• 한국방재학회:학술대회논문집
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• 2011.02a
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• pp.101-101
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• 2011

현재 국내에서 시행되고 있는 '4대강 살리기 사업'은 하천에서 발생하는 홍수 및 가뭄재해방지를 위한 다양한 공학적 노력을 시도하고 있다. 특히 안정적인 수위 및 유량확보와 홍수방지를 위한 보(weir)가 4대강 유역에 16개 설치되고 있다. 이러한 보 구간에는 고정보와 가동보가 복합적으로 설치되고 있으며 가동보는 그 형상과 운영방식에 따라 다양한 설계방안이 적용되었다. '4대강 살리기 사업' 중 낙동강 23공구의 강정보 공사 구간에는 원호형태의 측면 형상을 갖는 라이징 섹터게이트(Rising sector gate)가 적용되었다. 라이징 섹터게이트는 구조물의 높이가 낮고 수문의 개폐장치가 수문피어 구조물 내에 설치되어 경관이 우수하며, 구조가 간단하여 비체와 수류의 안정성이 뛰어나기 때문에 4개의 공사구간에 적용되었다. 따라서 본 연구에서는 강정보의 가동보 구간 2문 중 1문을 1/100 축척으로 제작하여 가변경사 개수로에 설치하고, 홍수 빈도별 상류 유량 조건과 하류단 수위조건으로 케이스를 정하여 실험을 수행하였다. 본 실험에서 사용한 개수로 장치는 너비 0.6 m, 높이 0.8 m, 그리고 길이 15.0 m(측정가능 구간, 헤드탱크와 테일게이트 부제외)의 개수로 실험장치이다. 측부는 모두 강화유리로 되어 육안관찰 및 계측 시 용이하게 제작되었으며, 순환식 유량 공급장치를 구축하여 수로의 하부에 설치된 유량탱크로부터 계속적으로 순환하도록 설계되었다. 또한 수로 하단으로부터 상단방향으로 약 33 m 지점에 전동 유압식 Jack screw 2기가 설치되어 경사도를 조절할 수 있도록 제작되었다. 유량조절용 판넬의 제어기판에는 디지털 경사계가 설치되어 있기 때문에 보다 정확한 경사도의 조절이 가능하다. 보 모형의 총연장은 53 cm이며 폭은 45 cm이다. 섹터게이트의 게이트부분은 직경 15 cm로 설계하였다. 문주부분을 포함한 모든 모형은 아크릴로 제작하며 레이저의 주사를 방해하지 않으며 투과율을 최대로 할 수 있도록 고강도의 아크릴을 가장 얇게 하여 중공형태를 채택하였다. 실험조건은 우선 보의 운영방안에 따라 게이트의 4가지 개방도를 설정하였고, 특히 평수위조건에서는 보의 상류부에 퇴적된 퇴적물의 세척을 위한 flushing 운영개방도 포함되어 있다. 홍수시에 대한 유량조건은 2년 빈도에 해당하는 유량을 수문의 비율과 상사법칙에 따라 설정하였으며 하류단 수위조건도 동일한 조건에 대한 값을 채택하여 적용하였다. 유동장의 해석을 위해서는 비접촉식 계측방법인 PIV(Particle Image Velocimetry) 시스템을 채택하여 2차원(x-z 방향) laser sheet를 생성하고 주입된 particle에서 반사된 변위(displacement) 정보를 상호상관(cross-correlation)기법으로 유동장을 계산하였다. 또한 수리모형과 동일한 지형격자를 구축하여 3차원 CFD 프로그램인 FLOW-3D로 계산하여 결과를 비교하였다. 특히 flushing 운영방안에 대한 게이트부의 개방도를 세가지(30, 45, $60^{\circ}$)로 구분하여 모의하였고, 적절한 개방도를 제안하고자 하였다. 실험결과는 우선 4가지 운영방안에 대한 가동보 주변에서의 유속장을 파악하였고, 최대유속의 발생위치의 변화를 확인할 수 있었다. 그리고 이에 따른 보의 바닥에서 최대유속이 발생할 경우, 하상보호공 위치와 거리 등에 대해서 분석하였다. 이를 통해 가동보 운영에 따른 다양한 유속구조를 파악할 수 있게 되며 구조적 안정성 확보를 위한 검증자료로 활용될 수 있을 것으로 예상된다. 향후, 가동보 운영방안 중 수세효과(flushing effect)에 대한 효과분석을 위해 게이트부 상류구간에 적절한 입경과 비중의 퇴적물질을 설치하는 연구와 상류부에서의 유입유사농도 및 시간변화에 따른 퇴적에 관한 연구를 수행할 계획이다.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2021.06a
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• pp.238-238
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• 2021

토목 구조물에서 수문 (Gate)은 다양한 시설에서 설계되어 적용되고 있다. 이런 수문은 용도나규모, 사용재료, 구동방식에 의해 다양하게 분류되는데, 본 글에서 다룰 Girder 타입의 Sluice Gate 는 가장 많은 분야에서 포괄적으로 적용되는 수문 형식중 하나이다. 일반적으로 2m×2m 미만의 소규모 수문에서는 수문설계에 수리계산이나 응력검토를 요하지 않으나, 높이 5m 가 넘는 대형 수문의 경우 비체의 무게가 수십톤에 달하기 때문에 정수역학이나 동수역학과 같은 수리학적 설계가 반드시 필요하다. 수문설계는 크게 세 가지 해석을 다루는데, 첫 번째는 정수역학 또는 동수역학적 거동에 대한 수문 비체의 구조해석이고 두 번째는 수문의 상승 및 하강을 위한 권양장치 및 수문비체, 구동장치 등의 계산이며 마지막으로는 수문의 형상과 수류형상에 따른 수문의 진동해석 이다. 본 글에서는 두 번째에 해당하는 수문의 상승 및 하강에 영향을 미치는 수리학적 요소들을 통해 가장 합리적인 수문형상설계에 대해 논하고자 한다. 특히 국내에서는 Girder 타입의 수문설계에서 수문하단부 sill 부근의 형상을 쐐기 형태로 일률적으로 적용하고 있는데, 이를 개선하여 유체역학적으로나 경제적으로 보다 유리한 설계안을 본 글을 통해 제안하고자 한다.

• Economic and Environmental Geology
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• v.38 no.6 s.175
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• pp.675-687
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• 2005

The rocks of the five storied stone pagoda in the Jeongrimsaji temple site are 149 materials in total with porphyritic biotite granodiorite. They include pegmatite veinlet, basic xenolith and evenly developed plagioclase porphyry. This stone pagoda has comparably small fracture and cracks which are farmed in the times of rock properties, but surface exfoliation and granular decomposition are in process actively since the rocks are generally weakened from the influence of air contaminants and acid rain. Structural instability of constituting rocks in the 4th roof materials are observed to occur from distortion and tilt. Such instability is judged to threat stability of the upper part of the stone pagoda. Also, chemical weathering is operating even more as the contaminants, ferro-manganese hydroxides eluted from water-rock interaction on the rock surface. Most of the rock surface is covered with yellowish brown, dark black and light gray contaminants, and especially occur in the lower part of the roof rocks on each floor. The roof underpinning rocks are severe in surface pigmentation from manganese hydroxides and light gray contaminants. The surface of rocks lives bacteria. algae, lichen, or moss and diverse productions in colors of light gray, dark Bray and dark green. Grayish white crustose lichen grows thick on the surface with darkly discolored by fungi and algae in the first stage on basement rocks, and weeds grows wild on the upper part of each roof rocks. This stone pagoda must closely observe the movements of the upper part rock materials through minute safety diagnosis and long term monitoring for structural stability. Especially since the surface discoloration of rocks and pigmentation of secondary contaminants are severe, establishment of general restoration and scientific conservation treatment are necessary through more detailed study for this stone pagoda.

• Journal of Energy Engineering
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• v.24 no.3
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• pp.135-141
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• 2015

The core melts stratifies into lower mixture layer and upper metal layer by density in a severe accident condition. The decay heat generated from the mixture layer threatens the integrity of the reactor vessel. This study simulated the natural convection heat transfer of the mixture layer with volumetric heat source using the mass transfer system. $H_2SO_4-CuSO_4$ electroplating system was used as the mass transfer system. With the modified Rayleigh number of $3{\times}10^{14}$, the Nusselt number showed minimum at the bottom and increased along curvature to the top of the experimental apparatus.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.26 no.3
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• pp.29-38
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• 2022

In this study, the shaking table tests were carried out on six types of non-structural elements installed on a full-scale two-story steel structure. The shaking table tests were performed for non-structural elements with and without seismic isolators. In this study, the seismic performance of Uninterruptible Power Supply (UPS) specimens was tested and investigated. Non-seismic details were composed of conventional channel section steel beams, and the seismic isolators were composed of high damping rubber bearing (HDRB) and wire isolator. The input acceleration time histories were artificially generated to satisfy the requirements proposed by the ICC-ES AC156 code. Based on the test results, the damage and dynamic characteristics of the UPS with the seismic isolator were investigated in terms of the natural frequency, damping ratio, acceleration time history responses, dynamic amplification factors, and relative displacements. The results from the shaking table showed that the dynamic characteristics of the UPS including the acceleration response were significantly improved when using the seismic isolator.

• International Journal of Highway Engineering
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• v.5 no.2 s.16
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• pp.25-35
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• 2003

During construction of circular lifeline pipe, the non-proper compaction along the pipe and the decrease of compaction efficiency are the main problems to induce the failure of underground pipe. The use of CLSM(controlled low strength materials) is one of the applications to overcome those problems. In this research, the numerical analysis by PENTAGON FEM program was carried out for 20 cases with the couple of combinations on bedding materials, backfill materials, and pipes. From the FEM analysis, the use of CLSM as backfill materials reduced the settlement of ground surface and the deformation of pipe employed. In case of the vertical deformation on the pipe, common soil backfill for flexible pipes showed 2 times for rigid pipes, but CLSM backfill case did less deformation than the soil backfill for rigid pipes. CLSM backfills for rigid pipes showed the similar results. Judging from the FEM analysis, the use of CLSM increases the structure capacity of the underground pipes.

• Journal of the Korea institute for structural maintenance and inspection
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• v.21 no.3
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• pp.114-120
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• 2017

In this paper, the effect of the masonry infill walls on the seismic performance of the reinforced concrete(RC) frames with non-seismic details was evaluated through the static test of an masonry infilled RC frame sub-assemblage with non-seismic details of real size, and comparison with the test results of the RC frame sub-assemblage with non-seismic details. As the test results, lots of cracks occurred on the surface of the entire frame due to the compression of the masonry infilled wall, and the beam-column joint finally collapsed with the expansion of the shear crack and buckling(exposure) of the reinforcement. On the other hand, the stiffness of the shear force-story drift relationship decreased due to the wall sliding crack and column flexural cracks, and the strength finally decreased by around 60% of the maximum strength. The damage that concentrated on the upper and lower parts of columns was dispersed in the entire frame such as columns, a beam, and beam-column joints due to the wall, and the specimen was finally collapsed by expansion of the shear crack of the joint, not the shear crack of the column. Also, the stiffness of RC frame increased by 12.42 times and the yield strength by 3.63 times, while the story drift at maximum strength decreased by 0.18 times.

• Proceedings of the Korea Water Resources Association Conference
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• 2007.05a
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• pp.1038-1042
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• 2007

수변완충지대는 수역과 육역의 경계에 위치하면서 하도를 따라 선형으로 길게 연속적으로 이어지는 공간으로서 토양, 동식물 등 생태시스템을 이루는 자연공간이다. 수변완충지대의 기능은 일반적으로 수질정화, 생태통로 및 서식처, 강턱의 안정, 토양침식 방지, 경관 개선 등이며 하천의 일부로서 사회적 경제적으로 높은 가치를 지니고 있다. 특히 최근에는 비점오염 저감과 하천 생태서식처 조성분야에서의 적용이 활발히 검토되고 있다. 선진국에서는 1980년대 이후부터 수변완충지대의 중요성을 인식하고 환경 생태 치수 측면에서 효율적 조성 및 복원 방법에 관한 연구와 적용이 본격적으로 시작되었고 가이드라인이 제시되었다. 이 분야에서 기술적 정책적으로 가장 앞선 나라로 평가되고 있는 미국의 경우 정부에서는 농무부(USDA)를 비롯하여 환경처(EPA), 내무부(USDI), 공병단(US ARMY)의 관련 산하기관, 각 주정부의 담당부서에서 수변완충지대의 보전과 조성에 관련된 여러 가지 정책과 기준을 제시하고 있다. 이들 가이드라인에서는 수변완충지대가 필요로 하는 기능별 최소 폭, 식생 종별 구성, 식생배열 등을 제시하며 그 기준은 조성 목적이나 기능, 대상 지역별로 차이를 보인다. 기능별 최소 폭은 수질정화를 목적으로 하는 경우 $4m{\sim}61m$이상, 생태서식처 조성을 목적으로 하는 경우는 $30m{\sim}1,000m$ 이상을 권장하고 있다. 식생 종은 수변완충지대 폭을 상 중 하단부로 나누어 초본, 관목, 교목류로 식재하고 강우유출수의 유입부에서 초본을 통한 부유고형물 등을 여과하고, 목본류의 뿌리와 토양을 통해 질소, 인 등 영양물질을 저감하는 구조를 제시하고 있다. 미국의 경우는 이러한 가이드라인을 실제로 현장에 적용하고 있으며 조성효과가 정성적으로 검증되었고 정량적인 관계 도출을 위한 연구가 지속적으로 진행되고 있다. 국내의 경우 수질개선 및 생태서식처 조성, 하천환경을 개선하기 위한 관련 정책이 꾸준히 제시되고 있다. 한 예로 정부에서는 수변구역을 지정 고시하여 상수원으로 유입되는 비점오염물질을 저감하고 생태서식처를 조성함으로써 양질의 상수원과 건전한 생태계를 확보하기 위한 제도를 시행 중이다. 수변 구역의 범위는 한강수변구역의 경우 약 $500{\sim}1,000m$로 설정되어 있으나 아직까지는 관리적 성격이 강하며, 향후에는 구체적인 조성방안이 요구된다. 본 연구에서는 한강 수변구역 내에 미국의 가이드라인에서 제시하는 수변완충지대의 물리적 조건과 국내 지역 토착식생을 적용하여 시험완충지대를 조성하였고, 실험조건 하에서 그 효과를 정량적으로 분석 검증한 결과와 외국사례를 분석하여 국내여건에 맞는 수변완충지대 조성 가이드라인(안)을 제시하였다.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.17 no.3 s.87
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• pp.401-409
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• 2005

In this study, reinforced dual concrete beam (RDC beam) composed of steel fiber reinforced concrete (SFRC) in the tension part and normal strength concrete (NSC) in the compression and remaining part is proposed. It is the epochal structural system that improves the overall structural performances of beam by partially superseding the steel fiber reinforced concrete in the lower tension part of conventional reinforced concrete beam (RC beam). Flexural and shear tests are performed to prove the structural excellence of RDC beam in comparison with RC beam. An analytical method is proposed to understand the flexrual behavior and is compared to experimental results. And for shear behavior, experimental results are compared to empirical equations predicting the ultimate shear strength of full-depth fiber reinforced concrete beam to examine the behavior of RDC beam under shear. From this studies, it is proved that RDC beam has more superior structural performance than RC beam, and the analytical method for flexural behavior agrees well with experimental results, and the partial-depth fiber reinforcements have no noticeable effect on ultimate shear strength but it is considerably effective to control and prevent evolutions of crack.

• Journal of the Korea Concrete Institute
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• v.18 no.1 s.91
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• pp.109-116
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• 2006

An incremental approach to predict the time dependent flexural behavior of composite girder is presented in the framework of incremental finite element method. Age dependent nature of creep, shrinkage, and maturing of elastic modulus of concrete is prescribed in the incremental tangent description of constitutive relation derived based on the first order Taylor series expansion applying to the total from of stress-strain relation. The loop phenomenon in which age dependent nature of concrete causes stress redistribution and it causes creep in turn is taken into account in the formulation through the incremental representation of constitutive relation. The developed algorithm predicts the time dependent deflections of 4.8m long two span double composite box girder subjected to shrinkage, maturing of elastic modulus, and creep initially induced by self weight. Comparison shows a good agreement between the predicted and measured results.