• 제목/요약/키워드: Elastic Field

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위상민감도를 이용한 선형구조물의 레벨셋 기반 형상 최적설계 (Level Set Based Shape Optimization of Linear Structures using Topological Derivatives)

  • 윤민호;하승현;김민근;조선호
    • 한국전산구조공학회논문집
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    • 제27권1호
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    • pp.9-16
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    • 2014
  • 레벨셋 기법과 위상민감도를 이용하여 선형 탄성 구조물에 대하여, 초기 설계형상에 의존성이 없는 위상 및 형상 최적설계 기법을 개발하였다. 레벨셋 기법에서는 복잡한 위상 형상변화를 쉽게 다루기 위해 초기 영역은 고정한 채 레벨셋 함수로 표현되는 암시적 이동경계로 경계를 표현한다. 해밀턴-자코비(H-J) 방정식과 수치적으로 강건한 기법인 'up-wind scheme'은 컴플라이언스 목적함수를 최소화시키고 허용체적 제약조건을 만족시키면서, 초기 암시적 경계를 법선 속도장에 따라 최적의 형상으로 이끌어 낸다. 점근적인 정규화 개념에 근거하여, 구멍의 반지름을 0으로 접근시켜 형상 미분의 극한을 취한 위상민감도를 고려하였다. 최적조건으로부터 유도된 라그란지안의 감소 방향을 이용하여 H-J 방정식을 갱신하기 위한 속도장을 결정하였다. 개발한 방법에서는 위상민감도로부터 얻어지는 지표를 이용하여 구멍을 언제든지 어디에서나 생성가능하기 때문에 초기 구멍이 최적 형상을 얻기 위해 요구되지 않는다는 사실을 확인하였다. 또한 효율적인 최적화 과정을 위해서는 구멍 생성을 위한 조정변수의 적절한 선택이 중요함을 확인하였다.

고칼슘 플라이애쉬의 특성 및 활용방안에 관한 연구 (A Study on the Properties & Application for High-Calcium Fly Ash)

  • 원철;이상수;권영호;안재현;박칠림
    • 콘크리트학회지
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    • 제7권5호
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    • pp.155-163
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    • 1995
  • 본 연구의 목적은 고칼슘 플라이애쉬를 건설산업에 재활용하는 방안을 확보하는 것이며 이를 통해 자원 재활용은 물론 환경보존, 경제성, 신재료 등의 개발측면에 보다 많은 자료를 실험을 통해 정립하고자 한다. 이러한 연구를 위해 고칼슘 플라이애쉬의 화학적.물리적 특성을 분석하였으며, 콘크리트에 사용 가능성을 검토하기 위하여 배합조건별 치환율을 선정하여 각각의 변수에 대한 유동성 및 강도발현 성상을 비교.분석하였다. 또한 콘크리트의 내구성 및 탄성계수와 같은 역학적 특성도 알아보았다. 본 연구결과, (1) 화학적 분석결과, 유리석회(CaO)의 함량이 높다. (2) 모르타르의 단위수량비는 증가, 압축강도비는 규준을 만족하였다. (3) FA 30%, W/B 40%범위에서 $400kg/cm^2$이상의 고강도 콘크리트를 제조, $300kg/cm^2$이하의 보통강도 콘크리트 생산은 W/B 45%, FA50%에서 가능하였다. (4) 내구성 실험 결과, 플라이애쉬의 치환율이 50%인 경우에 내구성 지수가 증가하였다. (5) 운반시간에 따른 경시변화는 플라이애쉬의 치환율이 증가할수록 슬럼프 손실율이 감소하였다. (6) 탄성계수는 대한건축학회의 규준식과 일치하였다.

영일만 항만에서의 부진동 변화에 관한 연구 (Variation of Harbor Oscillations in Youngil Bay)

  • 전민수;이중우;이승철;정재현;황호동
    • 한국항해항만학회:학술대회논문집
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    • 한국항해항만학회 2006년도 춘계학술대회 및 창립 30주년 심포지엄(논문집)
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    • pp.199-206
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    • 2006
  • 오늘날에 항만부진동의 문제는 대형선박이 입출항하는 항만의 설계에서 가장 현저한 인자로 작용한다. 연안항만에서 탄성체의 삭으로 계류하고 있는 대형선박은 장주기파랑과 계류시스템간의 공진으로 인해 종종 이탈되기도 한다. 특히, 장주기 파랑의 증폭비가 현저해지면 화물의 하역에 장애를 가져오며 계류삭이 절단되는 경우도 발생한다. 이중 국내에서 부진동의 문제가 가장 현저하게 나타난 항만은 포항신항이다. 여러 가지 경우의 문제가 도선사 협회나 지역해양수산청으로부터 보고되고 있다. 그러나 이 항만에서 부진동을 야기하는 장주기 파랑의 내습을 막는 것은 어렵다. 더구나 정부는 이미 포항신항에서 발생하고 있는 이러한 문제점을 해결하지 않고 영일만의 입구에서 신항만 건설을 이미 착수해놓고 있다. 본 연구는 영일만 입구의 4.1km에 달하는 방파제 건설과 신항만 계획을 반영하여 이들이 항만부진동에 어떠한 변화를 가져오는 것인가에 대해 다룬다. 사용한 수치기법은 확장완경사방정식을 사용한 표준형식을 갖춘 것으로 수치실험결과를 이전 연구를 통해 이루어진 관측치와 비교하였으며, 이것이 어느 수준까지의 토론으로 이끌어 낼 것이며 장래 항만개발에 변화를 가져올 것으로 본다.

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고 감쇠 폴리머 콘크리트의 진동 특성에 관한 해석적 연구 (Analytical Study on Vibrational Properties of High Damping Polymer Concrete)

  • 김정진;김종
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제24권5호
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    • pp.119-125
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    • 2020
  • 에폭시 계열의 합성수지와 골재를 혼합함으로써 진동저감 성능을 크게 증가시킨 고감쇠 콘크리트에 대한 연구가 활발히 진행되고 있는데, 이러한 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트는 배합 시, 시멘트와 물을 사용하지 않으므로, 일반 콘크리트에 비해 경화시간이 매우 짧고, 물리적 특성 및 동특성 등이 매우 우수하여, 층간소음 및 진동 저감이 요구되는 건축구조물에의 폭넓은 활용이 기대되고 있다. 한편, 폴리머 혼입 고감쇠 콘크리트의 활용성을 넓히기 위한 방안으로, 보강재 분야에 대한 연구가 다양하게 진행되어 왔으나, 폴리머 콘크리트가 일반 콘크리트 및 기존 방진보강재를 완전히 대체하기 위해서는 물리적 특성, 동적 물성, 생산성 및 현장 적용성 등을 고려하여 진동저감 성능에 대한 전반적인 검토가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 폴리머 콘크리트의 에폭시 혼입비율별 물리적, 동적 특성을 일반 콘크리트와 비교한 결과, 탄성계수는 비슷한 반면, 압축, 인장, 휨강도가 상당히 우수한 결과를 보였으며, 특히 인장강도는 4~10배 이상 큰 차이를 보였으며, 주파수 응답함수와 감쇠비를 Modal 시험과 유한요소해석 모델을 통해 도출하여 검토한 결과, 폴리머 콘크리트의 동적 강성이 일반 콘크리트 보다 20% 크게 나타났고, 감쇠비는 약 3배 정도 높은 것으로 나타났다.

비전센서 및 딥러닝을 이용한 항만구조물 방충설비 세분화 시스템 개발 (Development of Fender Segmentation System for Port Structures using Vision Sensor and Deep Learning)

  • 민지영;유병준;김종혁;전해민
    • 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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    • 제26권2호
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    • pp.28-36
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    • 2022
  • 매립지 위에 건설되는 항만시설물은 바람(태풍), 파랑, 선박과의 충돌 등 극한 외부 하중에 노출되기 때문에 구조물의 안전성 및 사용성을 주기적으로 평가하는 것이 중요하다. 본 논문에서는 항만 계류시설에 설치된 방충설비의 유지관리를 위하여 비전 및 딥러닝 기반의 방충설비 세분화(segmentation) 시스템을 개발하였다. 방충설비 세분화를 위하여 인코더-디코더 형식과 인간 시각체계의 편심 기능에서 영감을 얻은 수용 영역 블록(Receptive field block) 기반의 합성곱 모듈을 DenseNet 형식으로 개선하는 딥러닝 네트워크를 제안하였다. 네트워크 훈련을 위해 BP형, V형, 원통형, 타이어형 등 다양한 형태의 방충설비 영상을 수집하였으며, 탄성 변형, 좌우 반전, 색상 변환 및 기하학적 변환을 통해 영상을 증강시킨 다음 제안한 딥러닝 네트워크를 학습하였다. 기존의 세분화 모델인 VGG16-Unet과 비교하여 제안한 모델의 세분화 성능을 검증하였으며, 그 결과 본 시스템이 IoU 84%, 조화평균 90% 이상으로 정밀하게 실시간으로 세분화할 수 있음을 확인하였다. 제안한 방충설비 세분화 시스템의 현장적용 가능성을 검증하기 위하여 국내 항만 시설물에서 촬영된 영상을 기반으로 학습을 수행하였으며, 그 결과 기존 세분화 모델과 비교하였을 때 우수한 성능을 보이며 정밀하게 방충설비를 감지하는 것을 확인하였다.

Theoretical analysis of erosion degradation and safety assessment of submarine shield tunnel segment based on ion erosion

  • Xiaohan Zhou;Yangyang Yang;Zhongping Yang;Sijin Liu;Hao Wang;Weifeng Zhou
    • Geomechanics and Engineering
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    • 제37권6호
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    • pp.599-614
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    • 2024
  • To evaluate the safety status of deteriorated segments in a submarine shield tunnel during its service life, a seepage model was established based on a cross-sea shield tunnel project. This model was used to study the migration patterns of erosive ions within the shield segments. Based on these laws, the degree of deterioration of the segments was determined. Using the derived analytical solution, the internal forces within the segments were calculated. Lastly, by applying the formula for calculating safety factors, the variation trends in the safety factors of segments with different degrees of deterioration were obtained. The findings demonstrate that corrosive seawater presents the evolution characteristics of continuous seepage from the outside to the inside of the tunnel. The nearby seepage field shows locally concentrated characteristics when there is leakage at the joint, which causes the seepage field's depth and scope to significantly increase. The chlorine ion content decreases gradually with the increase of the distance from the outer surface of the tunnel. The penetration of erosion ions in the segment is facilitated by the presence of water pressure. The ion content of the entire ring segment lining structure is related in the following order: vault < haunch < springing. The difference in the segment's rate of increase in chlorine ion content decreases as service time increases. Based on the analytical solution calculation, the segment's safety factor drops more when the joint leaks than when its intact, and the change rate between the two states exhibits a general downward trend. The safety factor shows a similar change rule at different water depths and continuously decreases at the same segment position as the water depth increases. The three phases of "sudden drop-rise-stability" are represented by a "spoon-shaped" change rule on the safety factor's change curve. The issue of the poor applicability of indicators in earlier studies is resolved by the analytical solution, which only requires determining the loss degree of the segment lining's effective bearing thickness to calculate the safety factor of any cross-section of the shield tunnel. The analytical solution's computation results, however, have some safety margins and are cautious. The process of establishing the evaluation model indicates that the secondary lining made of molded concrete can also have its safety status assessed using the analytical solution. It is very important for the safe operation of the tunnel and the safety of people's property and has a wide range of applications.

분자선 증착법에 의해 성장한 MnTe 박막의 자기적 및 전기수송 특성 (Magnetic and Electric Transport Properties of MnTe Thin Film Grown by Molecular Beam Epitaxy)

  • 김우철;배성환;김삼진;김철성;김광주;윤정범;정명화
    • 한국자기학회지
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    • 제17권2호
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    • pp.81-85
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    • 2007
  • 분자선 증착법을 이용하여 MnTe 박막을 Si(100):B 및 Si(111) 기판 위에 성장시켰다. 두개의 K-cell을 사용하여 기판온도 $400^{\circ}C$ 및 Te가 풍부한 조건에서 MnTe 합성이 잘 이루어졌다. 이 경우 증착속도는 $1.1 {\AA}/s$이었고 성장된 층의 두께는 $700{\AA}$ 정도이었다. 합성된 MnTe 박막들에 대하여 X선회절, 초전도 양자 간섭계, Physical Property Measurement System, 홀효과 측정 등을 사용하여 그 구조적, 자기적, 전기적 특성들을 조사하였다. X선회절 측정 결과 Si(100) : B및 Si(111)기판 위에 성장된 MnTe는 다결정성의 hexagonal 구조를 나타내었으며, 자기적, 전기적 특성 측정 결과 분말형태의 MnTe와 비교하여 매우 다른 특성을 나타내었다. Zero-field-cooling(ZFC) 및 field-cooling(FC) 조건에서 취해진 자화율 측정에서 다결정 박막은 21 K, 49K, 210K 근처에서 자기적 전이 현상을 보였으며, ZFC와 FC 자화율 사이의 큰 불가역성이 나타났다. MnTe박막의 5K와 300K에서의 자기이력곡선은 강자성 상태를 나타내었으며 잔류자화값과 보자력은 5 K에서 $M_R= 3.5emu/cm^3$$H_c=55Oe$를, 300 K에서 $M_R= 2.1emu/cm^3$$H_c=44Oe$로 나타났다. 전기수송 특성 측정 결과, 온도에 따른 비저항은 저온에서 Mott variable range hopping 전도특성을 나타내는 전형적인 반도체 성질을 보여주었다.

궤도시스템의 횡탄성에 따른 곡선부 레일의 동적거동평가 (A Dynamic Behavior Evaluation of the Curved Rail according to Lateral Spring Stiffness of Track System)

  • 김박진;최정열;천대성;엄맥;강윤석;박용걸
    • 한국철도학회:학술대회논문집
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    • 한국철도학회 2007년도 추계학술대회 논문집
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    • pp.517-528
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    • 2007
  • 곡선부 열차주행시 궤도에 작용하는 횡압은 궤도 변형과 차량손상 및 유지보수 비용 증가를 초래하며 특히 곡선부 레일의 편마모 및 열화손상에 직접적인 영향을 미친다. 그러나 국내외적으로 이러한 레일손상에 미치는 여러요인에 대한 기존의 연구는 선형, 차량조건, 운전속도 및 운전습관 등에 집중되어 있으며 궤도구조의 특성(탄성력, 유지관리 등)에 관한 것은 간과하고 있는 실정이다. 또한 자갈도상 궤도구조에서 도상 횡저항력이라 부르는 궤도의 횡탄성이 콘크리트 궤도에서는 특별히 없기 때문에 일반적으로 콘크리트 궤도구조가 자갈도상 궤도보다 마모로 인한 레일 교체주기가 약 2배 짧은 것으로 기존의 연구결과 나타났으며, 국내 콘크리트 궤도 설계 및 운영 실적 검토결과 콘크리트 궤도의 궤도탄성력이 자갈도상보다 부족하여 레일 및 궤도손상을 가중 시키고 있는 것으로 나타났다. 일반적으로 콘크리트 궤도는 자갈도상 궤도에 비해 궤도의 탄성조정이 유리하며 유럽의 경우 콘크리트 궤도 설계 시 자갈도상의 수직 탄성력 범위와 동등이상의 성능확보를 권고하고 있으나 국내외적으로 궤도의 횡탄성에 대한 검토는 미약한 수준이다. 따라서 본 연구에서는 운행선 궤도에서의 현장측정 및 유지관리실적 분석을 통해 공용중인 자갈도상 및 콘크리트 궤도의 동적거동 특성을 파악하여 운행선 궤도의 탄성력을 유추하고 궤도시스템별 궤도 탄성력과 레일 손상과의 상관관계 및 곡선부 레일 손상에 미치는 궤도 횡탄성의 영향을 실험적으로 입증하여 콘크리트 궤도의 적정 탄성 수준 및 자갈도상 궤도의 도상탄성 확보의 중요성을 제시하고자 한다.고리즘 보다 DNA 염기 서열 배치에 있어서 효율적임을 확인하였다.첨의 폐쇄를 유도할 수 있었고 이런 점을 이용 외과적 술식을 피할 수 있었다. 2군 사이에는 통계학적 차이가 없었다(p>0.05). 4. 치은면에서 $Oraseal^{(R)}$을 이용하여 수복한 3군이 1, 2군보다 통계학적으로 더 낮은 미세누출 정도를 보였다(p<0.05).하였다. 생징후의 경우 각 군 모두 정상범위 내에서 안정된 양상을 보였으나, 개구기 삽입이나 국소마취 단계에서 발생하는 자극에 대한 말초 동맥혈 산소포화도와 심박수의 반응정도가 I군에 비해 II군에서 낮게 나타났다(p<0.05). 임상적으로 바람직한 행동양상(Q : Quiet)의 비율이 III군에 비해 II군에서 높게 나타났으며(p<0.05), II군과 I군간에는 유의한 차이를 보이지 않았다 (p>0.05). 본 실험에서 시도한 두 가지 진정요법이 비교적 높은 임상적 치료 성공률(II군 : 97.14%, III군 : 88.57%)을 보여 만족할 만한 결과를 나타낸 것으로 평가되었다.tosan film보다 큰 수증기 투과도를 보였다.적으로 유의한 차이를 보이지 않았다.y tissue layer thinning은 3 군모두에서 관찰되었고 항암 3 일군이 가장 심하게 나타났다. 이상의 실험결과를 보면 술전 항암제투여가 초기에 시행한 경우에는 조직의 치유에 초기 5 일정도까지는 영향을 미치나 7 일이 지나면 정상범주로 회복함을 알수 있었고 실험결과 항암제 투여후 3 일째 피판 형성한 군에서 피판치유가 늦어진 것으로 관찰되어 인체에서

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가습화한 고유량의 이산화탄소가스 통기가 관상동맥 내피세포층에 미치는 영향 (Effect of Humidified High Flow CO2 Gas Insufflation on the Coronary Endothelium)

  • 최재성;김준성;서정욱;김기봉
    • Journal of Chest Surgery
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    • 제37권2호
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    • pp.131-138
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    • 2004
  • 이공심폐기를 사용하지 않는 관상동맥 우회술에서 출혈로부터 수술시야를 확보하기 위해 사용하는 고유량의 가스 통기는 관상동맥 내피세포에 나쁜 영향을 미칠 수 있다. 본 연구에서는 이산화탄소 가스 통기가 유량에 따라서 관상동맥 내피세포에 다른 영향을 미치는가를 규명하고, 가습의 추가가 관상동맥 내피세포에 보호효과를 나타내는지를 평가하고자 하였다. 대상 및 방법: 돼지(n=9)를 이용하여 정중흉골 절개 후 좌전하 관상동맥을 노출한 후 4개의 분절로 나누어, 심박동 상태에서 각각의 관상동맥 분절에 절개를 가한 후, 가장 원위부 분절은 가스통기 없이 10분간 노출하였고(대조군), 다음 원위부 분절은 가습 없이 5 L/min의 유량으로(I군), 중앙 분절은 가습하면서 5 L/min의 유량으로 (II군), 근위부 분절은 가습하면서 10 L/min의 유량으로(III군) 각각 10분간 절개부위에 이산화탄소를 통기하였다. 관상동맥 분절들을 적출 후 내피세포층의 손상 정도를 평가하기 위해 hematoxyline-eosin 염색, 특수염색인 탄력섬유 염색, CD34 monoclonal antibody를 이용한 면역염색 등을 시행하고 전자현미경을 통하여 관상동맥 내막의 미세구조를 관찰하였다. 결과: I, II, III군 모두에서 내탄력판은 손상없이 온전하였으나 관상동맥 내피세포층은 모두에서 유의한 손상이 관찰되었다. 내피세포의 평균 잔존비율은 각각 I군이 20.9$\pm$16.7%, II군이 39.3$\pm$19.6%, III군이 6.8$\pm$5.3%로, II군이 다른 군들에 비해서 통계적으로 유의하게 높았으며(p=0.008), I군은 III군보다 유의하게 높았다. 결론: 이상의 결과로 이산화탄소 가스 통기로 인한 관상동맥 손상의 정도는 주로 통기 가스의 유량에 달려있으며, 10 L/min 이상의 고유량의 이산화탄소 가스 통기 시에는 가습을 하더라도 관상동맥 내피세포층의 보호효과를 기대하기 힘들다고 할 수 있다.

동평판재하시험을 이용한 도로하부 재료의 지지력 평가 (Estimate of the Bearing Capacity on Subbase and Subgrade with Dynamic Plate Bearing Test)

  • 윤일로;오세욱
    • 한국지반환경공학회 논문집
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    • 제14권8호
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    • pp.53-60
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    • 2013
  • 국내 도로 하부구조의 다짐관리 방법은 상대 다짐도를 구하기 위한 현장밀도 시험과 하중 지지력을 확인하는 평판재하시험을 이용하고 있다. 그러나 이 두 시험방법은 시공현장 관리자의 경험적 판단을 수치화한 것으로 역학적인 근거가 미약한 실정이다. 이러한 문제점을 해결하기 위해 최근 사용되고 있는 회복탄성계수법은 차량하중의 반복재하 조건에서 유발되는 포장재료의 응력-변형 상태를 합리적으로 반영할 수 있는 합리적인 포장구조 설계법으로 평가되고 있다. 그러나 회복탄성계수를 측정하는 방법이 어렵고 시간이 많이 소요되는 등 많은 문제점이 있으므로 이를 대체할 수 있는 간편한 시험법으로 최근 소형충격재하시험법이 제안되고 있다. 따라서 본 연구에서는 노상과 보조기층의 시공 및 유지관리 현장의 변형계수를 신속하고 간편하게 측정할 수 있는 동평판재하시험을 이용하여 도로 하부지층의 다짐관리 가능성을 판단하고 정적재하시험결과를 분석하여 관계식을 제안하였다.