• Wind and Structures
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• 제32권2호
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• pp.143-159
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• 2021

The 246.8-m-tall Beijing Olympic Tower (BOT) is a new landmark in Beijing City, China. Its unique architectural style with five sub-towers and a large tower crown gives rise to complex dynamic characteristics. Thus, it is wind-sensitive, and a double-stage pendulum tuned mass damper (DPTMD) has been installed for vibration mitigation. In this study, a finite-element analysis of the wind-induced responses of the tower based on full-scale measurement results was performed. First, the structure of the BOT and the full-scale measurement are introduced. According to the measured dynamic characteristics of the BOT, such as the natural frequencies, modal shapes, and damping ratios, an accurate finite-element model (FEM) was established and updated. On the basis of wind measurements, as well as wind-tunnel test results, the wind load on the model was calculated. Then, the wind-induced responses of the BOT with the DPTMD were obtained and compared with the measured responses to assess the numerical wind-induced response analysis method. Finally, the wind-induced serviceability of the BOT was evaluated according to the field measurement results for the wind-induced response and was found to be satisfactory for human comfort.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.273-283
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• 2003

일반적으로 터널이 풍화암, 파쇄대 또는 토사 구간을 관통할 경우, 터널의 구조적 안정을 확보할 목적으로 그라우팅으로 지반을 보강한 후에 터널 굴착을 하게 된다. 터널 시공의 안정성과 경제성을 확보하려면 각 지반조건에 적합한 공법을 선택하여 그라우팅 설계와 시공이 진행되어야 하고, 신뢰성 있는 그라우팅의 시공을 위해서는 그라우팅 시공 후 그라우팅의 성능평가가 이루어져야 한다. 지금까지의 그라우팅의 평가는 한정된 개수의 코아에 대한 압축강도 시험으로 수행되었으나, 이러한 방법으로는 보강된 지반의 전반적인 그라우팅 성능 평가 및 보강 효과의 정량화에 다소 정확성이 결여될 소지가 있다. 본 연구에서는 코아 채취를 통한 일점식 평가를 탈피하고자 SASW 기법을 도입하여 그라우팅의 정량적 성능평가 방법을 모색하고자 하였다. SASW기법은 재료의 표면에서 비파괴적으로 탄성파를 발진하고 전파된 탄성파를 측정하여 재료의 내부강성구조를 평가하는 방법으로, 지반의 전단강성 구조 및 콘크리트 구조물의 비파괴 건전도 평가 등에 주로 활용되는 기법이다. 본 연구에서는 터널 1차 라이닝(shotcrete) 표면에서 SASW 실험을 수행하여 터널 원지반에 대한 우레탄 보강의 효과를 터널 원지반의 전단강성 증가와 원지반내의 내부 공동 또는 균열 확인 등의 측면에서 평가하고자 하였다. 그리고, 본 연구에서 제안한 방법의 신뢰성 및 현장적용성을 확인하기 위하여, 실제 경기도 OO철도 터널에서의 우레탄 그라우팅 성능평가에 본 연구에서 제안한 방법을 시험 적용하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제26권4호
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• pp.345-363
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• 2024

강관보강그라우팅 공법은 터널 시공 중 막장면 천단의 보강과 차수를 목적으로 시공현장에서 널리 적용되고 있다. 가장 보편적인 강관다단그라우팅 공법은 주입재의 역류를 막기 위해 강관과 보어홀 사이에 실링재를 주입하도록 규정되어 있으며 이 공정에서 긴 시간이 요구되는 실정이다. 따라서 실링 주입 공정을 제거한 강관보강그라우팅 공법이 여러 종류 제안되었으며, 대표적으로 구획을 나누어 동시에 주입하는 공법과 외부 패커를 활용해 다단으로 주입하는 공법이 있다. 시공 기간과 장비 면에서 이러한 대체 공법들의 장단점이 논의된 바 있으나 실제 지반에 각 주입 방법 별로 얼마나 주입 범위를 확보할 수 있는지에 대해서는 정량적으로 검토된 바가 없다. 따라서 본 연구에서는 실제 주입 공정에 기반하여 그라우트 주입 방법에 따른 주입 범위를 평가하고자 한다. 우선 그라우트의 점도를 실내 실험을 통해 계측하였다. 그리고 전산유체역학 상용 프로그램을 사용하여 수치해석 모델링을 구성하였다. 수치해석 모델링에 측정된 그라우트 물성과 현장에서의 주입 절차를 반영하여 매개변수 해석을 수행하였으며, 그 결과 주입 방식에 따라 주입 범위와 거동이 크게 달라지며 특히 비균질한 지반에서 더 두드러짐을 확인할 수 있었다. 본 연구에서 확인한 주입 방법과 지반 종류, 그리고 그라우트 종류에 따른 주입 범위를 기반으로 효과적인 주입공법의 선정에 기여할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회지:지반
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• 제1권2호
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• pp.41-54
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• 1985

비교적 얕은 깊이에서 터널을 착굴하거나 개착을 하늘 경우, 열변지반에 침하 및 수평이동 등의 변위가 발생하게 된다. 이러한 변위는 주변 구조물의 안정에 큰 영향을 미치며, 심한 경우 주변 구조물이 파괴되는 상태에 까지 이른다. 인구가 밀집된 대도시에 지하철을 시공할 경우, 주변 문화재, 고층건물, 상하수도관, 가스관 등의 안정을 지하철 설계시 고려하여야 하므로 터널굴착에 따른 지반변위의 예측과 자세한 침하의 원인이 규명되어야 할 필요가 있다. 본 연구에서는 지반 침하량 및 침하발생 영역을 예상하거나 침하요인을 파악하기 위하여 부산지하철 NATM회간의 지표면 침하, 지표면 수평변위, 지중침하, 천단침하 들에 관한 측정 분석이 이루어졌다. 그 결과, 횡방향 지표면 침하는 Gaussian normal probability curve, 종방향 지표면 심하하는 cumulative Gaussian probability curve로서 해석이 가능하다는 것과 가인버어트의 조기폐합이 침하량 감소에 큰 영향을 미친다는 것을 알 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제18권4호
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• pp.285-294
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• 2002

연약지반상에 제방 성토시 예상되는 연약지반의 측방유동을 적극 억지할 수 있는 성토지지말뚝공법은 말뚝두부에 캡을 설치하는 형태에 따라 크게 말뚝슬래브공법, 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법으로 구분할 수 있다. 이들 공법중 캡보말뚝공법 및 단독캡말뚝공법에서는 성토지지말뚝과 지반간의 상대적인 강성차이로 인해 성토지반 속에 지반아치가 발생하게 되고, 대부분의 성토하중은 발달된 지반아치를 통해 말뚝으로 전달된다. 두 공법에서 발생되는 지반아치의 차이는 그 형태가 캡보말뚝공법의 경우 터널의 형태와 유사하게 2차원적이고, 단독캡말뚝공법에서는 돔의 형태와 유사하게 3차원적이라는 것이다. 따라서 이 두 경우의 지반아치로 인한 성토지지말뚝의 하중분담효과에 관한 이론식을 각각 유도 제안하여 비교하였으며, 두 이론식의 타당성을 입증하기 위한 일련의 모형실험을 수행하였다.

• 터널과지하공간
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• 제24권3호
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• pp.212-223
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• 2014

본 연구에서는 고심도 금속광산갱도에 대한 안정성 해석을 수행하였다. 이를 위해 수압파쇄법으로 암반의 초기지압을 측정하였고, 현장에서 채취한 암석코어로 수많은 실내물성시험을 실시하여 무결암의 물성 값을 산출하였으며, 현장조사를 통해 GSI, RMR 분류법으로 암반을 분류하였다. 암반분류 결과에 대한 시나리오 분석과 확률론적 평가를 통해 광산 갱도를 최상조건, 평균조건, 최하조건으로 구분하였으며, 각 조건별 탄소성해석을 통해 갱도의 안정성을 평가하였다. 또한, 갱도의 형상과 발파손상대의 영향을 고려한 해석을 통해 갱도의 적절한 규격과 지보패턴을 조사하였는데, 본 광산 갱도의 안정성 제고를 위해서는 갱도의 천반 곡률반경을 감소시키거나 천정부 보강이 필요한 것으로 나타났다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권4호
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• pp.305-330
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• 2023

쉴드TBM 터널은 NATM 터널과 달리 라이닝이 세그먼트로 분절되어 있다. 따라서 라이닝에 동일 하중이 발생되어도 NATM 터널 라이닝과 쉴드TBM 터널 라이닝의 응력 분포가 다르게 발생된다. 쉴드TBM 터널에서 라이닝에 발생되는 응력을 분석하는 대표적 방법은 연결부를 고려하지 않는 강성일체법과 링간 이음 및 세그먼트 연결을 고려하는 2링 빔스프링 모델이 있다. 본 연구는 라이닝 분절 Segmentaion을 고려한 Break-joint Mode 해석 방법이지만 세그먼트 라이닝 연결부의 구조적 역할을 고려하지 않고 마찰력 성분인 수직강성과 전단강성 만 도입된 쉘 인터페이스 요소를 이용한 모델링을 적용하여 진동하중 발생 시 라이닝의 응력 및 변위에 대한 응답결과를 분석했다. 토압 등 정적 하중에 대해 천 정부에서 가장 큰 응력이 발생되는 강성일체법과 달리 본 연구의 해석방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝 응력 분포는 세그먼트 연결부가 집중된 천정부 Key 세그먼트에서 가장 작은 응력이 발생하였고 연결부를 경계로 응력의 분포가 뚜렷이 구분되었다. 그리고 정적 해석 결과는 강성일체법에 발생된 라이닝 응력이 본 연구 방법에 의해 발생된 세그먼트 라이닝의 응력에 비해 최대 7배의 큰 응력이 발생되었다. 이러한 결과는 세그먼트 연결부를 고려한 기존의 2링 빔-스프링 모델의 응력분포 양상과 일치하는 결과다. 그러나 열차 진동하중에 대한 응력값은 Break-joint Mode로 해석한 본 연구방법의 응력이 강성일체법에 비해 더 큰 응력을 발생되었다. 이는 짧은 부재들의 조합으로 이루어진 세그먼트 Ring이 원주방향으로 일체로 되어 부재의 길이가 상대적으로 더 긴 강성일체법 결과에 비해 더 작은 응력이 발생되는 정역학적 개념과 상이한 결과다. 진동하중에 대해 Break-joint Mode에서 세그먼트 라이닝에 응력이 더 크게 발생된 원인은 부재의 고유주기, 감쇠비 등 동역학적 요인의 차이보다는 열차 진동하중에 대해 라이닝에 발생되는 변위의 차이에 기인하는 것으로 판단되지만 이에 대한 증명은 추후의 과제로 남겨두었다. 본 연구 방법의 Break-joint Mode를 이용하면 정지상태의 열차 하중에 의해 발생되는 라이닝의 응력과 변위값을 비교하여 쉴드TBM 터널의 충격계수(DIF)를 비교적 간단하게 추정할 수 있다. 본 연구는 쉴드TBM 터널의 Segmentaion을 고려한 3차원 모델링으로 추후 지진파 등 다양한 하중조건의 검토를 통해 기존 해석방법 결과와 비교하여 모델링의 추가적 신뢰성을 확보할 필요가 있다.

• 터널과지하공간
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• 제32권3호
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• pp.194-202
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• 2022

2000년대 이후 자원개발 분야에서는 안전성, 친환경 및 저비용 등의 이유로 ICT 기술을 적용한 사례들이 증가되고 있다. 국내에서도 제 2차 광업기본계획에서 광업 전주기와 ICT 융합에 대한 중요성을 명시하고, 제 3차 광업기본계획에서는 국내에 ICT 광산장비 보급 지원 및 스마트마이닝 시범 도입 등 ICT와 스마트 마이닝에 대해 강조하고 있다. 본 연구는 (주)고려시멘트 장성 광업소에서의 ICT 장비의 활용과 안전시스템 운용에 대해 설명하였다. 장성 광업소에서는 측량과 3D 스캐닝이 가능한 멀티스테이션과 핸드형 3D 스캐닝 등 두 종류의 3D 장비를 혼용하여 갱도의 3D 측량을 실시하고 있다. 3D 측량을 통해서 각 편별 위험 개소 및 특이사항을 파악하고, 편과 편 사이의 크라운 필라에 대한 안정성을 분석하였다. 또한, 실시간 위치추적 및 통신시스템을 구축하여 갱내 사고에 대한 구조방안 및 대피계획을 수립하고 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제39권
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• pp.95-130
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• 2006

근대 초부터 일제강점기까지 세키노 타다시(關野貞)를 비롯한 일본인 관학파 연구자들은 신라고분을 비롯한 한국의 문화유적 전반에 대한 조사연구와 자료수집활동을 했다. 이들은 초기에는 메이지정부의 지원을 받았고 한국이 식민지화된 이후에는 조선총독부와 유관기관으로부터 재정 지원을 받으면서 고고, 미술, 건축, 인류학, 민속학 등 전 분야에 걸친 조사를 하였다. 이들이 신라고분을 비롯한 한국의 문화유산을 조사한 목적은 한국에 대한 일본의 식민지배를 정당화하기 위한 이론적 근거와 필요한 자료를 찾기 위한 것이었으므로, 지역적으로 편중되고 왜곡된 시각이 나타나기도 한다. 1886년부터 한국의 고분과 출토유물에 대한 관심을 가진 일본인 연구자들에 의한 방한 조사가 계속 끊임없이 이루어졌다. 1904년 세키노가 한국에서 조사한 건축조사 보고서인 "한국건축조사보고(韓國建築調査報告)"에는 오릉을 비롯한 여러 고분에 대한 내용이 간단하게 소개되었고, 1906년에는 이마니시 류(今西龍)가 최초로 소금강산에 위치한 '북산고분(北山古墳)'과 황남동 남총(南塚)에 대한 발굴조시를 한 후, 적석목곽분(積石木樹墳)과 횡혈식석실분(橫穴式石室墳)의 구조에 대한 초보적인 인식이 이루어졌다. 1909년 건축학을 전공한 야츠이 세이이치(谷井第一)는 서악동 석침총(石枕塚) 발굴조사에서 작성한 석실의 평면도와 단면도는 한국에서 이루어진 발굴조사에서 최초로 제작된 유구실측도면으로 수치가 표현된 점에서 이전의 스케치된 그림과는 뚜렷하게 구분된다. 또한 이후 발굴조사에서는 이러한 유구 실측도면의 작성은 계속 이어진다. 이마니시와 야쯔이는 신라고분의 입지적 특징, 분구의 형태와 규모, 출토유물 등에 대한 조사 결과에 근거하여 적석목곽분과 횡혈식석실분은 서로 연대적으로 차이가 있음을 밝혔다. 조선총독부는 1916년에 "고적 및 유물보존규칙"과 "고적조사위원회규정"을 시행하고 고적조사위원회와 박물관협의회를 설치했다. 박물관이 활동하게 되면서 고분에서 출토된 유물들을 전시하고 유적을 조사하는 사업들은 모두 조선총독부의 허가를 얻어야 됐다. 1921년에는 금관총(金冠塚)이, 1927년에는 서봉총(瑞鳳塚)이 각각 발굴조사되면서 경주의 대형 적석목곽분은 화려한 출토유물로 주목을 받게 되지만, 전국 각지에 대한 조사가 이루어지면서 여러 고분들에 대한 보고서 발간은 이루어지지 못했다. 최근 몇몇 연구자들의 노력에 의해서 미발간 보고서가 간행되었지만, 서봉총과 같이 중요한 고분들에 대한 보고서가 아직 출판되지 못한 점은 당시의 한계로 볼 수 있다. 1920년대 후반에는 노모리 켄(野守健)이 지적도를 기초로 제작한 경주고분 분포도는 현재 통용되고 있는 155기의 고분의 규모와 위치를 명기한 자료로 시내에 소재한 여러 고분의 전체 모습을 확인시켜준 점에서 그 의미가 크다. 1930년대부터 아리미츠 쿄이찌(有光敎一)와 사이토 타다시(齋藤忠)는 다수의 적석목곽분과 횡혈식석실분에 대한 발굴조사를 통해서 한 묘제에 여러 가지 형식의 분묘가 존재하고 있음을 확인하였고, 특히 복잡하게 중복된 모습으로 노출된 적석목곽분에 대한 발굴조사경험은 이전에 이루어진 발굴조사와 보고서간행 등에 있어서 발전된 모습을 보여준다. 이번에 지난 근대~일제강점기에 발굴조사된 신라고분에 대한 발굴조사 내용을 살펴본 결과, 이때 조사된 여러 유적들에 대한 조사내용을 재검증하는 작업이 필요하며 이는 한국고고학사를 정리하는데 있어서 중요한 사실임을 재확인할 수 있다.

• 헤리티지:역사와 과학
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• 제42권3호
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• pp.4-24
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• 2009

본 고는 강릉지역에서 발굴조사된 고고자료를 검토하여 문헌기록과 비교하면서 신라가 강릉지역으로 진출하여 재지 세력을 지배해 나가는 과정에 대해 가설을 세워 본 것이다. 강릉지역의 고고학적 양상은 신라가 처음 이 지역을 복속하고 재지세력들에 침투하는 과정을 잘 보여주는데, 필자는 이 지역의 5~6세기 고고학적 특이양상에 대해 적극적인 해석을 시도하였다. 강릉지역은 신라 진출 이전 예국이라는 읍락국가가 존재하고 있었다. 신라는 4세기 4/4분기에 처음으로 강릉지역으로 진출하였으며, 기존의 예국을 복속한 후 지역 실정에 맞게 재지세력을 통치해 나갔다. 이에 대해 고고자료와 문헌기록을 비교검토해 본 결과, 신라가 강릉지역을 복속한 후 취한 지배정책은 간접지배와 직접지배의 2단계로 나누어 볼 수 있었다. 간접지배는 다시 초입기(I 단계)와 정착기(II 단계)로 구분하였는데, I 단계는 신라가 처음 강릉지역으로 진출한 시기로 신라는 재지세력의 자치를 그대로 허용하며 간접지배를 실시하였으며, 그 시기는 4세기 4/4분기부터 5세기 2/4분기로 보았다. 그리고 II단계는 신라가 강릉지역의 재지세력들에게 위세품을 하사하여 적극적인 정책을 펼치면서 동시에 신라 중앙에 의해 강릉지역 중심세력인 초당동과 병산동 세력에게 위세품을 분여하여 서로 견제를 하게 만들어 재지세력간 힘의 균형을 통제하였다. 그 시기는 5세기 3/4분기에서 5세기 4/4분기로 추정하였다. 그러나 신라는 강릉지역을 북진의 전초 기지로 인식하고 나서는 직접지배체제로 전환하기 시작한다. 즉, 신라 중앙에서 파견한 지방관을 상주시켜 지방제도를 확립하고 재지세력에 대한 재편과정을 거쳐 중심세력을 초당동 병산동 세력에서 신라와 친연성이 가장 강한 영진리 방내리 세력으로 교체하고 강릉지역을 완전 장악하기에 이른다. 그 시기를 6세기 1/4분기부터로 보았다.