• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제27권3호
• /
• pp.71-79
• /
• 2023

지진이 발생한 후 구조물의 안전성을 평가하기 위해 모든 교량 및 건축물에 지진가속도 및 변위를 계측하는 유지관리시스템을 구축하기는 효율적이지 않아, 이를 유지관리하기 위해서는 현장조사가 시행되며 조사범위가 넓은 경우 많은 시간이 소요된다. 그로 인해 2차 피해가 발생할 우려가 있으므로 신속한 개별 구조물의 안전성을 추정할 필요가 있다. 구조물의 지진 손상은 구조물에 인가된 지진력 정보와 구조해석모델을 이용하여 위험도평가 해석을 통해 예측할 수 있다. 이를 위해 지진 발생 시 임의위치에서 발생한 지진력을 추정할 필요가 있다. 본 연구에서는 국내 지진계측 기록과 선형추정방법 및 인공신경망 학습 방법을 활용한 임의위치의 지반 응답스펙트럼 및 가속도시간이력을 추정하는 방법들을 제안하고 적용성을 평가하였다. 선형추정방법의 경우 추정에 사용되는 인근 관측소의 위치가 가까울 경우 오차가 적었지만 멀어질 경우 오차가 크게 증가하였다. 인공신경망 학습 방법의 경우 동일한 조건에서 더 낮은 수준의 오차로 추정할 수 있었다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제28권6D호
• /
• pp.809-817
• /
• 2008

이동하중에 의한 아스팔트 포장의 변형률과 피로수명을 예측할 수 있는 유한요소해석 프로그램을 개발하고 그 성능을 현장 및 가속시험의 계측결과로 검증하였다. 본 논문에서는 아스팔트 혼합물의 점탄성 연속체 손상(ViscoElastic Continuum Damage, VECD)모형을 유한요소해석 프로그램인 VECD-FEP++(Finite Element Program in C++)로 구현하는 과정을 다루고 있다. 아스팔트 혼합물의 피로손상은 열역학 이론에 근거한 Schapery의 일 포텐셜 이론(work potential theory)과 일축 단일 변형률 인장 시험으로 정의하고 이를 VECD 모형의 입력변수로 사용하였다. 실제 포장의 동적 변형률을 예측하기 위하여 한국도로공사 시험도로에서 이동하중 시험을 실시하고 그 결과를 비교하였다. 또한 4가지 서로 다른 아스팔트 혼합물(일반밀입도, SBS, Terpolymer, CR-TB)을 사용한 포장가속시험을 실시하고 각각의 피로 특성을 유한요소해석으로 예측하였다. 아스팔트 기층상부와 기층하부에서의 횡방향 변형률은 계측과 수치해석결과가 잘 일치하였다. 반면에, 표층과 중간층에서의 응답은 차량접지하중의 복잡한 영향으로 인하여 이를 반영할 수 없는 현재의 유한요소해석모델의 예측결과와는 다소 차이가 있었다. 포장가속시험결과 SBS 혼합물의 피로저항능력이 가장 우수한 것으로 평가 되었으나 VECD-FEP++에 의한 수명은 이와는 다르게 Terpolymer가 가장 우수한 것으로 예측되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
• /
• 제30권1호
• /
• pp.7-15
• /
• 2017

본 논문에서는 온실 구조물의 구조 성능 검토 시 적합한 모델링 방법을 제시하기 위해 대상 온실 구조물을 선정하고 지점 및 접합부 조건 그리고 케이블 요소의 단면적을 변화시켜 가며 파라메트릭 스터디를 수행하였으며, 이들 파라메터의 변화에 따른 대상 구조물의 주요 모드 형상 및 고유진동수 변화를 조사하였다. 또한 대상 구조물에 대해 현장 가속도계 측정법을 이용하여 상시진동을 계측하여 주요 모드 형상 및 고유진동수를 측정하여 해석 결과와 비교하였다. 이들 비교 결과로부터 대상 온실 구조물의 해석에 적합한 모델링 기법을 제시하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제35권1호
• /
• pp.141-152
• /
• 2015

본 연구의 목적은 국내 사력댐에서 상시적으로 얻어지는 미소지진 계측기록을 적극 활용하여 댐 사력재료의 전단파속도를 산정하고 산정방법의 실효성을 확인하는 것이다. 이를 위하여 현재 운영 중인 횡성댐과 소양강댐에서 계측된 미소지진기록 분석으로부터 얻어진 각 댐의 고유주기와 댐 기초부에서 계측된 가속도 시간이력을 입력하중으로 한 반복적인 동적수치해석을 수행하여 계산한 고유주기 사이의 적합조건을 만족시키는 방법으로, 사력존의 심도별 전단파속도를 산정하였다. 이러한 방법으로 산정된 전단파속도는 동일댐에 대하여 다른 지진 기록을 이용하더라도 일관된 결과를 보여줌을 확인하였고, 현장탐사 결과와 기존의 경험적 연구결과와 비교하여 그 실효성도 확인되었다. 실용적인 측면에서, 지진계가 설치된 댐이나 저수지에 대한 직접 조사가 불가하거나 예비해석 차원해서 사력존의 동적물성 확보가 필요한 경우, 본 연구에서 제시된 방법은 충분히 유용하게 활용될 수 있을 것으로 기대된다.

• 한국지반신소재학회논문집
• /
• 제16권3호
• /
• pp.1-10
• /
• 2017

최근 발생하고 있는 자연재해 중 산사태와 관련된 재해는 막대한 인명과 재산피해를 발생시키고 있다. 지속적으로 발생하고 있는 산사태로 인한 피해를 최소화하기 위해서는 계측, 모니터링 시스템 등 관련 기술에 대한 과학적 관리체계가 필요하다. 본 연구는 사면붕괴 예측을 통한 산사태 피해저감을 위한 관리체계 확립을 목적으로 하고 있다. 이를 위해 산사태 발생시 지반거동을 예측하기 위한 표층지반변형률 봉을 제작하고, 사면 붕괴전조로서 변형률 증가를 관측하였다. 그 결과, 사면 붕괴시 지반의 변형은 붕괴 전조 구간, 변형 가속 구간, 변형 급가속 구간을 거친 후 붕괴에 이르는 것으로 나타나, 붕괴 전조 예측과 상관관계가 있는 것으로 판단된다. 모든 조건에서 사면붕괴 전조로서 시간에 따른 변위량의 증가가 공통적으로 관측되었으며, 이는 붕괴위험 사면의 계측 및 유지관리 관점에서 대단히 중요한 현상으로 판단된다. 산사태 발생에 따른 지반변위는 향후 지속적 연구를 통해 사면붕괴예측 및 계측관리기준의 기초자료로 활용될 수 있을 것으로 사료되며, 산사태 피해저감 및 계측산업 활성화에 기여할 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
• /
• 제9권4호
• /
• pp.127-134
• /
• 2005

최근 컴퓨터 기술의 발달로 장대교량의 설계 및 시공이 증가하고 있다. 특히 케이블 요소를 갖는 사장교와 현수교는 장대교량을 대표한다 할 수 있을 것이다. 따라서 본 논문에서는 사장교로 시공중인 제2진도대교에 대하여 시공단계별로 전체케이블에 대한 장력을 측정하여 시공오차 등에 따른 장력보정값을 현장에서 즉시 제시하여 시공정밀도를 향상하고자 하였다. 이에 적용된 장력측정방법은 간접법인 가속도센서를 이용한 진동법을 적용하였다. 직접법에 비해 비교적 간편한 간접인 진동법을 통하여 보다 쉽게 장력을 추정할 수 있었으며, 시공의 정밀도를 향상시키기 위하여 전체 케이블을 4가지 시공단계별로 장력변화량을 모니터링하여 케이블 가설시 시공오차에 대한 장력보정값을 현장에서 제시하였다. 또한, 최종장력값을 설계값과 비교한 결과 간접법을 이용한 장력값과 유사한 것을 알 수 있었다. 그리고 온도 변화에 따른 케이블의 장력변화를 추후 유지관리 계측시 관리한계치 설정에 참고자료로 활용할 수 있도록 장력변화를 파악하였다.

• 한국철도학회논문집
• /
• 제14권5호
• /
• pp.433-441
• /
• 2011

한글초록은 기존선 고속화의 여러 대안 중 선로의 직 복선화 및 신선 건설에 의한 기존철도의 고속화는 시간단축 효과나 선로용량 증대의 폭은 크지만 막대한 투자 재원이 소요된다. 이에 비해 기존선을 그대로 사용하면서 속도를 향상하기 위해 선형개량 및 준고속 틸팅열차의 투입은 기존 인프라를 이용함으로서 보다 경제적이며 실용적이라는 장점이 있다. 하지만, 틸팅열차의 경우 기존열차와는 주행 메카니즘이 다르기 때문에 주행 안전성을 확보하기 위해서는 기존에 부설되어 있는 궤도노반의 성능평가가 선행되어야 한다. 또한 열차주행에 따라 발생하는 노반의 침하는 궤도틀림이나 열차의 탈선 등을 유발할 수 있으므로 틸팅열차 주행에 의해 발생하는 궤도 부담력에 따른 노반의 거동 특성을 분석할 필요가 있다. 본 연구에서는 현장계측을 통해 틸팅열차의 기존선 주행속도별(120~180km/h) 주행안전성과 노반성능을 평가하였다. 모든 주행속도에서 탈선계수와 윤중감소율 허용한계치를 만족하였으며, 또한 노반성능 면에서는 기존 운행 고속열차(KTX)에 비하여 작은 노반응답(노반압력, 노반침하, 노반진동가속도)을 보였다. 이러한 계측 결과를 기반으로, 기존열차와 혼용 투입될 틸팅열차는 본 연구의 계측대상 노선과 동일한 성능수준의 궤도노반에서는 최고운영속도(180km/h)에서 안전한 주행이 가능할 것으로 판단된다.

• 한국산학기술학회논문지
• /
• 제17권12호
• /
• pp.730-736
• /
• 2016

이전 연구에서 기존의 재하실험을 통한 교량의 공용 중 내하력 평가방법을 개선하기 위하여 충격계수 응답스펙트럼과 그에 따른 내하성능 변화 추정 방법이 제안되었다. 본 논문에서는 제안된 방법의 적용성을 검증하기 위하여 공용 중인 단순지지 단경간 교량에 대한 현장 동적특성 평가 실험을 수행하였다. 실험을 통해 상시 교통하중 상태에서 무선 가속도계를 이용하여 교량의 고유진동수 도출이 가능한 수준의 동특성 응답을 획득할 수 있었다. 대상 교량의 가속도 데이터로부터 동적거동은 1차 모드에 지배되며 준공 당시에 비해 공용 기간의 증가로 인해 고유진동수가 감소한 것으로 나타났다. 충격계수 응답스펙트럼으로부터 대상 교량의 발생 가능한 최대 충격계수를 추정하였다. 도출된 이전 및 현재의 고유진동수와 충격계수를 바탕으로 성능감소계수를 적용한 내하력 평가방법을 이용하여 성능변화를 추정하였다. 이전에 비해 공용내하력이 감소하였으나 설계 활하중을 상회하여 내하성능에는 문제가 없는 것으로 나타났다. 상시 교통하중 하에서의 가속도 계측 데이터와 충격계수 응답스펙트럼을 이용하는 제안된 내하성능 변화 추정 방법은 실제 교량에 적용 가능할 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
• /
• 제36권11호
• /
• pp.83-95
• /
• 2020

철도 교량 하부구조의 안정성 평가를 위해 일련의 충격진동시험을 수행하고, 계측된 가속도 시간이력 데이터를 분석하여 응답 지배주파수를 산정하였다. 실험 교각의 제원은 준공설계 자료를 참고하였으며 자료가 소실된 경우에는 현장 조사를 시행하여 확보하였다. 1개의 폐선 예정 교각에서 세굴 진행에 따른 충격진동시험을 수행하고, 이를 바탕으로 교각의 응답 지배주파수가 교각의 세굴 여부에 대한 평가 지표로 적용 가능한 것을 확인하였다. 또한, 실제 운영 중인 5개 교량 46개 교각에서 충격하중시험을 통해 응답 지배주파수를 산정하였으며, 이를 일본 기준식과 비교하여 교량의 세굴 안정성을 평가하였다.

• 대한토목학회논문집
• /
• 제33권2호
• /
• pp.631-642
• /
• 2013

현장지반의 공학적 특성을 파악하기 위한 콘 관입시험(Cone Penetration Test; CPT)은 원지반의 연속적인 강도 특성을 분석하여 다양한 지반변수를 손쉽게 획득할 수 있다는 점에서 널리 활용되고 있으며, 원심모형실험에서도 널리 활용되고 있다. 본 연구에서는 원심모형실험에서 콘선단저항치를 계측할 수 있는 직경이 10 mm인 소형 콘을 개발하고 원심모형실험에서의 적용성을 평가하였다. 개발된 콘으로 4자유도 로봇을 활용하여 원심모형 가속 상태에서 콘 관입시험을 수행하였다. 이 때, 원심가속도 수준을 4회 변화시켜 다양한 유효응력상태에서 콘 관입시험을 실험을 수행하였다. 그 결과, 얕은 관입깊이의 동일한 유효응력에서 콘 선단저항치는 g-level에 영향을 받으며, 선단저항치가 임계 깊이 도달하는 깊이는 g-level과 상대밀도가 커질수록 깊어짐을 확인하였다. 또한, 각 실험에서 임계 깊이에 도달한 선단저항치와 실내실험에서 획득한 지반물성을 이용하여 기존 경험식과 비교하였다.