• Computers and Concrete
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• 제27권1호
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• pp.1-12
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• 2021

This work presents a safety assessment of an underground tunnel subjected to a ballistic missile attack employing the numerical approach. For the impact simulation, a box shaped reinforced concrete (RC) structure with a cross section dimension of 8.0×10.0 m under a soil layer that was attacked by a SCUD missile was modeled using finite element (FE) software LS-DYNA. SCUD missile is one of a series of tactical ballistic missiles developed by Soviet Union during the Cold War, which is adopted for a short-range ballistic missile. The developed FE simulation for the penetration depth of the missile impacting into the soil structure was verified from the well-known formula of the penetration prediction. The soil-structure interaction, the soil type, and the impact missile velocity effects on the penetration depth of the missile into the different soil types were investigated. The safety assessment of the underground tunnel was performed with regard to the different depths of the underground tunnel. For each missile velocity and soil type, a specific depth called the unsafe depth was obtained from the analysis results. The structure beneath the soil beyond this depth remains safe. The unsafe depth was found to be increased with the increasing missile velocity.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.787-807
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• 2018

한국에서 시행중인 특별법에 의한 지하안전영향 평가 수행 시, 필수적으로 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 선행 연구를 통해서 소규모 지하공동의 2차원 형상변화를 통한 안전율 기반의 안정성 평가 가능성을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 형상을 고려하여 소규모 지하공동의 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였고, 선행 연구에서 제시한 2차원 해석결과와 비교하였다. 지하공동의 3차원 형상이 구(sphere)형에 가깝게 발견되면, 공동의 크기, 위치 등에 관계없이 전단강도감소기법으로 안전율을 산정하여 평가하는 방법에 무리가 없을 것으로 판단된다. 지표면으로부터의 깊이 2 m 이상, 장축과 단축의 비(a/b)가 2.0 이상인 장대형 지하공동이 연직방향으로 서있는 형상이라면, 전단강도감소기법을 사용한 안정성 평가에 안전율 이외에 파괴양상 파악에도 주의가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제21권1호
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• pp.23-34
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• 2018

최근 대도심지를 중심으로 지반침하, 지반함몰 등 지하공간에서의 안전사고가 빈번히 발생하고 있다. 이에 정부차원에서의 다양한 대응방안을 마련하고 있으며, 이의 일환으로 지하공간통합지도 구축을 추진 중에 있다. 3차원 지반정보는 지하공간통합지도의 핵심 구성요소이며, "지하안전관리에 관한 특별법"에 따라 의무화된 지하안전영향평가의 주요 데이터로 활용된다. 3차원 지반정보의 구축 방법은 지하공간통합지도 구축 기본계획 수립 시 도출되고 국토지반정보 통합DB센터에서 지속적인 구축을 추진하고 있으나, 정확성, 효율성, 활용성을 고려한 구체적인 방안 도출이 필요한 실정이다. 본 연구에서는 지하안전관리 지원을 위해 3차원 지반정보의 정확성, 활용성, 구축 효율성을 고려한 구축 방안을 도출하고자 하였다. 이를 위해 국토지반정보 포털시스템에서 보유한 시추정보와 지반정보 구축 소프트웨어인 MVS, MakeJiban을 활용하여 표고와 지층 기반의 구축 높이 정확도를 비교하였다. 종합적인 분석결과 정확성, 활용성, 효율성 측면에서 원표고 기반의 전체 지층 일괄 구축이 가장 적합한 것으로 판단되었다. 향후, 본 연구결과를 바탕으로 일괄성 있는 3차원 지반정보 구축을 추진할 계획이다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제25권6호
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• pp.479-493
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• 2023

터널과 공동구와 같은 지하구조물의 공용연수가 증가하고 노후화로 인한 사고로 인하여 안전 관리의 필요성이 대두되고 있다. 다만, 민간이 관리 주체인 일반 지하구의 경우 시설물 안전 및 유지관리 세부지침이 미흡하여 안전 관리가 부실한 상황이다. 또한 일반 지하구는 기본 설계 정보가 부족하고 안전 관리자가 안전 진단을 수행하기 위한 공간이 협소하여 기존 비파괴 검사법들의 적용에 한계가 있다. 따라서 본 연구에서는 박스형 일반 지하구의 안전 진단을 위한 기초 자료로 사용될 수 있는 구조물의 두께·철근 유무와 철근 깊이·내부 결함의 유무 및 깊이 등을 판단할 수 있는 품질 평가를 위한 초음파법과 충격 반향 기법 바탕의 비파괴 검사 방법을 제안하였다. 일반 지하구의 실제 현장 조건에서의 제안한 방법의 유효성을 검토하기 위해 콘크리트 벽체 모형 실험체들을 제작하여, 본 연구를 통해 제안한 방법론을 검증하였다. 초음파 신호와 충격 신호를 활용하여 신호를 인가하여, 다채널로 구성된 가속도계를 통해 신호를 수집하고, 최종적으로 모사된 시편의 두께 및 내부에 삽인 된 철근과 구현된 결함의 깊이를 도출하였으며, 실측치와의 비교를 통해 예측한 깊이가 설계한 깊이와 효과적으로 부합하는 것을 확인하였다. 본 연구 결과를 통해 일반 지하구 현장에서 활용할 수 있는 안전 진단 방법의 도출에 기여할 것으로 기대된다.

• 한국가스학회지
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• 제23권2호
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• pp.9-16
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• 2019

울산, 여주 등 산업단지의 고압매설배관에서 발생할 수 있는 굴착공사 등 타 공사로 인한 중대사고의 발생빈도를 도시가스 매설 배관과 비교하여 FTA에 의해 기초사상(Basic event)을 도출하여 제시한다. 또한 굴착빈도, 순찰주기 등 배관손상 영향 인자를 관찰 및 분석하고, 이들 인자의 중요도와 민감도를 Risk 비교분석을 통해 구해봄으로써 고압가스매설배관의 안전성 향상에 기여한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권7호
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• pp.17-27
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• 2018

싱크홀은 세계 여러 곳곳에서 발생하고 있으며, 사람들의 안전이 심각히 우려가 되고 있다. 특히, 도시의 발달로 인하여 지하공간 개발은 필수적이며, 지하공간 개발시 다양한 조건에 의해 지반함몰은 발생할 수 있다. 지반함몰은 지반을 이루고 있는 흙이 지중에서 어떤 인위적인 원인에 의해서 유실되어 지표면이 푹 꺼지는 현상을 의미한다. 지반함몰 현상은 상하수도관의 누수, 지하수 교란 등과 같은 인위적인 원인으로 일어나는 것으로 석회암질 기반암상의 지반에서 석회암이 녹아서 생긴 공동으로 지표면이 푹 꺼지는 싱크홀 현상과는 원인이 다르다. 최근 대한민국 도심지에서 지하개발이 이루어지는 과정에서 주변 건물에 피해를 주어 이에 대한 민원 및 보상 문제로 어려움을 겪는 경우가 빈번하게 나타나고 있으며, 일부 건물이 붕괴하여 인명 및 재산에 많은 손실을 가져오고 있다. 이에 중앙정부에서는 지하안전관리에 관한 특별법을 제정하여 2018년 1월 1일부터 시행되고 있다. 이 법의 주요내용은 일정한 규모 이상의 지하 굴착공사를 수반하는 사업에 대하여 지하안전영향평가등을 실시하고, 지하시설물 및 주변 지반에 대하여 안전점검을 정기적으로 시행하여 지하안전을 확보하기 위한 지하안전관리체계를 규정하였다. 본 연구에서는 지하안전관리에 관한 특별법의 내용을 살펴보고, 선제적 지하안전관리 대비 및 대응체계 마련하기 위한 지하안전정책의 발전방향을 제시하였다.

• 융합정보논문지
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• 제10권8호
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• pp.127-136
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• 2020

화학물질을 이용한 화학테러·사고는 국내·외에서 지속해서 발생, 시도되는 추세이다. 국내의 경우, 환경부 화학물질안전원에서 CARIS(Ver. 2018)를 화학테러·사고 발생지역의 피해 영향 범위 평가 용도로 제공하여 현장 대응에 활용하고 있다. 하지만 현행 CARIS는 실내, 지하 등과 같은 폐쇄된 공간에 대한 영향을 고려하지 못하여 현장에서 요구하는 정밀한 피해 영향 범위 평가 결과를 제공하는데 어려우며 제공되는 정보도 제한적이다. 본 연구에서는 CARIS(Ver. 2018)를 구동하여 획득한 피해 영향 범위 평가 결과와 국내·외 문헌 자료를 비교, 검토하여 제한사항과 개선 방향을 제시하였다. 또한 지하, 실내 등 특수 지점, 지역에 대한 구동 모델 구축의 필요성과 현장 대응 요원 등 포함한 주민에게 제공되는 정보의 방향성을 제안하였다. CARIS의 보완과 수정에 있어 본 연구에서 제안한 방법이 반영된다면 더욱 진보된 화학테러·사고 현장 대응 역량 체계 구축이 될 것으로 기대한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제23권6호
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• pp.559-575
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• 2021

최근지반굴착 공사의 증가로 인해 지반침하사고 발생 가능성은 점점 높아지고 있지만, 지하안전관리에 관한 특별법 제정 등 제도적인 강화에도 불구하고 지반침하사고를 근본적으로 예방하는 것은 매우 어려운 실정이다. 도심지 지반굴착의 여러 사례를 살펴보면, 굴착 전에 다양한 정보를 활용해 예측했던 지반침하 거동특성은 시공 중에 확인된 결과와 무시할 수 없을 정도의 차이를 보이고 있다. 이러한 원인은 지반조건의 변화, 지반침하 예측방법의 한계, 설계와 착공 시기의 계절적인 차이, 현장여건을 고려한 공법의 변경 및 기타 다양한 사유에 의한 장기간의 공사 중지 등의 현장 여건 변경이 주요 원인으로 고려될 수 있다. 이에 대응하기 위한 방안으로, 다양한 시공정보를 통한 안전관리시스템 도입을 예를 들 수 있으나 아직까지는 굴착으로 인한 영향 및 위험도를 예측할 수 있는 시스템은 부재한 실정이다. 본 연구에서는 도심지 굴착사업의 설계·시공에 있어서 지반침하와 주변 구조물에 미치는 굴착 영향도를 사전에 예측하고 위험도 평가를 할 수 있는 시스템을 개발하였으며, 과거에 획득된 현장계측 데이터를 통해 현재 및 장래 지하수위와 침하량 등을 예측할 수 있는 시계열 분석기법과 지반공학 데이터 시각화(Geotechnical Data Visualization, GDV) 기술을 적용하였다. 본 연구에서 개발된 웹기반 평가시스템을 통해 과거에 획득된 데이터를 이용하여 현재 및 장래 지하수위 변화 및 침하량 예측 등 굴착으로 인한 위험도 예측 및 관리가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.287-303
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• 2018

최근 한국에서는 지반함몰(ground subsidence) 현상이 자주 발생하고 있다. 이에 정부에서는 지하안전관리에 관한 특별법을 제정하였고, 2018년 1월 1일부터 법이 시행될 예정이다. 이 법에 의하면, 지하 굴착 시 지하안전영향 평가를 수행해야 하며, 이후에도 주기적으로 지구물리탐사 기법을 통해서 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 하지만, 발견된 지하공동을 수치적으로 모델링하는 방법이 정해지지 않아서 논란의 여지가 있다. 본 연구에서는 지하공동의 형상 및 지표로부터 지하공동까지의 깊이에 따른 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였다. 본 연구를 통해서 지하공동의 형상을 수치모델링에 반영하는 방법을 제시하였고, 지하공동의 형상 및 깊이와 전단강도감소기법으로 산정된 안전율과의 관계를 제시하였다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• Structural Engineering and Mechanics
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• 제90권5호
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• pp.493-504
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• 2024

This paper presents the methodology and results for the investigation of the structural safety of 40 aged underground water tanks to support the weight of photovoltaic (PV) systems that were supposed to be placed on their roof reinforced concrete (RC) slabs. The investigation procedure included (1) review of available documents; (2) visual inspection of the roof RC slabs; (3) carrying out a series of nondestructive (ND) tests; and (4) analysis of results. Out of the 40 tanks, eleven failed the visual inspection phase and were discarded from further investigation. The roof RC slabs of the tanks that passed the visual inspection were subjected to a series of ND tests that included infrared thermography, impact echo, ultrasonic pulse velocity (UPV), Schmidt hammer, concrete core compressive strength, and water-soluble chloride content. The NDT results proved that eight more tanks were not suitable to support the PV systems. Based on the results of the visual inspection and testing, a probabilistic decision-making criterion was established to reach a decision regarding the structural integrity of the roof slabs. The study concluded that the condition of the drainage filter was essential in protecting the tanks and its intact presence can be used as a strong indication of the structural integrity of the roof RC slabs.