• 터널과지하공간
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• 제26권2호
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• pp.59-67
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• 2016

본 논문에서는 해저 하이드레이트 퇴적층에서의 메탄가스 생산 과정에서 발생 가능한 생산정 주변 단층의 재활성화 가능성을 수치해석을 통해 평가하고 재활성화에 따른 미소지진 규모를 예측한 결과를 소개하였다. 가스 생산에 의한 하이드레이트 퇴적층의 유효응력 변화 및 역학적 변형은 TOUGH+Hydrate 코드와 FLAC3D 코드를 순차적으로 연계해석함으로써 시뮬레이션하였다. 단층면 재활성화 기준은 모어쿨롱(Mohr-Coulomb)법칙이 유효한 것으로 가정하였다. 30일간의 시험생산 해석 결과, 감압에 의한 공극압력 감소 및 유효응력의 증가가 주변 단층의 활성화를 일으킬 가능성은 크지 않은 것으로 나타났다. 초기응력 조건에 따른 활성화 가능성을 활동마찰각으로 평가한 결과로부터 수평응력에 비해 수직응력이 상대적으로 큰 정단층 응력조건(normal fault stress regime)에서 단층 재활성화 가능성이 상대적으로 큰 것으로 파악되었다. 또한, 정단층 응력조건에서 단층 재활성화에 기인한 유도지진 발생규모를 모멘트 크기(moment magnitude)로 추정할 경우, 모두 음(-)의 값을 보여 인간이 감지하지 어려운 수준의 미소지진에 해당하는 결과를 보였다. 다만, 본 해석은 하이드레이트 생산과정에서의 단층재활성화 가능성 평가를 목적으로 한 해석기법 구축 및 그 적용성을 소개할 목적으로 상당히 단순화된 지질구조 모델을 가정한 결과이므로, 향후 하이드레이트 시험 생산 및 상업 생산 지역에서의 상세 지질구조, 입력 물성 및 생산 설계조건을 반영한 해석에서는 상이한 결과를 보일 수 있을 것이다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제23권3호
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• pp.289-301
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• 2010

가압경수로(PWR)에서 배출되는 고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분하기 위하여 여러 구조적 안전성 평가 수행을 통하여 처분용기모델이 개발되었다. 기존에 설계 개발된 가압경수로용 처분용기 모델은 구조적으로 처분용기 내부에 정사각형 단면의 네 개의 고준위폐기물 다발이 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 배열된 형태를 취하고 있다. 그러나 이와 같은 배열 형태가 최선의 구조인지는 아직 결정할 수 없다. 왜냐하면 나란한 배열구조의 처분용기는 정사각형 다발단면의 외곽모서리와 외곽 쉘과의 거리가 가장 짧아 경량화를 위한 단면 직경 축소에 한계가 있기 때문이다. 따라서 처분용기 단면 중심에 대하여 대칭형이면서 나란하게 배열된 네 개의 고준위폐기물 다발 각각을 각 다발의 중심에 대하여 일정 각도 회전하여 처분용기 단면 중심 면에 대하여 대칭성을 유지하면서 고준위폐기물 다발이 배열된 처분용기구조에 대한 구조안전성 평가가 매우 필요하다. 비록 지금까지의 연구에 이러한 회전된 다발의 배열단면을 갖는 처분용기는 발견되지 않지만 처분용기모델들의 구조적 안전성 비교 연구를 위해서 고준위폐기물 다발이 회전된 배열단면 변화에 따른 처분용기에 대한 구조해석이 요구된다. 따라서 본 연구에서는 네 개의 고준위폐기물 다발이 각각 다발의 중심에 대하여 일정각도 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 대칭적으로 배열된 단면의 가압경수로용 처분용기에 대하여 구조해석을 수행하였다. 구조해석을 수행한 결과 기존의 설계 개발된 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 고준위폐기물 다발이 배열된 단면의 처분용기보다 다발의 중심에 대하여 일정각도(30~35도) 회전하여 처분용기 중심 면에 대하여 고준위폐기물 다발이 대칭적으로 배열된 단면의 처분용기가 구조적으로 좀 더 안정성이 있음이 밝혀졌다.

• 터널과지하공간
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• 제19권6호
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• pp.498-506
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• 2009

복공식 압축공기 저장 터널의 라이닝은 고압의 공기압을 견뎌야 하므로 일반 도로터널 라이닝의 경우와는 다른 접근법에 의해 안정성 해석이 수행될 필요가 있다. 이에 따라 이 연구에서는 원통형 실린더의 탄성해 및 탄소성 해를 기반으로 하여 복공식 압축공기 저장터널에 설치되는 콘크리트 라이닝의 안정성 해석법이 제안되었다. 탄성해석의 경우 라이닝 내측 경계면의 항복개시조건을 라이닝 파괴기준으로 설정하였다. Mohr-Coulomb 항복기준을 적용한 탄소성 해석의 경우 최대 허용 항복 깊이까지 항복영역이 확대되는 조건을 파괴기준으로 설정하였다. 제안된 방법을 이용한 안정성해석 결과 라이닝의 내측 공기압과 배면하중의 상대적 크기가 라이닝의 안정성에 큰 영향을 미치는 것으로 나타났다. 상대적으로 추정이 힘든 배면하중의 정확한 예측이 라이닝 안정성 평가에서 매우 중요한 것으로 나타났다. 이에 따라 배면하중의 크기에 큰 영향을 주는 라이닝 설치시점 선택의 중요성이 강조되었다.

• 터널과지하공간
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• 제27권1호
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• pp.12-25
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• 2017

국내 석회석광산은 주로 자연통기에 의존하고 있으나 자본 및 운전비용이 과다하게 소요되는 광산 전체통기방법보다 풍관과 선풍기를 이용한 국부통기방법이 바람직한 방법으로 평가된다. 국내 대단면 장대 광산갱도에 풍관이 접속된 국부선풍기를 직렬로 연결 설치하는 경우에 통기시스템의 경제성과 효율의 최적화가 반드시 요구된다. 최적화를 위한 가장 중요한 두가지의 설계변수는 벽면 이격거리와 풍관 간의 이격거리이다. 본 연구에서는 경제적 및 환경적으로 최적화된, 즉 풍관간의 이격 공간을 통한 압력손실, 누기 그리고 오염된 공기의 재유입을 최소화할 수 있는 두 설계변수 값을 도출하기 위하여 광범위한 CFD분석을 시행하였다. 기존 연구결과와 권고기준들을 고려하여 이들 변수의 연구대상 범위를 선정하였다. 본 연구의 궁극적 목표는 국내 장대 광산갱도내 설치되는 풍관 접속 선풍기의 직렬연결 국부통기시스템의 최적화를 통하여 깨끗하고 안전한 작업장 환경을 제공하기 위함이다.

• 생태와환경
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• 제42권1호
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• pp.58-66
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• 2009

한반도 남방한계에 분포하는 열목어의 월동기 이동 경향과 월동지역의 특징 파악 및 산란기 이동을 평가하기 위하여 낙동강 상류지역에 서식하는 8마리의 열목어에 라디오 발신기(radio tag)을 삽입하여 2007년 12월부터 2008년 5월까지 추적 조사하였다. 월동기 동안 라디오 발신기(radio tag)를 부착한 열목어는 이동을 하더라도 인접한 소와 소 사이를 오가는 정도였으며, 하루에 약 8.6 m를 이동한 것으로 나타났다. 2월 말부터 수온이 약간씩 상승하기 시작했지만 각 개체가 눈에 띄는 이동을 보이진 않았다. 라디오 발신기(radio tag)를 부착한 열목어의 월동지역은 주로 여울 이후에 형성되어 있는 소로 약 1 m 정도 깊이에 수표면의 유속은 다소 빠르지만 심층부의 유속은 빠르지 않은 형태를 띄었고, 큰 암반과 인접하고 있는 지역으로 하상 구조는 모래가 50% 정도로 가장 많은 비율을 차지하였고 자갈 등이 골고루 분포하고 있었다. 산란시기에는 열목어 활동성도 높아 하루에 약 96.2 m를 이동한 것으로 나타났다. 상류로 이동한 개체는 BL4와 BL6으로 BL4는 24일간 총 4.65 km에 이르는 거리를 이동한 것으로 나타났으며 BL6은 2.23 km를 이동하였다. BL5와 BL7은 각각 3.74 km와 2.81 km 하류로 이동하였고 BL8은 하루만에 109 m 하류로 이동한 후 신호가 사라졌다. 열목어의 상류로의 이동은 수위와 유량 증가 이후 나타났으며 이 시기는 기온의 증가로 인하여 대다수의 눈이 녹으면서 이 시기까지 거의 단절되어 있던 백천계곡과 낙동강이 연결되는 시기와 거의 일치한다. 하류로이동한 개체들 대부분은 하류지역의 넓은 소로 이동하여 여름철 성장기를 보내는 것으로 나타났다.

• 한국지반환경공학회 논문집
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• 제16권7호
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• pp.35-42
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• 2015

그라우팅 공법은 지반개량과 안정화에 널리 사용되어 왔으며 초기에는 대부분이 지하수를 차단하거나 조절하기 위해 사용되었고 최근에는 지반의 강화와 구조물의 보수 등 그 용도가 날로 증가하고 있다. 이러한 장점에도 불구하고 지금까지의 그라우팅 공법은 흙 입자 사이의 간극이 좁을 경우 중력식으로는 그라우트재의 침투가 불확실한 경우가 있으며, 주입압을 통하여 주입할 경우 인근 지반의 이완으로 인한 문제점들이 발생할 수 있다. 이에 대한 대안으로 최근 일정한 진폭과 주기를 갖는 진동주입공법이 개발되고 있으며, 이 공법은 정압주입 형태에 비해 그라우트재의 침투성 증대효과가 있는 것으로 보고되고 있다. 이에 본 연구에서는 단주기 진동에너지를 가하는 진동그라우팅의 보강효과를 구명하고자 진동주기, 진동시간 및 지반조건 등을 변화시켜 가며 그라우트재의 강도증진 효과, 확공효과, 지반보강효과 및 암반 절리면에서의 침투특성을 평가하였다. 실험결과 지반조건이 느슨한 경우 진동그라우팅 시 무진동 그라우팅에 비해 압축강도와 확공특성이 개선되는 것을 확인하였으며, 침투속도도 증가함을 확인할 수 있었다.

• 한국방재안전학회논문집
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• 제14권4호
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• pp.29-36
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• 2021

최근 기후변화로 인해 비탈면이 증가하고 있으며 2019년 동해안 및 부산지역 사면붕괴 발생 및 2020 곡성 산사태 등 급경사지 재해에 대한 위험성이 증가하고 있는 추세이다. 특히 국립공원은 대부분 산지로 이루어졌으며 급경사지 재해에 대한 위험성이 증가하고 있다. 국립공원의 지반은 노령화 되고 기후변화로 인해 암반의 풍화 및 절리가 가속화되고 있어 사면붕괴 및 낙석이 증가하고 연간 탐방 객수는 증가하는 추세로 이용자수가 많은 다중이용시설에 인접한 급경사지 관리가 필요한 실정이다. 본 연구에서는 GIS를 활용해 국립공원 다중이용시설에 영향을 미치는 위험 급경사지를 분석하고 현장조사를 통해 검증하였다. 국립공원 다중이용시설 인접 급경사지를 추출하기 위한 과정으로 DEM에서 경사도를 제작하고 34도 이상인 사면을 추출하였다. 추출된 사면의 최대높이와 최소높이 차이로 급경사지 기준에 부합하는 사면을 확인하였으며 사면방향 분석을 통해 다중이용시설에 영향을 미치는지 확인하였다. 이후 정밀 항공영상과 현장사진을 분석하여 최종적으로 4개소의 위험지점을 확인하였으며 현장조사를 실시하였다. 현장조사 결과 4개소 모두 급경사지로 나타났으며 3개소는 D등급, 1개소는 C등급으로 나타나 붕괴위험지역으로 관리가 필요할 것으로 확인되었다. GIS를 통해 추출한 급경사지 모두 위험한 것으로 나타나 GIS를 통한 급경사지 추출이 타당할 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제32권6호
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• pp.363-372
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• 2022

프리캐스트 콘크리트는 제작조건을 최적화하고 유사하게 함으로써 시공품질과 시공속도를 높일 수 있는 효과적인 방법이다. 본 연구에서는 좀 더 효과적으로 내화재 일체형 프리캐스트 슬래브 제품을 제작하기 위해, 경화촉진제를 사용하여 양생속도를 증가시키는 방법을 사용할 경우 내화재의 화재저항성능이 유지되는지를 파악하고자 하였다. 경화촉진제 포함 여부에 따라 구분된 시험체에 대해 화재저항성능시험을 수행한 결과, 경화촉진제를 사용한 시험체에서 시험체 내부의 온도증가가 높게 나타났으며, 화재가열면에서 내화재의 단면손실이 국부적으로 발생하였다. 결론적으로 본 연구에서 사용한 조건과 같이 경화촉진제를 사용하여 재령 3일 강도를 재령 1일에 발현시킨 경우의 내화재는 RWS화재시나리오 하에서 충분한 화재저항성능을 보장하지 못하는 것으로 판단된다.

• 터널과지하공간
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• 제34권2호
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• pp.89-103
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• 2024

처분 환경에서는 혐기성 부식, 방사선 분해, 미생물 분해와 같은 다양한 원인으로 처분용기와 완충재의 경계면에서 기체가 발생할 수 있다. 기체의 발생 속도가 완충재 내부에서의 확산 속도보다 빠를 경우, 완충재 내부에 기체가 압축되어 공극 압력이 증가함으로써 완충재의 물리적 손상을 유발할 수 있다. 특히 이때 발생한 균열을 통해 기체돌파현상이라 불리는 급격한 기체 이동 현상과 함께 방사성 핵종이 누출될 가능성이 있다. 따라서 처분 시스템의 안전성 평가를 위해서는 이러한 기체 발생 및 이동 현상에 대한 이해가 필수적이다. 이 연구에는 완충재 내 기체 이동 현상 규명을 위한 시험 장치를 문헌 연구를 통해 구축하고, 이를 활용하여 한국형 처분 시스템의 완충재 후보 물질 중 하나인 Bentonile WRK (Clariant Ltd.) 분말로 제작한 압축 시료에 대한 기체 주입 시험을 수행하였다. 시험 결과, 완충재 내 기체돌파현상 발생 지점에서 일반적으로 관측되는 특성인 응력 및 압력의 급격한 상승 경향이 뚜렷하게 관찰되었다. 또한 완충재 팽윤으로 기인한 응력의 범위는 4.7~9.1 MPa이었으며, 기체 유입 압력으로 간주할 수 있는 기체돌파현상 발생 시의 압력은 약 7.8 MPa로 확인되었다. 구축된 장치는 향후 완충재의 초기 물성 및 기체 주입 실험 초기 조건에 대한 데이터베이스 구축을 위한 다양한 실험에 활용할 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제25권1호
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• pp.37-49
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• 2012

가압경수로(PWR)에서 배출되는 고준위폐기물을 지하 500m의 화강암 암반의 처분장에 장기간(약 10,000년 동안) 처분하기 위하여 여러 구조적 안전성 평가수행을 통하여 처분용기모델이 개발되었다. 기존에 설계 개발된 가압경수로용 처분용기 모델은 구조적으로 처분용기 내부에 정사각형 단면의 네 개의 고준위폐기물다발이 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 배열된 형태를 취하고 있다. 그러나 이와 같은 배열형태가 최적의 구조인지는 아직 결정할 수 없다. 특히 경량화하는 데에는 여전히 문제가 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법은 처분용기 단면 중심에 대하여 대칭으로 배열된 네 개의 고준위폐기물다발의 단면형상을 변경시키는 것이다. 단면형상을 변경시키는 방법에는 정사각형 형상을 유지시키면서 단면을 회전시키는 방법과 정사각형 형상을 다른 단면형상으로 변경시키는 두 가지 방법이 있다. 기 수행된 연구를 통하여 정사각형 단면형상을 유지시키면서 단면을 회전시키면 회전각도가 $30{\sim}35^{\circ}$인 배열구조의 처분용기가 나란한 정사각형 배열구조보다 구조적으로 더 안정적이어서 경량화할 수 있음을 알 수 있었다. 그러나 이 회전한 배열구조의 처분용기가 최적인지는 역시 아직 결정할 수 없다. 왜냐하면 정사각형이 아닌 다른 단면형상의 구조물에 대해서는 아직 구조적으로 더 안정한지가 확인되지 않았기 때문이다. 따라서 처분용기 단면 중심면에 대하여 대칭성을 유지하면서 고준위폐기물다발의 단면형상이 정사각형이 아닌 다른 단면형상의 처분용기구조에 대한 구조해석이 필요하다. 본 연구에서는 네 개의 고준위폐기물다발이 처분용기 중심 면에 대하여 대칭적으로 배열되면서 단면형상이 여러 가지로 변화된 가압경수로용 처분용기에 대하여 구조해석을 수행하였다. 구조해석을 수행한 결과 기존의 설계 개발된 처분용기 단면의 중심에 대칭되게 나란히 고준위폐기물다발이 배열된 정사각형 단면의 처분용기보다 다발의 단면형상이 원형인 처분용기가 구조적으로 좀 더 안정성이 있음이 밝혀졌다.