• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제20권6호
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• pp.65-72
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• 2016

염해에 콘크리트 구조물의 내구수명 평가는 매우 중요한데, 결정론적 방법 및 확률론적 방법에서 평가된 결과는 큰 차이를 보이고 있다. 본 연구에서는 시간의존형 확산계수와 고정 확산계수를 고려하여 내구수명을 모사하였다. 기본확산계수, 콘크리트 피복두께, 표면염화물량을 3조건으로 분류하여 각 평가방법에 따라 변화하는 내구적 파괴확률과 내구수명을 평가하였다. 시간의존형 확산계수의 도입을 통하여 두 방법 간의 차이를 감소시킬 수 있었으며, 합리적인 해석결과를 유도할 수 있었다. 염화물 확산계수가 $2.5{\times}10^{-12}m^2/sec$에서 $7.5{\times}10^{-12}m^2/sec$으로 증가할 때 내구수명은 25.5~35.6%수준으로 감소하였으며, 피복두께가 75 mm에서 125 mm로 증가할 경우, 267~311%로 내구수명은 증가하였다. 또한 표면염화물량이 $5.0kg/m^3$에서 $15.0kg/m^3$으로 변화할 때, 내구수명은 40.9~54.5% 수준으로 감소하였다. 피복두께의 변화에 따른 내구수명의 변화는 기본확산계수 및 표면염화물에 비하여 8~10배정도 크게 평가되었으며 내구수명 확보를 위한 중요한 인자임을 알 수 있다.

• 한국습지학회지
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• 제15권4호
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• pp.573-583
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• 2013

기후변화에 의한 홍수 특성의 변화에 적극적으로 대처하기 위한 대규모 댐 건설의 추진이 환경성, 경제성 등과 같은 문제로 난해해 짐에 따라 강변저류지 또는 유수지 시설이 유역내 홍수 분담 측면에서 포함되기 시작하였다. 강변저류지는 주하도에 인접되고 제방으로 둘러쌓인 공간으로 홍수기에 월류구조물을 통하여 인위적으로 범람시키는 지역이다. 강변저류지 직하류에서의 홍수저감효과는 설계홍수수문곡선의 형상, 강변저류지의 저류용량 등에 추가하여 월류부 구조물의 형식, 길이 및 월류턱 표고에 따라 영향을 받는다. 본 연구는 표본지구인 청미천에서 주어진 수문곡선에 관하여 월류제 형식과 수문 형식에 따른 홍수저감효과를 비교코자 하였다. 월류부에서 수문형식이 월류제 형식보다 홍수저감효과가 더 크지만 수문형식에 의한 홍수저감율은 공학적 견지에서 보면 의미있는 수치가 아니기 때문에 수문형식을 선정할 때는 초기사업비, 운영 관리 비용 등을 신중히 고려해야 하는 것으로 분석되었다.

• 한국항해항만학회지
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• 제30권1호
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• pp.97-104
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• 2006

최근 부산 신항만의 1단계 개발이 북 컨테이너 터미널쪽으로 가시적으로 나타나고, 12,000TEU 대형 컨테이너선을 서비스할 수 있도록 접근 수로 및 박지의 수심을 기존 15m 에서 18m로 준설작업을 통해 증심시킴과 아울러, 신항만의 웅동만 내 일부 수역을 매립하는 것으로 항만배후지 부분의 매립계획에 대한 수정이 논의되고 있다. 더구나 2003년 태풍 매미의 내습 이후 이곳 해역에서 항만구조물 설계의 기준이 되는 입사 파랑의 변화로 인해 각 부두에서의 극한파랑조건 및 항만 내 정온도에도 다소의 변화가 발생할 것으로 예상되어 각 부두에서의 정온도 분석이 뒤따라야 한다. 따라서 본 연구에서는 이들 변화에 대한 수치모델을 구성하고 실험을 수행한 후 현장 계측 자료와 함께 실험결과를 비교하였으며, 아울러 유동장에 대해서도 검토하였다. 결과, 전반적으로 항만의 반응이 증가되는 편이나 우려할 수준에 이르지는 않았지만 일부 구간에서는 태풍내습 시 대비하여야 하는 경우도 발생하였다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제27권4호
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• pp.246-257
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• 2015

피해 자료의 부족에 따른 불확실성 뿐만 아니라 시간의 진행에 따른 불확실성을 고려하기 위하여 추계학적 확률과정을 이용하여 시간에 따른 구조물의 피해 경로를 정량적으로 추적하였다. 누적피해도와 내구년수의 분포함수를 시간의 함수로 산정하여 추계학적 확률과정을 적용할 때 주의해야 하는 중요한 특성들을 제시하였다. 특히, 본 연구에서는 추계학적 확률과정을 경사제 피복재에 적용하여 시간에 따른 누적 피해도를 추적할 수 있는 방법을 제안하였다. 확률과정의 매개변수들을 추정하기 위하여 개발된 표본경로기법을 이용하여 경사제 피복재의 시간에 따른 누적 피해도가 포화거동을 따른다는 사실이 확인되었다. 또한 누적 피해도 산정시 중요한 역할을 하는 멱함수의 지수를 정량적으로 산정하여 경사제 피복재의 누적 피해도를 시간에 따라 추적하는 것이 가능했다. 마지막으로 한계수준을 다양하게 변화시키면서 파괴확률의 거동특성을 해석하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제21권2호
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• pp.175-181
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• 2020

본 연구는 도심지에서 좁은 폭 구간에 실시하는 물다짐 공법의 적정 시공방법 제안을 연구목적으로 한다. 도심지 차도나 보도의 도로함몰로 차량의 파손, 인명의 손실 등이 발생할 수 있다. 공사장 인근에서 발생하는 도로함몰의 주요 원인은 부실시공이다. 원인조사 결과 약 25~49%가 굴착복구 미흡으로 발생하는 것으로 발표되었다. 굴착복구 시공은 장비 혹은 인력으로 실시하며, 다짐장비나 인력으로 다짐이 어려운 소폭의 관로 되메우기, 흙막이가시설과 구조물 사이 협소 공간 되메우기 등을 수행할 때는 통상적으로 물다짐 공법을 사용하고 있다. 그러나 물다짐에 관한 다짐원리와 시공 조건 관련 표준시방 및 품질관리 기준은 미흡한 상태이다. 이에 본 연구에서는 물다짐 공법에 대해서 다짐원리 및 적정 되메우기 재료와 다짐효율에 관한 실내모형시험을 수행하고, 현장시공 현황 및 문제점을 조사·분석하여 물다짐 공법의 가이드라인을 제시하였다. 결론적으로 물다짐 공법의 원리를 분석한 결과 투기하는 되메우기 재료는 입도분포와 투수성이 주요 인자로 입도 및 투수계수의 세부기준을 제시하였고, 시공방법은 다짐효율을 높이기 위해 하부 배수층을 확보한 상태로 0.3m 단위로 층별 물다짐을 수행하여 상대다짐도 90%이상의 다짐품질을 확보해야 한다. 또한 물다짐이 완료된 상태에서 엄지말뚝을 인발한 경우 교란범위인 H-pile 단면기준으로 폭(B)의 1.5배, 높이(H)의 1.0배 주변 지반에 추가 물다짐을 수행하여야 한다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권1호
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• pp.107-120
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• 2020

공용중인 시설물의 성능기반 평가에서 보유 성능은 성능별 평가지표를 유목화 한 후 각 성능에 대한 평가지표의 중요도를 고려하여 가중평균하여 평가한다. 본 연구에서는 NATM 터널의 성능기반 평가기법을 제시하기 위해 이전 연구에서 도출된 평가지표의 지표별 특성과 유사성 등을 분석하여 최종 평가지표를 도출하였다. 평가지표별로 상대적 중요도를 산출하여 평가지표의 가중치를 도출하였다. 정량적인 평가모형을 개발하기 위하여 지표별 성능등급 평가기준을 관련 문헌 및 선행연구 분석을 통해 도출하고, 도로 및 철도 터널의 유지관리 시 적용할 수 있는 성능평가표를 제시하였다. 제시된 성능평가 모형의 유의미함을 제시된 평가표를 실제 공용중인 터널에서 정밀안전진단을 통하여 측정된 조사자료에 적용하여 각 평가지표와 최종 평가결과와의 상관분석을 실시함으로써 검증하였다. 본 연구에서 제시된 공용중인 터널의 성능평가를 위한 평가지표, 가중치, 그리고 용도별 평가모형은 추후 터널의 성능중심 유지관리 체계에 적용되어 유지관리 전략 수립 시 활용될 수 있을 것으로 판단된다.

• Structural Monitoring and Maintenance
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• 제2권1호
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• pp.77-93
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• 2015

The idea of using measured dynamic characteristics for damage detection is attractive because it allows for a global evaluation of the structural health and condition. However, vibration-based damage detection for complex structures such as long-span cable-supported bridges still remains a challenge. As a suspension or cable-stayed bridge involves in general thousands of structural components, the conventional damage detection methods based on model updating and/or parameter identification might result in ill-conditioning and non-uniqueness in the solution of inverse problems. Alternatively, methods that utilize, to the utmost extent, information from forward problems and avoid direct solution to inverse problems would be more suitable for vibration-based damage detection of long-span cable-supported bridges. The auto-associative neural network (ANN) technique and the probabilistic neural network (PNN) technique, that both eschew inverse problems, have been proposed for identifying and locating damage in suspension and cable-stayed bridges. Without the help of a structural model, ANNs with appropriate configuration can be trained using only the measured modal frequencies from healthy structure under varying environmental conditions, and a new set of modal frequency data acquired from an unknown state of the structure is then fed into the trained ANNs for damage presence identification. With the help of a structural model, PNNs can be configured using the relative changes of modal frequencies before and after damage by assuming damage at different locations, and then the measured modal frequencies from the structure can be presented to locate the damage. However, such formulated ANNs and PNNs may still be incompetent to identify damage occurring at the deck members of a cable-supported bridge because of very low modal sensitivity to the damage. The present study endeavors to enhance the damage identification capability of ANNs and PNNs when being applied for identification of damage incurred at deck members. Effort is first made to construct combined modal parameters which are synthesized from measured modal frequencies and modal shape components to train ANNs for damage alarming. With the purpose of improving identification accuracy, effort is then made to configure PNNs for damage localization by adapting the smoothing parameter in the Bayesian classifier to different values for different pattern classes. The performance of the ANNs with their input being modal frequencies and the combined modal parameters respectively and the PNNs with constant and adaptive smoothing parameters respectively is evaluated through simulation studies of identifying damage inflicted on different deck members of the double-deck suspension Tsing Ma Bridge.

• 콘크리트학회논문집
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• 제28권2호
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• pp.149-156
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• 2016

염해에 노출된 콘크리트의 내구수명은 매우 중요한데, 주로 Fick's 2법칙에 근거한 결정론적인 방법과 확률론에 근거한 방법이 사용되고 있다. 본 연구에서는 시간의존적 확산계수와 표면염화물량을 고려하여 내구적 파괴확률과 이에 따른 내구수명의 변화를 평가하였다. 이를 위해 3.5~4.5년, 비교적 짧은 기간 염해에 노출된 RC 교각에 대하여 해상부(9.0 m)와 간만대(6.0 m) 구분하여 실태조사를 수행하였다. 피복두께, 표명염화물량, 염화물 확산계수에 대한 확률변수를 도출하였으며, MCS을 이용하여 내구적 파괴확률과 내구수명을 평가하였다. Life365를 이용한 결정론적 방법과 다르게, 시간의존성을 고려한 확률해석에서는 내구수명의 변동이 크게 발생하였으며, 표면염화물량이 낮은 조건에서는 초기에 빠른 내구수명의 감소가 평가되었다. 실태조사 결과를 이용하여 확률론적인 내구성 평가를 할 경우, 장기간 염해에 노출되어 $10.0kg/m^3$ 이상의 높은 표면염화물량이 필요함을 알 수 있으며, 확산계수의 시간의존성에 따른 감소를 고려하면 합리적인 내구수명을 평가할 수 있다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.367-375
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• 2007

철근의 부식을 유발하는 임계 염소이온량에 대한 연구는 콘크리트 구조물의 건전성을 판단하고 내구성 설계 기법에 필요한 핵심적인 재료 물성치 임에도 그값이 아직도 모호한 실정이다. 임계 염소이온량에 대한 대부분의 문헌들은 임의의 시간에 실험적 방법에 의하여 전 염소이온량을 구하는데 집중하였다 또한, 다수의 문헌들은 대다수의 콘크리트에서 탄산화가 진행되고 있음에도 비탄산화된 콘크리트를 대상으로 실험하여 임계 염소이온량을 결정하고 있다. 그러나, 임계 염소이온량은 시멘트량, 시멘트계 재료의 종류, 염소이온의 고정화, 수산기이온 등과 같은 다양한 인자에 의하여 지배된다. 그러므로 다양한 배합조건에서 이러한 인자들을 고려할 수 있는 단일화된 해석적 기법의 개발이 필요하다. 본 연구의 목적은 이러한 다양한 요인을 고려하여 임계 염소이온량의 해석적 기법을 개발하는 것이다. 배합 조건, 노출 환경, 공극수의 화학적 발현 특성, 탄산화 등과 같은 다양한 인자들이 고려되었다. Gouda의 실험적 결과인 공극수내의 $[Cl^-]/[OH^-]$의 비율을 토대로 임계 염소이온량을 구할 수 있는 해석 기법이 정립되었다. 이는 시멘트계 재료의 수화 시뮬레이션 프로그램인 HYMOSTRUC을 이용하여 질량 단위로 구해졌으며 발표된 실험적 결과 및 관련코드와 비교되었다. 본 연구의 접근 방법은 해사 혹은 해수와 같은 염소이온의 도입원 조건에 따라서 임계 염소이온량을 결정할 수 있는 합리적 해를 제공해줄 수 있을 것으로 기대된다.

• 콘크리트학회논문집
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• 제25권3호
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• pp.295-304
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• 2013

초고성능 콘크리트(UHPC: Ultra-High Performance Concrete)는 최근 국내외에서 연구가 가장 활발한 분야 중 하나로서 구조물의 장수명화와 경제성 제고에 기여하고 있다. 품질관리 및 공사기간 단축을 위해서는 공장에서 제작된 프리캐스트 방식의 초고성능 콘크리트가 유리하지만, 이 경우에도 프리캐스트 세그먼트 간의 이음부 등 부득이 현장타설로 시공되어야 하는 부분이 존재한다. 그러나 현장타설 시에는 공장 제작 시와는 달리 최적의 양생 조건을 구현하기 어려울 가능성이 크다. 따라서 이 연구에서는 현장에서 예상되는 여러 가지의 열악한 양생 조건을 가정하였을 때 초고성능 콘크리트의 압축강도 발현 경향을 실험적으로 규명하였다. 양생온도, 양생 전 지연시간, 양생 지속시간, 수분 공급 조건을 변수로 두어 공시체를 제작한 후 표준적인 고온습윤양생으로 제작된 공시체의 강도와 비교하였다. 실험 결과를 분석하여 현장에서 타설된 초고성능 콘크리트를 양생할 때 요구되는 최소한의 조건을 제안하였다. 이 연구를 통해 초고성능 콘크리트의 현장에서의 활용도를 더욱 높일 수 있을 것으로 기대된다.