• 한국수자원학회:학술대회논문집
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• 한국수자원학회 2012년도 학술발표회
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• pp.606-606
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• 2012

최근 지구 환경변화에 따른 기후변화의 영향으로 이상홍수 발생의 위험성이 증가하고, 상습적으로 홍수피해가 반복되고 있다. 홍수피해의 원인 중 하나인 하천제방의 붕괴는 월류, 침식, 제체불안정, 구조물에 의한 파괴 등으로 구분되고 이 중 월류 및 침식은 제방 파괴의 주된 원인으로 최근 통계자료에 보고되고 있다. 제방붕괴의 주된 원인 중 하나인 침식파괴로부터 제방을 보호하기 위해 제내지 사면에 호안공을 설치하며, 하천설계기준 해설(2009)에서는 제방 또는 하안을 유수에 의한 파괴와 침식으로부터 직접 보호하기 위해 제방 앞비탈에 설치하는 구조물로 정의하고 있다. 특히 사행하천의 만곡부에서는 제방파괴의 위험성이 높을 뿐만 아니라 국부적으로 집중되는 유속분포는 제방의 안정성을 위협한다. 또한 원심력, 2차류(secondary flow) 등에 의한 수위상승 등에 의해 제방이 파괴되고 월류되어 홍수피해가 발생할 가능성이 큰 취약지점이라고 할 수 있다. 본 연구에서는 2차원 수치모형을 이용하여 만곡부 흐름 특성을 분석하고 수리실험을 통해 측정된 유속 및 수위분포 결과와 비교하여 분석하였다. 또한 수리실험에서 도출된 호안 붕괴 시의 흐름을 구현하여 호안 붕괴 시 국부유속 및 전단응력을 계산하고 만곡부 호안의 안정성을 위한 설계인자를 분석하였다. 연구결과로 제시된 만곡부 안정성을 위한 설계인자는 국외 호안공 설계식과 비교하여 국부유속 및 전단응력의 설계인자의 적합성을 검토하고 국내 만곡부 호안의 안정성 설계기법개발에 도움이 될 수 있는 설계인자를 제시하고자 한다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제19권6호
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• pp.61-70
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• 2003

사력댐은 점토부터 사석에 이르는 다양하고 복합적인 재료로 구성되어 있고, 이에 따른 제체의 투수성 차이 등으로 인해 건설 후의 거동양상은 아주 복잡하게 나타난다. 특히, 건설 이후 계절적 강우 차이로 야기되는 수위변화는 댐의 거동변화를 야기하며, 이런 특성들은 결과적으로 건설 후 댐 거동의 정형화를 어렵게 한다. 건설 후 댐의 거동은 저수위의 변화, 제체침투 등으로 인해 시간 의존적이며 이러한 거동이 건설 후 댐의 열화현상과 어떠한 관계가 있는가를 조사해보는 것은 중요한 의미가 있다. 건설 후 댐 거동정보는 댐 관리는 물론 설계에도 아주 유용한 정보로써 활용될 수 있다. 본 연구에서는 건설 후 발생 가능한 다양한 수위변화조건을 담수, 수위하강, 반복수위의 형태로 이상화하고, 수위변화속도에 따른 시간의존성 거동을 모델링하기 위하여 변위-간극수압의 결합방정식을 이용한 유한요소 해석을 수행하였다. 해석결과는 하중전이, 수압할렬의 가능성, 응력경로 변화 등의 관점에서 분석하였다. 본 연구결과로부터 실제 댐파괴 사례로부터 발견되는 지반공학적 문제에 대한 정량적 이해와 건설 후 댐관리에 있어 댐에 잔존하는 역학적 능력을 고려하여 수위를 제어하는 것이 중요함을 확인하였다.

• Composites Research
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• 제12권2호
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• pp.62-69
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• 1999

복합재료가 피로하중을 받으면 재료 내부에 손상이 누적되며, 이는 재료의 물성 변화로 나타난다. 본 연구에서는 손상을 나타내는 인자로 피로계수를 사용하였다. 피로계수와 참고계수로 정의되는 손상함수로부터 복합재료의 피로수명 예측을 이론적으로 연구하였다. 제안된 모델들은 인가 응력 수준, 피로주기 및 피로수명의 함수로 유도하였다. 예측 결과는 유리섬유/에폭시 복합재료와 유리섬유/폴리에스터 복합재료를 사용한 다중응력 피로 실험 데이터를 이용하여 검증하였다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제20권3호
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• pp.33-46
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• 2004

본 논문에서는 지하수가 터널굴착에 미치는 영향을 고찰하였다. 먼저 지하수위 아래에서의 터널시공시 발생하는 기본 메카니즘을 알아보았으며 가상의 시공조건에 대해 유한요소해석 기반의 3차원 응력-간극수압 연계해석을 수행하고 그 결과를 토대로 라이닝 작용하중 및 유발응력, 막장안정성, 지표침하 등 지하수와 터널굴착의 상호관계를 고찰하였다. 한편, 다양한 라이닝 투수성 및 그라우팅 패턴에 대한 해석을 수행하고 전반적인 터널 및 주변지반의 거동을 분석하였다. 해석 결과 터널굴착과 지하수의 상호작용은 라이닝 응력과 지반거동을 증가시키며 이러한 지하수가 터널굴착에 미치는 영향은 연계해석을 통해서 만이 이해가 가능하며 전응력해석을 수행할 경우 지하수의 영향을 과소평가할 수 있는 것으로 나타났다. 한편, 본 해석에서 얻어지는 결과를 실무적 측면에서 다각도로 고찰하였다.

• 한국해안해양공학회지
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• 제7권4호
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• pp.305-312
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• 1995

일반적으로 선형파동이론에 의해 산정된 라디에이션 응력은 쇄파대내 및 부근에서 과대 평가되는데, 이것이 평균수위변동의 계산치와 실험치와의 불일치의 원인이 된. 오(1995)는 Svendsen (1984)이 제안한 라디에이션 응력을 이용하여 평균수위변동을 산정하고 실험치와 비교한 결과, 파형경사가 작은 경우에는 잘 일치하고 있으나 파형경사가 큰 경우에는 실험치와 잘 맞지 않는 것을 보였다. 본 연구에서는 Svendsen(1984)이 제안한 무차원 라디에이션 상수를 수정하여 쇄파점에서의 상대수심 및 심해파 파형경사의 함수로 표현하여 계산하고, 그 결과를 선형이론, Stive(1984)모델, 쇄파의 성분파고 스펙트럼에 기초한 Sawaragi 등(1984)의 모델 및 기왕의 실험 데이터와 비교하였다. 수정, 제안된 Svendsen 모델의 결과는 실험치와 매우 양호한 일치를 보여 주었다.

• 지질공학
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• 제30권4호
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• pp.617-634
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• 2020

본 연구의 목적은 경주 단구리 활성단층대에 설치된 지하수 관측정과 주변 국가지하수관측정 124개 공에서 지진발생에 따른 지하수위 변동특성을 알아보는 데 있다. 수위자료를 활용하여 시공간적 분포특성과 지진과의 상관성을 해석하였으며, 발생한 지진에 대하여 관측정의 반응에 대한 효율성(잠재성)을 나타내는 Earthquake effectiveness(ε)와 q-factor를 계산하여 유효성을 분석하였다. 관측기간 중 단구리 관측정의 지하수위 변동은 E1(2019년 4월 22일 M 3.8) 지진 발생 이후(post-seismic) 83 cm의 지하수위 하강을, E2(2019년 6월 11일 M 2.5) 지진발생 전(pre-seismic) 76 cm의 지하수위 상승을 보여주었다. 주변 국가지하수관측정의 수위자료를 이용하여 시간에 따른 공간분포 분석결과, 단층대 주변 관측정에서 수위변동이 상대적으로 높은 특성을 보인다. 그리고 충적지하수보다 암반지하수에서 더 큰 수위변동을 보여 암반 지하수가 지진 관측에 유리함을 보여준다. 이러한 수위의 상승과 하강은 지진에 의해 암반에 가해지는 인장응력에 의한 균열의 증가와 압축응력에 의한 공극의 감소와 관련된 것으로 보인다. 단구리 관측정의 Earthquake effectiveness(ε)와 q-factor의 유효범위는 각각 2.70E-10~5.60E-10, 14.4~18.0으로 산정되었다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제31권5호
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• pp.67-74
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• 2015

지하수위 하강에 따른 침하량은 1차 압밀 침하량에 비해 비교적 작기 때문에 잔류침하량 산정시 별도로 고려하지 않는다. 그러나 고속철도 콘크리트 궤도에서의 허용잔류침하량은 30mm로 작기 때문에 예기치 못한 과도한 지하수위 하강으로 인하여 허용잔류침하량을 초과할 수 있다. 본 연구에서는 응력-간극수압 유한요소 해석을 통하여 지하수위 변동에 따른 침하 영향을 분석하여 해석결과와 실측자료를 비교하였다. 그 결과 허용잔류침하량을 만족하기 위한 탄성계수 범위를 제시 하였으며 설계 시 지하수위 저하 영향이 반영되는 것이 타당하다고 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
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• 제19권6호
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• pp.614-627
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• 2018

국내 도시철도 노선은 이용자의 접근을 편리하게 하기 위하여 주거단지 및 도심지 인근 지역에 시공되는 사례가 많다. 도시 인구 증가로 인하여 교통망 확충과 재건축 등이 지속적으로 이루어짐에 따라 도시철도 인접 지역 굴착이 불가피하며 굴착 시 발생하는 지반 응력 및 지하수위 변화는 도시철도 궤도틀림을 유발한다. 이에 본 논문에서는 삼차원 유한차분 해석 상용프로그램 FLAC3D를 이용하여 도시철도 인접지반 대규모 굴착 시 지하수위에 따른 굴착 부 벽체 수평변위 및 배면지반의 침하와 궤도틀림량 산정 후 이들의 상관관계를 분석하고 궤도틀림 및 지하 박스구조물 안정성 평가를 실시하였다. 그 결과 깊은 굴착 시 지하수위에 따른 궤간틀림은 매우 미소하게 발생하였으나 줄틀림 72.5%, 수평틀림 83.3%, 면틀림 61.9%, 평면성틀림 43.3%로서 상대적으로 큰 차이가 발생하는 것으로 나타났다. 또한, 흙막이 벽체의 최대 수평 변위 및 벽체 배면 침하 차는 각각 65.1%, 21.4%가 발생하는 것으로 나타났으며 지하수위가 지표면에 위치한 경우 지하 박스구조물의 인장 응력이 허용 기준을 초과하는 것으로 나타났다. 그러므로 도시철도 구조물에 인접하여 깊은 굴착이 시공된 경우 궤도틀림으로 인한 사고를 미연에 방지하기 위해 본 연구에서 수행한 삼차원 수치해석과 실시간 모니터링을 실시하는 것이 바람직하다.

• 대한기계학회논문집
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• 제15권2호
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• pp.596-603
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• 1991

Fatigue life prediction of pressure vessel is studied analytically using cumulative damage models and linear elastic fracture mechanics method. The stresses are analyzed by finite element method. During operation, the maximum stress occurs at the outside of neck region while fatigue analysis indicates that the bottom of nozzle part has the shortest fatigue life. Previously proposed fatigue life prediction equation and cumulative damage model are modified successfully by introducing reference fatigue modulus. It is found that the modified life prediction equation and damage model are useful for lower stress level application.

• 한국지반공학회논문집
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• 제17권5호
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• pp.165-172
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• 2001

본 연구에서는 하천인접구간에서와 같이 지하수가 풍부한 지반에서 시공되는 터널의 막장 안정성을 평가하기 위하여 터널 막장에 작용하는 힘의 두 가지 요소를 고려하였다. 하나는 극한해석 중 upper bound solution으로부터 산출된 유효응력이며, 또 하나는 지하수의 정상류 흐름조건을 고려한 수치해석으로부터 산출된 침투력이다. 지하수가 풍부한 토사지반에서의 터널 시공시 터널 막장에 작용하는 힘을 구하기 위하여 침투력을 고려한 극한해석의 해를 구한 결과 터널 막장의 안정성을 유지하기 위한 최소 지보력은 터널 막장에 작용하는 유효응력과 침투력의 합으로 나타낼 수 있었다. 또한 터널 막장에 작용하는 평균침투압은 지하수위에 비례하여 작용하는 것으로 나타났으며, 이를 실내모형 실험 결과를 통하여 검증하였다. 지하수의 정상류 조건 하에서의 토사터널에 대한 실내모형 실험 결과, 터널 막장에 작용하는 침투력은 수치해석 결과 비슷한 양상을 보여주어 제안된 이론의 타당성을 입증하였다.