• 한국해안·해양공학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.13-21
• /
• 2023

에너지 자원의 안정적 확보 어려움, 화석연료 이용에 따른 온실가스 방출로 지구 온난화 현상 등의 문제가 대두됨에 따라 재생에너지 개발에 대한 관심이 증가하고 있다. 조석현상은 일정한 주기를 가지고 정기적으로 발생하는 규칙성이 존재하므로 사전에 정확한 예측이 가능하여 에너지 회수 측면에서 이점이 있다. 따라서 조석을 에너지원으로 활용하기 위한 다양한 방법이 고안되어왔다. 방조제를 활용한 조력발전은 많이 운영되는 대표적인 방식이지만, 조지내 조차 감소, 수질 변화, 생태계 변화 등으로 조력발전 사업 추진이 지연되거나 중단되고 있다. 본 연구에서는 방조제가 이미 설치되어 있는 해역에 적용가능한 조력발전 장치의 개발 및 성능 검증을 위하여 현장실험을 실시하였다. 2개의 수조 및 관수로, 개수로, 웨어 그리고 수차 및 발전기를 이용하여 4종류의 실험을 수행한 결과, 10 kW 이상의 출력과 효율 60% 이상이 가능한 발전시스템 개발 가능성을 확인하였다. 이러한 연구결과는 기존 방조제를 활용한 소규모 조력발전에 활용할 수 있다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제43권2호
• /
• pp.219-230
• /
• 2023

도시의 토지이용은 지속적으로 고도화, 광역화 추세로 도로와 접한 주변 토지들은 다양한 용도의 시설물 건설과 함께 진출입부 접속도 증가하고 있다. 그러나 구체적인 진출입부 설치 기준이 없는 상황에서 부적절한 접속위치와 접속형태, 그리고 운영방식은 기존 가로 및 교차로의 교통 서비스수준을 악화시키고 있다. 이에 본 연구는 도시부 보조간선도로와 집산도로에 접속되는 진출입부의 교통상의 영향 최소화를 위해 첫째, 진출입부와 접한 도로·교통 환경을 고려하여 상·하류부 교차로의 대기행렬 길이와 진출입부에서 교차로간 차로변경에 필요한 소요길이를 재정립하여 기존 상·하류 교차로 사이에서 물리적으로 접속 가능한 진출입부 접속위치 및 접속형태 결정 기준을 제시하였다. 둘째, 진출입부 접속형태(신호교차로, 단순접속교차로)에 따른 좌회전차로와 가·감속차로의 교통시설 설치 비용과 진출입부 설치 전·후의 교통 비용의 차이인 부(-)의 사회적 비용을 통해 사업지 임계유발량을 산정한 후 주변 교차로 서비스수준과의 관계로부터 진출입부 운영방식을 정량적으로 결정할 수 있음을 제시하였다.

• Korean Chemical Engineering Research
• /
• 제61권2호
• /
• pp.175-188
• /
• 2023

화석연료를 대체할 수 있는 친환경 미래 에너지로 수소에너지에 대한 전세계적 관심이 높아지고 있다. 이에 따라 미생물, 원자력 등을 이용한 차세대 수소 생산 기술이 개발되고 있으나, 화석연료 기반의 수소 생산 비용을 뛰어 넘기에는 아직 많은 시간과 노력이 필요한 상황이다. 화석연료 기반의 수소 생산 과정에서 온실가스의 배출량을 최소화 할 수 있는 방안으로 메탄 직접분해 반응 기술이 최근 관심을 모으고 있다. 공정의 경제성 향상을 위해서 수소 생산과 동시에 생산된 탄소물질의 고부가화 대한 연구가 필수적이며, 고부가 탄소 물질 중 하나인 탄소나노튜브(Carbon nanotube, CNT)의 품질 및 수율 등과 관련한 촉매반응 연구가 지속되어 왔다. 또한 공정기술 측면에서, 연속적인 생산이 가능하며 기체-고체 접촉 효율이 좋은 유동층 공정을 적용시켜 생산성과 경제성을 확보하고자 하는 연구가 시도되었다. 최근 유동층을 이용한 메탄 직접분해 반응기술은 수소 270 kg/day, 탄소 1000 kg/day의 생산이 가능한 정도의 기술 개발이 진행되었으며, 향후 촉매 재활성화, 분리 및 재순환 기술 등이 개발되면 공정의 효율이 크게 제고될 것이다. 이에 본 총설에서는 메탄 직접 분해에 활용되는 촉매 및 유동층 메탄 열분해 기술의 최근 연구들을 고찰하였다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권5호
• /
• pp.37-48
• /
• 2010

본 연구에서는 침투압이 주기적으로 변화하는 연근해 가물막이 시공현장에 적용하기 위해서 수두손실그래프에 의한 침투류 감시기법을 개발하였다. 이 기법에서 새로이 정의된 수두손실율은 0~1 사이의 값으로 나타나며 0이면 완전통수상태, 1이면 완전차수상태를 나타낸다. 수두손실그래프의 결정계수가 1에 가까우면 침투경로상의 지반은 안정된 상태에 있음을 나타내고 0에 가까우면 공동이 존재할 수도 있고 파이핑이 진행 중일 수도 있다. 수두손실그래프에 의한 안전관리기법은 침투상태의 변화를 민감하게 감지할 수 있도록 하며 전체 현장에 적용할 경우 각 위치별 하부지반의 침투상태를 세부적으로 판단할 수 있도록 한다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권4호
• /
• pp.25-32
• /
• 2007

도로 성토재 및 구조물 뒤채움재로 점성토 활용의 필요성이 증가함에 따라 보강재로 배수성을 갖고 있는 토목섬유 부직포가 점차 주목을 받고 있으나, 현장 보강토구조물에서 부직포의 변형거동을 분석한 사례는 거의 없으며, 그 이유는 부직포의 경우 지오그리드나 직포에 비해 강성이 작고 변형률이 크며 스트레인 게이지를 이용한 계측이 곤란하기 때문이다. 본 연구에서는 스트레인 게이지를 이용하여 부직포의 변형거동을 보다 간편하게 계측할 수 있는 방법을 제안하였고, 이를 실내시험과 2개의 실물보강토옹벽에 적용하여 유용성 여부를 검토하였다. 구속압 70kPa 하에서 실시한 실내 광폭인장시험의 경우 스트레인 게이지에 의해 계측된 부직포의 국부변형은 LVDT에 의해 계측된 전체변형과 유사한 패턴으로 거동하는 것으로 나타났다. 실물보강토옹벽에서 부직포의 변형범위는 직포나 지오그리드보다 크게 나타나나, 이들 보강재와 변형 패턴이 유사하고, 16개월 동안 정상적으로 작동하는 것으로 나타났다. 따라서, 본 연구에서 제안한 스트레인 게이지에 의한 부직포의 변형계측방법은 매우 유용한 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제23권5호
• /
• pp.111-129
• /
• 2007

SDA매입말뚝의 지지성능이 잘 발휘될 수 있는 표준시공법에 대한 매뉴얼을 정리하여 제시하였다. 또한 전국 33개 현장에서 SDA매입공법으로 시공한265개 시험말뚝에 대하여 405회의 동재하시험과 30회의 정재하시험을 시행하였다. 말뚝재하시험 결과 SDA매입말뚝의 선단지지력은 지층의 조건에 따라 차이가 있었으며 여러 설계기준에 제시된 기존의 지지력 산정식으로 산정한 값과 차이가 있었다. 말뚝재하시험 결과에 근거하여 지지지반의 종류별로 SDA매입말뚝의 단위선단지지력을 정량적으로 계산할 수 있는 네 개의 식을 제안하였다. 토사층과 풍화암반에 지지되는 말뚝의 단위선단지지력은 표준관입시험의 N치와의 상관식으로 나타낼 수 있었으며, 기반암 위의 단위선단지지력은 1500 $tf/m^2$ 이상 되는 것으로 나타났다. 이들 제안식을 기존의 표준시방서에 제시되어 매입말뚝설계에 적용되는 기존의 식들과 비교 고찰하였다. 이들 제안식을 사용하기 위해서는 표준관입시험의 정밀도를 높여야하며, 현장에서 시험시공과 재하시험을 시행하는 것이 바람직하다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권11호
• /
• pp.61-70
• /
• 2008

본 연구에서는 국내 4개 지역에서 시공된 총 10본의 대구경 암반 근입 현장타설말뚝의 양방향 말뚝 선단재하시험과 일반적인 말뚝두부 재하시험을 토대로 하중 재하방식에 따른 말뚝의 침하거동 및 하중전이 거동 특성을 분석하였다. 이로부터 양방향 재하하중을 받는 현장타설말뚝의 등가 말뚝 두부하중침하 거동을 고찰하곤 기존 등가 두부하중침하 곡선 산정방법과의 비교분석을 통하여 주면하중에 의해 추가적인 선단침하량의 영향정도를 분석하였다. 본 연구결과, 주면하중에 의해 발생되는 선단침하량을 고려한 하중전이해석(coupled load transfer analysis)을 통한 하중-침하량 예측값은 정재하 시험결과를 적절히 예측하는 것으로 나타났으나, 근사적 해석법을 통한 등가 하중-침하 곡선 및 일반적인 하중전이해식(uncoupled load transfer analysis)의 예측값은 정재하 시험결과에 비해 침하량을 과소 평가할 수 있음을 알 수 있었다. 하지만, 시험말뚝 근입부분의 암반층이 매우 단단할 경우 주면하중에 의한 선단침하량이 매우 작은 것으로 나타났다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제24권11호
• /
• pp.111-120
• /
• 2008

포항지역 일원에 분포하는 이암을 대상으로 암석의 파괴강도에 대한 유도이방성을 분석하기 위하여 인공절리면을 갖는 이방성 암석에 대한 일축 및 삼축압축시험을 수행하였다. 시험결과, 일축압축강도와 삼축압축강도의 최소치는 인공절리면의 각도 ${\beta}=30^{\circ}$에서 나타났으며, 이방성 유형은 어깨형태(shoulder type)를 보였다. 또한 일축압축시험에서의 이방율을 산정한 결과, $R_c=9.0$으로 나타나 매우 높은 이방성에 속한 반면, 삼축압축시험에서 이방율은 $1.29{\sim}1.98$ 정도의 낮은 이방성으로 나타났다. Ramamurthy(1985) 파괴규준식에 n 지수를 도입하여 일축압축시험결과를 분석한 결과 ${\beta}=0^{\circ}{\sim}30^{\circ}$에서는 n=1인 곡선과 ${\beta}=30^{\circ}{\sim}90^{\circ}$에서는 n=3인 곡선이 가장 적절한 값을 예측하는 것으로 나타났다. 또한 삼축압축시험결과를 Ramamurthy 파괴규준식을 적용하여 분석하기 위해 매개변수 산정에 관한 Ramamurthy 제안식에 일축압축강도에서의 이방율을 도입하여 제안식을 일부 수정하였다. 이를 이용하여 매개변수를 재산정하고 Ramamurthy 파괴규준식에 적용한 결과 전반적으로 실험치와 잘 일치되는 것으로 나타났다. 또한, Jaeger(1960), McLamore & Gray(1967) 및 Hoek & Brown(1980)의 파괴규준을 적용하여 이암의 파괴강도에 대한 이방성을 살펴보았다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제22권4호
• /
• pp.11-19
• /
• 2006

1990년대 이후로 양방향 재하시험(Bi-directional pile load test)은 기존 재하시험 방법에 대한 장점으로 인해 최근 여러 나라에서 그 사용이 증가하고 있다. 그러나 양방향재하시험은 두부재하시험과 상이한 재하기구를 따르므로 실제 구조물의 거동, 특히 말뚝 두부에서의 하중-변위 거동에 있어 실제와 다른 결과를 줄 우려가 있다. 따라서 본 논문에서는 동일한 형상과 지반조건을 갖는 두 본의 말뚝에 대해 한 본은 두부재하 방식으로, 한 본은 선단부 양방향 재하방식으로 정재하시험을 수행하였으며, 이 때 말뚝 깊이별로 변형률계를 부착하여 말뚝의 하중-전이 기구를 분석하였다. 변형률계 분석으로 구한 말뚝의 깊이별 하중 전이 함수의 모양은 시험방법에 따른 큰 차이를 보이지 않았으나, 양방향 재하시험을 이용하여 기존의 방법으로 추정한 말뚝두부 변위는 두부재하시험으로 구한 변위에 비해 사용하중하에서 1/2 미만인 것으로 나타났다. 양방향 재하시험 결과를 이용하여 보다 정확한 하중-변위곡선을 예측하기 위해 말뚝의 탄성압축량을 고려하는 간단한 방법을 제안하였다. 또한 양방향 재하시험시 변형률계 계측자료를 이용하여 두부재하시험 곡선과 거의 동일한 하중-변위 곡선을 예측할 수 있었다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제26권2호
• /
• pp.23-32
• /
• 2010

본 연구는 특별히 물과 관련된 실트질 계열의 경량기포혼합토(기포슬러리밀도 10kN/$m^3$ 대상)의 특성변화를 알아보기 위해 수행되었다. 일축압축강도, 투수계수, 모관상승고 등에 대한 연구가 이루어졌으며, 이들 연구를 뒷받침할 수 있는 경량기포혼합토의 미세구조에 대한 연구도 아울러 진행되었다. 사진을 통한 미세 구조 분석 결과 경량기포혼합토 내의 기포는 다양한 크기로 존재하며, 위치별 기포의 분포는 거의 일정한 것으로 밝혀졌다. 또한 기포 안에 아주 많은 미세한 공극들이 존재하여 물에 의해 경량기포혼합토가 포화상태에 가까이 도달될 수 있음이 밝혀졌다. 이미지를 이용한 간극률 산정도 같이 이루어졌다. 일축압축강도 시험 결과, 물에 의한 극한강도 값의 변화는 없으나 응력-변형거동에는 영향을 주는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 투수계수는 평균 $4.857{\times}10^{-6}cm/sec$로 점토보다는 약간 큰 값을 갖는 것으로 나타났다. 경량기포혼합토의 모관상승은 시험초기부터 100분 이내에는 가파르게 진행되고, 그 이후 경과시간에 따라 상승속도가 점진적으로 완만하게 진행됨을 알 수 있다. 모관상승은 곧 재료의 단위중량 증가를 유발하므로 경량기포혼합토의 설계와 유지관리 시 각별한 주의가 요구된다.