• 한국지반공학회논문집
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• 제15권3호
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• pp.83-97
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• 1999

본 논문에서는 연성 매설관과 지표 상재하중의 상호작용에 관한 내용을 다루었다. 본 연구에서는 유한요소해석을 이용한 매개변수 연구를 수행하였으며, 이와 아울러서 적용된 유한요소해석 모형의 검증 및 지표 상재하중을 부담하는 연성 매설관의 거동 파악을 목적으로 실내모형실험을 수행하였다. 해석결과를 토대로 지반/매설관 접촉면에서의 연직응력 및 파이프의 축력 분포 경향 등 지표 상재 하중하에서 매설관의 하중응답 특성을 구체적으로 고찰하였으며, 그 결과를 종합적으로 분석하여 추후 수행될 보다 효율적인 매설관 설계/해석법의 개발에 사용될 데이터 베이스를 구축하였다. 해석결과를 분석한 결과 매설관과 지표 상재하중의 상호작용 정도는 매설관과 상재하중의 상대적 위치에 따라 좌우되며, 지반-구조물 상호작용을 고려하지 않고 있는 현 설계방법은 연성 매설관의 지표 상재 하중에 대한 응답특성을 효율적으로 반영하지 못하는 것으로 나타났다. 또한 본 연구의 결과를 토대로 지표 상재하중에 의한 연성 매설관의 최대 축력을 예측할 수 있는 반경험적 평가식을 제시하였다.

• 상하수도학회지
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• 제32권5호
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• pp.435-443
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• 2018

Most of aged water supply pipes have been replaced by the open cut method. However, this method has some limitations because water pipes, in many cases, are buried together with other underground facilities or are buried in the middle of high-traffic roads or in narrow alleyways where boring machines cannot be used. This research developed a pipe bursting device for small diameter pipes that enables pipe replacement without excavating the ground, by the busting of existing buried pipes followed by the traction and insertion of new pipes. As a results of examining the field applicability of the developed device, PE pipes and PVC pipes required the tractive force of 413.65~665.69 kgf and 457.43~791.35 kgf respectively, plus an additional 30 % tractive force per elbow. The proper number of bursting head was demonstrated that the connection of more than 2 heads could secure a stable bending radius of 15D. The developed device can be improved through field experiments involving various pipe types and pipe diameters, as well as presence/absence of elbow, so as to be utilized regardless of diverse variables according to the conditions of the soils surrounding existing pipes.

• 한국압력기기공학회 논문집
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• 제11권2호
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• pp.61-67
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• 2015

3D FEM modeling based on 3D CAD data has been performed to evaluate the efficiency of CP system in a real operating nuclear power plant. The results of it successfully produced sophisticated profiles of electrolytic potential and current distributions in the soil of an interested area. This technology is expected to be a breakthrough for detection technology of damages on buried pipes when it comes into combining with a brand of area potential earth current (APEC) and ground penetrated radar (GPR) technologies. 2D current distribution and 2D current vectors on the earth surface from the APEC survey will be used as boundary conditions with exact 3D geometry data resulting in visualization of locations and extents of corrosion damages on the buried pipes in nuclear power plants.

• Corrosion Science and Technology
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• 제17권6호
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• pp.292-300
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• 2018

The modeling of 3D finite elements based on CAD data has been used to detect sites of corrosion defects in buried pipes. The results generated sophisticated profiles of electrolytic potential and vectors of current distributions on the earth surface. To identify the location of defects in buried pipes, the current distribution on the earth surface was projected to a plane of incidence that was identical to the pipe locations. The locations of minimum electrolytic potential value were found. The results show adequate match between the locations of real and expected defects based on modeling. In addition, the defect size can be calculated by integrating the current density curve. The results show that the defect sizes were $0.74m^2$ and $0.69m^2$, respectively. This technology may represent a breakthrough in the detection of indirect damage in various cases involving multiple defects in size and shape, complex/cross pipe systems, multiple anodes and stray current.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권2호
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• pp.86-93
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• 2016

본 연구에서는 토조에 설치한 관의 종류 및 매립 깊이, 공동 깊이 및 포장 조건 등에 대한 GPR(Ground Penetrating Radar) 탐사를 진행하여 매립관의 종류 및 공동 탐사 능력을 실험적으로 규명하였다. 아스팔트 포장 및 비포장의 경우, 콘크리트 포장 및 철근 콘크리트 포장 대비 매립관의 탐사가 용이한 것으로 평가되었다. 또한 공기 공동의 경우, 매립 깊이 1 m에서는 탐지가 가능한 것으로 평가되었다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.315-322
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• 2001

Underground flexible pipes for electric cables are subject to external loads and surrounding soil pressure. Particularly, strain of flexible pipes is of great concern in terms of safety and maintenance for electric cables. In this paper, stress and strain of flexible pipes with various depth are calculated using traditional formula and FEM analysis. The results show that theoretical values are more conservative in strain whereas FEM analysis gives larger stress. Considering the strain criteria - 3.5 %, maximum, flexible pipes can be buried at the range of 50cm to 5m in depth without additional soil improvement.

• 한국지진공학회논문집
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• 제10권4호
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• pp.15-24
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• 2006

본 연구는 각종 매설관의 경계조건에 따른 동적 거동에 대한 연구이다. 축방향 및 축직각방향에 대한 거동을 조사하였다. 매설관은 탄성기초 위에 놓인 보요소로 모형화하였고, 지진파는 정현파 형태의 지반 변위로 적용하였다. 매설관의 고유진동수와 모드 형태 그리고 매개변수의 영향을 조사하기 위해 자유 진동에 대한 해석을 수행했다. 그리고 지반진동에 대한 거동을 조사하기 위해 자유진동 해석을 통해 얻어진 고유진동수와 모드 형태를 이용하여 강제 진동에 대한수식을 유도하였다. 자유 진동시 매설관의 고유진동수에 가장 큰 영향을 미치는 것은 지반 강성과 매설관의 길이였다. 지반진동의 전파방향과 전파속도 그리고 진동수에 대한 콘크리트관, 강관, FRP관의 동적거동을 연구하였고 그 결과를 비교하였으며 다양한 단부경계조건에 대한 동적거동해석을 통해 매설관의 종류와 단부경계조건에 따른 최대 변형률 발생지점을 산정하였다.

• Corrosion Science and Technology
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• 제19권5호
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• pp.265-280
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• 2020

External corrosion of buried pipes can be controlled using both coating and cathodic protection. However, deterioration of the coating can occur due to several reasons. The detection reliabilty of coating flaw detection methods is affected by interference such as metal objects connected to rectifiers and copper grids. When performing parallel direct current voltage gradient (DCVG) inspection, a sine wave form without potential reversal in voltage gradient appears in the area where the interference exists. However, this area may be not identified using existing methods. The objective of this study was to determine the effect of analyzing direction on the reliability of coating flaw detection of pipes buried in soil using a multi-electrode detector. DCVG on the buried pipe was measured along the buried pipe. This measurement parallel to the pipe was repeated. Measured data were analyzed for parallel, vertical, and diagonal directions. The reliability of coating flaw detection was improved by up to 46.4% compared to the conventional method.

• 복합신소재구조학회 논문집
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• 제3권3호
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• pp.1-8
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• 2012

Recently, underground pipes are utilized in various fields of applications such as sewer lines, drain lines, water mains, gas lines, telephone and electrical conduits, culverts, oil lines, etc. Most of pipes are installed for long-term purposes and they should be safely installed in consideration of installation conditions because there are unexpected various terrestrial loading conditions. In this paper, we present the result of investigation pertaining to the structural behavior of glass fiber reinforced thermosetting polymer plastic (GFRP) flexible pipes buried underground. The mechanical properties of the GFRP flexible pipes produced in the domestic manufacturer are determined and the results are reported in this paper. In addition, ring deflection is measured by the field tests and the finite element analysis (FEA) is also conducted to simulate the structural behavior of GFRP pipes buried underground. From the field test results, we predicted long-term, up to 50 years, ring deflection of GFRP pipes buried underground based on the method suggested by the existing literature. It was found that the GFRP flexible pipe to be used for cooling water intake system in the nuclear power plant is appropriate because 5% ring deflection limitation for 50 years could be satisfied.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제22권11호
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• pp.31-37
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• 2021

매설관으로부터의 누수에 의한 지반 내 공동 및 이완구간 형성에 따른 사고를 사전에 방지하기 위하여 매설관의 파손 및 누수와 동반한 지반 내 함수상태 변화의 평가가 요구된다. 흙의 함수상태 평가를 위한 기법으로써 시계열반사계(TDR)의 적용이 고려될 수 있으나 표준 TDR 프로브의 경우 세장비가 매우 큰 전극을 이용하므로 지반 내 설치 시 전극의 변형 및 파손이 발생할 수 있다. 본 연구에서는 지반 내에서 안정적으로 형태를 유지하며 함수상태를 평가할 수 있는 매립형 TDR 모듈을 개발하였다. 매립형 TDR 모듈은 동축케이블의 내부도체 및 외부도체에 연결되는 세 개의 전극과 지반 내에서 전극의 변형방지 및 평행배열 유지를 위한 MC Nylon 재질의 케이싱으로 구성된다. 매립형 TDR 모듈로부터 획득된 유도전자기파의 신뢰도 검증을 위하여 표준 TDR 프로브로부터 획득한 유도전자기파와 상호비교 하였으며 보정실험을 통하여 체적함수비와 유도전자기파의 전파시간 상관관계가 수립되었다. 매립형 TDR 모듈의 현장적용 적정성을 평가하기 위하여 실내 모형실험이 수행되었으며, 모형 매설관으로부터의 누수에 따른 흙 시료의 체적함수비 변화가 명확히 관찰되었다. 그러므로 본 연구에서 개발된 매립형 TDR 모듈은 도심지 포장 하부에 설치된 매설관의 건전도 평가 및 매설관 주변부 지반의 함수상태 평가에 효과적으로 이용될 수 있을 것이라 판단된다.