• 터널과지하공간
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• 제33권1호
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• pp.57-69
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• 2023

본 연구에서는 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)을 사용하여 네델란드 그로닝엔(Groningen) 천연가스전 저류층의 유발지진을 모사하였다. 수치해석 코드는 ITASCA社의 상용프로그램인 PFC2D (Particle Flow Code 2D)를 사용하였으며 본 수치해석 연구에 적용하기 위해 수리-역학적 연계 모델 외 1) 비균질 저류층 압력분포 초기화, 2) 비선형 압력-시간이력 경계조건, 3) 국소 응력 분포 계산 등의 개별모듈을 추가개발, 적용하였다. 그로닝엔 가스전에 분포하는 복잡한 단층 형상을 포함하는 40 × 50 km² 크기의 2차원 모델을 생성하였고, 1960년부터 2020년까지 약 60년 동안의 가스생산, 즉 압 력저하로 인한 단층의 파괴거동을 모사하였다. 유발지진의 시공간적 발생을 수치해석모델로 재현하였고 그 발생 메커니즘을 규명하였다. 또한 저류층 압축으로부터 지표에서의 지반침하의 분포를 예측하였고 그로닝엔에서의 실측자료 사이에 유사성을 확인할 수 있었다. 이를 통해 본 연구에서 소개한 2차원 수리-역학적연계 개별요소모델링(DEM)의 복잡한 지질조건과 수리-역학적 연계 프로세스에 의한 단층거동을 구현할 수 있는 툴(tool)로서의 활용성을 확인하였다.

• 한국해양학회지:바다
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• 제7권4호
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• pp.267-285
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• 2002

동해의 남서쪽해역에 위치하고 있는 독도는 플라이오세에 생성된 화산섬으로 알려져 있다. 그러나 기존의 연구들은 독도 자체의 암석학적인 연구에만 초점을 두어 독도 하부의 화산체에 대한 형태 및 내부구조를 명확하게 알 수 없었다. 따라서 본 연구는 다중빔 음향측심, 32채널 탄성파 탐사 및 3D 중력모델링을 통하여 이와 같은 특성들을 알아내고자 하였다. 연구지역에는 3개의 지형학적인 고지대가 발달되어 있으며 이 고지대들은 일반적인 해산의 특성을 지니고 있어 본 연구에서는 이 고지대를 독도해산, 탐해해산. 동해해산이라 명명하였다. 그리고 연구지역에 발달한 퇴적층의 두께를 규명하기 위하여 32채널 탄성파 탐사를 수행하였다. 취득된 탄성파 자료에 의하면 해산들의 정상부분에는 퇴적물이 거의 퇴적되어 있지 않으나 해산들로부터 멀어질수록 퇴적층이 발달하기 시작하여 연구지역의 서쪽에서는 2000m이상의 두꺼운 퇴적층이 발달하고 있으며 연구지역의 남쪽 및 북쪽지역에서는 약 1000m두께의 퇴적층이 나타난다. 후리-에어 중력이상은 연구지역의 서쪽에서는 -20mGa1 이하의 값을 보이고 있으나 해산 쪽으로 갈수록 점점 증가하여 독도해산의 정상부분에서는 120 mGal 이상, 탐해해산 및 동해해산의 경우 각각 90 mGal 및 70mGa1이상의 후리-에어이상을 보이고 있다. 그리고 연구지역에 나타나는 해산들은 모두 그 중앙부에 독립된 화도(volcanic conduit)를 지니고 있으며 0.5～l.5 km 두께의 광역보상뿌리(regional compensation root)를 형성하고 있다. 연구지역의 해산들이 보여주고 있는 평탄한 정상부는 해수의 침식에 의하여 생성되었으며 이러한 정상부는 평탄한지형이 생성될 당시의 해수면을지시하며 현재 해수면의 위치와 동해에서의 일어난 해저면의 침강정도(subsidence level)를 비교하여 볼 때 해산들은 생성된 이후 약 200～300m정도 침강되었고 형성시기는 최소 12～10Ma이전 인 것으로 사료된다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권3호
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• pp.543-560
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• 2018

도심지 지하공간의 개발과 운행선 하부를 저토피로 입체 교차화하는 시설 증가에 따라 비개착식 공법의 수요는 점차 증가추세에 있으나 대다수의 공법은 중대구경 강관을 압입하여 루프를 형성하고 내부를 굴착하는 파이프루프(Pipe roof) 계열의 공법이 주로 적용되고 있다. 강관 압입 시 발생되는 이완영역 및 하중은 여러 인자의 영향을 받게 되나 가장 큰 요소는 압입하는 강관의 크기에 좌우되며 이는 강관 루프 내 지중구조물에 작용하는 하중의 크기로 볼 수 있다. 지반의 교란 및 이완하중 발생을 최소화시키기 위해 개발된 SEM공법(Super Equilibrium Method)은 기존의 중대구경 강관 대신 ${\Phi}114mm$ 내외의 소구경 강관을 사용한다. 이 소구경 강관을 SEM파일로 명명하였으며 강관의 선 압입 및 그라우팅 보강을 실시한 후 지반의 침하나 융기 없이 지반 내 횡단구조물을 유압잭을 이용하여 압입하게 된다. 이와 같이 SEM공법의 구성 중 지보역할을 하는 SEM파일은 선단부 굴착 시 지반의 붕락을 방지하고 상재하중을 지지하기 위한 길이 5 m 내외의 Fore poling 파일이며 이 파일의 배치간격, 시공연장, 부재의 강성 등을 산정하기 위해서는 이완영역의 적절한 산정이 필수적이다. 본 논문은 SEM공법의 최적설계를 위하여 SEM파일 압입 시 발생되는 이완하중 산정 값을 비교분석하였다. 이완영역 산정에 근거한 주요 이론식 및 경험식들의 영향인자를 고려하여 분석하고 FEM analysis (유한요소 해석)를 수행하여 SEM파일에 적합한 이완하중 산정을 검토하였다. 또한 실제 SEM파일 압입 및 굴착 시 발생되는 지반이완을 확인하기 위해 강관압입 축소모형실험을 수행하였으며 토피고/강관(H/D)에 따른 지표침하 및 지반이완을 정량적으로 검토하였다.

• 한국터널지하공간학회 논문집
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• 제20권5호
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• pp.787-807
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• 2018

한국에서 시행중인 특별법에 의한 지하안전영향 평가 수행 시, 필수적으로 지하공동의 발생 유무를 조사하여야 한다. 지하공동 발견 시에는 수치해석을 통해서 지하안전성을 평가하도록 규정하였다. 선행 연구를 통해서 소규모 지하공동의 2차원 형상변화를 통한 안전율 기반의 안정성 평가 가능성을 제시하였다. 본 연구에서는 3차원 형상을 고려하여 소규모 지하공동의 영향을 연속체 해석 프로그램을 사용해서 검토하였고, 선행 연구에서 제시한 2차원 해석결과와 비교하였다. 지하공동의 3차원 형상이 구(sphere)형에 가깝게 발견되면, 공동의 크기, 위치 등에 관계없이 전단강도감소기법으로 안전율을 산정하여 평가하는 방법에 무리가 없을 것으로 판단된다. 지표면으로부터의 깊이 2 m 이상, 장축과 단축의 비(a/b)가 2.0 이상인 장대형 지하공동이 연직방향으로 서있는 형상이라면, 전단강도감소기법을 사용한 안정성 평가에 안전율 이외에 파괴양상 파악에도 주의가 필요할 것으로 판단된다. 본 연구의 결과는 지하안전영향평가에 관한 기초 자료가 될 수 있을 것으로 판단된다.

• 한국지반공학회:학술대회논문집
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• 한국지반공학회 2001년도 봄 학술발표회 논문집
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• pp.17-24
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• 2001

Several underground cavities were found during construction of a road tunnel in 600m length . The area belong to Whasoon coalfield where extensive ground subsidences have occurred. It is necessary to find other underground cavities which might be located just near the road tunnel for safety, The field surveys and laboratory tests were conducted such as surface geological survey(672m), surface reflection seismic exploration(399m), drilling test(3 NX holes), 9 laboratory tests for rocks, 3 boreholes televiewer tests, reflection seismic exploration in tunnel(2, 342m). To estimate the effects of underground cavities on the road tunnel, 3 geological section were analysed with FLAC-2D modeling. The effects of the ground reinforcement were also analysed.

• 한국지반공학회논문집
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• 제34권3호
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• pp.29-41
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• 2018

연약지반에 설치된 하천보축제체에서 기존제체와 보축제체 연결부는 부등침하와 같은 이질적인 지반침하에 의해 제체를 관통하는 배수통문 연결부에서 파손 등의 손상이 발생할 수 있다. 본 연구는 금강하류 지역을 선정하여 2차원 침투해석을 수행하고 배수통문 수문의 위치에 따른 침투 경향을 분석하여 파이핑 발생 가능성 등이 제체에 미치는 영향을 확인하였다. 연구 결과 상부 파손부가 하부 파손부보다 침투 유출 속도 및 동수경사가 크게 나타나고 있어 상부측의 누수가 하부측의 누수에 비해 상대적으로 파이핑 발생에 취약함을 알 수 있었다. 제외지측에 수문이 위치한 경우 누수가 발생하면 수위 상승시 및 고수위 유지시 파이핑 발생 우려가 증가하였으며, 제내지측에 수문이 위치하는 경우 누수로 인해 제체내 수압을 증가시켜 제체의 안정성을 훼손시킬 수 있음을 예측할 수 있었다. 결과적으로 배수통문 구조물 임의의 위치에 누수가 발생하면 이로 인해 누수가 발생하지 않을 때 보다 간극수압을 증감시키는 결과를 가져오게 되므로 정상적인 경우에 비해 간극수압의 급격한 감소 또는 증가가 관측된다면 누수 발생을 우려할 수 있을 것으로 사료된다. 다만, 본 연구 결과 분석은 2차원 침투해석을 바탕으로 수행된 것으로서 실제의 경우와는 차이가 있을 것으로 보인다. 따라서 3차원 해석을 통한 보다 상세한 분석이 필요할 것으로 판단된다.

• 한국지반신소재학회논문집
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• 제14권3호
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• pp.13-20
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• 2015

하수관거 시공시 부적절한 뒤채움재 및 다짐불량으로 인해 하수관로 파손 및 지반침하 현상이 발생한다. 최근들어 이러한 문제점을 해결하기 위해 유동성 채움재에 대한 관심이 증가하고 있다. 본 연구에서는 속경성, 가소성, 유동성, 수중불분리성을 갖춘 뒤채움재의 최적배합 도출과 뒤채움재의 경제성 향상을 위한 기초 연구를 수행하였다. 속경성 결합재의 최적배합 도출 실험 결과를 통해 뒤채움재의 최적 배합의 특성을 평가하였다. 시험결과, 속경성 결합재 페이스트의 W/M을 100%까지 증가시켜도 가소제 첨가량을 적절히 조절하여 사용하면 요구 성능을 만족시킴과 동시에 경제성 또한 확보 할 수 있을 것으로 사료된다.

• 한국정밀공학회지
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• 제33권11호
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• pp.943-950
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• 2016

The purpose of this study was to evaluate and compare by finite element analysis the biomechanical performance, in terms of cervical stand-alone cage screw insert angle (Type 3 - 5: 2 Screws) and screw arrangement (Type 6 and 7: 3 Screws / Type 8 and 9: 4 Screws), and the range of motion (ROM) of traditional anterior cervical discectomy of a fusion device (Type 1: Cage / Type 2: Cage + ACP). Our study suggests that the biomechanical behavior of a postoperative cervical spine could indeed be influenced by design features, such as screw angle and number of screws. In particular, ROM and the risk of subsidence were more sensitive during extension about type 5 (Insert Angle $20^{\circ}$). Our study also suggested that the number of screw asymmetries between up and down for type 6 and 7 could result in differences in the risk of screw fracture manifesting in different clinical aspects.

• 한국석유지질학회지
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• 제13권1호
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• pp.17-23
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• 2007

ArcGP 중력자료를 이용하여 다산과학기지가 위치한 북극 스발바드 군도의 중력특성을 파악하였다. 지형자료와 유사한 형태로 분포하는 free-air 중력이상에서 보이던 대륙 연변부의 가장자리 효과는 부게보정 후 보이지 않고, 육상지역의 CTOPO30 지형자료를 이용한 지형보정을 거친 완전 부게 중력이상에서 육상지역에서 해양지역으로 갈수록 중력이상이 증가하는 즉, 모호면의 상승과 관련이 깊은 특성이 관찰된다. 파워스펙트럼 분석을 통해 결정된 절단파수를 이용할 필터링 후 계산된 고주파 영역의 잔여이상에서 육상지역의 단층대를 따라 발달하는 특징적인 고이상대와 두꺼운 퇴적층에서 기인한 저이상대가 나타나며 해양지역 대륙사면의 최하부에서 기반 함몰 내지는 기반암 상부의 두꺼운 퇴적층과 관련이 있는 저이상대가 발달하고 있다. 역산 모델링을 통해 저주파 영역 성분에서 계산된 모호면의 기복은 스발바드 군도에서 유라시안 판 경계인 Knipovich ridge쪽으로 갈수록 상승하는 즉, 대륙주변부에서의 전형적인 특성을 보여준다.

• 지구물리
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• 제6권4호
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• pp.277-294
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• 2003

구조물의 시간경과에 따른 변형 및 성능저하 현상은 인위적 요인 및 시간경과에 따른 지반상태의 변화 혹은 지반 변위요인의 누적에 의해 발생한다 본 연구에서는 경상남도 경주시에 위치한 첨성대를 연구대상으로 설정하였다. 첨성대는 약 1,300여 년 전 건립된 석축구조물로서 지반침하로 약간 기울어져 있으며 일부 석재 사이의 틈이 벌어져 있는 상태이다 본질적인 대책수립을 위하여 본 연구에서는 이러한 목적을 위하여 차원 레이저스캐닝시스템에 의한 형상 역공학적 연구 물리탐사에 의한 지반공학적 특성 연구 및 고유진동수 측정에 의한 첨성대의 동적특성 등의 다음과 같은 연구들을 수행하였다 첫째 정밀측량에 의한 첨성대의 정밀한 변형량 측정 및 지속적인 변위측정을 위하여 차원 레이저 스캐닝에 의한 첨성대의 차원 공간위치정보를 취득하여 형상역공학에 의한 차원 벡터 이미지 형상구현 및 첨성대의 크기 변위량 변위방향 등 여러 가지 제원을 구하고자 하였다 둘째 다양한 비파괴적 물리탐사 방법들을 적용하여 첨성대 및 주변 지반의 물성분포 및 지반특성을 파악하고자 하였다 한편 다양한 물리탐사를 통하여 향후 유사한 조사에 있어서 적절한 물리탐사 방법을 제시하고자 하였다 셋째 경주 첨성대의 1/10모형에 대한 동적특성실험 및 실물에 대한 고유진동수 측정을 통해 첨성대의 구조적 특성을 연구하여 첨성대의 구조특성 및 상태판단 및 동적특성 파악에 의한 내진성능을 판단하고자 하였다.