• 제목/요약/키워드: Environmental Carrying Capacity

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FRP 와이어 보강 콘크리트 공시체의 압축거동 (Axial Behavior of Concrete Cylinders Confined with FRP Wires)

  • 조백순;이종한;최은수
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권5호
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    • pp.1765-1775
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    • 2013
  • 콘크리트 공시체의 압축강도와 연성성능을 향상시키기 위하여 FRP 와이어의 적용을 실험적으로 연구하였다. 와이어 보강겹수와 콘크리트 압축강도의 변화가 고려된 와이어 보강 공시체의 압축실험을 실시하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 측정된 축방향변형률, 원주방향변형률, 체적변형률에 의한 와이어 내부 콘크리트의 손상상태를 분석하여 와이어 보강효과를 평가하였다. FRP 와이어 보강 공시체의 응력-변형률 선도는 두 개의 직선구간과 변환구간으로 구성된 것으로 측정되었으며, 균열이후구간에서 응력상승거동하였다. 와이어 보강 공시체의 균열강도와 최대강도는 와이어 보강겹수에 비례하여 증가하는 것으로 평가되었다. 와이어가 3겹 보강된 35 MPa 공시체의 최대강도는 무보강 공시체의 압축강도보다 286% 높게 측정되었다. FRP 와이어 보강 공시체의 내부 콘크리트 파괴형태는 i) 수직균열 또는 경사균열파괴; ii) 수평균열파괴로 구분되었다. 특히, 수평균열파괴는 와이어에 의한 구속약화로 인하여 갑자기 내부 콘크리트가 팽창하는 부분과 와이어가 아직 내부 콘크리트를 효과적으로 구속하는 부분의 전단효과로 발생하였으며, 수평균열은 공시체의 중앙부를 기준으로 여러 면으로 발생하였으며, 와이어에 의한 구속효과가 우수한 공시체에 발생하였다. FRP 와이어 보강 공시체 압축실험에서 와이어 최대파단변형률에 대한 인장파단변형률의 비가 55-90%로 측정되었으며, 평균 69.5%로 나타났다. 이는 일반 FRP 시트 보강 공시체 실험에서 측정된 시트 파단변형률보다 다소 높은 값으로 FRP 와이어 보강 공법의 우수성을 입증한다.

풍화암에서 실시된 터널굴착으로 인한 단독말뚝 및 군말뚝의 거동 (The Response of a Single Pile and Pile Groups to Tunnelling Performed in Weathered Rock)

  • 이철주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제32권5C호
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    • pp.199-210
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    • 2012
  • 본 연구에서는 3차원 탄-소성 유한차분해석을 통해 기존재하는 단독말뚝, $3{\times}3$$5{\times}5$ 군말뚝의 바로 아래 풍화암 지반에서 실시된 터널시공으로 인한 말뚝의 거동을 분석하였다. 수치해석에서는 터널굴착으로 인한 말뚝의 거동을 규명하기 위하여 지반/말뚝의 침하 및 전단응력전이(shear stress transfer) 메커니즘을 심도있게 분석하였다. 터널굴착으로 유발된 지반의 침하와 말뚝-지반 사이 경계면에서의 상대변위 발생으로 인해 말뚝에 작용하는 전단응력 및 축력의 분포가 매우 크게 변화하였다. 계산된 결과에 의하면 터널굴착으로 인해 말뚝의 두부로부터 말뚝길이의 약 80%에 해당되는 위치까지는 상향의 전단응력이 발생하였고, 그 하부에서는 하향의 전단응력이 발생하였다. 이로 인해 말뚝의 축력이 터널의 굴착에 따라 지속적으로 감소하고, 순수한 터널의 시공으로 인하여 말뚝에는 인장력이 발생하였는데 이로 인해 말뚝에는 최대 $0.36P_a$의 인장력이 발생하였다, 여기서 $P_a$는 터널굴착이전에 말뚝두부에 작용하는 설계하중이다. 말뚝의 거동은 경계면에서의 전단강도 발현 정도에 가장 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 군말뚝의 경우 일반적으로 말뚝의 숫자가 증가할수록 터널의 시공에 의해 말뚝의 침하가 증가하는 것으로 나타났으며, 이와는 반대로 말뚝의 축력변화는 군효과(shielding effect)로 인해 단독말뚝의 경우에 비해 작은 것으로 분석되었다. 터널굴착으로 인한 말뚝침하의 증가로 인한 겉보기지지력(apparent pile capacity) 감소는 단독말뚝에 비해 군말뚝에서 두드러지는 것으로 분석되었다.

수치해석을 이용한 국내 해상교량 현장타설말뚝의 강관지지효과 (A Numerical Study on the Effect of Steel Casing on Bearing Capacity of Drilled Shafts for Marine Bridges)

  • 이주형;신휴성;박민경;박재현;곽기석
    • 대한토목학회논문집
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    • 제28권3C호
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    • pp.149-158
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    • 2008
  • 본 연구에서는 수치해석을 통하여 국내 해상 장대교량의 기초로 사용된 대구경 현장타설말뚝의 거동특성을 분석하고 외부 강관케이싱에 의한 말뚝의 지지력 증진효과를 검증하고자 한다. 직경이 다른 3종류의 현장타설말뚝에 대하여 1) 외부강관이 없는 경우, 2) 외부강관이 있는 경우 그리고 3) 외부강관과 콘크리트가 일체화 거동을 하는 경우 등 3가지 모델을 설정하고 3차원 유한요소해석을 수행하였다. 강관과 콘크리트사이에는 경계면 요소(interface)를 적용하였으며, 지반 및 하중조건은 현장의 조건을 사용하였다. 각 모델에 대한 세부적인 변위 및 응력분석을 통하여 강관합성 현장타설말뚝의 거동특성을 파악하였다. 수치해석결과 본 해석에서 선정한 대구경 현장타설말뚝의 경우 외부강관을 구조재로 고려하는 경우 동일 하중조건에 대한 수평변위 및 수직변위가 각각 32~37%와 15~19% 정도 감소되는 것으로 나타났다.

논 생태계 내 유기농법 재배 지역과 관행농법 재배 지역의 저서무척추동물군집의 특성 (Characteristics of Benthic Invertebrates in Organic and Conventional Paddy Field)

  • 한민수;남형규;강기경;김미란;나영은;김혜림;김명현
    • 한국환경농학회지
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    • 제32권1호
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    • pp.17-23
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    • 2013
  • 최근 사회의 발전과 더불어 소비자들의 요구가 다양화되고, 환경에 대한 관심이 증가하면서 생산성 증대에서 환경 보전에 기여하는 농업으로의 전환의 필요성이 커지게 되었다. 유기농법과 관행농법과 같은 재배 방식의 차이는 생물 서식지에 다양한 영향을 끼치기 때문에 실제 유기농업이 생물에게 미치는 영향을 확인하기 위해서 두 농법에 따른 생물다양성 차이를 비교할 필요가 있다. 본 연구는 유기농법 지역과 관행농법 지역의 저서무척추동물의 군집 특성을 비교하기 위해 수행되었다. 조사 기간은 2009년부터 2011년까지였고 11개 지역을 조사 대상지로 하였다. 영농방법에 따라 개체수, 종수, 종구성 특성을 비교하였다. 저서무척추동물은 유기농법 지역에서 훨씬 많은 개체수와 종수가 기록되었으며, 종수와 개체수의 범위도 관행농법 지역에 비해 월등히 높은 것을 확인 할 수 있었다. 특히, 산림 지역으로 둘러싸인 지역에서 유기농법으로 재배할 경우 다른 경관적 요소로 둘러싸인 지역보다 저서무척추동물의 종수 및 개체수 증가에 더 큰 영향을 미치는 것을 확인 할 수 있었다. 종다양성을 유지 또는 회복하기 위해서 농약과 같은 화학물질의 사용을 제한해야 하며, 특히, 산간 지역의 논생태계에서 유기농법으로 벼를 재배할 경우 저서무척추동물의 종다양성이 크게 높아질 것으로 기대된다.

수온이 대서양 연어(Salmo salar) 치어의 체내 스트레스 관련 유전자 발현에 미치는 영향 (Effect of Water Temperature on the Expression of Stress Related Genes in Atlantic Salmon (Salmo salar) Fry)

  • 강희웅;김광일;임현정;강한승
    • 환경생물
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    • 제36권2호
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    • pp.131-139
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    • 2018
  • 기후 변화로 인한 수온의 상승은 어류 서식지에 영향을 미친다. 수온의 변화는 어류 생리 거의 모든 부분에 영향을 미치는 것으로 알려져 있다. 기후 변화에 따른 수온의 상승은 산소 용해도의 감소 및 산소 운반 헤모글로빈의 결합 능력의 감소로 인해 저산소증을 초래할 수 있다. 본 연구는 대서양 연어(Salmo salar) 치어 성장의 최적수온($15^{\circ}C$)보다 고수온($20^{\circ}C$)에 사육 시, 대서양 연어 치어의 건강상태를 평가하기 위해 수행되었다. 평가 방법은 NGS RNAseq 분석방법을 이용하여 생체지표유전자를 개발하고, RT-qPCR 분석을 이용하여 생체지표유전자의 발현양상을 조사하는 것이다. 개발한 생체지표유전자로는 interferon alpha-inducible protein 27-like protein 2A transcript variant X3, protein L-Myc-1b-like, placenta growth factor-like transcript variant X1, fibroblast growth factor receptor-like 1 transcript variant X1, transferrin, intelectin, thioredoxin-like, c-type lectin lectoxin-Thr1-like, ladderlectin-like 및 calponin-1 등이다. 선택된 생체지표 유전자는 NGS RNAseq 분석을 통해 수온변화에 민감하게 발현한 유전자들이며, RT-qPCR 분석을 통한 이들 유전자의 발현 양상은 NGS RNAseq 분석을 통한 발현 양상과 매우 유사하게 나타났다.

금개구리 (Rana chosenica) 개체군의 생존분석: 개체군의 효과적인 보존과 야생복귀를 위한 제안 (Population Viability Analysis of a Gold-spotted Pond Frog (Rana chosenica) Population: Implications for Effective Conservation and Re-introduction)

  • 정석환;성하철;박대식;박시룡
    • 환경생물
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    • 제27권1호
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    • pp.73-81
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    • 2009
  • 멸종위기종 금개구리 (Rana chosenica)개체군의 존속 가능성을 알아보고 효과적인 보전 대책의 마련과 야생복귀 방법을 개발하기 위하여 충북 청원군에 서식하는 개체군을 대상으로 개체군생존분석을 실시하였다. 해당 금개구리의 개체군은 30년간 1,000회의 시뮬레이션을 통해 0.113의 낮은 성장률을 가지고 존속해 나갈 것이라 예측이 되었으나 절멸가능성 또한 81.1%로 매우 높아 환경적으로 민감한 특징을 가지고 있었다. 금개구리 개체군의 개체군 성장률과 절멸가능성은 변태율의 변화에 대해 가장 민감하게 반응하는 것으로 나타났는데, 이는 금개구리의 야외 개체군을 안정적으로 유지하기 위해서는 무엇보다도 금개구리 유생이 변태할 때까지의 생존율을 높이는 것이 결정적이라는 것을 의미한다. 항아리곰팡이병이나 개구리바이러스와 같은 질병이 발병할 경우 개체군의 절멸확률이 100%로 예측되었다. 절멸 개체군의 야생개체군 복원의 방법으로는 수컷의 비율을 83%, 투여개체들의 나이구조가 정상분포를 보이는 100마리의 개체군을 200마리를 수용할 수 있는 지역에 복귀를 시키고, 4년 후 2년 단위로 10년 후까지 10%씩 보충하는 방법이 가장 안정된 개체군을 복원, 유지하는 방법으로 나타났으며, 이 복원된 개체군의 경우 지속적으로 금개구리의 유생이 변태할 때까지의 생존율을 높일 수 있는 보호대책이 마련된다면 성장률 0.297, 절멸가능성 0.290을 갖는 안정된 개체군을 30년 후 138마리까지 유지할 수 있을 것으로 분석되었다. 이러한 결과들은 금개구리 개체군의 보전과 재도입을 위한 효과적인 전략수립의 근거로 활용될 수 있을 것이다.

다수어업의 갈치 자원평가 및 최적어획량 추정 (Estimation of the Optimal Harvest and Stock Assessment of Hairtail Caught by Multiple Fisheries)

  • 남종오;조훈석
    • Ocean and Polar Research
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    • 제40권4호
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    • pp.237-247
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    • 2018
  • This study aims to estimate optimal harvests, fishing efforts, and stock levels of hairtail harvested by the large pair bottom trawl, the large otter trawl, the large purse seine, the offshore long line, and the offshore angling fisheries by using the surplus production models and the current value Hamiltonian method. Processes of this study are as follows. First of all, this study estimates the standardized fishing efforts regarding the harvesting of the hairtail by the above five fishing gears based on the general linear model developed by Gavaris. Secondly, this study estimates environmental carrying capacity (k), intrinsic growth rate (r), and catchability coefficient (q) by applying the Clarke Yoshimoto Pooley (CY&P) model among various surplus production models. Thirdly, this study estimates the optimal harvests, fishing efforts, and stock levels regarding the hairtail by the current value Hamiltonian method, including the average landing price, the average unit cost, and the social discount rate. Finally, this study attempts a sensitivity analysis to figure out changes in optimal harvests, fishing efforts, and stock levels due to changes in the average landing price and the average unit cost. As results induced by the current value Hamiltonian method, the optimal harvests, fishing efforts, and stock levels regarding the hairtail caught by several fishing gears were estimated as 33,133 tons, 901,080 horse power, and 79,877 tons, respectively. In addition, from the results of the sensitivity analysis, first of all, if the average landing price of the hairtail constantly increases, the optimal harvests of it increase at a decreasing rate, and then harvests finally slightly decrease as a result of decreases in stock levels. Secondly, if the average unit cost of fishing efforts continuously increases, the optimal fishing efforts decreases, but optimal stock levels increase. Optimal harvests start climbing and then decrease continuously due to increases in the average unit cost. In summary, this study suggests that the optimal harvests (33,133 tons) were larger than actual harvests (25,133 tons), but the optimal fishing efforts (901,080 horse power) were much less than estimated standardized fishing efforts (1,277,284 horse power), corresponding to the average of the recent three years (2014-2016). This result implies that the hairtail has been inefficiently harvested and recently overfished due to excessive fishing efforts. Efficient management and conservation policies on stock levels need to be urgently implemented. Some appropriate strategies would be to include the hairtail in the Korean TAC species or to extend the closed fishing season for this species.

환경하중을 고려한 Jack-up rig의 내하력 설계 기준에 대한 연구 (A Study on Load-carrying Capacity Design Criteria of Jack-up Rigs under Environmental Loading Conditions)

  • 박주신;하연철;서정관
    • 해양환경안전학회지
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    • 제26권1호
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    • pp.103-113
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    • 2020
  • 잭업 드릴링 리그 (Jack-up drilling rigs)는 해양자원개발 분야 중 석유 및 가스 탐사 산업에서 널리 사용되는 대표적인 해양구조물이다. 이러한 잭업 구조물은 대체로 얕은 수심에서 사용하도록 설계되었지만 에너지 산업의 추세로 대수심 및 가혹한 환경 조건에서도 사용이 가능한 설계가 요구되고 있다. 이러한 잭업구조물의 운영환경 확장에 따라서 과도한 설계를 최소화하고 신뢰성 반영된 설계법이 요구되었다. 기존의 해양구조물 산업에서 잭업 구조물의 설계법은 사용(혹은 허용)응력 설계 (WSD: Working (or Allowable) Stress Design) 방법을 사용하여 설계가 되고 있었다. 이러한 설치환경변화에 따라서 충분한 신뢰성을 확보가 가능한 하중 및 저항계수 (LRFD: Load and Resistance Factored Design) 방법을 최근 개발되었고 규정화가 되었다. LRFD 방법은 통계적 기반으로 한 한계상태설계 개념으로 잭업구조물의 구성구조부재의 하중과 전산수치해석을 이용한 강도의 불확성을 하중 및 저항 계수로 표현하는 설계법이다. 개발된 LRFD 방법은 실제 잭업구조물 설계의 적합성 판단을 위하여 기존의 WSD 방법과의 정량적인 비교 분석이 반드시 필요하다. 따라서 본 연구는 기존의 WSD와 LRFD 방법으로 이용하여 실 잭업 구조물의 레그 구조를 대상으로 상용유한요소해석코드를 이용하여 정량적인 UC (Unity Check)값을 기반으로 비교 분석하였다. 분석된 결과로 다양한 환경하중조건 하에서 LRFD 방법을 사용하여 잭업구조물의 레그(Leg) 설계에서 상당히 합리적인 UC 값을 가지고 기존 대표적인 WSD기법 중에 하나인 API-RP 코드 대비 약 31 % 차이가 분석되었다. 따라서 LRFD 설계 방법이 WSD 방법에 비해 구조 최적화 및 합리적인 설계에 더 유리하다는 것을 확인할 수 있었다.

철근콘크리트 파일캡의 해석 및 설계를 위한 개선 3차원 스트럿-타이 모델 (Refined 3-Dimensional Strut-Tie Models for Analysis and Design of Reinforced Concrete Pile Caps)

  • 김병헌;채현수;윤영묵
    • 대한토목학회논문집
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    • 제33권1호
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    • pp.115-130
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    • 2013
  • 철근콘크리트 파일캡의 설계 시 사용되고 있는 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법은 각각 B-영역으로 이루어진 철근콘크리트 구조부재의 거동과 2차원 응력교란영역을 갖는 철근콘크리트 구조부재의 거동에 기초한 것으로, 이를 응력교란영역(D-영역)을 갖고 3차원 거동이 지배적인 철근콘크리트 파일캡의 설계에 적용하는 것은 적절하지 않다. 이 연구에서는 3축 응력을 받는 콘크리트 스트럿 및 절점영역의 강도특성과 철근이 배치되지 않은 인장영역에서의 콘크리트 타이의 하중저항능력 등을 반영하여 철근콘크리트 파일캡을 합리적으로 설계할 수 있는 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 제안하였다. 파괴실험이 수행된 78개 철근콘크리트 파일캡 시험체의 극한강도를 현행 설계기준의 단면법 및 스트럿-타이 모델 방법, 그리고 이 연구의 개선 3차원 스트럿-타이 모델을 이용하여 평가하였으며, 그 결과의 비교분석을 통해 스트럿-타이 모델 방법 적용 시의 3차원 거동 및 하중전달 메커니즘을 묘사하기 위한 적절한 구성요소의 필요성과 이 연구에서 제안한 개선 3차원 스트럿-타이 모델의 타당성을 검증하였다.

파형강판 구조물의 내공변위를 활용한 개선된 안전도 평가 절차 제안 (A Proposal for Improved Safety Assessment Procedure of Corrugated Steel Plate Structures Using Measured Displacements)

  • 전세진;이병주
    • 대한토목학회논문집
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    • 제40권1호
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    • pp.13-24
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    • 2020
  • 파형강판 구조물의 안전도를 평가할 수 있는 체계적인 방법은 아직까지 정립되어 있지 않은 실정이다. 따라서 이 연구에서는 뒤채움 흙의 고정하중이 지배적이고 활하중 효과는 매우 작은 파형강판 구조물의 특성을 고려하여 개선된 안전도 평가 절차를 제안하였다. 제안된 절차는 Soil-Culvert Interaction (SCI) 방법에 기초하여 축력과 휨모멘트의 복합작용이 안전도에 미치는 영향을 고려할 수 있고, 산정된 소성지수에 따라 유지관리 방안을 차별화할 수 있으며, 내공변위 계측값을 활용하여 평가의 정밀도를 더욱 높일 수 있다는 장점이 있다. 또한 제안된 평가 절차를 합리적으로 개선할 수 있는 다양한 방안을 논의하여 개선된 방법을 제안하였다. 제안된 절차를 적용하여 실구조물 및 실대형 실험체의 안전도를 평가하였다. 기존의 교량 내하력 평가 방법은 내하력을 크게 과대평가한 반면 제안된 방법은 합리적인 수준의 안전도를 산출하였다. 따라서 본 연구에서 제안된 절차는 파형강판 구조물의 정량화된 상태 평가 및 보강 등 적절한 유지관리 방안 수립에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.