• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권1호
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• pp.1-10
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• 2015

최근 해양구조물의 건설이 활발해짐에 따라 해상 부유식 구조체를 경제적으로 지지할 수 있는 새로운 앵커형식을 개발하려는 연구가 이루어지고 있다. 본 연구에서는 기존의 대구경 단일형 석션파일 대신에 다수의 중구경 석션파일을 콘크리트 파일캡으로 결합한 그룹 석션파일에 대하여 연구하였다. 그룹 석션파일은 이동과 회전이 함께 발생하는 복잡한 지지거동을 보이기 때문에 일반적인 설계법을 적용하기 어렵다. 그러므로, 본 연구에서는 점성토 지반에 근입된 그룹 석션파일의 수평방향 지지력을 산정하는 수치 모델링 기법을 개발하였다. 본 기법은 파일을 보요소, 주변지반의 저항력을 비선형 스프링으로 모사한다. 본 기법의 적용성을 분석하기 위하여 동일한 조건에 대하여 3차원 유한요소해석을 수행하여 수평방향 하중-변위 곡선을 서로 비교하였다. 비교결과, 제안된 기법이 지지력을 과소평가하고 최대 지지력이 발생하는 변위는 크게 산정하는 것으로 나타났다. 그러므로, 유한요소해석 결과를 실제거동을 모사할 수 있는 정밀해로 가정한 후 개발된 설계 모델링 기법의 결과를 보정할 수 있는 지반저항력 보정계수를 제안하였다.

• 터널과지하공간
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• 제14권3호
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• pp.215-228
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• 2004

지하암반의 변형은 단층, 절리 등의 불연속면을 따라 발생하므로 불연속면의 역학적 특성과 공간적인 분포형태는 구조물의 안정성에 근 영향을 미친다. 한편 연약암반에 높은 응력이 작용하는 경우에는 불연속면뿐만 아니라 무결암에서의 변형이 구조물의 안정성에 영향을 줄 수 있다. 이 연구에서는 암반구조물의 안정성 해석을 위하여 무결암과 절리, 그리고 록볼트를 점소성(visco-plastic) 재료로 가정하고, 연속체 개념을 적용하여 유변학적 모델(Rheological model)에 기초한 2차원 점소성 유한요소 프로그램을 개발하였다. 무결암 모델, 절리암반 모델, 록볼트로 보강된 절리암반 모델의 분석을 통하여 개발된 프로그램을 검증하였고, 각각의 모델에서 무결암의 해석 조건(탄성/점소성)에 따른 변위의 차이를 알아보았다. 연약암반에 높은 응력이 작용할 때, 무결암을 탄성으로 해석한 경우보다 점소성으로 해석한 경우에서 지하구조물의 변위가 더 크게 나타났다. 따라서 연약암반 내 지하구조물의 안정성 해석을 위해서는 절리와 록볼트 뿐만 아니라 무결암에 대해서도 점소성 모델을 적용하는 것이 바람직한 것으로 판단되었다.

• 한국전산구조공학회논문집
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• 제27권5호
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• pp.437-450
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• 2014

원전의 항공기 충돌 리스크 평가에 사용되는 대표매개변수를 선정하기 위한 방법론을 개발하였다. 대상 원전은 국내의 대표적인 경수로형 원전 중 하나로 선정하여 3차원 유한요소 해석 모델을 구축하였다. 콘크리트 재료모델에는 소성손상모델이 적용되었으며, 강재는 다중선형곡선거동을 가지는 것으로 모델링하였다. 운동에너지, 전체 충격량, 최대 충격량, 최대 하중등 4종의 대표매개변수 후보군을 선정하였다. 각각의 매개변수 후보군은 모두 충돌 속도와 질량의 함수로 표현되므로, 충돌속도 50~200m/s, 항공유량 30~90%의 범위에 대하여 매개변수값을 도출하고 충돌 해석을 수행하여, 충돌 시의 구조 응답과의 상관관계를 분석하였다. 모든 해석에서 항공기의 기종은 보잉767 기종으로 선정하였다. 충돌해석에는 Riera의 하중-시간 이력 함수를 이용한 해석기법을 적용하였다. 매개변수와 충돌 시 응답의 상관관계 적합성은 결정계수값을 이용하여 분석하였다. 4 종의 대표매개변수 후보군 중 최대 하중값이 가장 직관적일 뿐만 아니라 본 연구에서의 해석 케이스에서는 응답과의 상관성도 가장 뛰어난 것으로 나타남에 따라, 항공기충돌 리스크 평가를 위하여 가장 적합한 매개변수라 할 수 있을 것으로 판단되었다.

• 지구물리와물리탐사
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• 제3권2호
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• pp.48-52
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• 2000

저주파수 전자탐사 관로 탐지기 개발 및 현장 운용시의 지침을 마련하기 위해 3차원 유한요소법을 이용해서 수평 자기 쌍극자 송신원에 의한 도전성 지하 매설 관로의 전자기 반응을 계산하고 그 특성을 분석하였다. 단일 관로의 전자기 반응은 수평 자기장 및 수직 자기장의 수평 차분치 모두 관로 직상부에서 최대값을 나타낸다. 반응 곡선에서 최대값의 1/2이 되는 위치의 폭은 수평 자기장의 경우 수직 자기장의 수평 차분치보다 2배 정도 넓으며, 이는 수직 자기장의 수평 차분치가 관로 위치 분해능이 높은 것을 의미한다. 그리고 관로의 심도 계산식이 관로의 직상부에서만 정의되기 때문에 분해능이 높은 수직 자기장의 수평 차분치를 측정하는 것이 관로 심도 결정시 유리할 것이다. 서로 2 m 떨어진 이중 관로의 전자기 반응은 수직 자기장의 수평 차분의 경우 송신기 하부 및 인접 관로의 상부 모두에서 반응 곡선의 피크가 보인다. 이에 반해 수평 자기장의 경우는 인접 관로에 의한 자기장은 송신기 하부 관로에 의한 자기장에 의해 상쇄되어 송신기 하부 관로에 의한 피크만 나온다. 이로 미루어 볼 때 지하에 다수의 관로가 인접하여 매설되어 있는 상황에서는 수직 자기장의 수평 차분을 측정함으로써 다수 관로의 탐지도 가능할 것으로 보인다. 그리고 반응 곡선의 폭을 비교할 때, 단일 관로에서와 마찬가지로 분해능은 수직 자기장의 수평 차분치를 측정하는 것이 수평 자기장을 측정하는 것에 비해 뛰어난 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회논문집
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• 제27권10호
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• pp.55-67
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• 2011

일반적으로 연직하중을 받는 말뚝의 주면하중전이 거동 및 변형해석을 위해 f-w 하중전이 해석법이 널리 사용되고 있다. 본 연구에서는 국내 지반조건에 적합한 대심도 마찰말뚝의 주면하중전이 해석을 고찰하였으며, 여러 현장재하시험 자료와 3차원 유한요소해석 및 이론적인 방법 통해 말뚝의 실제 거동에 보다 부합되도록 대심도 마찰말뚝의 f-w곡선을 제안하였다. 제안된 하중전이함수법의 타당성을 검증하기 위하여 현장재하시험 사례와의 비교분석을 수행하였고, 그 결과, 제안된 해석방법은 기존 f-w곡선에 비해 대심도 마찰말뚝의 거동 및 변형 특성을 적절히 예측함을 알 수 있었다. 또한 대심도 마찰 말뚝지반의 상호작용을 정량적으로 평가하기 위하여 주면하중전이거동에 영향을 주는 인자들을 통한 매개변수 연구를 추가로 수행하였다.

• 비파괴검사학회지
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• 제24권3호
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• pp.233-239
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• 2004

지능재료는 안경테, 치아 교정과 같은 의료용 재료, 각종 센서 및 밸브 등의 광범위한 분야에서 적용되고 있다. 이와 같은 지적재료의 형상기억효과를 이용한 지적복합재료는 항공기의 부품, 산업구조물 및 항공산업에서도 그들 시스템의 모니터링을 위하여 사용되어 질 수 있다. 그러나 지능복합재료의 형상기억효과에 대한 분석과 시뮬레이션은 대단히 어렵다. 본 연구에서는 유한요소법을 이용하여 기지재와 하나의 강화섬유에 대한 2차원의 축 대칭 모델에 대하여 분석하였다. 상온(293K)과 고온(363K)에서 각각 해석되었으며 해석결과와 실험결과와의 강도 값을 비교 검토하였다. 더불어 음향방출 기법을 이용하여 지능복합재료(TiNi/A16061)의 예변형률과 고온에서의 미시적 손상거동을 평가하였다.

• 한국구조물진단유지관리공학회 논문집
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• 제22권2호
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• pp.59-67
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• 2018

기존의 LB-DECK는 레티스바와 현장에서 배근되는 철근과의 간섭이 시공성 등을 저하시키는 문제점이 지적되고 있었다. HB-DECK는 레티스바의 형태를 단순화하고, 방향을 주철근 방향에서 배력근 방향으로 전환하였으며 강성을 증가시키기 위해 하면에 리브를 설치하였다. 본 연구에서는 HB-DECK가 프리캐스트 콘크리트 슬래브로써 성능을 발휘할 수 있는지를 검증하고자 하였다. 이를 위해 도로교설계기준(2015)에 의한 구조검증과 HB-DECK와 현장타설 콘크리트와의 합성거동 분석을 위해 정적재하시험을 수행하였다. 범용구조해석 프로그램인 MIDAS FEA를 이용하여 3차원 유한요소해석을 수행하였으며, 해석결과와 실험결과를 비교분석하였다. 그 결과, HB-DECK는 현장타설 콘크리트와 완전한 합성거동을 하는 것으로 나타났으며, 도로교설계기준(2015)에서 요구하는 구조성능을 만족하는 것으로 나타났다.

• 대한토목학회논문집
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• 제26권3C호
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• pp.143-155
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• 2006

SPT-업홀 기법은 표준관입시험시 발생하는 지중의 타격 에너지를 가진원으로 이용하고 지표면에 설치된 속도계로 신호를 획득, 지반의 전단파 속도 주상도를 도출하는 기법이다. 기존의 SPT-업홀 기법은 1차원 해석 기법이므로 지반이 수평하지 않은 경우에는 그 신뢰성이 떨어지게 된다. 본 논문에서는 수평적으로 불균질한 경우에도 SPT-업홀 기법을 수행할 수 있도록 토모그래피 기법을 도입하여 결과를 분석하고자 하였으며 시추공-지표면 주시 토모그래피 기법으로 시추공 주변 지반의 전단파 속도 분포를 삼각형 형태로 도출할 수 있게 된다. SPT-업홀 기법의 토모그래피 기법 적용을 위해 새로운 현장 시험법 정립, 전단파 성분의 초동 정보 획득 방안 및 토모그래피 기법 프로그램의 적용 방안 등을 확립하였다. 일반적인 지반 형상을 대표하는 다층구조의 수평 모델, 상향 경사 모델, 하향 경사 모델에 대한 유한요소해석을 통하여 정립된 SPT-업홀 토모그래피 기법을 검증하고자 하였다. 최종적으로 실제 현장에서 SPT-업홀 토모그래피 기법을 수행하여 2차원적인 전단파 속도 분포를 도출하였으며 시험 측선에서 다수의 시추를 통해 파악한 지반의 2차원 형상과 비교를 통해 결과의 신뢰성에 대해 검증하였다.

• 터널과지하공간
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• 제20권4호
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• pp.267-276
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• 2010

오늘날 전면접착형 록볼트는 암반공학 현장에서 주요 지보재로써 널리 이용되고 있다. 따라서 정밀한 록볼트 지보설계를 위해서는 록볼트의 지보거동 특성을 정확히 이해하는 것이 중요하다. 그 중요성에도 불구하고 아직까지도 전면접착형 록볼트의 지보력이 발휘되는 원리를 완전히 이해하지 못하고 있다. 지금까지 제시된 대부분의 해석적 모델들은 볼트의 경계조건을 단순화시켜 개발되었기 때문에 현장 록볼트의 지보거동을 이해하는 도구로 사용하기에는 적합하지 않다. 이 연구에서는 전면접착형 록볼트의 지보력 발휘 메카니즘을 이해하기 위하 여 3차원 탄성 유한요소해석을 실시하였다. 이를 통해 볼트 선단의 변위경계조건 변화, 암반탄성계수의 변화, 그리고 절리면의 교차가 록볼트의 전단응력 및 축응력 분포특성에 미치는 영향을 분석하였다. 해석결과는 볼트 선단의 고정판 설치 유무가 록볼트의 지보력 발휘 및 보강효과 증대에 큰 영향을 미치고 있음을 보여주었다.

• 한국자기학회지
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• 제22권2호
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• pp.49-57
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• 2012

MFL PIG는 배관의 단면적이 변화할 때 발생하는 누설 자기장을 검출하고, 검출 된 누설 자속 신호의 분포 및 크기를 이용하여 배관 내 외벽에 결함의 발생 유무를 검사하는 방법이다. 기존의 MFL PIG는 금속 손실이나 균열, 부식과 같은 결함을 검출하는데 효과적이었으나 배관 내 외부의 압력차로 인하여 발생하는 가로축 방향의 가늘고 긴 미소결함을 검출하기 위하여 원주 방향으로 자기장 누설을 최대화 할 수 있는 CMFL(Circumferencial MFL) PIG의 개발이 필요하다. 본 논문에서는 자계 해석 기법 및 3차원 비선형 유한요소법을 이용하여 CMFL PIG를 설계하고 배관의 결함 유무에 따른 누설 자계 분포를 분석하였다. 또한 CMFL PIG와 함께 결함 검출 성능 검증을 위한 모의시험 배관과 결함 및 고정 구조물을 제작하고, 이를 이용한 실험으로 누설 자계 신호를 측정하여 결함의 형상변화가 검출 신호에 미치는 영향을 비교 및 검토하였다.