• 제목/요약/키워드: Relative density model

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상태의존성 유한요소해석 및 CPT결과를 적용한 상재하중하의 얕은 기초의 지지력 결정 (Determination of CPT-based Bearing Capacity of Footings Under Surcharge Using State-dependent Finite Element Analysis)

  • 이준환;김대호;박동규
    • 한국지반공학회논문집
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    • 제21권7호
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    • pp.55-62
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    • 2005
  • 기초지반의 거동은 선형탄성이 아니며, 완전소성상태도 아닌 비선형 응력-변형률의 거동을 보이며, 지반 물성은 하중조건 및 상태에 따라 상이한 값을 나타내게 된다. 기존 기초 지지력 산정방법의 대부분은 기초지반 특성치의 대표값을 적용하고 있어, 응력상태에 따른 지반특성의 변화를 고려하지 못하고 있다. 본 연구에서는 상재하중을 받는 얕은 기초를 대상으로 지반의 상태의존적 변화특성을 고려하며 현장시험결과인 콘지지력값들 적용할 수 있는 얕은 기초의 지지력 산정에 대한 연구를 수행하였다. 이를 위해 상태의존적 응력-변형률 거동 모델을 적용한 비선형 유한요소해석과 콘지지력해석을 수행하였으며, 이를 토대로 콘지지력의 함수로 표시되는 얕은 기초의 지지력 산정방법을 제안하였다. 보다 일반화된 결과를 도출하기 위해 다양한 범위의 상대밀도, 기초의 근입심도 및 크기 등을 고려하여 유한요소해석을 수행하였으며, 이를 통해 얻어진 하중-침하량 곡선을 토대로 콘지지력 값으로 정규화된 얕은 기초의 지지력값은 도출하였다. 상재하중이 적용된 지반에서 기초의 근입심도에 따른 정규화 극한 지지력의 차이는 비교적 작은 것으로 나타났으나, 상대밀도에 의한 차이는 큰 것으로 나타났으며, 상대밀도가 증가할수록 얕은 기초의 정규화 지지력은 감소하는 것으로 나타났다.

중국(中國) 동북부(東北部) 지방(地方) 활엽수(闊葉樹)-잣나무 천연림(天然林)의 생장(生長) 모델과 수확(收穫) 모델 개발(開發) (The Development of Growth and Yield Models for the Natural Broadleaved-Korean Pine Forests in Northeast China)

  • 이봉일;최정기;김지홍
    • 한국산림과학회지
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    • 제90권5호
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    • pp.650-662
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    • 2001
  • 이 연구는 중국 동북부 활엽수-잣나무 천연림의 다섯 가지 임형에 대하여 임분의 생장 모델과 수확 모델을 개발하기 위하여 수행되었다. 연구 자료는 43년생부터 364년생 범위에 이르는 임분에서 0.06ha에서 1.0ha 크기의 359개 임시 표본구와 58I개의 영구 표본구에서 수집되었다. 입지조건을 평가하기 위하여 지위급지수(Site Class Index; SCI)플 도입하였고, 천연혼효림의 임분밀도를 측정하기 위하여 수관경쟁지수(Crown Competition Factor; CCF)를 채택하였다. SCI 공식과 수고-직경 곡선 모델은 Chapman-Richards 함수를 이용하였고, 흉고직경, 흉고단면적, 및 임분재적 모델의 개발은 Schumacher의 생장함수를 기본 모델로 선정하였다. 평균 흉고직경과 흉고단면적 생장 모델에서 Schumacher 함수의 점근매개변수 A는 입지조건(SCI)과 임분밀도(CCF)와 상관관계가 있는 것으로 나타났으며, 비율매개변델수 k는 임분밀도와 관계가 있었고 입지조건과는 무관한 것으로 나타났다. 개발된 생장 모델과 수확 모델로써 예측된 임분 제원들을 평가하기 위하여 별개의 임분 자료를 이용하여 유효성 검정을 실시하였다. 검정 결과, 예측치의 상대평균오차(RME)는 ${\pm}5%$ 미만으로 산출되었고 임분 변수들의 정확도는 모두 95% 이상인 것으로 나타났다.

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다중면 하중하에 정방향 대층구조를 가진 격자재료의 연속적인 소성모델 (Continuum Based Plasticity Models for Cubic Symmetry Lattice Materials Under Multi-Surface Loading)

  • 선우현;허종완
    • 복합신소재구조학회 논문집
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    • 제2권3호
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    • pp.1-11
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    • 2011
  • 본 연구에서는 하위 요소로(sub-element) 구성된 3차원 대칭 단위 요소들로 조합된 트러스 격자 구조물의 연속적인 물성치를 제안하였다. 개별적인 트러스 격자 물성치는 균질화 작업을 통하여 유효한 응력과 변형률 관계로 이루어진 연속적인 물성치 모델로 나타낼 수 있다. 미시적인 규모(micro scale) 스트럿의 인장이나 압축 응답에 의한 축강성은 전체 격자재료의 대부분의 강도를 차지하고, 이러한 스트럿의 부피 분율(fraction)은 효과적인 강도뿐만 아니라 복제 가능한 단위 요소로 이루어진 격자판의 상대밀도에 큰 영향을 주었다. 그러므로 균질한 강성부재로 구성된 연속적인 구성모델은 미시적인 규모로 간주되는 스트럿의 강도, 내부응력 상태 및 부피 분율과 관련된 역학적인 특성들을 포함하고 있다는 것을 확인할 수 있었다. 미시적인 규모의 응력에서 소성흐름은 균질한 구성식에서 파생된 거시적인 규모에서의 (macro-scale)응력 표면에 있는 연속적인 응력함수의 영역을 확장한다. 따라서 본 연구를 통하여 3차원 대칭 단위요소 구조물의 기본 기하학을 조사하고 압력에 의존적인 마크로 규모에서의 (macro-scale) 응력함수를 예측하는 연속적인 소성모델을 공식화하였다.

GCM과 수문모형의 불확실성을 고려한 기후변화에 따른 한반도 미래 수자원 전망 (Future Korean Water Resources Projection Considering Uncertainty of GCMs and Hydrological Models)

  • 배덕효;정일원;이병주;이문환
    • 한국수자원학회논문집
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    • 제44권5호
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    • pp.389-406
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    • 2011
  • 본 연구에서는 GCM 및 유출모형의 불확실성을 고려하여 기후변화에 따른 미래 한반도 수자원의 변화를 전망하고, 그 결과에서 나타나는 불확실성을 평가하고자 하였다. 온실가스 배출시나리오와 GCMs의 불확실성을 고려하기 위해 IPCC AR4에 적용되었던 3개 시나리오(A2, A1B, B1)에 대한 13 GCMs 결과를 이용하였으며, 유출모형 구조 및 증발산량 산정방법에 따른 영향을 고려하기 위해 PRMS, SWAT, SLURP 모형을 선정하였고 각 모형별로 2~3개의 증발산량 방법을 고려하였다. 결과적으로 우리나라 109개 중권역 유역에 대해 312개의 결과가 제시되었으며, 이를 이용하여Gaussian kernel density function을 산정함으로써 평가결과의 앙상블 평균과 불확실성을 동시에 제시하였다. 분석 결과 여름철과 겨울철 유출량은 증가, 봄철은 감소할 것으로 전망되었다. 연평균유출량은 전체유역에서 증가할 것으로 전망되었으며, 공간적으로는 한강유역이 위치한 북쪽유역이 남쪽유역에 비해연 유출량이 더 크게 증가할 것으로 전망되었다. 연평균유출량의 증가는 여름철 유출량 증가에 따른 결과로, 기후변화의 영향은 한국에서 유출량의 계절편중을 심화시켜 수자원 관리를 더욱 어렵게 할 것으로 전망되었다. 평가결과에서 나타난 불확실성은 겨울철 유출량에서 가장 크고 여름철 유출량에서 가장 적은 것으로 나타났다.

선박 부유물 감김사고의 시·공간적 분석 (Spatiotemporal Analysis of Ship Floating Object Accidents)

  • 유상록;김득봉;장다운
    • 해양환경안전학회지
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    • 제27권7호
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    • pp.1004-1010
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    • 2021
  • 선박의 해양사고 중 부유물 감김사고는 운항지연에 그치지 않고 대형 인명 피해사고까지 이어질 수 있어 이에 대한 예방책이 요구되고 있다. 이에 본 연구는 영해와 베타적경제수역 등을 포함한 해역의 최근 5년간 선박의 부유물 감김사고 데이터를 시·공간적 측면에서 분석하고, 관련 연구 분야에 기초 자료를 제공하고자 한다. 부유물 감김사고의 상대적 밀도 분포를 시각화하기 위하여 이차원 평활 히스토그램을 적용하였으며, 시간대, 주·야간, 계절에 따른 각 변수가 감김사고에 미치는 영향을 분석하기 위해 다항 로지스틱 회귀모형을 적용하였다. 공간적 분석결과 전체 사고에 대해 평활화된 밀도 값이 높은 곳은 진해만을 포함한 거제도~통영 해상이었으며, 서해 전곡항 인근 해상, 제주도 북부 해상으로 나타났다. 시간적 분석결과 부유물 감김사고는 주간에 71.4%로 가장 많이 발생하였으며, 계절별로는 가을철이 다른 계절에 비해 가장 많이 발생한 것으로 분석되었다. 또한, 어선, 수상레저기구, 낚시어선의 감김사고 발생 가능성이 화물선 보다 높은 것으로 조사되었다. 본 연구의 시·공간적 분석결과는 향후 부유물에 대한 단속강화 및 제거를 위한 해양경찰함정 배치와 시간별·계절별 사고방지를 위한 부유물 사전 제거작업 대책 마련의 기초자료로 활용될 것으로 기대된다.

균질 지반과 비균질 지반에서 강관 모형말뚝의 수평거동 특성에 관한 모형실험 (Model Tests on the Characteristics of Lateral Behavior of Steel Pipe Pile in Homogeneous and Nonhomogeneous Soil Conditions)

  • 김병탁;김영수
    • 한국지반공학회지:지반
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    • 제14권6호
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    • pp.153-166
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    • 1998
  • 본 논문은 균질 및 비균질 낙동강 사질토 지반에서 수평 및 경사하중을 받은 강관 말뚝의 수평거동에 대한 모형실험 결과들을 고찰하였다. 비균질 지반은 상부와 하부층의 2개층으로 이루졌다. 본 연구의 목적은 말뚝의 수평거동에 대한 경사하중$(Q_\beta)$, 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비 (H/S), 그리고 상.하부지반의 지반반력계수비$(E_{h1}E_{h2})$의 영향에 관하여 실험적인 연구를 수행하고 이러한 영향들을 정량화 할 수 있는 실험결과를 얻었다. 모형실험 결과들에 의하면, 비균질 지반에서 수평거동은 다른 인자들보다 $E_{h1}E_{h2}$에 더 의존하는 것으로 나타났다. 균질지반에 대한 비균질 지반의 수평변위비$(y_{H/L}/y_{H/L=0}$)와 말뚝 근입길이에 대한 하부지반의 높이비(H/L)의 관계는 지수 함수식으로 회귀분석 되었다. 경사하중을 받는 경우의 휨 모멘트-깊이 관계는 수평하중을 받는 말뚝의 경우와 상이하게 나타났으며, 상대밀도 90%에서는 최대 휨모멘트 발생깊이는 수평하중을 받는 경우보다 약 70% 깊어졌다.

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초소형 관입시험기를 이용한 지반공동 주변지반의 이완영역탐지를 위한 실험적 연구 (An Experimental Study on the Detection of Loosened Areas in a Ground cavity Using a Micro Penetration Test)

  • 김호연;김영호;박윤석;유승경;한중근
    • 한국지반신소재학회논문집
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    • 제18권4호
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    • pp.299-306
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    • 2019
  • 본 연구에서는 층 다짐으로 조성된 지반을 모사한 모형실험에서 지반 공동 발생 시 지반의 이완영역 범위를 추정하기 위해 제작된 이완영역탐지기를 통해 이완영역을 측정하고자 하였다. 세립분과 조립질 토사를 조성한 층상구조로 구성된 지반에 대해 콘 직경의 크기에 따라 영향을 받는 것을 확인하였으며, 이에 따른 적절한 콘을 선정하기 위해 크기효과 실험을 수행한 결과 적절한 초소형콘을 설정할 수 있었다. 또한, 본 연구에서 적용된 LAD를 이용하는 경우 실내모형실험 지반의 다짐정도에 따른 경계면 및 상대밀도 차에 의한 관입저항치의 급격한 변화에 따라 지반의 이완상태를 파악할 수 있었다. 지반내 관입저항특성을 통해 공동주변부에서 발생하는 이완영역의 범위를 추정하였으며, 이완영역에서 관입저항력의 감소율을 통해 파괴 발생 영역을 확인하였다.

실내모형시험을 통한 사질토 지반에서 군말뚝과 터널의 수직 이격거리에 따른 하중분포 및 지반거동 분석 (Analysis of pile load distribution and ground behaviour depending on vertical offset between pile tip and tunnel crown in sand through laboratory model test)

  • 오동욱;이용주
    • 한국터널지하공간학회 논문집
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    • 제19권3호
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    • pp.355-373
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    • 2017
  • 도심지에서의 터널굴착은 상부구조물과의 상호거동에 대한 이해가 필수적이다. 도심지에 사용중인 대부분의 구조물은 말뚝기초로 상부의 하중을 지지하고 있어, 터널 굴착 시 반드시 영향을 받는다. 따라서 본 연구에서는 실내모형시험을 통해 기존의 군말뚝 기초 하부 터널굴착에 따른 축력 분포와 지반의 거동을 분석하였다. 말뚝 기초는 2, 3 열 말뚝으로 가정되었으며, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리는 터널직경에 대한 일반화를 위해 터널 직경(D) 대비 0.5D, 1.0D 그리고 1.5D로 고려되었다. 지반은 약 30%의 상대밀도(Dr)를 가지는 느슨한 사질토로 형성되었으며, 말뚝의 축력 분포를 측정하기 위해 말뚝에 변형률게이지(strain gauge)를 부착하였다. 또한, 이격거리에 따른 군말뚝의 침하와 인접지반의 침하를 변위센서(linear variable differential transformer; LVDT)와 다이얼게이지(dial gauge)를 통해 측정였으며, 터널굴착에 따른 지중의 변형을 근거리사진계측기법(close range photogrammetric technique)을 통해 측정하였다. 수치 해석을 통해 실내모형시험 및 근거리사진계측 결과와 비교 분석하였다. 본 연구에서는 체적손실율(volume loss; $V_L$) 개념을 이용하여 터널굴착을 모사하였으며, 1.5%로 적용되었다. 연구결과, 이격거리가 멀어질수록 말뚝의 축력감소는 작게 나타났으며, 침하량은 모두 유사한 경향을 나타내었다. 특히, 말뚝 선단부와 터널 천단부의 이격거리가 0.5D에서 1.0D로 증가할 때 축력과 침하량의 가장 큰 감소율이 가장 큰 것으로 나타났다.

A Computational Model of Cytosolic and Mitochondrial [$Ca^{2+}$] in Paced Rat Ventricular Myocytes

  • Youm, Jae-Boum;Choi, Seong-Woo;Jang, Chang-Han;Kim, Hyoung-Kyu;Leem, Chae-Hun;Kim, Na-Ri;Han, Jin
    • The Korean Journal of Physiology and Pharmacology
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    • 제15권4호
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    • pp.217-239
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    • 2011
  • We carried out a series of experiment demonstrating the role of mitochondria in the cytosolic and mitochondrial $Ca^{2+}$ transients and compared the results with those from computer simulation. In rat ventricular myocytes, increasing the rate of stimulation (1~3 Hz) made both the diastolic and systolic [$Ca^{2+}]$ bigger in mitochondria as well as in cytosol. As L-type $Ca^{2+}$ channel has key influence on the amplitude of $Ca^{2+}$ -induced $Ca^{2+}$ release, the relation between stimulus frequency and the amplitude of $Ca^{2+}$ transients was examined under the low density (1/10 of control) of L-type $Ca^{2+}$ channel in model simulation, where the relation was reversed. In experiment, block of $Ca^{2+}$ uniporter on mitochondrial inner membrane significantly reduced the amplitude of mitochondrial $Ca^{2+}$ transients, while it failed to affect the cytosolic $Ca^{2+}$ transients. In computer simulation, the amplitude of cytosolic $Ca^{2+}$ transients was not affected by removal of $Ca^{2+}$ uniporter. The application of carbonyl cyanide 4-(trifluoromethoxy) phenylhydrazone (FCCP) known as a protonophore on mitochondrial membrane to rat ventricular myocytes gradually increased the diastolic [$Ca^{2+}$] in cytosol and eventually abolished the $Ca^{2+}$ transients, which was similarly reproduced in computer simulation. The model study suggests that the relative contribution of L-type $Ca^{2+}$ channel to total transsarcolemmal $Ca^{2+}$ flux could determine whether the cytosolic $Ca^{2+}$ transients become bigger or smaller with higher stimulus frequency. The present study also suggests that cytosolic $Ca^{2+}$ affects mitochondrial $Ca^{2+}$ in a beat-to-beat manner, however, removal of $Ca^{2+}$ influx mechanism into mitochondria does not affect the amplitude of cytosolic $Ca^{2+}$ transients.

농촌 주거지 개발 수요에 대한 사회경제적 요인 및 산림환경의 영향 분석 (Effects of Socioeconomic Factors and Forest Environments on Demand for Rural Residential Development)

  • 이요한;지성태
    • 자원ㆍ환경경제연구
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    • 제25권2호
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    • pp.199-228
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    • 2016
  • 이 연구에서는 미국의 북중부 7개주를 대상으로 농촌 주거지 개발에 영향을 미치는 주요 인자들을 분석하였다. 특히, 사회경제적 요인들과 산림유형에 따른 산림환경특성을 주거지 개발의 주요 요인으로 고려하여 상대적 중요도를 살펴보았다. 먼저, 1950년 이후 미 북중부 지역에서 나타난 인구변화에 대한 실증모델을 개발하였고, 고정효과 패널모델을 이용하여 인구변화에 영향을 미치는 주요 인자들을 분석하였다. 연령별로 인구변화패턴과 거주지를 선택하는 선호 요인이 상이하게 나타나기 때문에, 실증모형을 구성할 때 연령별로 모형을 설정하였다. 다음단계로, 인구변화에 영향을 미치는 요인들이 소득과 같은 가변요인 뿐 아니라 단기간에 거의 변화가 없는 지역의 특수한 환경 요인들을 포함할 것이라는 가정하에, 패널모형의 고정효과 값을 종속변수로 설정하여 각 카운티별 인구증감의 차이가 산림환경, 수자원 등 시간불변변수들에 의해 영향을 받는 것으로 설정하여 횡단면적 모델을 추정하였다. 마지막으로, 농촌 지역의 주거지 수요를 설명하는 모델을 추정하였다. 연구결과, 이주자의 나이가 주거지 선정에 영향을 미치는 핵심 인자로 나타났고, 특히 사회경제적 요인 뿐 아니라 산림유형, 수자원 등 환경 어메니티가 주거지 수요에 미치는 상대적 중요도도 나이 계층별로 상이한 것으로 나타났다.