• 대한토목학회논문집
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• 제30권6A호
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• pp.495-502
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• 2010

이 논문에서는 비부착 프리스트레스트 CFRP 판으로 보강된 콘크리트 거더의 비선형 휨거동에 대한 해석방법을 제시하였다. 비부착 프리스트레스트 CFRP 판으로 보강된 콘크리트 거더는 CFRP 판의 슬립(slip)으로 인해 인장력이 재분배되어 CFRP 판이 콘크리트에 부착된 경우에 비해 복잡한 비선형 거동을 보이게 된다. 따라서 이 논문에서는 비부착 프리스트레스트 CFRP 판을 여러 개의 곡선 요소로 모사하고, 화이버 뼈대요소의 각 절점에서 힘의 평형 관계를 이용하여 CFRP 판의 인장력을 재분배함으로써 슬립효과를 고려하였다. 이 논문에서 제시한 해석방법을 비부착 프리스트레스트 CFRP 판으로 보강된 콘크리트 보의 해석에 적용하여 해석방법의 정당성을 확인하였다. 또한 비부착 CFRP 판의 보강시점과 보강 전후에 발생한 콘크리트의 시간의존적 변형은 보의 처짐 거동에는 영향을 미치나 극한내력에는 영향을 미치지 않음을 확인하였고, 비부착 CFRP 판으로 보강하기 전에 발생한 콘크리트의 균열유무도 비부착 CFRP 판으로 보강한 후의 보의 극한거동에는 거의 영향을 미치지 않음을 확인하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권6D호
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• pp.541-552
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• 2010

대도시 주변 및 중규모도시에서 경전철을 중심으로 하는 대중교통정비사업이 진행되고 있으나 새로운 교통수단인 경전철의 서비스권역 설정에 어려움이 있다. 본 연구에서는 부산시를 연구도시로 도시철도와 버스의 서비스권역을 동시에 조사하여 비교함으로써 양수단의 서비스권역의 특성을 파악하고 보행거리 추정 모형을 구축하여 장래 건설될 경전철의 서비스권역 설정에 이용될 수 있는 기초자료 및 기법을 제공하고자 한다. 도시공간 구조별로 대중교통 이용자들의 이용행태가 서로 다른점을 반영하기 위해 군집분석을 실시하여 역세권을 도심형, 부도심형, 지역중심형의 세 유형으로 구분하고 각 유형에서 1개의 역을 연구대상역으로 선정하였다. 각 수단별 도보거리 분석에서 누적분포 80% 도보거리는 지하철이 672m, 버스가 472m로 산정되었다. 지하철과 버스의 역세권 유형별 서비스권역은 지하철과 버스 모두 도심형을 제외한 부도심형, 지역중심형에서는 유의한 차이가 없음을 볼 수 있었다. 수단별 도보거리와 인적속성변수와의 관계 분석에서는 지하철의 경우 여성이 남성에 비해 도보거리가 길며 월평균 수입과 연령이 많을수록 도보거리가 짧아지는 것으로 나타났다. 지하철 이용자들의 주거유형에서는 아파트 거주자들이 단독주택 거주자 보다 적극적으로 지하철을 이용하게 하는 것으로 분석되었다. 지하철과 버스 이용자의 도보거리 추정모형은 도심형과 비도심형(부도심+지역중심형)으로 구분하고 두 교통수단 모두의 도보거리에 영향을 미치는 이용자 수입을 독립변수로 한 1차 회귀식형태의 추정모형이 구축되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권1D호
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• pp.17-23
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• 2009

현대사회는 차량의 급격한 증가로 인해 교통정체, 환경오염이 심각해지고 있으며, 유가의 상승으로 인해 대중교통이용의 필요성이 대두되고 있다. 특히 장거리를 이동하는 이용자는 대중교통의 환승이 중요한 요인이라 할 수 있다. 이러한 연계성을 확보하기 위하여 국내에서는 환승센터의 구축이 활발하게 이루어지고 있다. 하지만 이러한 환승센터의 구축뿐만 아니라 교통수단간 효율적인 연계체계를 구축하여 이용자의 대기시간을 최소화하는 방안 마련을 통해 대중교통의 만족도를 향상시켜 승용차에서 대중교통으로의 수단전환이 필요하다고 할 수 있다. 따라서 본 연구는 대중교통수단간 환승 시 효율적인 연계버스 운행간격의 조정을 통하여 환승승객의 대기시간을 최소화하는 알고리즘의 개발을 목적으로 한다. 운행간격 조정을 위하여 일반승객의 대기시간비용, 환승승객의 대기시간비용, 버스운행비용 등 총 교통비용을 산정하여 이를 최소화하는 배차간격을 산출한다. 모형의 검증을 위하여 광명역을 대상으로 KTX와 광명역을 기점으로 하는 6014번 노선을 선정하여 모형을 적용하였다. 적용결과 현행으로 운행 시 270분 대기시간이 발생하며, 개선된 모형을 적용하게 되면 승객수요에 따른 시나리오에 따라 58분에서 82분의 대기시간이 발생하는 하여 최대 212분의 단축 효과가 있는 것으로 나타나 모형의 효과가 높은 것으로 판단된다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권3C호
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• pp.115-125
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• 2009

지반의 응력이력을 정의하는데 이용되는 선행압밀하중은 일반적으로 일차원 실내압밀실험으로부터 결정되어져 왔으나 피에조콘과 같은 원위치 시험의 관측값을 이용한 이론적인 방법과 경험적인 상관관계를 통한 결정도 가능하다. 최근 선행압밀하중을 결정하기 위한 인공신경망 모델들이 제안된 바 있으며, 기존의 이론적 경험적 선행압밀하중 추정 방법들이 갖는 지역의존성의 문제를 극복하고 예측 정확도 면에서도 크게 개선된 것으로 보고되었다. 그러나 인공신경망 모델은 모델구조와 학습과정에서 초기에 무작위로 부여되는 연결강도에 영향을 받아 예측에 변동성이 존재한다. 본 연구에서는 기존의 피에조콘 결과를 이용한 선행압밀하중 추정 인공신경망 모델이 연약지반에서 선행압밀하중 예측 시 보이는 변동성을 개선하기 위하여 신경망 모델의 구조 최적화를 수행하고 군집신경망 모델을 구축하였다. 제안된 군집신경망 모델을 이용한 예측결과는 기존의 다층신경망 모델 및 이론적 경험적 모델들과 비교되었다. 연구결과, 최적화된 구조를 갖는 다층신경망 모델일지라도 초기 연결강도에 따라 최종 학습 후 예측결과의 변동성이 여전히 존재하나, 다층신경망을 네트워크로 연결하여 제안된 군집신경망 모델은 기존의 다층신경망 모델들이 갖는 초기 연결강도 의존성을 개선하여 다층신경망 모델에 비해 일관성 있으며 보다 정확한 예측이 가능한 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권4D호
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• pp.491-497
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• 2009

본 연구는 포장가속시험을 이용하여 다양한 온도와 하중재하방법에 따라 아스팔트 포장에 발생하는 소성변형의 특성을 분석하고, 주요 시험결과를 유한요소해석으로 예측하는 방법을 제시하고 있다. 가속시험용 포장단면은 한국도로공사 시험도로 대표 단면 중에 하나를 선정하여 동일하게 시공하고 3가지 온도조건(30, 40, $50^{\circ}C$)에서 반복이동하중에 의한 소성변형을 비교 분석하였다. 차량의 원더링 효과를 모사하기 위하여 가속시험기를 횡방향으로 좌우 35cm 범위 내에서 5cm 간격으로 이동하면서 시험을 수행하였다. 아울러 3가지 원더링 조건에 의한 소성변형의 차이도 수치해석을 통해서 검토하였다. 유한요소해석을 위하여 ABAQUS를 사용하였으며 가속시험 포장 단면을 plain strain 요소로 모델링하였다. 포장 층의 탄성계수는 FWD 시험에 의한 역산결과로 추정하였으며, 소성변형에 영향을 미치는 아스팔트 혼합물의 시간 의존성은 크리프 모델(creep model)로 고려하였다. 그리고 본 연구에서는 유한요소해석에 미치는 모델의 경계조건과 노상의 모델 포함 여부에 따른 영향을 두 가지 모델(전체모델과 부분모델)로 구분하여 검토하였다. 해석결과 두 가지 모델이 예측한 소성변형은 그 크기와 영향 범위에서 확연한 차이를 보였으며 계측결과와 비교하여 보면 노상이 모델에 포함하여야 할 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5B호
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• pp.429-439
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• 2009

댐 붕괴로 인한 극한홍수가 발생하였을 경우, 홍수경보에 대한 대응시간은 일반적인 홍수의 경우보다 훨씬 짧다. 수치모형은 홍수파의 전파양상을 예측하고, 범람지역, 홍수파 도달시간 그리고 침수심 등에 관한 정보를 제공하는데 있어 강력한 도구가 될 수 있다. 그러나 댐 붕괴로 인한 홍수파의 전파는 불연속 흐름이나 마른하도의 전파를 포함하고 있으므로, 수학적으로 표현하기 어려운 경우가 많다. 그럼에도 불구하고 최근에 유한체적기법을 이용하여 댐 붕괴로 인한 홍수범람을 모의하기 위한 수치모형의 개발이 많이 이루어졌다. 유한체적기법은 적분보존형 방정식을 기본으로 하고 있으므로, 불연속 흐름이나 충격파의 해석에 용이하다. 따라서, 본 연구에서는 2차원 보존형 천수방정식의 해석을 위해 유한체적기법과 Riemann 근사해법을 이용한 수치모형을 개발하였다. 그리고 예측단계와 수정단계에서 연속방정식과 운동량 방정식의 보존변수 재구성을 위해 수면경사법과 연계한 MUSCL 기법을 적용하여 시간과 공간에서 2차정확도를 얻었다. 개발한 유한체적모형을 2차원 부분적 댐 붕괴 해석 및 삼각형 융기를 가진 하도에 대한 댐 붕괴 해석에 적용하고, 적용결과를 실험자료 및 기존 연구자의 계산결과와 비교하여 개발모형을 검증하였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제29권5D호
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• pp.605-610
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• 2009

자동차 총량제에 대한 사회적 수용력 측정을 위해서는 특정 공간 지역의 이용자들이 느끼는 만족도 또는 용인 가능한 수준을 파악해야 한다. 이 때 신뢰할 수 있는 사회적 수용력을 측정하기 위해서는 무엇보다도 응답자의 전략적 편의를 줄이는 것이 중요하다. 본 연구는 응답자의 진실된 선호를 유도하기 위한 질문법으로 개발된 양분선택형 질문법을, 구체적으로 이중 경계 양분선택형 질문법을 적용하여 우도 주민들의 자동차 총량제에 대한 사회적 수용력 측정 방법론을 구체적으로 제시하였다. 사례 지역인 제주특별자치도의 우도를 대상으로 수용 가능한 차동차용량, 즉 사회적 수용력을 측정한 결과, 주민 10%가 만족하는 수준의 적정 차량대수는 390대, 90%가 만족하는 수준의 적정 차량대수는 132대로 분석되었다. 본 연구에서는 정치적 의사결정 기준을 적용하여 우도지역의 사회적 수용력을 주민 50% 이상이 만족하는 수준인 227대로 설정하였다. 이는 정치적 의사결정시, 즉 주민 투표의 50% 이상이 찬성할 수 있는 수치를 의미한다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권1B호
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• pp.101-105
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• 2010

해바라기(Sunking4505)와 유채(선망)는 고농도 올레인산을 함유한 유지종으로 바이오디젤 생산 원료로 사용되며, 식물정화공법(phytoremediation)에 사용되는 대표적 식물종이다. 본 연구는 이 식물종을 이용하여 카드뮴이 발아율 및 생육량에 미치는 영향을 평가하였다. 대상 식물종의 씨앗은 카드뮴용액(0, 1.5, 4, 12, 30, 60, 100, 150, 300, 500 mg/L)에서 7일간 배양 후 발아율, 유근과 지상부, 유묘 길이, 건조중량을 측정하였으며, 이를 이용하여 $IC_{50}$, 식물활성도, 내성지수를 구하였다. 또, 각 데이터는 분산분석(ANOVA)를 사용하여 유의성을 검증하였다. 건조중량을 제외한 발아율과 생육량은 카드뮴 농도가 증가함에 따라 감소하였다. 해바라기와 유채의 $IC_{50}$은 112, 10 mg-Cd/L이고, 해바라기씨는 500 mg-Cd/L에서 1개만 발아하였고, 유채씨는 150 mg-Cd/L 이상의 농도에서는 발아하지 못하였다. 대상 식물의 뿌리는 지상부보다 카드뮴에 대해 높은 민감도를 보였다. 해바라기의 발아율과 생육량, 식물활성도는 유채보다 높은 값을 가졌고, 내성지표는 상대적으로 저농도에서 유채보다 낮은 값을 가졌으나, 높은 농도에서는 유채가 발아하지 못해 높은 값을 보였다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2B호
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• pp.137-147
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• 2010

본 연구에서는 연최대 호우사상 계열을 이용하여 측우기자료와 현대자료를 비교하였다. 측우기 시강우 자료를 이용하여 현대 빈도해석에서 필요한 특정지속기간의 연최대치 계열을 얻는 것이 불가능하므로 두 관측기간의 비교를 위해 독립호우사상 개념을 이용해 연최대 호우사상 계열을 작성하였다. 연최대호우사상은 이변량지수분포를 이용하여 결정하였으며 모수 추정을 위해 연도별 모수를 이용하는 경우가 보다 적절할 것으로 검토되었다. 이는 연도별 모수를 이용할 경우의 결과가 모수의 경년별 변동성이 연강수량의 변동성과 비교해 의미를 가지기 때문이다. 전체적인 독립호우사상을 비교한다면 현대기록이든 측우기기록이든 강우지속기간에서는 큰 차이가 없지만 현대보다는 측우기 관측기록의 경우가 총강우량과 강우강도가 크게 나타났다. 그러나, 연최대 호우사상의 비교에서는 측우기에 비해 현대의 경우가 강우지속기간이 현격하게 길어지면서 강우강도는 큰 차이가 없게 나타나 총강우량에서 상당한 증가를 보이는 것으로 확인되었다. 또한 이러한 연최대호우사상의 경향성을 살펴본 결과 현대관측기간 동안에는 강우지속기간과 총강우량이 증가하는 경향을 보이고 있지만 측우기 관측기록과 비교시에는 일정한 주기성의 한 부분으로 보는 것이 보다 적절한 것으로 판단되었다.

• 대한토목학회논문집
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• 제30권2D호
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• pp.127-134
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• 2010

고속도로의 터널구간은 일반구간과는 다른 주행특성(속도, 교통량, 밀도 등)을 가지게 되고 이에 따라 고속도로 일반부에서 터널진입 전과 후에 운전자 행태가 변하는데, 가장 대표적인 예가 속도의 감소 현상이라 할 수 있다. 하지만, 이러한 다양한 요인들 중 현재까지 연구의 진행 추세는 도로의 용량, 속도감소 측면의 정량적인 부분에 초점을 맞춘 연구들 위주로 진행되고 있는 것이 현실이다. 따라서 본 연구에서는 터널의 다양한 여건을 고려할 수 있는 구간을 대상으로 설문조사와 중요도-만족도(IPA: Importance Performance Analysis)분석을 시행한다. 수행된 분석결과를 바탕으로 이용자가 실질적으로 인식하고 있는 고속도로 터널부 속도저감의 정성적인 개선사항을 제시한다. 분석결과, 이용자의 경우, 최근 증가 추세인 장대터널과 관련된 터널 자체의 형상(길이, 내부의 곡선형태)에 대한 개선을 요구하고 있는 것으로 나타났다. 다음으로 전문가의 경우, 이용자에 비해 세부적인 기하구조(노견 및 차로폭)에 대한 개선을 요구하고 있는 것으로 나타났다. 전반적으로 이용자와 전문가 사이에는 정성적인 설계요소측면에서 다소 차이가 있는 것으로 나타났으며, 이러한 관점 차이를 반영하여 개선사항을 정리하면 다음과 같다. 첫째, 이용자와 전문가 모두가 공통적으로 요구하고 있는 개선사항으로는 터널 입구 보임여부인 것으로 나타나 이에 대한 개선이 요구되고 있다. 둘째, 관점에 대한 차이는 이용자의 경우 장대터널 자체(형상)에 대한 전반적인 부담이 존재하는 반면, 전문가의 경우 장대터널의 지속적인 보급은 유지하되 세부적 기하구조 요소(노견 및 차로폭)에 대한 보완이 필요한 것으로 나타났다. 특히, 터널길이와 곡선형태의 측면에서 많은 관점의 차이를 가지고 있는 것으로 나타났다.