최근 기후변화에 따른 집중호우의 증가 및 무분별한 유역개발에 의한 산사태 발생빈도 및 재해복구비용이 증가하고 있는 추세이다. 본 연구에서는 2011년 7월에 발생한 서울시 우면산 지역을 대상으로 뿌리 점착력을 고려한 GIS기반의 무한사면안정모형을 이용하여 사면안정해석을 수행하였다. 무한사면안정모형의 중요 매개변수인 습윤지수의 공간분포화를 위해 비 집수면적 개념을 도입하였으며, 세가지 기법(일방향 흐름기법, 다방향 흐름기법, 무한방향 흐름기법)를 이용하여 비 집수면적을 산정하고, 각 기법에 따른 대상유역내의 격자별 사면안전율의 변화양상을 분석하였다. 또한, 기존의 무한사면안정모형을 이용한 사면안정 해석에 일반적으로 적용되고 있는 공간집중형 습윤지수 결과와의 비교를 통하여 우면산 지역의 사면안정 해석의 차이점을 비교 분석하였다. 무한사면안정모형을 이용하여 산정된 사면안전율 분석결과, 거주지 주변의 절개지 부근과 산지정상부근의 급경사지에서 불안정 지역이 집중적으로 분포하고 있음을 확인하였으며, IFD와 집중형 습윤지수에 의한 불안정지역은 유사하게 나타난 반면, SFD와 MFD에 의한 불안정지역은 앞선 두 가지기법에 비해 작게 산정되었다.
수치적 공정정보들을 시각적 정보로 표현하는 기능은 4D시스템 활용목적 중의 하나로서 기본적 기능에 속한다. 기존의 4D시스템은 수직적으로 공정이 진행되는 건축물공사에 적합한 활용성을 갖고 있으나, 이러한 기본적 기능들이 도로나 철도 시설과 같이 수평적으로 공사가 진행되고 자연지형 조건하에서 작업이 진행되는 토목공사에 직접적으로 적용될 때는 제약점을 갖게 된다. 본 연구에서는 토목공사 시설물에 적용 가능한 4D시스템 개발을 위한 새로운 방법론들을 구성하며, 이러한 방법론에 근거하여 토공사, 터널공사 등의 수평적 시설물의 4D객체 구현이 가능한 4D시스템 개발을 시도하고 있다. 특히 연구에서는 자연지형 조건하에서 작업이 진행되는 성토, 절토작업 등의 토공 작업을 일정과 연동된 4D객체로 구현하기 위해 몰핑기법을 개발하여 적용하였다. 이러한 연구결과는 독자적 구성 방법론들로서 토목공사의 4D시스템 적용을 활성화하기 위한 도구로서 적용이 기대된다.
최근 국내 지상 구조물의 포화 및 파이프 라인 시설 과밀화 현상과 난개발로 인해 지상 구조물의 대안으로 지하 구조물에 대한 개발이 지속적으로 요구되고 있다. 도심지 인프라 구축을 위한 NATM 터널 공사에 발생하는 진동 및 소음 문제를 예방하기 위해 기계식 터널 공법인 쉴드 TBM 공법의 기계화 터널 시공이 증가하는 추세이다. 따라서 본 연구에서는 기계화 터널의 직선 시공과 급곡선 시공 시 쉴드 TBM의 구조적 안정성을 위한 쉴드 TBM 추력에 대한 중절잭, 쉴드 잭, 스킨 플레이트의 구조적 안정성 기술에 대해 연구하였다. 시공 사례 및 쉴드 TBM의 작동원리를 이론적 접근 방법으로 검토, 분석한 결과, 쉴드 TBM의 직선 및 급곡선 시공시 주요 인자에 의해 커터헤드의 회전력, 중절잭, 쉴드 잭에 대한 추력 및 커터헤드의 여굴량이 중요한 것으로 나타났다. 또한 굴진 내부 작업자의 안전 및 장비의 원활한 작동을 위해 스킨 플레이트 구조의 안정성 확보는 매우 중요 사안이므로 이번 연구를 통해 장비의 일반적인 구조 및 구성을 검토하여 직선 및 급곡선 시공 시 스킨 플레이트 구조에 미치는 주요 인자 및 구조 안정성을 실험적인 시뮬레이션 수치해석을 통해 검토하였다. 이에 직선 및 급곡선 시공 시 작용 되는 가상의 토질을 선정하여 중절잭의 하중을 비교 검토 하여 스킨 플레이트의 구조 안정성을 평가하고 형상을 최적화 하였다. 현재 국내 시공 중인 쉴드 TBM 타입의 구조 및 작동 방식이 매우 유사하므로, 추후 국산화 기술 개발 및 신규 장비 개발과 쉴드 TBM의 취약부 및 안정성을 검토하는데 기여 할 것으로 기대된다.
인공산성우(人工酸性雨)가 소나무(Pinus densiflora) 유묘(幼苗)와 개나리(Forsythia koreana) 삽목묘(揷木苗)의 식물체내(植物體內) 함유성분(含有成分)에 미치는 영향(影響)을 조사(調査)하였다. 소나무 식재(植栽)와 개나리 삽목(揷木)은 1986년(年) 3월(月) 25일(日) 묘포토양(苗圃土壤)과 사양질(砂壤質)의 산림토양(山林土壤)을 1:l(v/v)로 혼합(混合)하여 채운 pot에 실시(實施)되고, 해당지역(該當地域)의 30년간(年間)의 강우양식(强雨樣式)에 모의(模擬)(simulation)해서, 황산(黃酸)과 질산(窒酸)의 비율(比率)을 3 : 2(규정(規正) 농도(濃度))로 혼합(混合)하여 지하수(地下水)로 희석(稀釋)한 pH 2.0, pH 4.0 및 pH 5.5(대조용(對照用))의 산성우(酸性雨)를 난괴법(亂塊法) 3반복(反復) 시험구(試驗區)에 천연강우(天然降雨)를 차단(遮斷)한 가운데, 동년(同年) 5월(月) 1일(日)부터 8월(月) 31일(日)까지 4개월(個月)에 걸쳐 산포(散布)하고, 묘목(苗木)의 생장(生長)이 멈춘 시기(時期)에 시료(試料)를 채취(採取)하여 분석(分析)한 결과(結果)는 다음과 같았다 ; 1) 식물체내(植物體內) 전질소(全窒素) 함량(含量)은 산성우(酸性雨) 처리(處理)에 두 수종(樹種) 모두 증가(增加) 경향(傾向)이 있었으며, 소나무는 뿌리와 1년생(年生) 줄기에서, 개나리는 잎과 뿌리에서 각각 차이(差異)가 있었다. 2) 식물체내(植物體內) 인산(燐酸)의 함량(含量)은 산성우(酸性雨) 처리(處理)에 두 수종(樹種) 모두 감소(減少) 경향(傾向)이 있었으며, 소나무는 뿌리에서, 개나리는 잎과 뿌리에서 큰 차이(差異)를 보였다. 3) $K_2O$, CaO 및 MgO의 함량(含量)은 산성우(酸性雨)의 pH 값이 낮아짐에 따라 두 수종(樹種) 모두 감소(減少)하였으며, 개나리가 소나무에 비해, 그리고 잎과 뿌리가 줄기 및 가지에 비해 민감(敏感)한 반응(反應)을 보였다. 4) 유황(硫黃)의 함량(含量)은 pH 2.0 처리(處理)에서 두 수종(樹種) 모두 크게 증가(增加)하였으며, 소나무는 잎과 뿌리에서, 개나리는 잎, 줄기, 뿌리의 전부위(全部位)에서 각각 처리간(處理間)에 고도(高度)의 유의차(有意差)를 보였다. 5) 인공산성우(人工酸性雨)의 산도수준(酸度水準) 및 수종(樹種)에 대한 반응(反應)을 종합(綜合)하면, 산도수준별(酸度水準別)로는 산성우(酸性雨)의 pH값이 낮야짐에 따라, 그리고 수종별(樹種別)로는 개나리가 소나무에 비해 민감(敏感)한 반응(反應)을 보였다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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