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남한 남동부 양산단층대와 울산단층대의 고지진 연구와 최대 지진 규모 평가 (Paleoseismological Study and Evaluation of Maximum Earthquake Magnitude along the Yangsan and Ulsan Fault Zones in the Southeastern Part of Korea)

  • 경재복
    • 지구물리와물리탐사
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    • 제13권3호
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    • pp.187-197
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    • 2010
  • 우리나라의 단층에 대한 고지진학적 연구는 1994년 이후 양산단층과 울산단층대를 따라 본격적으로 시작되었다. 양산단층대의 경우, 평해, 유계, 언양-통도사 등에서 부분적으로 고지진 활동을 나타내지만, 울산단층대의 경우 단층의 북부와 남부 일부를 제외하고 전 구간에서 단층운동 기록이 나타난다. 고지진에 의한 단층운동의 이력을 보면 양산단층의 경우 유계지역 일부를 제외하고 주로 20여만년 이전 기록이 대부분이다. 한편, 울산단층의 경우 운동 시기는 30만년 전 이후 수천년 전까지로 매우 최신까지의 기록이 나타나, 양산단층보다 최근까지 활동해오고 있음을 알 수 있다. 단층운동의 특성은 양산단층은 주로 우수주향이동이 우세하며, 울산단층은 역단층운동이 우세하였다. 이는 이 지역 일대에서 최근 발생하고 있는 지진들의 단층운동 감각과 유사함을 보인다. 평균변위율을 통해 단층의 활동도를 평가하는 일본의 경우에 대비할 경우, 양산단층의 평균변위율인 0.1~0.04 m/ka은 C 등급에 해당하며, 울산단층대의 평균변위율인 0.2~0.06 m/ka는 B-C 경계 등급에 해당한다. 각 단층대의 일부 구간에서 외국의 최대변위-규모 경험식에 기초하여 구한 최대 지진규모는 양산단층대의 유계단층에서는 평균 6.8, 울산단층대의 갈곡단층에서는 7.0의 값을 얻었다. 앞으로 이들 단층대의 분절화, 역사지진과의 관계 등 많은 해결과제가 남아있다.

암반비탈면 활동에 의한 도로 융기현상 사례 연구 및 실시간 모니터링을 이용한 대책공법 검증 (A Case Study of Road Upheaval caused by Slope Movement, and Verification of Reinforcement using Real-Time Monitoring)

  • 이종현;구호본;김승현;김승희
    • 지질공학
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    • 제21권3호
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    • pp.221-230
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    • 2011
  • 암반비탈면의 활동에 의해 전방 도로부에 융기현상이 발생되었다. 국내의 대다수 비탈면은 암반으로 구성되어 있으므로 연구지역과 같이 암반비탈면 활동에 의한 도로 융기현상을 관찰하기는 쉽지 않다. 본 연구를 통해 구성암 풍화와 지질학적 약대 형성이 진행된 암반비탈면은 불연속면을 따른 기하학적인 붕괴보다는 전체 구성암의 원호활동 지배를 더 크게 받을 수 있음을 파악하였다. 또한, 수치해석을 통해 편암 등 이방성이 강한 암석이나 특정 방향의 불연속면이 비탈면의 안정성에 영향을 미칠 경우에는 연속체 해석에 편재절리모델을 혼합하여 해석을 수행하는 것이 암반비탈면의 연속체 해석 수행에 매우 유용함을 확인하였다. 현장조사와 안정해석 결과를 근거로 본 비탈면의 안정화를 위해 계단식옹벽과 앵커공법을 제안하였으며, 보강 완료 후에는 계측기를 설치하여 실시간 모니터링을 통해 적용 대책공법의 효과를 검증하였다.

전토양(田土壤)의 지력유지(地力維持)와 농지보전(農地保全) (Soil Conservation and Maintenance of Fertility on Upland Soils)

  • 오왕근;류인수;안연우
    • 한국토양비료학회지
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    • 제6권1호
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    • pp.53-60
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    • 1973
  • 우리나라의 밭, 특(特)히 경사지(傾斜地)에 위치(位置)한 신개간지(新開墾地)는 비옥도(肥沃度)가 낮은데 인산(燐酸)을 함유(含有)한 용성인비(熔成燐肥)를 다량전면시비(多量全面施肥)하고 나서 분행법(憤行法)에 따라 비료(肥料)3요소(要素)를 시비(施肥)하고 작물(作物)을 재배(栽培)하면 개간초년(開墾初年)부터 상당(相當)한 수획(收獲)을 거두는 동시(同時), 토양(土壤)을 빨리 비옥(肥沃)하게 할 수 있다. 위의 방법(方法)에 의(依)하여 토양(土壤)의 인산비옥도(燐酸肥沃度)를 높이면 퇴비(堆肥)가 제한(制限)된 조건하(條件下)에서도 척박한 땅의 개간재배(開墾栽培)가 가능(可能)할 것이다. 우리나라 우기(雨期)는 6월(月)에서 9월(月)까지 이기 때문에 이 동안에 밭에 작물(作物)이 있도록 작부체계(作付體系)를 갖추는 동시(同時), 지표면(地表面)이 완전(完全)히 덮히도록 잘 비배(肥培)할 것이며, 만약(萬若) 그렇지 못할 경우(境遇)는 짚을 10a 당(當) 200kg 가량을 고루 뿌려 지표면(地表面)에 떨어지는 우적(雨適)의 강도(强度)를 낮추어야 한다. 동시(同時)에 경사도(傾斜度) 5도(度)까지는 등고선재배(等高線栽培), 5도이상(度以上) 15도이하(度以下)까지는 승수구설치재배(承水溝設置栽培), 보릿짚 피복(被覆), 대상재배(帶狀栽培), 간혼작재배(間混作栽培) 및 토양보전작물재배(土壤保全作物栽培), 15도이상(度以上)에서는 계단식개간재배(階段式開墾栽培)를 해야 할 것이다.

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사장교형식 보도교의 보행진동제어를 위한 TMD 적용 (Application of Tuned Mass Damper to Suppress Man-Induced Vibrations of Cable Stayed Foot-bridge)

  • 김윤석;이승우;김재민;장성규
    • 한국방재학회:학술대회논문집
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    • 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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    • pp.74-74
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    • 2011
  • 본 연구에서는 중앙경간 54m, 교폭 4m의 사장교형식의 보도교로 측경간은 계단으로 이루어진 1경간 케이블교량을 대상으로 보행하중에 의한 수직진동을 제어하기 위해 제진장치(TMD)를 적용하기로 하고 실물 TMD의 설계 및 제작 그리고 설치 및 제어성능실험을 수행하였다. 우선 사장교형식의 교량. 그리고 1경간 교량이라는 점에서 상대적으로 감쇠율이 낮을 것으로 예측되었고 또한 54m의 경간장이 보행자가 가진 주파수에 근접한 고유진동수를 나타낼 것으로 사료되어 Eurocode 2 part 2(EC5-2)의 규준에 따라 1인 및 다수 보행하중에 의한 보도교의 발생가속도를 산출하였다. 이 경우 최대가속도는 다수의 보행자가 연속적으로 진행할 때 발생하였으며, 수직방향의 가속도가 사용성기준을 초과하는 것으로 나타났다. 또한 구조해석프로그램에 의한 고유치 해석결과, 보행하중의 주파수대역내에 진동모드가 존재하는 것으로 나타났다. 따라서 본 교량의 설계단계에 있어서 보행진동을 제어하기 위하여 유지관리가 용이한 수동형의 동조질량감쇠장치(Tuned Mass Damper)를 적용하기로 하였으며 TMD의 설계에서는 TMD의 제어목표를 만족시킬 수 있는 TMD의 가동질량(moving mass)을 우선적으로 결정하였고, 이로부터 Den Hartog의 제안식에 따라 TMD의 고유진동수비, 유효감쇠비를 산정하였다. 산정된 변수들을 이용하여 설계된 TMD는 현장설치 및 튜닝의 편의성을 고려하여 수평 외팔보형식으로 설계, 제작되었으며 제작된 TMD의 경우 회전축에 대해 질량, 스프링, 댐퍼의 중심거리를 조정함으로써 TMD의 진동수, 강성, 감쇠력을 상대적으로 매우 용이하게 조절할 수 있으며, 조정범위 또한 광범위하여 일반 TMD에 비해 현장설치시 대상구조물에 동조시키기가 용이하며, 작동시 마찰감쇠가 거의 없다는 장점이 있다. 현장설치전에 제작된 TMD를 대상으로 자유진동 시험을 통하여 질량의 중심거리, 스프링 크기 그리고 댐퍼의 설치유무를 각각 변화시키며 TMD의 자유진동 데이터를 취득하였다. 각각의 시험에서 얻어진 데이터로부터 스펙트럼해석을 통하여 고유진동수를 구하였고, 자유진동 파형으로 부터 감쇠비를 구하였다. TMD는 일반적으로 제어모드의 변형형상이 가장 큰 곳에 설치되었을 때 최대의 제진효과를 발휘할 수 있다. 그러나 현장여건상 설치가 불가능하거나 미관을 해치는 경우에는 가능한 범위 내에서 TMD 제어효율이 가장 크게 발휘할 수 있는 곳을 선택하여야 한다. 본 보도교의 경우, 중앙경간 중심부에서 가장 큰 모드변형형상을 나타내지만, 보도교의 상판 연결부 등에 따른 TMD 시공문제로 인하여 TMD 설치위치는 교량 중앙에서 양 방향으로 1.25m 떨어진 곳에 대칭으로 총 2기를 설치하기로 하였다. 일반적으로 TMD의 모든 설계변수는 구조물의 설계단계에서 수행된 구조해석결과에 근거하여 설정하므로 완공된 구조물, 즉 실제보도교의 동적특성을 계측하여 정확하게 진동수를 튜닝하여야 한다. 구조해석에 의한 보도교의 수직방향(TMD 작동방향) 고유진동수는 1.5225 Hz이며, 감쇠비는 규준에 의하여 0.6 %로 가정하였다. 그러나 이 값들은 구조해석모델 및 재료적 특성과 시공상의 오차에 의하여 실제와 다를 수 있으므로 현장계측에 의한 확인이 요구된다. 또한 TMD의 제진효율이 설계시의 목표대로 확보되었는지도 확인해야 하므로 현장튜닝 및 성능시험을 실시하였다. 보도교의 가진은 사전에 실시한 상시 미진동계측결과를 토대로 2Hz를 목표로 하여 인력가진실험을 수행하였고, 탁월진동 주파수는 1.9896Hz로 나타나 구조해석결과와 오차가 있음을 알 수 있다. 가진실험결과를 토대로 TMD의 진동수를 최적진동수비로 튜닝하고 인력가진 실험을 다시 실시하여 TMD의 진동제어성능을 검토하였다. TMD 튜닝 전, 후의 보도교 감쇠비를 비교한 결과, TMD를 설치함으로써 약 4.218%의 감쇠비 증가가 있음을 알 수 있다.

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지능적 족형 보행 재활 보조 로봇의 개발 (Development of an Intelligent Legged Walking Rehabilitation Robot)

  • 김현;김정엽
    • 대한기계학회논문집A
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    • 제41권9호
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    • pp.825-837
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    • 2017
  • 본 논문에서는 하지 보행 장애를 가진 환자가 사용하는 크러치에 로봇 기술이 적용된 새로운 타입의 착용식 족형 보행 재활 로봇에 대해 서술하였다. 개발된 로봇의 주된 특징은 크게 세 가지로 나뉜다. 첫 번째, 착용 방식의 특징으로서, 팔꿈치에 착용하여 환자를 보조하는 엘보 크러치와 달리 환자의 가슴부에 족형 로봇을 착용함으로써 보행 시 넓은 가슴 면적으로부터 하중을 분산시키고 팔에 작용하는 집중 하중을 제거하였으며, 팔과 손의 움직임을 자유롭게 하였다. 두 번째, 사용자의 보행 의지를 파악하는 방법으로서, 족형 로봇의 발에 부착된 3축 힘센서를 이용하여 지면 반발력의 크기와 방향으로부터 사용자의 보행의도를 추정하는 알고리즘을 제안하였고 이에 따라 가슴 착용형 로봇을 보행시켰다. 마지막으로, 계단 보행을 위한 근력 강화 방법으로서, 둔턱을 오르내리는 근력 훈련이 가능하도록 바닥 높낮이에 따라 상하 운동 궤적이 변화할 수 있는 둔턱 보행 기능을 구현하였다. 최종적으로 개발된 로봇이 보행 의도를 인지하고 로봇 다리로부터 보행 보조를 효과적으로 수행할 수 있다는 것을 실험을 통하여 확인하였고, 하지 근전도 측정을 통하여 보행 시 로봇이 하지 근력을 보조하는 성능을 정량적으로 검증하였다.

미래학교 조성을 위한 중학교 공간사용 실태 분석 연구 - 학생중심 공간 재구조화를 중심으로 - (A Study on the Actual Condition of Middle School Space Usage For Future School - Focused on the Reorganization of Student-Oriented School Space -)

  • 김경숙
    • 교육녹색환경연구
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    • 제19권4호
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    • pp.26-39
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    • 2020
  • 본 연구는 중학교 교육 공간에 대한 사용자인 학생들의 이용 특성과 요구 공간에 대한 내용을 분석하였으며 다음과 같은 결과가 도출되었다. 첫째, 학습능력 향상에 도움이 되는 수업 방식으로 강의식 수업, 팀 프로젝트 및 4인 토의·토론수업 등 학생의 특성에 따라 다양한 수업 방식이 필요함을 알 수 있었다. 둘째, 쉬는 시간대 공간 사용 장소와 친구 관계형성 장소를 보면 대부분 교실과 복도에서 이루어지고 있었으며, 친구의 그룹 구성도 3~8명이 다수이나 그 이상의 경우도 다양하게 구성되어 활동하고 있음을 알 수 있었다. 셋째, 학급교실에서 가깝게 위치해야 할 공간으로 건물 중심에 체육관, 도서관, 화장실, 계단, 식당, 보건실, 교무실 등이 나타났으며 이를 통해 학교 공간이 균형 있게 배치될 필요성이 있음을 알 수 있었다. 넷째, 현재의 시설 외의 학습활동에 도움이 될 수 있는 시설로 체육(무용)실, 시청각실(공연실), 공작실(개인 창작), 매점, 휴게 공간, 실내 넓은 광장, 스터디룸이 필요한 것으로 나타났다. 이를 통해 기존의 교과 기반 교실 배치 및 공간 구성 형식은 교수·학습 방법, 쉬는 시간 공간사용, 어울리는 친구의 규모, 가깝게 위치해야 하는 공간의 선호도 등을 고려한 학교 교육 공간 재구조화가 필요함을 알 수 있다.

경희궁 별원(別苑) 함춘원의 실지(實地) 경역 고찰 (A Study of the Impractical Area and Boundary of an Outer Royal Garden "Hamchunwon" Attached to Gyeonghuigung Palace)

  • 정우진;홍현도;소현수
    • 한국전통조경학회지
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    • 제40권1호
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    • pp.26-42
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    • 2022
  • 본 연구는 러시아공사관 부지 이전에 존재하던 경희궁 별원 함춘원의 경역과 본래의 외곽 경계를 고찰한 것이다. 연구의 결과는 다음과 같다. 첫째, 러시아공사관 부지확보 및 신관 건립을 위해 작성된 3종의 도면을 살펴보면, 부지 내부에 함춘원의 원지형으로 보이는 2개의 낮은 봉우리가 남북 방향으로 존재했음이 확인된다. 공사관의 초기 계획안에는 출입문이 북서쪽 새문안로와 연결되는 것으로 나타난다. 그런데 러시아 임시공사 베베르가 공사관 부지를 매입할 당시의 보고서에는 이미 좁은 출입구와 흙길이 있어 새문안로와 통했던 것으로 기록되어 있다. 이러한 점은 공사관의 출입문으로 계획한 부지 북서쪽에 함춘원으로 진입할 수 있는 관리 동선과 원문(苑門)이 위치했음을 알게 해준다. 둘째, 공사관의 건립 당시 높은 언덕 상부를 절토하여 대지가 조성되었고 그 결과 2단의 계단식 지형이 만들어졌다. 본관 및 서기관동 등이 세워진 지반은 가장 높은 봉우리를 깎아 평평하게 다짐하여 만들어졌고 이때 다량의 토량이 정지작업에 사용되었다. 본관 북쪽 영역의 경우도, 산지를 깎아 평평하게 지형을 고른 흔적이 역력하고, 조망이 수월한 물리적 환경을 활용하여 산책로와 정자가 있는 전망형 정원이 조성되었다. 이는 궁궐이 내려다보이는 높은 지형에 민간의 조망을 막기 위해 별원을 조성했던 지형 조건과 상통한 이용으로 볼 수 있다. 셋째, 미국, 영국, 러시아공사관 주변의 공간 변화를 보여주는 1880~1890년대의 사진에 함춘원 담장이 부분적으로 노출되어 있다. 사진분석 결과 함춘원은 러시아공사관 부지 북측 영역을 차지하고 있으며, 공사관의 북쪽, 서쪽, 동쪽 담장이 함춘원의 담장과 근사했던 것으로 추정된다. 러시아공사관 남쪽 영역은 본래 민간의 가옥이 있던 곳으로서, 여러 자료에서 수십 채의 민가와 농경지를 매입한 정황을 살필 수 있었다. 넷째, 광해군 연간 경덕궁의 별원으로 조성된 함춘원은 경복궁 중건 때 경희궁의 전각을 뜯어서 공사 부재로 사용하면서 별원으로서의 장소성을 상실했으며, 1885년경 러시아에 매각됨으로써 멸실되었다. 함춘원이 있던 경역은 신관의 건립 뒤로 주요 건물과 정원이 있는 러시아공사관의 핵심적 공간으로 변용되었다. 따라서 러시아공사관 북측 영역에 한정된 함춘원은 1897년 이후 조영된 경운궁 및 선원전과 시간적, 공간적 맥락이 닿아 있지 않으며, 선원전의 배후림 또는 배경림으로 보는 시각도 타당하지 않은 것으로 판단된다.

전기저항식 워터마크센서기반 소형 관수장치의 토양 수분퍼텐셜 자동제어 효용성 평가 (Feasibility Test on Automatic Control of Soil Water Potential Using a Portable Irrigation Controller with an Electrical Resistance-based Watermark Sensor)

  • 김학진;노미영;이동훈;전상호;허승오;최진용;정선옥;이중용
    • 생물환경조절학회지
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    • 제20권2호
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    • pp.93-100
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    • 2011
  • 본 연구에서는 국내의 시설 내 작물재배에 적합한 자동관수 기술을 개발하기 위한 첫 단계로 전기저항의 변화원리를 이용하는 워터마크 센서를 장착한 소형 컨트롤러를 작물재배에 활용하여 자동관수기술의 효용성을 구명하고자 하였다. 이를 위해 비닐하우스 내에 다른 토성을 갖는 토양을 격리베드에 인공적으로 조성한 후 토마토를 정식하여 수분퍼텐셜을 -20kPa 수준으로 자동으로 조절하면서 재배하였다. 점적관수에 따른 토양 내 깊이별 수분변화는 Sentek 축전형 수분센서를 이용하여 측정하였다. 워터마크센서를 이용한 수분퍼텐셜 제어성능은 (-)20kPa 수준부근에서 유지되지 않고 반복적으로 0~(-)20kPa 대역에서 높은 변화 값을 나타내어 안정적이지 못한 것으로 나타났다. 특히, 물 공급은 관수시마다 약 50~60분 비교적 긴 시간동안 진행되어 수분공급이 과잉되는 문제가 나타났으며 건조시에도 수분퍼텐셜의 변화가 계단응답 반응의 형태로 변하는 불량한 측정해상도를 나타내었다. 이러한 문제는 워터마크센서의 토양과 전극 접촉형태가 다공컵식 수분장력계에 비해 수분값에 연속적으로 반응할 수 없는 구조이기 때문인 것으로 판단하였다. 자동관수에 따른 토양종류별 수분변화는 그 기울기가 토성별로 서로 달랐으며 양질사토의 경우 수분함량의 변화정도가 가장 높았다. 수분함량의 변화속도는 낮과 밤의 경우 시간에 따른 변화율이 달라서 변곡선의 형태를 나타내었다. 이러한 이유는 낮과 밤의 일교차와 태양광 유무에 의하여 수분증발량 차이가 발생하였기 때문인 것으로 판단하였다. 직물에서 20cm 떨어진 지점의 깊이별 수분함량은 작물에 인접한 위치와 비교하였을 때 세가지 토양 모두 관수에 의한 변화정도는 미미하여 직물에 인접한 곳만 수분공급이 효율적으로 이루어지는 것을 확인하였다. 추후 연구에서 양질사토 베드에서 관찰된 토마토 생육 불량 문제 개선과 관수멈춤 시간을 적용하여 물공급의 과잉 문제를 해결하는 보완실험이 요구되었다.