 방호성능 보강을 위한 수치적 판단근거를 제시하였다. 본 연구에서 제시한 수치모형은 접적지역 내 소산시설 및 전투시설의 방호성능 보강정도 판단에 활용될 수 있다. 향후 폭발효과가 구조체에 미치는 요소에 대한 추가적 식별하거나 비선형 회귀모형을 이용한다면 보다 신뢰성있는 모델 제시가 가능할 것이다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제37권11호
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• pp.23-36
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• 2021

본 논문에서는 실내시험 시 재하속도가 미고결 모래의 내부 마찰각 그리고 고결모래의 일축압축강도에 미치는 영향에 대해 연구하였다. 건조상태의 주문진모래를 상대밀도 40%로 느슨하거나, 60%로 중간 정도 및 80%로 조밀한 상태로 제작한 다음 0.32, 0.64, 2.54mm/min의 재하속도로 직접전단시험을 실시하였다. 또한, 주문진모래에 시멘트 8% 및 12%로 다짐한 직경 50mm, 높이 100mm의 고결 공시체를 일축압축시험 시 0.1, 0.5, 1, 5, 10%/min의 재하속도로 압축하였다. 모래의 고결 여부나 정도에 관계없이 재하속도가 증가할수록 내부 마찰각과 일축압축강도는 증가하는 경향을 보였다. 미고결 모래의 경우 재하속도가 증가할수록 최대 4° 까지 내부 마찰각이 증가하였다. 고결 모래의 경우도 일반적으로 재하속도에 따라 일축압축강도가 증가하였으나, 표준 재하속도인 1%/min를 기준으로 증가하는 경향이 감소하였다. 또한, 개별요소법을 이용하여 고결 모래의 재하속도에 따른 균열 발생 및 발달 과정을 분석하였으며, 해석결과 또한 재하속도가 증가함에 따라 강도가 증가하는 경향을 보였으며 강도가 증가할수록 균열이 뚜렷하게 발달하였다.