• 터널과지하공간
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• 제20권2호
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• pp.82-91
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• 2010

그라우팅 공법은 지하 내 구조물을 건설 시 유입되는 지하수를 억제하거나 암반의 강도를 증대시킬 목적으로 널리 이용되는 암반 개량공의 일종이다. 암반 내 불연속면을 따라 유동하는 그라우트의 유동 특성을 파악하는 것은 이러한 그라우팅 설계 및 그 효과를 예측하는데 필수적이다. 기존의 그라우트 유동 연구에서 그라우트 유동을 층류 유동으로 가정해 왔으나, 마이크로 스케일의 간극을 가지는 좁은 절리 틈새 내에서의유체 유동은 절리 거칠기의 영향을 받아 유동의 속도 단면이 거칠기 부분에서 변하기 때문에 일반적인 층류유동으로 모사하는 데 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 거칠기를 가지는 절리 내의 그라우트 유동에 절리 거칠기와 간극이 미치는 영향을 수치해석을 이용하여 조사하였다. 수치해석을 위해 전산유체유동해석 코드인 FLUENT 코드를 이용하였으며 FLUENT 코드에서 제공하는 Herschel-Bulkely 모델과 VOF(volume of fluid) 모델을 적용하여 물과 공기로 채워진 좁은 절리 틈새 내의 그라우트 유동을 모사하였다. 모사된 결과를 그라우트 유동을 위해 제시된 분석해와 기존의 실험실 그라우트 주입 실험 결과와 비교하여 FLUENT 코드의 적합성을 검증하였다. JRC와 간극 변화에 따라 일정 그라우트 주입량 유지에 필요한 주입압을 계산함으로써 마이크로 스케일의 절리 틈새 내 그라우트 유동시 채널 벽면의 거칠기 및 채널 간극의 영향을 정량화하였다.

• 터널과지하공간
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• 제30권6호
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• pp.509-518
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• 2020

본 연구에서는 실제 지질구조를 반영한 실규모 수치해석을 효율적으로 수행하고자 탐사 자료를 바탕으로 한 메쉬 생성, 해석수행, 결과분석을 위한 후처리의 일련의 과정을 포함한 해석 플랫폼을 구축하였다. 해석 플랫폼 구축을 위하여 연구자의 필요에 따른 코드 수정 및 다양한 수치해석 프로그램과 호환이 가능할 수 있도록 소스코드가 공개되어 있는오픈소스 프로그램을 활용하였다. 먼저 드론을 활용하여 촬영한 탐사 정보를 바탕으로 3차원 모델을 획득한 후, 오픈소스 3차원 창작 소프트웨어인 Blender를 활용하여 도메인의 메쉬 밀도를 해석 가능한 수준으로 조정하였다. 다음 단계로는 유한요소 메쉬 생성 프로그램인 Gmsh를 활용하여 도메인 내부에 사면체 기반의 메쉬를 생성하여 3차원 모델을 생성하였다. Gmsh를 통해 획득된 메쉬 정보를 수치해석 프로그램에 활용하기 위해서 메쉬 생성 규약에 적합하도록 변환하는 과정이 필요하며, 이는 Python을 통해 코드를 작성하여 수행하였다. 안정성 해석이 완료된 뒤에는 자료의 후처리 작업을 위해 시각화 및 데이터 분석 프로그램인 ParaView를 활용하여 다양한 시각화 자료를 생성하였다. 구성된 플랫폼의 활용성을 확인하기 위해 드론 탐사자료를 바탕으로 생성한 실규모 독도 모델을 대상으로 예비 안정성 분석을 성공적으로 수행하였으며, 예비해석을 통해 구축된 해석플랫폼이 향후 다양한 해석 과정에 활용될 수 있음을 확인하였다.

• 터널과지하공간
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• 제31권6호
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• pp.494-507
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• 2021

TBM의 활용이 증가하면서 최근 국내에서도 머신러닝 기법으로 TBM 데이터를 분석하여 TBM 전방의 지반을 예측하고 디스크커터의 교환주기 예측 및 굴진율을 예측하는 연구가 수행되고 있다. 본 연구에서는 TBM 굴진 시 기계 데이터를 대상으로 전통적 암반에 대한 분류 기법과 최근에 다양한 분야에서 널리 사용되고 있는 머신러닝 기법들을 접목하여 슬러리 쉴드 TBM 현장의 암반 특성에 대한 분류 예측을 하였다. 암반 특성 분류 기준 항목을 RQD, 일축압축강도, 탄성파속도로 설정하고 항목별 암반상태를 클래스 0(양호),1(보통),2(불량)의 3개 클래스로 구분한 다음, 6개의 분류 알고리즘에 대한 기계학습을 수행하였다. 그 결과, 앙상블 계열의 모델이 좋은 성능을 보여주었고 특히 학습성능과 더불어 학습속도에서 우수한 결과를 보인 LigthtGBM 모델이 대상 현장 지반에서 최적인 것으로 나타났다. 본 연구에서 설정한 3가지 암반 특성에 대한 분류 모델을 활용하면 지반정보가 제공되지 않은 구간에 대한 암반 상태를 제공할 수 있어 굴착작업 시 도움을 줄 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제29권5호
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• pp.269-277
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• 2017

최근, 해변모래의 침식을 방지하기 위해 잠제를 설치하고 있다. 잠제설치는 모래 침식의 손실을 최소화하기 위해 만들어졌다. 이런 이유로, 잠제를 무분별하게 전국적으로 계획하여 건설하고 있다. 그러나 해안선 유지를 위해 설치된 잠제는 상당히 문제가 있는 방법이다. 고가의 건설비, 해양공간이용, 해수수질, 해안선 변화 등의 단점도 있다. 특히, 해양 레저를 즐기는 이용자들은 해상공간이 단절되기 때문에 이를 좋아하지 않는다. 광안리와 같은 해수욕장은 인위적으로 양빈모래를 공급하여 해수욕장을 유지하는 곳이다. 연성공법이란 양빈모래의 유실방지를 위해 수중에 잠재를 대신하여 유동성 재질로 폭 넓은 연성구조물을 설치하는 공법을 말한다. 본 연구는 해변 침식을 완화할 수 있는 연성공법의 일환으로 cell group을 설치하였다. 즉, 양빈모래의 유실을 막기 위해 잠제 대신에 cell group을 사용하여 사빈침식의 정도를 완화 할 수 있는 공법을 적용한 것이다. 2차원 고정상 실험에서 cell group의 설치로 인한 파고감소효과 및 저반사율을 제시하였고, 이동상 수리모형실험에서, cell group 설치로 인한 양빈모래의 포착률과 양빈 모래의 침식방지율을 제안하였다. 따라서 수리모형실험의 결과에 의하면 침식해안의 사빈에 cell group을 설치하면 파고감소효과, 저반사율과, 양빈사의 침식방지율, 양빈사의 높은 포착률에 의해 양빈사의 유출이 방지되어 안정된 해안을 유지할 수 있었다.

• 한국전통조경학회지
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• 제30권2호
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• pp.64-71
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• 2012

본 연구는 조선시대 후기에 조성된 전남 강진의 농산별업(農山別業)의 원형 복원을 위한 기초 연구로 조성 당시의 원형에 대한 추정은 관련 문헌 분석과 현장 조사를 통해서 진행되었다. 다산 정약용의 "조석루기(朝夕樓記)"는 농산별업의 공간 구성과 이용 행태를 추정할 수 있었으며, 문헌에 등장하는 공간 구성요소의 배치는 현장조사를 통해서 확인할 수 있었다. 이에 본 연구에서 도출한 결과는 다음과 같다. 첫째, 농산별업은 자연 지형을 활용한 공간요소를 경영하였음을 알 수 있었다. 농산별업 내 공간적 특징으로 윤서유의 부친인 윤광택의 본제에서 1.9km 떨어진 곳에 선친들의 묘소와 제각을 포함한 제례공간, 그리고 살림공간의 위치를 확인할 수 있었다. 둘째, 조석루기를 통한 공간의 추정이 가능하였다. 조석루기에는 건축적 요소로 조석루 영모재 한옥관 척연정 상암, 식물 요소로 운당 국단 녹운오, 수경요소로 수경간 금고지 녹음정 의장해, 자연지형 요소로 표은곡 앵자강을 기술하고 있다. 그러나 대부분 멸실되고 현재에는 영모재, 금고지, 국단, 운당만이 과거의 흔적을 보여주고 있다. 셋째, 농산별업의 변화된 공간과 그 원인에 대한 내용이다. 농산별업의 주변 공간은 1960년대의 경지 정리에 의해서 평탄화되었으며, 이는 농산별업이 주변 경관을 포함하는 면(面)적인 요소보다는 점(点)적인 요소로 인식되어 지형훼손의 원인으로 작용하였다. 넷째, 농산별업의 실측측량과 수작업된 수치지도의 디지털화는 추후 정원복원에 있어 중요한 기초자료로 활용이 충분하다고 판단된다. 이때 활용된 거리변환기법으로 하여 농산별업 정원복원에 구체화를 기하고자 하였으며, 디지털화 된 기초자료를 바탕으로 3D모델 수립으로 다각적 연구에 응용이 가능하다고 사료된다. 이처럼 농산별업은 관념적인 효 사상을 바탕으로 선친의 묘소가 포함된 별서로 기존 선행 연구된 별서원림의 구성요소와는 확연한 차이를 보이고 있으며, 이에 따른 별서원림의 중요도는 충분하다고 볼 수 있다. 그러나 멸실된 공간구성요소와 정확한 위치를 알 수 없는 건축적 요소는 본 연구의 한계로 작용하였다. 향후 건축적 요소의 위치를 확인할 수 있는 발굴 조사가 진행되어 원형에 대한 명확한 검증이 진행되기를 바라는 바이다.

• 한국조경학회지
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• 제40권2호
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• pp.24-37
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• 2012

본 연구에서는 커뮤니티 가든의 다양한 국내외 사례 및 선진 연구동향에 대해서 알아보고, 커뮤니티 가든의 개념에 대해서 참가자그룹이 주체적으로 운영해 나가면서 안전한 먹거리를 생산할 수 있는 커뮤니티의 장의 확보,지역을 활성화해 나가는 새로운 형태의 도시녹지 확보방안, 도시재생운동의 의미로서 정의해 보았다. 나아가 열악한 복지관 환경을 개선하기 위한 목적으로 실험적으로 시도하여 조성한 장애인복지관 옥상의 커뮤니티 가든 사례지를 대상으로 하여 이의 계획 및 공사과정, 파트너십 참여, 사업비용 분담 등의 과정을 고찰하였다. 본 실험적 조성사업의 예산확보를 비롯한 전 과정은 부산그린트러스트와 100만평문화공원조성범시민협의회가 주관 하였다. 공동모금회를 통한 스탠다드챠타드 SC제일은행의 50%의 기금분담과 자원봉사의 참여, 그리고 부산시와 사하구의 행정적 지원, 그 외에 다양한 파트너십에 의한 참여의 시도 및 역할 분담은 커뮤니티 가든 실험적 조성의 핵심이 되었다. 조성된 커뮤니티 가든의 공간은 장애인복지관 이용자들의 먹거리생산, 도시농업체험 프로그램에의 참여,원예치료, 커뮤니티의 장과 문화공간의 제공이란 점에서 성과가 있었다. 나아가 옥상형 커뮤니티 가든은 이동식과 고정식 플랜터를 조합 응용한 저비용형 옥상커뮤니티 가든의 개발이란 점에서 그 의미를 찾을 수 있었다. 본 연구에서 검토한 복지관의 옥상을 활용한 실험적인 커뮤니티 가든 조성사례는 도시환경의 개선, 커뮤니티 장의 확보, 도시재생 및 도시녹지의 확보 측면에서도 유익한 것으로 나타났으며, 이는 앞으로 커뮤니티 가든의 활성화에 기여할 수 있는 기초자료로서 활용될 수 있을 것이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권4호
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• pp.233-252
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• 2021

본논문은 쉴드 TBM 챔버(Chamber) 내 배토처리 효율성 향상을 위한 연구이다. 현재 국내에서는 TBM 공법을 이용한 시공사례가 증가하는 추세이다. TBM 공법 사용의 증가에 따른 디스크 커터(Disc Cutter), 커터 비트(Cutter bit) 및 세그먼트와 같은 TBM 공법의 연구 또한 증가하는 추세를 보인다. 하지만 챔버와 챔버 내 교반 성능에 대한 연구는 미비한 실정이다. 원활한 배토처리와 굴착토의 거동을 개선하기 위하여 챔버 내 효과적인 믹싱 바 배치에 따른 교반 효율 변화에 대한 연구를 수행하였다. 축소모형 실험은 식별의 용이성을 위하여 색이 다른 플라스틱 소재를 사용하여 지반을 조성하였다. 또한 믹싱 바 배치를 상이하게 하여 4가지 Case로 분류하였으며, 입도분포를 단입도와 다입도로 분류하여 총 8가지의 Case로 실험을 진행하였다. 모든 Case의 커터헤드의 회전속도는 5 RPM으로 동일하며, 실험시간 또한 동일한 조건인 1분 30초로 진행하였다. 교반 효율을 확인하기 위하여 각 Case별 상부, 중부(좌 or 우), 하부 위치의 시료를 채취하여 분석하였다. 축소모형실험 결과 실제 사용되는 Case 1과 Case 1-1보다 새로운 배치방법인 Case 4와 Case 4-1의 교반 효율이 증가하는 양상을 보인다. 그에 따라 챔버 내 믹싱 바 배치를 변경하여 교반 효율을 증가시킬 수 있을 것으로 보이며, 교반 효율증가에 따라 공기 절약에 효과적일 것으로 판단된다. 따라서 본 연구는 국내 쉴드 TBM 공법 활용에 있어 큰 지표로써 작용할 것으로 보인다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제24권3호
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• pp.247-262
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• 2022

국내 200 m 이상 연장의 터널에서는 CCTV 설치가 의무화되어 있으며, 터널 내 돌발 상황을 자동으로 인지한 다음 터널 관리자에게 알릴 수 있는 터널 영상유고시스템의 운영이 권고된다. 여기서 터널 내 설치된 CCTV는 터널 구조물의 공간적인 한계로 인해 낮은 높이로 설치된다. 이에 따라 이동차량과 매우 인접하므로, 이동차량과 CCTV와의 거리에 따른 원근현상이 매우 심하다. 이로 인해, 기존 터널 영상유고시스템은 터널 CCTV로부터 멀리 떨어질수록 차량의 정차 및 역주행, 보행자 출현 및 화재 발생과 같은 터널 내 유고상황을 인지하기 매우 어려우며, 100 m 이상의 거리에서는 높은 유고상황 인지 성능을 기대하기 어려운 것으로 알려져 있다. 이 문제를 해결하기 위해 관심영역 설정 및 역 원근변환(Inverse perspective transform)을 도입하였으며, 이 과정을 통해 얻은 변환영상은 먼 거리에 있는 객체의 크기가 확대된다. 이에 따라 거리에 따라 객체의 크기가 비교적 일정하게 유지되므로, 거리에 따른 객체 인식 성능과 영상에서 보이는 차량의 이동속도 또한 일관성을 유지할 수 있다. 이를 증명하기 위해 본 논문에서는 터널 CCTV의 원본영상과 변환영상을 바탕으로 동일한 조건을 가지는 데이터셋을 각각 제작 및 구성하였으며, 영상 내 차량의 실제 위치의 변화에 따른 겉보기 속도와 객체 크기를 비교하였다. 그 다음 딥러닝 객체인식 모델의 학습 및 추론을 통해 각 영상 데이터셋에 대한 거리에 따른 객체인식 성능을 비교하였다. 결과적으로 변환영상을 사용한 모델은 200 m 이상의 거리에서도 객체인식 성능과 이동차량의 유고상황 인지 성능을 확보할 수 있음을 보였다.

• 한국BIM학회 논문집
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• 제1권2호
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• pp.19-23
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• 2011

건축 프로젝트의 기획단계는 타 단계에 비해 프로젝트의 비용이나 성과에 미치는 영향력이 매우 크다. 또한 최근 건설프로젝트의 대형화 복합화 추세에 따라 건축 기획의 중요성은 더욱 증가하고 있다. 그럼에도 현재 기획단계의 업무는 체계적으로 관리되지 못하고 있는 실정이다. 이에 본 연구는 공간계획 및 검토, 비용검토, 발주자 요구사항 관리 등의 건축기획단계 업무를 지원하기 위한 BIM 기반의 시뮬레이션 시스템을 개발하는 것을 목적으로 하였다. 본 시스템은 공간 객체의 모델링뿐만 아니라, 객체 정보를 기반으로 하여 계획의 변경에 따른 공간면적 및 배치, 비용 등을 즉각적으로 검토할 수 있어 여러 대안의 검토가 용이하다. 또한 건축물 모델의 시각화된 정보와 정량적인 데이터를 제공함으로써 발주자와의 의사소통 도구로 사용할 수 있으며, 본 시스템에서 생성된 정보를 후속 단계로 전달하여 활용이 가능하다. 시스템을 이용하여 건축기획단계를 비롯한 프로젝트 전체의 업무를 지원하고 나아가 건축 프로세스의 선진화에 기여할 수 있을 것으로 생각된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제4권4호
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• pp.277-286
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• 2002

터널을 설계함에 있어서 굴착방법이나 지보패턴을 결정할 때 어려움을 겪는 주된 요인은 현지 지반에 작용하는 응력조건 및 암반상태를 정확히 파악하는데 한계가 있기 때문이다. 현장 장비의 제약, 터널을 굴착 위치까지 접근성이 난이함 등의 기술적인 제약뿐만 아니라 최근에는 민원이나 각종 인허가 등으로 더욱 많은 제약요건이 존재한다. 그럼에도 불구하고 최근들어 대안설계나 턴키설계를 통하여 직접적인 시추에 의존하지 않더라도 미지의 산악터널구간에 대한 지반정보를 획득할 수 있는 고급화된 물리탐사기술이 눈부시게 발전하는 추세이며 이를 통하여 터널굴착구간의 암반에 대한 직 간접적인 지반정보를 입수할 수 있다. 인공신경망 (ANN)의 장점은 이러한 적은 양의 지반정보와 생물학적인 로직화 과정을 통하여 입력변수에 대한 보다 신뢰성있는 결과를 제공하여 준다는 것이다. 본 연구에서는 미지의 터널굴착구간에 대한 예비 지반정보를 입력항목으로 하여 인공신경망의 오류역전파 학습알고리즘기법에 의하여 학습된 패턴을 가지고 미지의 터널굴착구간에 대한 예비 암반분류 (RMR)를 수행하는데 그 목적을 두었다. 이를 위하여 연장 4km에 달하는 ${\triangle}{\triangle}$터널현장에 대한 인공신경망 모형적용시 입력자료에 대한 적정성을 사전 평가하였고, 그 이후에 물리탐사자료를 입력변수로 활용하여 미지의 터널구간에 대한 RMR을 예측하였다. 그 결과 자료의 일치성이나 예측 RMR에 대한 신뢰도가 높은 것으로 나타났으며, 향후에는 학습효과를 높이기 위한 입력변수의 민감도 분석 (sensitivity analysis)수행 및 모델과정에서 노출된 몇가지 문제점 보완등을 통하여 설계에 적극적으로 활용하고자 한다.