• 문화기술의 융합
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• 제5권3호
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• pp.345-349
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• 2019

우리나라는 산지가 70% 이상으로 도로, 철도, 산업단지 조성 등의 기반시설 구축시 원지반 일부를 깍아 부지를 형성하는 이른바 깍기 비탈면이 널리 쓰이고 있다. 최근에는 환경 훼손에 대한 규제가 더욱 엄격해져 대규모 깍기 비탈면을 지양하고 최소한의 용지사용으로 목적구조물을 건설하기 위하여 다양한 방법의 공법들이 개발되어 적용되고 있으며, 그 중 활발하게 적용되는 공법이 패널식 옹벽 공법이다. 패널식 옹벽은 지보재 보강을 통한 원지반의 전단강도 증가와 그 지보재 전면에 프리캐스트 옹벽을 체결하여 벽체를 형성시킴으로써 수평토압에 저항하는 공법이다. 지보재는 쏘일네일링, 어스볼트, 그라운드앵커 등이 사용되고 있으며, 그 중 그라운드앵커는 강선에 미리 인장하중을 도입하는 보다 적극적인 보강형태로 전면판인 패널에 큰 집중하중이 작용하게 된다. 이러한 집중하중은 콘크리트 패널에 균열을 발생시키고 옹벽 자체의 내구성을 저해시키는 요인으로 본 연구에서는 이러한 기존 패널식 옹벽의 단점을 보완하기 위하여 패널 정착부에 강관 슬리브 및 보강재를 매입함으로써 균열을 방지하고, 패널 단부에 요철 모양의 전단키를 적용하여 기존 그라우트앵커가 가지는 개별거동에 대한 취약점을 보완하여 안정성을 향상시켰으며, 옹벽 전면 콘크리트 노출 및 정착부 돌출에 의한 경관성 저하문제를 자연석 문양 연출과 정착부를 돌출시키지 않는 단면구성으로 해결하였다. 패널에 사용된 균열방지 슬리브 및 보강재의 효과를 검증하기 위하여 실내시험 및 3차원 수치해석을 수행한 결과, 강관슬리브 및 보강재의 사용으로 패널의 전반적인 강도 증가와 균열억제 효과가 입증되었다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.93-113
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• 2019

최근 개착식 터널공법으로 널리 사용되고 있는 프리캐스트 라이닝 아치 구조물에 대하여 현장 계측과 수치해석 결과를 비교하여 3힌지 프리캐스트 아치 구조물의 거동을 분석하였다. 현장 계측결과, 천단부에서 가장 큰 연직변위가 측정되었으며 초기에는 상방향으로 변위가 발생하다가 뒤채움 흙이 천단부보다 높아지면서 하방향으로 변위가 발생하였다. 천단부는 최종적으로 원 위치로부터 상방향 19 mm에서 변위가 수렴하였다. 측벽부 최대 수평변위 지점에서의 수평변위는 아치상단까지 뒤채움시 터널 내측으로 발생하여 두 지점간의 수평거리가 줄어들다가, 상부 성토가 진행될수록 수평변위는 감소하여 원래 위치로 이동하였다. 프리캐스트 아치구조물에 대한 변위 분석결과, 지반-구조물의 상호작용을 잘 관찰할 수 있었으며 따라서 기존의 강성구조물과 비교하여 경제적인 설계가 가능할 것으로 기대된다. Duncan 모델을 사용한 유한요소 해석결과를 현장 변위 계측값과 변위 형상 등과 비교하면 유사한 결과를 나타내었다. 수치해석 결과에 의한 측벽부의 수평토압계수는 터널 좌측부는 0.4, 우측부는 0.7에서 수렴하여, 편토압이 발생하는 현장상황 및 현장 변위 계측 결과와도 일치하였다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제20권4호
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• pp.534-544
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• 2019

IPM Bridge는 파일벤트가 지표면으로부터 돌출되어, 교대의 과도한 변위가 유발될 수 있다. 본 연구에 사용된 교량의 형상은 IPM Bridge의 설계지침에 제시된 최대 적용 조건인 경간 120.0m, 사각 30도, 파일벤트의 돌출높이 최대 10.0m를 적용하였다. 이 교량모델을 이용하여, IPM Bridge의 최대 경간 적용조건에 따른 최대 변위를 산정하였으며, Bozozuk가 제시한 허용 변위에 근거하여 IPM Bridge의 수평변위의 안정성을 검토하였다. IPM Bridge의 최대 수평변위는 여름철의 팽창 조건보다는 겨울철의 수축 조건에서 더 크게 산정되었으며, 수평변위는 사각보다는 교량의 길이에 더 큰 영향을 받는 것으로 나타났다. 그리고 수직 변위는 사각과 연장에 큰 영향을 받지 않는 것으로 나타났다. 경간의 증가에 따라 수평변위가 크게 증가되었으며, 연장 120.0m에서의 수평변위는 Bozozuk가 제시한 허용 변위를 초과하는 것으로 나타났다. 하지만, 파일벤트에 발생되는 모멘트가 소성모멘트를 초과하지는 않았다. IPM Bridge는 설계지침에 제시된 최대 적용조건인 파일벤트의 돌출높이 10.0m, 연장 120.0m에서는 수평변위가 과도하게 발생될 수 있으므로, 설계단계에서 면밀한 검토가 필요하다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제21권1호
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• pp.177-188
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• 2019

횡류식 환기 시스템이 설치된 터널에서 급, 배기구 포트 개구면적의 최적화는 외부로부터 터널 내에 급기되는 신선공기의 분배를 균일하게 하고 터널 내 오염물질을 효율적으로 배출하여 터널 이용자에게 안전하고 쾌적한 터널 환경을 제공하기 위한 것이다. 이를 위하여 횡류 환기방식이 적용된 대심도 복층터널 내부에 균일한 급기 또는 배기풍량을 얻기 위해서 급, 배기구 포트 면적계산 및 최적화하기 위한 프로그램이 개발되었다. 개발된 포트 면적 계산 및 최적화 프로그램의 신뢰성 확보를 위해 현재 운영 중인 반횡류 환기방식을 적용하고 있는 터널의 덕트 내 풍속을 측정하였다. 또한 동일한 터널에 대한 3차원 수치해석을 수행하였고 CFD 결과를 측정된 값과 비교하였다. 분석결과, 프로그램이 예측한 값과 현장측정결과의 오차율은 약 6.72%를 보이고 있으며, 3차원 수치해석 결과와의 오차율은 약 4.86%로 나타났다. 두 결과 모두 10% 이내의 오차율을 보이고 있으므로, 이 포트 개구면적 최적화 프로그램을 사용해서 횡류식 터널의 급기 및 배기 포트의 최적화 설계가 가능할 것으로 기대된다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.481-495
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• 2020

항내로 침입하는 특정 주파수대의 파랑을 제어할 목적으로 파랑필터이론에 근거한 공진장치가 고안된 이후, 선박의 장주기운동을 제어하기 위하여 미국 Long Beach 항 J-부두와 이탈리아 로마 요트항 등지의 실해역에 공진장치가 적용된 사례가 보고되어 있다. 최근, 초장주기파 혹은 고립파로 근사된 지진해일파의 제어에 관한 공진장치의 유용성과 적용성은 확인되어 있지만, 실해역에서의 지진해일파를 대상으로 한 검토는 보고된 사례가 없다. 본 연구에서는 우리나라 동해안에 위치한 묵호항과 임원항에 기개발된 형상의 공진장치를 적용하여 1983년 동해중부지진해일과 1993년 북해도남서외해지진해일의 작용 하에 항내에서 지진해일고의 저감율을 COMCOT 모델에 의한 수치해석으로부터 검토하였다. 결과에 따르면 묵호항에서는 최대 40%~50% 정도, 임원항에서는 최대 21% 정도의 저감율을 각각 나타내었으며, 이로부터 실해역의 지진해일파에 대해서도 공진장치의 유용성을 확인할 수 있었다. 또한, 최적의 공진장치를 얻기 위해서는 현장 여건 등을 고려하여 공진장치의 형상, 배치 및 크기에 관해 다각도로 검토될 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 한국인터넷방송통신학회논문지
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• 제20권6호
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• pp.101-107
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• 2020

노면측정은 노면 관리에서 노면의 평탄화된 정도 및 변위를 정량화하는 필수적인 과정이다. 보다 안전한 노면 관리 및 신속한 유지보수를 위해 이동체에서의 정밀한 노면 측정은 매우 중요하다. 본 논문에서는 이동체에서 측정가능한 정밀 노면측정 시스템을 제안한다. 제안 노면측정 시스템은 고성능의 선레이저 센서를 사용하여 노면 표면의 정밀한 측정을 지원한다. 또한 RTK로 부터 획득한 위치 데이터를 정합하여 종/횡방향 프로파일 측정이 가능하고 속도기반 적응적인 갱신 알고리즘을 통해 실시간적인 모니터링이 가능하다. 제안 시스템을 평가하기 위하여 Gocator 선레이저 센서, MRP 모듈, 및 NVIDIA Xavier 프로세서를 시험용 이동체에 탑재하여 노면에서 시험하였다. 시험 결과 MSE(mean square error) 기준 정확한 프로파일 측정이 가능함을 보인다. 제안 시스템은 도로의 상태 평가뿐 만 아니라 인접 지반의 영향도 평가에 활용될 수 있다.

• 한국해안·해양공학회논문집
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• 제32권6호
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• pp.496-505
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• 2020

전편의 연구에서는 기존공진장치를 동해안의 묵호항과 임원항에 적용하여 1983년에 발생한 동해중부지진해일과 1993년에 발생한 북해도남서외해지진해일의 작용 하에 각 항내에서 지진해일고의 저감율을 수치적으로 검토하여 실해역의 지진해일파에 대한 기존공진장치의 유용성을 확인하였다. 후편의 본 연구에서는 전편과 동일한 지지해일파의 작용조건 하에 세 개의 신형공진장치 I, II-1 및 II-2를 동해안의 삼척항에 적용하여 지진해일고의 저감율을 각각 검토하였으며, 또한 수치해석에는 전편과 일관성을 갖도록 COMCOT 모델을 적용하였다. 삼척항에서 각 신형공진장치의 부착여부, 각 신형공진장치의 크기변화에 따른 최대지진해일고의 공간분포와 수위의 시간변동 및 공진장치의 유용성 등을 함께 논의하였다. 이로부터 신형공진장치를 부착함으로서 지진해일고를 최대 40% 정도로 저감시켰으며, 따라서 신형공진장치의 유용성을 확인할 수 있었다. 현장조건에 적합한 최적의 공진장치를 얻기 위해서는 지진해일파의 입사 방향 등을 고려하여 공진장치의 형상, 배치 및 크기에 관해 다각도적인 검토가 수행될 필요가 있는 것으로 판단된다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권4호
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• pp.173-183
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• 2020

도심지 지하시설물 노후화가 진행되고, 도로 굴착 안전사고에 불안이 형성되고 있는 가운데, 국토교통부에서는 「지반침하 예방대책」과 지하공간의 효율적 활용방안의 일환으로 2015년부터 지하공간통합지도를 구축하기 시작하여 그 범위를 매년 확산하고 있다. 현행 지하공간통합지도 정보는 웹기반으로 데스크탑 환경에서 운용되고 있는 바, 굴착 공사장과 같은 현장 환경에서의 활용에는 제한되는 부분이 있는 것이 사실이다. 웹기반 환경에서 구축 운영되고 있는 지하공간통합지도는 대용량 3차원 데이터이다. 따라서 데이터를 현장으로 지체 없이 전송하여 서비스하기 위해서는 지하공간통합지도 데이터를 가볍게 할 방안이 필요하다. 또한 현재 지하공간통합지도는 3DS, COLLADA등 데이터포맷이 일원화 되어있지 않으며, 좌표체계 방식도 상대좌표, 절대좌표 등으로 상이하다. 본 연구에서는 국내외 선행연구와 기술적용 사례를 분석하여 모바일용 지하공간통합지도 데이터포맷 및 경량화 방법을 제시하고, 제시된 포맷의 모바일용 지하공간통합지도를 생성할 수 있는 기술 개발을 실시하였다. 또한 현장에서 빠르게 데이터를 전송받을 수 있도록 3차원 데이터 압축기술을 적용하여 경량화율을 테스트해 보았으며, 현장에서 압축된 3D 데이터를 해제하여 활용할 수 있는 기술개발을 하였다. 아울러 향후 본 연구에서 실험적으로 개발한 기술을 보완하고 추가 연구실시하여 굴착현장에서 활용할 수 있는 소프트웨어로 제작하여 활용에 쓰이는 것을 목표로 한다.

• 한국지리정보학회지
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• 제23권4호
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• pp.234-252
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• 2020

계측기기만을 이용한 현장 상황대응의 재래적 방식에서 벗어나 온라인 '첨단기술(Hi-Technology)'과 오프라인의 '직관적 경험(Hi-Experience)'을 융합한 하이브리드(Hybrid) 재해관리 기법의 유효성을 검증하였다. 이를 위해 대상 현장에 매설된 상시 계측기 GNSS(RTK) 5대를 지상기준점(Ground Control Point, GCP)으로 사용하였다. 또한, 인근 지점에 크기 불변 특징점(Scale Invariant Feature Transform, SIFT) 4곳을 추출하여 검사점(Control Point, CP)으로 활용하였다. 이를 통해 현장 실측치와 드론기반 3차원 측정 결과치와의 정확도를 각 좌표값의 차이의 평균제곱근오차(Root Mean Square Error)를 이용하여 분석하였다. 결과적으로 드론에 의해 획득된 3차원 수치 모델을 정밀하게 후처리 분석함으로써 피사체의 모든 지형지물이 변위추적의 객체로 활용할 수 있음을 확인할 수 있었다. 포인트 클라우드(Point cloud) 기반의 3-D 수치 영상은 현장 그대로의 모습을 초실감, 고정도 가시화 함으로서 직관적인 경험에 공감할 수 있는 친화적인 솔루션을 제공하며, 단순 신호처리 기반의 계측기기 하드웨어 중심의 재해관리를 탈피해 인명피해/예산 절감 등 비탈면 유지관리에 최적의 플랫폼을 제공할 수 있을 것으로 판단된다. 특히, 특정 위치에 설치된 특정지점(Pin-point) 센서에 의존한 국지적인 정보의 한계를 뛰어넘어 기술생산 중심에서 재난관리의 중심으로 신속하게 전환될 수 있는 매개체가 될 것으로 기대한다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제25권3호
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• pp.57-67
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• 2021

간선도로망을 효율적으로 관리하기 위해서는 도로를 통행하는 교통에 대한 최신의 정확한 정보가 지속적으로 제공되어야 한다. 중차량의 교통량 및 중량 분포를 효과적으로 얻는 방법 중의 하나가 BWIM 기법이며, 이에 대한 연구가 활발히 진행되고 있다. 이 연구는 기존 연구와 달리 교량의 구조적 특성을 활용하여 간편하게 주행차량의 축간거리 및 중량을 추정할 수 있는 단순화된 BWIM(Bridge Weigh-In-Motion) 알고리즘을 개발하기 위해 수행되었다. 가로보가 설치되지 않은 단지간의 RC-T빔교를 연구대상으로 선정하고, 예비현장 실험을 통해 바닥판 및 주거더의 변형률 응답 특성을 확인하였다. 예비현장실험결과에 기초하여 연구대상 교량에 적합한 단순화된 BWIM 알고리즘을 도출하였다. 이 연구를 통해 도출된 BWIM 알고리즘의 타탕성 및 정확성을 현장실험을 통해 검증하였다. 검증실험 결과, 제안된 BWIM 알고리즘은 주행차량의 축간거리 및 총 중량을 3% 미만의 평균 오차를 가지고 추정하는 결과를 나타내었다.