• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.1177-1192
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• 2018

본 연구의 목적은 한랭지역에서 운영 중인 터널구조물의 누수를 유도배수하기 위하여 기존 유도배수시스템을 향상시키는 것이다. 유도배수시스템은 유도배수판, 방수재료인 Hotty-gel, Hotty-gel 돌출 방지판, 공압타카, 고정핀, 집수관, 유도배수관, 철망 및 뿜어 붙임 모르타르로 구성되어 있다. 유도배수시스템은 현장 적용성 및 시공성을 평가하기 위하여 재래식 콘크리트 라이닝 터널에서 시험 시공되었다. 재령 7일, 14일, 21일, 28일, 2개월, 3개월, 4개월, 5개월, 6개월, 7개월 및 8개월에 약 1,000 ml의 붉은색 물을 유도배수시스템 배면에 주입하여 유도배수시스템의 방수과 유도배수 성능을 평가하였다. 현장 성능 평가 실험이 진행된 8개월 동안 터널이 위치한 지역의 일일 평균 온도는 $-16.0~25.6^{\circ}C$로 측정되었고, 일일 최저 온도는 $-21.3^{\circ}C$, 일일 최고 온도는 $30.8^{\circ}C$였다. 유도배수시스템의 유도배수판에서는 누수가 발생하지 않았지만 재령 14일부터 유도배수관에서 누수가 발생하였다. 유도배수관 누수는 고압의 공압타카와 고정핀 사용으로 두께 0.2 cm인 연성플라스틱 재질의 유도배수관이 변형되었고, 누수 방지를 위한 Hotty-gel의 두께와 폭이 충분하지 않아서 발생한 것으로 판단된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권4호
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• pp.305-316
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• 2022

화석연료의 고갈과 환경문제의 대안으로 수소에너지가 부각되고 있으며, 자동차 산업에서도 수소차의 보급이 증가하고 있다. 그러나 수소는 가연농도 범위가 4~75%로 넓은 가연영역을 가지고 있어 수소차 사고 시 안전에 대한 우려가 높은 실정이다. 특히, 터널이나 지하주차장과 같은 반밀폐 공간에서는 수소누출에 따른 화재나 폭발이 대형사고를 유발할 가능성이 높기 때문에 수소누출에 따른 가연영역 분석을 통해 수소 안전성에 대한 검토가 필요한 실정이다. 이에 본 연구에서는 표준단면의 도로터널에서 수소차량의 수소 누출조건과 터널 내 풍속에 따른 수소농도 해석을 수행하여 터널 내 풍속이 가연영역에 미치는 영향을 검토하였다. 수소의 누출조건은 1개의 탱크와 3개의 탱크가 통시에 TPRD를 통해 누출되는 조건과 대형크랙이 발생하여 누출하는 조건으로 하였으며, 터널 내 풍속은 0, 1, 2.5, 4.0 m/s를 고려하였다. 가연영역에 대한 검토결과, 1 m/s 이상의 풍속이 존재하는 경우에는 풍속이 없는 경우와 비교하여 최대 25%수준까지 감소하는 것으로 나타나고 있으며, 풍속증가에 따른 가연영역의 감소효과는 거의 없는 것으로 나타나고 있다. 특히 대형크랙이 발생하여 약 2.5초 만에 완전히 누출되는 경우에는 풍속이 증가하면 가연영역이 약간 증가하는 것으로 나타나고 있다. 또한 하향 분출되는 경우에 풍속이 작은 차량하부 영역에 수소가스가 상당히 긴 시간동안 잔류하는 것으로 분석되었다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제26권3호
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• pp.55-63
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• 2022

모듈러 지중아치 구조는 시공과정이 단순하며 강재와 콘크리트를 이용하여 시공 및 공용 중에 발생하는 단면력에 대하여 효과적으로 저항할 수 있는 구조로 제안되어 15m 이하의 지간에 대하여 3차원 구조해석 및 실험을 통하여 구조적 거동이 평가되었다. 일반적으로 지중아치와 터널 등의 구조해석의 경우 2차원이나 3차원 구조해석 방법이 적용될 수 있다. 하지만, 모듈러 지중아치 구조의 구조적 안전성 평가를 위하여 2차원이나 3차원 구조해석 방법을 적용할 경우 구조해석을 위한 모형화가 어렵고, 해석시간이 과도하게 오래 걸릴 수 있으므로, 모듈러 지중아치 구조의 설계과정에서 필요한 구조 안전성 및 토압 등을 고려한 구조해석 방법으로는 합리적이지 않을 수 있다. 또한, 사전에 결정된 단면이 적용가능한 지간에 대하여 모듈러 지중아치 구조를 구성하는 경우 지간과 하중조건에 따른 단면과 구조적 안전성만을 평가하는 것이 합리적일 수 있다. 따라서, 본 연구에서는 효율적인 구조 안전성 평가를 위하여 프레임 요소를 이용한 구조해석 모델을 제안하고, 2차원 구조해석모델과 프레임 요소를 이용한 간략해석모델의 구조해석 결과를 비교하였으며, 간략해석 방법을 이용하여 20m지간의 모듈러 지중아치구조의 구조적 안전성을 평가하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제11권1호
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• pp.71-83
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• 2009

숏크리트는 터널에서 적용되는 요요한 주지보재이다. 숏크리트의 품질평가는 터널의 안전한 시공과 효과적인 운영을 위한 핵심 요소이다. 숏크리트가 암반에 적절히 타설되었다 하더라도, 막장 및 벤치부에서의 발파, 수축, 지반의 변형 등으로 인해 숏크리트 균열발생 및 배면공동 등의 문제를 야기한다. 본 논문에서는 비파괴 시험인 충격 반항 기법(Impact-Echo) 및 지하레이다 탐사(GPR)를 이용하여 경임에 타설된 숏크리트 배면의 접착상태를 평가하고자 하였다. 기존의 수치해석 연구에 대한 검증과 더불어 현장 적용성에 대한 검토를 위해 실험적 연구를 수행하였다. 숏크리트의 접착상태는 완전 접착, 접착력 상실 및 공동 조건으로 구분할 수 있다. 실내 실대형 시험체에 이 세 가지 숏크리트 접착상태를 조사하였다. 충격반향시험으로부터 획득된 신호는 시간영역, 주파수 영역, 및 시간-주파수 영역에서 각각 분석되었다. 능동적 신호 처리 기법인 Short-Time Fourier Transform(STFT)을 이용하여 숏크리트 배면의 접착상태를 효과적으로 예측할 수 있었으며, 그 결과는 기존의 수치해석 연구로부터 획득한 신호특성과 잘 부합하였다. 숏크리트 배면의 접착상태가 불량할수록 다음과 같은 특징들을 나타낸다. 즉, 주파수 영역에서 자기스펙트럼밀도가 커지며, 기하학적 감쇠비는 감소하고, 시간-주파수 영역에서 윤곽선은 시간축에 평행한 형상을 나타내며, 숏크리트 두께가 얇을수록 그 공진시간이 길어진다. 또한 본 연구에서 제시한 상관계수를 이용하여 숏크리트의 접착상태를 정량적으로 평가할 수 있다. 본 연구 결과를 바탕으로 숏크리트의 접착상태를 평가할 수 있는 평가 기법 및 평가 기준을 제안하였다.

• 한국식품조리과학회지
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• 제26권2호
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• pp.220-228
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• 2010

본 연구는 폐터널의 양곡저장 창고로서의 가능성을 타진하기 위하여 경남지역에서 수확한 무농약벼(NP) 혹은 저농약벼(LP) 8종을 폐터널에 8개월 동안(11월~이듬해 7월) 보관하면서 월 2회 샘플링을 실시하여 10분도미로 도정한 후 쌀의 선도 및 품위특성을 평가하였고 $5^{\circ}C$에 저장 유통되는 브랜드 쌀을 양성대조군으로 이용하였다. 폐터널 저장쌀의 선도 평가를 위해 peroxidase 활성을 측정한 결과, 저장 후 3~6개월 동안 저장기간의 경과에 따른 선도의 감소가 소폭 나타났다. 단, 남해 무농약벼 및 거창 무농약벼의 peroxidase 활성이 가장 높아 무농약 재배 벼의 선도가 저농약벼에 비해 높은 것으로 드러났다. 백도(whiteness)는 NP의 저장전기 값이 대조군에 비해 유의적인 차이가 나타났으나(p<0.05) 그 외 대부분의 백도값이 40 정도를 획득하였다. 완전미 비율은 LP의 저장 전기의 값이 $92.9{\pm}1.9%$로 대조군의 $96.08{\pm}3.09%$에 비해 낮게 나타났으나 대조군이 저장전기에 비해 저장후기에 완전미 비율이 크게 감소한 데 비해 폐터널 저장쌀은 완전미 비율의 감소율이 낮게 나타나서 장기간 저장 시 그 장점이 더욱 부각될 것으로 보였다. 분상질미(chalky rice)는 저장 전기에는 대조군에 비해 차이가 나타나지 않았으나 저장후기에는 NP, LP 모두 유의적으로 증가하였다. 파쇄미(broken rice) 비율은 NP와 대조군간에는 차이가 나타나지 않았고 LP는 저장 전기 및 후기 모두 대조군에 비해 높게 나타났다. 손상미(damaged rice)와 변색미(colored rice)비율은 군간의 유의성이 관찰되지 않았다. 이화학적 특성에 있어, NP와 LP의 단백질 함량은 7.1%, 7.3%로 나타났으며 폐터널 저장쌀의 아밀로스 함량은 11.1~17.2로서 벼의 생육조건이나 환경에 따라 아밀로스 함량이 크게 차이가 남을 알 수 있었다. 폐터널 저장벼의 평균 수분함량은 $13.94{\pm}0.26%$로 적정 수분 량보다 낮았으며 저장전기의 수분함량은 대조군에 비해 비교적 낮았으나 저장 후기에는 그다지 차이가 나타나지 않았다. 식미치는 저장전기에 NP와 LP에서 각각 $71.3{\pm}2.1$, $71.7{\pm}1.5$로 나타나 대조군의 $74.0{\pm}3.6$에 비해 큰 차이가 없었으며 저장후기의 식미치는 모든 군에서 저장전기에 비해 대폭 감소하였으나 실험군과 대조군 간의 유의적인 차이는 나타나지 않았다. 폐터널 저장쌀과 $5^{\circ}C$ 이온쌀로 지은 밥의 외관, 조직감 및 향미에 대해 비교한 결과, 윤기, 밥알의 온전함, 찰기 및 구수한 맛은 대조군의 평균값들이 약간 높게 나타났다. 한편, 노란 정도와 경도, 산패취와 군내는 터널쌀로 지은 밥이 대조군에 비해 경미한 차이로 높게 나타났다. 끝으로 전체적인 선호도는 대조군($5.25{\pm}1.0$)이 터널쌀($4.6{\pm}0.8$) 보다 높았으나 10개의 전 항목에 있어 통계적 유의성이 나타난 항목은 없었다. 끝으로, 고온다습한 여름을 보내는 한국 실정에 있어서 폐터널이라는 환경은 내부 온도 및 습도가 쌀 저장에 유리하게 유지되는 특성이 있었으며, 본 연구가 장기간 폐터널 보관쌀의 품위특성을 보고하는 첫 사례임을 감안할 때 이후 기관 및 학계의 폭넓은 관심이 요구된다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제52권1호
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• pp.216-241
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• 2019

현재까지 알려진 비무장지대(Demilitarized Zone : DMZ) 내의 문화재는 14종 35개소이지만 앞으로 더 증가될 것으로 보인다. 그중에서도 지하에 묻혀있는 철원도성(鐵原都城)과 김화 병자호란 전골총(戰骨塚)은 남과 북이 공동조사를 실시하여 그 실체를 밝히는 것이 보존방향의 첫걸음일 것이다. 특히 철원도성의 공동조사는 남북이 오랫동안 동일한 역사와 문화전통을 지녀온 같은 민족임을 일깨워줄 뿐만 아니라 비무장지대를 평화의 무대로 전환시키는 상징적 의미를 부여할 것이다. 김화의 전골총도 청(淸)의 침입에 대항하여 싸운 평안도 근왕군(謹王軍)의 전몰자 집단무덤인 만큼 남북의 공동조사를 통하여 그 위치와 규모 등을 확인하여 국가지정문화재로 관리해야 할 것이다. 또한 비무장지대는 이데올로기의 대립으로 인한 국제적 전쟁인 한국전쟁의 유산이라는 점에서 세계문화유산으로의 요건을 갖추고 있을 뿐만 아니라 100여종의 멸종위기종 및 천연기념물 외에도 6,000여종의 온대림을 갖고 있어 세계자연유산의 자격도 갖추고 있으므로 비무장지대를 유네스코 세계문화유산과 세계자연유산의 자격을 동시에 갖추고 있는 세계복합문화유산으로 등재할 수 있을 것이다. 그 외에도 비무장지대는 한국전 당시의 수많은 고지, 땅굴, 진지 등이 그대로 남아있을 뿐만 아니라 휴전협정으로 생긴 감시초소(GP), 군사분계선, 남북한 한계선 철조망, 판문점 등이 남아있어 그 일부구간과 전쟁시설을 선별하여 근대 문화재로 등록하는 것이 바람직할 것이다. 끝으로 도라산의 봉수지는 복원하여 남과 북이 평양-개성-도라산-서울을 잇는 전통시대의 통신시설을 필요시 재연하여 남북간의 원활한 소통을 상징적으로 보여주는 계기로 삼을 수 있을 것이다. 앞으로 다가올 종전으로 인한 비무장지대의 난개발에 대비하기 위하여 정부 및 문화재 전문가들은 비무장지대의 문화재 파악과 보전에 힘써야 할 것이며 무분별한 조사나 지뢰제거 등의 문제도 일관성 있게 통제를 해야 할 것이다.

• 방사성폐기물학회지
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• 제17권2호
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• pp.183-202
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• 2019

고준위방사성폐기물의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하고 처분시스템의 성능을 평가하기 위해서는 열-수리-역학적인 복합 거동 변화에 대한 이해가 반드시 필요하고 이를 반영하여 해석해야만 한다. 하지만 한국형 기준 처분시스템에서의 처분터널 및 처분공 간격을 결정하기 위해 수행된 기존의 연구들은 이러한 복합거동 특성을 반영하지 않고 열 해석 결과만을 근거로 처분시스템을 설계하였다. 따라서 본 연구에서는 열-수리-역학적인 복합거동 특성을 반영하여 한국형 기준 처분시스템의 성능을 TOUGH2-MP/FLAC3D를 이용하여 평가하였다. 고준위방사성폐기물이 처분된 이후 방사성 붕괴열에 의해 처분시스템의 온도는 급격히 증가하다가 붕괴열의 감소로 온도는 서서히 감소하였으며, 해석 기간 1,000년 동안 벤토나이트 완충재의 최고 온도는 설계 기준인 $100^{\circ}C$ 이하로 유지되는 것으로 나타났다. 처분용기와 벤토나이트 완충재의 계면에서의 최고 온도는 약 3.21년이 지난 시점에 용기의 중간 지점에서 약 $96.2^{\circ}C$로 나타났으며, 암반에서의 최고 온도는 폐쇄 후 약 17년이 지난 시점에서 약 $68.2^{\circ}C$로 계산되었다. 처분용기 부근 벤토나이트 완충재는 처분 초기에 온도 변화에 따른 건조현상이 발생하여 포화도가 감소하지만, 시간이 지남에 따라 주변 암반으로부터의 지하수 유입에 의해 포화도가 증가하는 것으로 계산되었다. 이후, 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재 모두 약 266년 이후 완전히 포화되는 것으로 계산되었다. 처분시스템에서의 온도 변화에 따른 열응력 그리고 벤토나이트 완충재 및 뒷채움재의 팽윤압으로 인한 응력 변화가 처분장 주변 암반에 미치는 영향을 평가하고자 수치해석에서 계산된 응력을 스폴링 강도(spalling strength)와 Mohr-coulomb 파괴 기준식과 비교하였다. 계산 결과 일축압축강도와 스폴링 강도에 도달하지 않는 것으로 나타나 처분시스템이 스폴링에 의한 파괴는 나타나지 않을 것으로 판단되며, Mohr-coulomb 파괴 기준 역시 충족하는 것으로 나타났다. 본 연구에서 사용된 수치해석 코드와 방법론은 다양한 조건에서의 한국형 기준 처분시스템에 대한 성능평가뿐만 아니라, 복층 처분시스템에 대한 설계와 성능평가에 활용될 수 있을 것으로 판단된다.