• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제22권5호
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• pp.515-528
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• 2020

통상적으로 콘크리트 지하 구조물은 수십 년 이상 사용할 수 있도록 설계되지만 최근 들어 구조물 중 상당수가 당초의 기대 수명에 근접하고 있는 실정이다. 그 결과 구조물 고유의 기능이 상실되고 다양한 문제가 야기될 수 있어 신속한점검과 보수가 요구되고 있다. 이를 위해 지금까지는 지하 구조물 유지관리를 위하여 인력 기반의 점검과 보수가 진행되었으나 최근에는 인공지능과 영상 기술의 융합을 통한 객관적인 점검 기술 개발이 활발하게 이루어지고 있다. 특히 딥러닝을 활용한 영상 인식 기술을 적용하여 지도학습 기반의 콘크리트 균열 탐지 알고리즘 개발에 관한 연구가 다양하게 진행되고 있다. 이러한 연구들은 대부분 지도학습 형태 영상 인식 기술로 많은 양의 데이터를 바탕으로 개발이 되는데, 그 중에도 많은 수의 라벨 영상(Label image)이 요구된다. 이를 확보하기 위해서는 현실적으로 많은 시간과 노동력이 필요한 실정이다. 본 논문에서는 이와 같은 문제를 개선하고자 적대적 학습 기법을 적용하여 균열 영역 탐지 정확도를 평균적으로 0.25% 향상시키는 방법을 기술하고자 한다. 이 적대적 학습은 분할(Segmentation) 신경망과 판별자(Discriminator) 신경망으로 구성되어 있고, 가상의 라벨 영상을 경쟁적인 구조로 생성하여 인식 성능을 높이는 알고리즘이다. 본 논문에서는 이 같은 방법을 활용하여 효율적인 심층 신경망 학습 방법을 제시하였고, 향후에 정확한 균열 탐지에 활용될 것으로 기대한다.

• 비파괴검사학회지
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• 제21권2호
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• pp.182-188
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• 2001

대부분의 실제구조물은 인장과 진동 등이 동시에 작용하는 복합하중 상태가 되며 이러한 환경에서 물체의 거동을 해석하는 것이 중요하다. 이 논문에서는 x축에 대해 $45^{\circ}$ 결함이 있는 평판이 하중을 받고 있을 때, 진동 특성을 시간평균 electro speckle pattern interferometry(ESPI)를 이용하여 해석하였다. 결함이 있는 박판 시험편에 인장력을 증가하면서 물체의 고유진동수 변화와 모드의 형태 변화를 동시에 관찰하였다. 실험결과에서 결함은 저차모드에서는 진동모드에 영향을 주지 않았으나, 고차모드에서는 진동모드에 변화를 주었으며, 특정 진동모드에서 결함의 영향으로 현저하게 고유주파수가 낮아지는 경향을 보였다. 또한 실험결과는 유한요소해석과 비교하여 주파수 비교에서는 5% 이내의 오차율을 보였으며, 진동모드 비교에서는 완전히 일치하였다.

• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 한국방재학회 2011년도 정기 학술발표대회
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• pp.166-166
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• 2011

한국건설기술연구원내에 세계 최초로 UHPC(초고성능 콘크리트)를 활용한 보도사장교를 설계 및 시공하여 공용중이다. 초고성능 콘크리트(UHPC, Ultra High Performance Concrete)는 기존의 콘크리트의 단점을 극복하기 위하여 강섬유 및 혼화재료를 사용하여 고강도화와 더불어 인장강도, 휨강도, 균열에 대한 저항성, 전단강도 및 내충격성을 대폭 개선시켜서 구조부재의 연성 및 강도를 확보하기 위해 개발된 것으로서 한국건설기술연구원이 독자적 연구를 바탕으로 UHPC를 개발하였고, KICT-UHPC의 특성을 충분히 반영한 보도사장교를 한국건설기술원내에 실구조물로 시공하였다. 한국건설기술연구원내 본관 1, 2동 연결 보도사장교(SUPER BRIDGE 1)의 진동실험을 통해 UHPC 보도사장교의 동특성(고유진동수 및 모드형상)을 평가하였다. 대상교량에는 보도사장교의 캔틸레버 구조 특성에 의해 발생하는 진동을 제어하기 위한 질량 264kg의 난간형 수직진동제어장치(TMD) 4대가 설치되어 있으며, 부가질량의 운동을 기계적으로 구속하거나 구속을 해제하여 TMD의 작동을 켜거나 끌 수 있도록 되어있다. TMD의 가동 및 정지시 동특성을 비교하는 정밀한 검증 실험을 통하여 TMD 설치에 의한 동특성의 변화도 평가하였다. 가진망치에 의한 충격실험으로부터 획득한 가속도 시간이력 데이터와 가진망치의 가진력 시간이력 데이터를 사용하여 주파수응답함수(FRF, frequency response function)를 계산하고, 이로부터 Super Bridge I의 동적모드형상과 고유진동수를 추출하였다. 1차 모드의 고유진동수는 TMD 정지시 2.2949 Hz, TMD 작동시 2.0996 Hz로서 8%정도 감소하였다. 충격해머에 의한 가진 실험을 통해 세계 최초로 시공한 UHPC 보도사장교의 진동특성과 관련한 신뢰성 있는 자료를 확보할 수 있었다.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제13권5호
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• pp.400-408
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• 2003

This paper investigates the vibration characteristics of steam generator (SG) U-tubes with defect. The operating SG shell-side flow field conditions for determining the fluidelastic instability parameters such as added mass are obtained from three-dimensional SG flow calculation. Modal analyses are performed for the U-tubes either with axial or circumferential flaw with different sizes. Special emphases are on the effects of flaw orientation and size on the modal and instability characteristics of tubes, which are expressed in terms of the natural frequency, corresponding mode shape and stability ratio. Also, addressed is the effect of the internal pressure on the vibration characteristics of the tube.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.336-343
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• 2004

This paper reports the first known free vibration data for thin rectangular plates with V-notches. The classical Ritz method is employed with two sets of admissible functions assumed for the transverse vibratory displacements. These sets include (1) mathematically complete algebraic-trigonometric polynomials which guarantee convergence to exact frequencies as sufficient terms are retained, and (2) corner functions which account for the bending moment singularities at the sharp reentrant corner of the Y-notch. Extensive convergence studies summarized herein confirm that the corner functions substantially enhance the convergence and accuracy of nondirectional frequencies for rectangular plates having the V-notch. In this paper, accurate frequencies and normalized contours of vibratory transverse displacement are presented for various notched plates, so that the effect of corner stress singularities may be understood.

• 한국정밀공학회지
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• 제20권7호
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• pp.193-200
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• 2003

The energy release rate for an interface crack in pseudo-isotropic dissimilar materials was obtained by the eigenfunction expansion method using the two-term William's type complex stress function. The complex stress function for pseudo-isotropic materials must be different from that for anisotropic materials. The energy release rate for an interface crack in pseudo-isotropic dissimilar materials was analyzed numerically by RWCIM. The results obtained were verified by comparing the other worker's results and discussed.

• 한국소음진동공학회논문집
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• 제25권11호
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• pp.764-770
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• 2015

A crack identification method using an equivalent bending stiffness and natural frequency for cracked beam is presented. Modal properties of cantilever beam with a tip mass is identified by applying the boundary conditions to a general solution. An equivalent bending stiffness for cracked beam based on an energy method is used to identify natural frequencies of cantilever thin-walled pipe with a tip mass, which has a through-the-thickness crack, subjected to bending. The identified natural frequencies of the cracked beam are used in constructing training patterns of neural networks. Then crack location and size are identified using a committee of the neural networks. Crack detection was carried out for an example beam using the proposed method, and the identified crack locations and sizes agree reasonably well with the exact values.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제3권4호
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• pp.205-214
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• 1999

구조물의 동특성(고유진동수, 감쇠, 모드형상 등)의 변화는 구조물의 안전도를 평가할 수 있는 한 방법이다. 본 연구에서 콘크리트 세그먼트의 웨브 부분에 상당히 많은 균열이 진전되고 있는 상태의 Post-Tensioned Segmental 콘크리트 교량의 안전도 평가를 시도하였다. 안전도 평가를 위한 근간 데이터로 1986년 측정했던 데이터와 2차원 유한요소해석에서 얻은 결과값을 사용했다. 손상의 정도와 손상의 위치를 보다 정확히 찾아내기 위한 기술 중의 한 방법으로 Modal Test를 이용하였다. 이 방법이 Post-Tensioned Segmental 콘크리트 교량에 적용되어 교량의 안전도를 분석 평가하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제16권5호
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• pp.117-127
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• 2000

터널 시공과 굴착과정에서 파쇄대, 절리, 연약대, 균열 등 암반에서의 불연속면은 중요한 역할을 한다. 본 연구에서는 지반 고유의 특징인 불확실성에 의한 터널 설계와 시공 과정에서 겪는 많은 시행오차를 최소화하기 위해서 국내의 터널 붕락 현장의 지반조사 자료를 분석하여 터널 붕락 유형 및 규모를 제시할수 있는 Geo-predict 시스템을 개발하였다. Geo-predict 시스템은 총 104개 터널 붕괴/붕락자료(국외84개, 국내20개)를 분석한 자료를 테이터베이스로 인공신경망 학습을 토해서 터널 붕괴 형태와 규모를 추론하는 시스템이다. 본 논문에서는 Geo-predict의 개발과정 및 구성.기능을 소개하였으며 104개 터널 현장 자료를 지반조건별로 분석하고 이를 데이터베이스화하여 인공신경함을 이용한 추론 시스탬을 구축하고, 2개 고속전철 터널현장과 1개 지하철 시공현장에 적용성 평가를 실시하여, 터널의 붕락 가능 및 붕락 규모를 추론하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제27권6호
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• pp.182-192
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• 2023

본 연구에서는 동적 횡하중을 받는 조적 담장의 내진성능 향상을 위한 ECC(Engineered Cementitious Composite) 자켓의 효과를 실험적으로 검증하였다. 첫째로, 임팩트 해머 시험을 통해 비보강과 ECC로 보강된 조적 담장의 고유진동수와 모드 감쇠비, 변형 형상을 식별하여, 940mm의 비보강 조적담장과 970mm의 ECC 보강 담장이 각각 6.4, 35.3Hz의 고유진동수와 7.0, 5.3%의 감쇠비를 가지는 것을 확인하였다. 둘째로, 진동대를 사용하여 면외방향에 대한 지진파 실험을 수행하였고, El Centro(1940) 지진파를 25%부터 300%까지 스케일링하여 적용하였다. 비보강 조적담장의 경우, 50% 지진하중에서 벽돌과 줄눈 경계에 휨균열이 발생하였고, 다시 30%로 스케일링된 지반운동에서 면외방향으로 전도파괴되었다. 반면에 ECC로 보강된 조적담장은 300%의 지진하중에서도 균열이나 손상 없이 강건한 성능을 유지하였다. 마지막으로, 25~300%의 지반운동에 의한 비보강과 ECC 보강 조적담장의 밑면전단력과 설계기준에 따른 밑면전단력을 비교 및 평가하였다. 그 결과, 재현주기 1,000년의 지진에 대해 비보강 조적담장이 붕괴될 위험이 있는 데 반해, ECC 보강 담장은 4,800년 주기의 지진에도 안전한 것으로 추정되었다.