• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제24권2호
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• pp.78-85
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• 2020

숏크리트용 콘크리트는 일반적으로 1종 보통 포틀랜드시멘트(이하 OPC)를 100% 사용한 레미콘 제품에 현장에서 별도로 숏크리트용 급결제를 약 5% 혼합하는 방식으로 사용된다. 본 연구에서는 국내에서 사용률이 높은 시멘트 광물계 급결제(calcium aluminate)를 사용한 숏크리트용 결합재로서 OPC의 분말도 및 SO₃ 함량이 모르타르 관입저항 및 압축강도, 페이스트 수화물 및 공극구조에 미치는 영향을 시험 및 분석하여 재령별 수화물의 생성량과 공극구조가 숏크리트의 모르타르 성능에 미치는 영향을 파악하였다. 향후 숏크리트용 결합재로서 최적화된 OPC를 제조하는데 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권3호
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• pp.23-31
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• 2003

지난 반세기 동안 검측공 탄성파시험은 시험 장비 및 그 배치에 따라 크로스홀, 다운홀, 서스펜션로깅과 같은 시험으로 발전하였다. 이런 현장시험은 장비와 시험기법이 꾸준히 개선되어 지반 및 지진공학 분야의 부지특성규명에 매우 값진 기술이 되었다. 그러나 이 기술은, 공학적 의의와 중요성에도 불구하고, 표준관입 시험처럼 실무에 보편적으로 적용되지 못하고 있다. 그 이유는 장비가 복잡 정교할 뿐만 아니라, 사용하기 어렵고 비싸기 때문이다. 이 연구에서는 경제적이고 실용적인 지반의 동적물성치 계측 기술 개발을 목표로 하여 인홀 시험법을 연구하였다. 이 연구에서 개발한 인홀장비 시작품은 NX 크기의 검측공에 사용하고 맨손으로 다룰 정도로 작고 가볍다. 이 장비의 발진장치는 여러 현장에서 크로스홀시험을 통하여 그 성능을 검증하였고 꾸준히 개선되고 있다. 세 현장에서 인홀시험을 수행하고 그 결과를 크로스홀시험 결과와 비교하여 타당성을 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제29권5호
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• pp.356-366
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• 2019

다양한 TBM 성능 예측 모델이 개발되었기만 대부분 관입율 예측에 한정되어 있다. 일부 모델들이 수식과 그래프를 이용하여 TBM 가동율을 추정하는 방법을 제시하기도 하지만, TBM 가동율에 대한 연구는 매우 드문 편이다. TBM 가동율은 TBM 장비의 종류, 운영, 유지보수, 지질 조건, 시공자의 경험 등에 영향을 받는다. 본 연구에서는 100여개 이상의 사례 분석을 통해서 TBM 가동율과 RMR, 암종 등의 지반 조건, TBM의 종류, 터널의 연장 및 직경 등과의 관계를 조사하였다. 단순 및 다중 회귀분석을 수행하여 TBM 가동율 예측모델을 개발하였다. 암종 등의 지반조건, TBM의 종류, 터널의 연장 및 직경 등을 설명 변수로 갖는 회귀모델은 낮은 상관계수를 나타내었다. RMR을 설명변수로 갖는 회귀모델이 더 높은 상관계수를 나타내었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제17권4호
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• pp.129-139
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• 2018

개별요소법은 입자형태의 재료를 다루는 분야에서 널리 사용되는 방법이다. 특히, 지반에서와 같이 변형이 크게 발생하는 특성을 지닌 재료의 경우에도 유용하게 사용할 수 있는 해석방법 중 하나이다. 본 연구에서는 개별요소법을 사용하여 지반을 생성하고 지반에 TBM 형상을 관입시킴으로써 굴진을 모사하고자 하였다. 해석에 사용된 TBM은 7.73m 직경의 토압식 쉴드 TBM을 사용하였으며 해석을 통해 굴진 성능을 예측할 수 있는 수치해석 모델을 검토하고자 하였다. 대상 모델의 스포크 개수는 8개이며, 커터헤드의 개구율은 약 21.31%이다. 또한, 커터헤드에는 52개 디스크 커터와 167개 커터비트가 굴착 도구로 장착되어 있으며, 커터헤드는 게이지 커터가 장착된 커터헤드 외주면이 굴곡진 세미돔 타입이다. 해석을 통해 커터헤드와 각각의 절삭 도구에 작용하는 반력과 저항 토크를 검토할 수 있었다. 또한 커터헤드 중심에서부터 거리에 따른 비교를 통해 커터헤드의 절삭 도구 위치별로 발생하는 반력과 토크를 검토하였다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제33권6호
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• pp.391-399
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• 2020

본 연구는 유한요소 해석모델을 이용해 아치 형상을 갖는 석션 상판의 거동을 분석하였다. 평판형 및 아치형 상판의 기본적인 구조성능에 대해 비교함으로써 아치형 상판의 이점을 설명하였다. 또한 아치형 상판의 기하 및 보강재 배치 변화에 따른 거동 변화를 비교하여 각 인자가 상판의 응력 및 변형에 미치는 영향을 조사하였다. 추가로 아치형 상판 가장자리의 경계조건 영향을 수치적으로 분석함으로써, 아치형 상판의 보강재 배치와 가물막이 벽체와의 상호거동 영향을 규명하고 이를 통해 보강형 아치형 상판의 구조설계의 기본 개념을 도출하였다. 평판형 상판과 달리 환형 보강재가 아치형 상판의 구조 거동을 확연히 개선시킬 수 있음을 확인하였으며, 방사 보강재의 역할은 상판 가장자리의 구속상태에 의존적이었다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제22권2호
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• pp.13-21
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• 2023

최근 지구온난화 등으로 인하여 지구의 평균해수면이 상승하는 추세이다. 삼면이 바다인 국내의 경우 연안침식이 초래되어 국토 손실 및 연안의 위험성을 높일 가능성이 있다. 미생물에 의한 탄산칼슘 형성(MICP) 기술은 미생물에 의한 탄산칼슘침강 기술이며, 지반의 강성과 강도를 증진시키는 친환경적 방법이다. 본 연구에서는 연안 침식 저감을 위하여 MICP 기술을 제안하였다. 연안 조건을 고려하여 용매로 해수를 사용하고 탈염수와 그 성능을 비교하였다. 탈염수와 해수 조건하에서 미생물에 의한 요소분해능을 조사하였다. 소일칼럼을 제작하여 MICP 처리된 모래의 강도 평가를 실시하였다. MICP 처리는 표면살포법에 의해 처리되었는데, 이러한 방식은 기존의 혼합 방식과 달라 전통적인 강도 평가 방식은 적절하지 않음을 확인하였다. 미세 구조 분석을 통해 다른 용매가 사용된 경우의 광물적 변화를 관측하였다. 실험 결과, 해수는 미생물에 의한 요소분해 반응을 느리게 만드는 것을 확인하였다. 표면 경화된 모래는 침관입시험을 통해 효과적으로 평가할 수 있었다. 이 연구에서는 해수를 용매로 사용하여도 탈염수 수준으로 충분히 MICP 기술 적용이 가능함을 확인하였다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제20권2호
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• pp.23-33
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• 2021

우리나라는 식량부족문제를 해결하고, 농업용수의 공급을 목적으로 많은 저수지의 건설이 이루어졌으나, 현재 75.6%에 달하는 저수지가 준공년도로부터 50년 이상 경과되어 노후화가 심각한 상태이다. 이러한 노후 저수지의 경우, 제체 내부에서의 세굴과 침식으로 인한 안정성이 매우 감소한 상태이며, 최근 이상기후로 인한 집중강우가 발생할 경우 노후 저수지가 붕괴되어 많은 재산 및 인명피해로 이어질 수 있다. 이에 따라 노후 저수지를 관리하는 각 기관에서는 보통 포틀랜드 시멘트를 주입재로 사용하여 그라우팅 공법을 적용하고 있다. 그러나 보통 포틀랜드 시멘트의 경우, 시간이 경과함에 따라 열화가 발생하여 누수가 다시 발생할 수 있고, 환경적으로도 천연자원의 소비 및 온실가스의 발생과 같은 문제가 있어 보통 포틀랜드 시멘트를 대체할 수 있는 새로운 재료 및 공법의 개발이 요구되고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 국내 산업기준을 만족하지 못해 재활용에 어려움을 겪고 있는 발전부산물을 활용하여 보통 포틀랜드 시멘트와 유사한 경화반응을 유도할 수 있도록 개발된 고화재를 노후 저수지의 그라우트재로 사용하였다. 이를 위해 실내시험을 통한 기본적인 성능 분석과 현장에서의 시험시공 후, 전기비저항탐사, 표준관입시험, 현장투수시험을 실시하고, 보강효과를 분석하였다. 연구결과, 발전부산물을 재활용한 그라우트재의 경우 압축강도는 2.9~3.2배, 변형계수는 2.3~3.3배 큰 값을 나타내어 강도적으로 우수하여 보통 포틀랜드 시멘트를 대체하여 사용이 가능한 것으로 분석되었다. 또한 현장에서의 표준관입시험 및 투수시험 결과, 제체의 N값은 1~2 상승하고, 투수계수는 8.9~42.5% 수준으로 감소하여 차수 측면에서도 충분한 보강효과를 나타내어 보통 포틀랜드 시멘트의 대체가 가능할 것으로 분석되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권1호
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• pp.183-195
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• 2018

최근 공동구 및 지하터널의 수요증가와 함께 수직구 굴착에 대한 연구의 필요성이 증가하고 있다. 공동구 연구단은 국토교통부 연구개발사업의 일환으로 '수직구 외주면 선행 굴착공법 및 장비'를 개발하였으며 현재 성능 검증 중에 있다. '수직구 외주면 선행 굴착공법'은 수직구 굴착 시 굴착면의 외주면을 먼저 굴착하고 굴착기 벽체를 관입시켜 연약지반의 히빙에 대한 지반의 안정성을 확보하는 공법이다. 이 연구에서는 원심모형실험을 통해 히빙을 모사하고 관내토의 유무에 따른 지반면의 히빙과 지반침하, 그리고 주변지반의 거동을 비교, 분석하였다. 분석 결과 관내토가 지반침하와 히빙의 발생을 충분히 억제하는 효과를 나타내는 것으로 파악되었으며, 수직구 외주면 선행 굴착공법이 히빙에 대한 지반의 안정성을 충분히 확보함을 확인할 수 있었다.

• 한국도로학회논문집
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• 제13권1호
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• pp.185-195
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• 2011

항공기 관련 사고는 많은 인명피해 및 물질적 손해가 크게 발생한다. 현재 국내 항공기 활주로 관련 사고는 전체 사고의 28%를 차지하고 있으며, 국제적으로 33%의 항공기 활주로 사고가 발생하였다. 이러한 사고를 예방하기 위하여 FAA에서는 규정에 미치지 못하는 활주로 종단안전구역에 과주방지 포장시스템의 설치를 의무화하고 있으며, 안전성 확보를 위하여 활주로 종단안전구역이 규정에 만족하더라도 과주방지 포장시스템의 설치를 권고하고 있다. 이러한 국제적 정세에 맞추어 국내에서도 과주방지 포장시스템에 대한 연구가 진행되고 있으며 과주방지 포장시스템의 국내 도입에 대한 절차도 이루어지고 있다. 이에 따라 본 연구에서는 과주방지 포장시스템에 대한 합리적인 성능평가를 하기위하여 FAA에서 사용하고 있는 ARRESTOR 프로그램과 3차원 비선형 동적해석이 가능한 LSDYNA를 이용하여 항공기의 활주로 과주에 따른 제동거리, 견인력, 수직력 및 관입량을 비교하였다. 해석 결과 제동거리는 비슷하게 해석되었고, 견인력 및 수직력은 다소 차이가 발생하였으나 경향은 비슷하게 도출되었다. 추후 다양한 항공기 조건 및 포장재료의 특징을 고려한 3차원 시뮬레이션 해석이 필요하며, 지속적인 시뮬레이션 해석 기법을 개발하여 보다 정확한 해석방법을 개발할 필요가 있다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제17권9호
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• pp.37-45
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• 2016

본 연구는 기존 차수 그라우팅공법에서 사용되는 규산질 물유리계(규산소다) 재료에 대해 환경성과 주입재 내구성 문제에 대한 문제점을 인식하여 이를 대체한 실리카졸(Silica-Sol)의 성능효과와 실리카졸을 사용한 공법의 현장 적용성을 분석함으로써 타공법 대비 효과를 비교 제시하였다. 환경성 내구성 평가와 관련 실내에서 주입재에 대한 어독성, 수중불분리 및 pH 농도 변화, 용출, 압축강도, 길이변화(수축량), 해수영향에 의한 약액 효능 분석 시험을 한 결과 실리카졸 공법은 물유리계인 LW 공법에 비해 압축강도는 약 1.3배 강하고 수축률은 3~8배 정도 적었으며, 토양오염에 영향을 줄 수 있는 유해성분(Cd, Cu, Hg, $Cr^{+6}$, 유기인)이 전혀 없는 것으로 나타났다. 특히 어독성의 경우 수조 내 물의 pH 농도 변화가 거의 없이 공시어 또한 모두 장시간 생존하는 것을 확인할 수 있었다. 또한, 해수 염분에 의한 약액의 강도, 내구성 저하가 없는 것으로 분석되었다. 현장시험에서는 주입실시공 후 표준관입시험, 공내재하(LLT), 전단시험(BST)을 통해 지반개량에 대한 강도 물성치 증가 및 현장투수시험을 통해 풍화토(토사)층의 투수계수가 $1{\times}10^{-5{\sim}-6}cm/sec$로 저하됨으로써 현장적용에 대한 공법 시공 효과를 관찰할 수 있었다.