Mukhtiar Ali Soomro;Dildar Ali Mangnejo;Naeem Mangi
Geomechanics and Engineering
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제34권3호
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pp.251-265
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2023
In urban construction projects, it is crucial to evaluate the impacts of excavation-induced ground movements in order to protect surrounding structures. These ground movements resulting in damages to the neighboring structures and facilities (i.e., parking basement) are of main concern for the geotechnical engineers. Even more, the danger exists if the nearby structure is an ancient or masonry brick building. The formations of cracks are indicators of structural damage caused by excavation-induced ground disturbances, which pose issues for excavation-related projects. Although the effects of deep excavations on existing brick masonry walls have been thoroughly researched, the impact of twin excavations on a brick masonry wall is rarely described in the literature. This work presents a 3D parametric analysis using an advanced hypoplastic model to investigate the responses of an existing isolated brick masonry wall to twin perpendicular excavations in dry sand. One after the other, twin perpendicular excavations are simulated. This article also looks at how varying sand relative densities (Dr = 30%, 50%, 70%, and 90%) affect the masonry wall. The cracks at the top of the wall were caused by the hogging deformation profile caused by the twin excavations. By raising the relative density from 30% to 90%, excavation-induced footing settlement is greatly minimized. The crack width at the top of the wall reduces as a result of the second excavation in very loose to loose sand (Dr = 30% and 50%). While the crack width on the top of the wall increases owing to the second excavation in medium to very dense sand (Dr = 70% and 90%).
본 논문에서는 V2X 통신 기반의 상용차 자율협력주행 플랫폼 평가환경 구축 연구의 내용을 소개한다. V2X 통신 기반의 자율협력주행 플랫폼 평가를 위해서는 다양한 주행 시나리오를 적용할 수 있는 도로 및 V2X 인프라 등의 테스트베드 구축과 함께 시험평가를 위한 각종 제반 규격 및 표준, 지침 등이 개발되어 피시험자에게 제공되어야 한다. 또한, 이를 기반으로 실제 시험평가를 진행할 수 있는 각종 레퍼런스 장비와 시험장비 등이 개발되어야 한다. 본 논문에서는 V2X 통신 기반 상용차 자율협력주행 플랫폼 평가환경을 구성하기 위해 개발된 다양한 기술과 규격, 장비 그리고 구축 인프라를 소개한다.
본 연구는 비오톱 지도와 항공 라이다 자료만을 이용해 GIS 분석기법을 적용하여 개개의 비오톱에 대한 기후분석 및 평가정보를 제공함을 목적으로 하고 있다. 1차 분석단계에서 비오톱 지도로부터 면적, 경사, 경사길이, 표면특성, 바람통로 기능, 바람통로 폭, 바람통로 장애물 요소를 각각 구하여 냉기/신선기 생성 및 바람통로 기능을 평가하였으며 2차 분석단계에서는 이들 요소를 종합하여 기후평가를 수행하여 비오톱 단위 별로 기후평가 자료를 생성하였다. 항공라이다 자료는 비오톱을 이용한 바람통로 분석에 유효하였다. 평가인자와 평가 등급 간의 상관성을 그래프 및 상관계수를 통해 확인한 결과 냉기/신선기 생성 등급과 Surface_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.967로 높게 나타났으며 바람통로 기능에서는 등급별 Function_GRD 평균값과의 상관계수가 (-)0.884, Obstacle_GRD 평균값과의 상관계수는 (-)0.834로 나타났다. 기후평가 등급과 WindCorridor_GRD 상관계수는 0.928, 기후평가 등급과 ColdAir_GRD 상관계수는 0.855로 나타나 비오톱의 WindCorridor_GRD가 ColdAir_GRD에 비해 상관성이 높게 나타났으며 항공사진 정사영상을 이용한 육안 검수에서도 기후평가 및 등급화 결과가 잘 반영된 것으로 나타났다. 결과적으로, 비오톱 지도와 항공라이다 자료를 이용해 기후 분석 및 평가 방법을 적용한 결과 광명-시흥시 보금자리 주택개발 예정지의 기후평가등급에 따른 면적분포 비율은 1등급 18.5%, 2등급 18.2%, 3등급 30.7%, 4등급 25.2%, 5등급 7.4% 순으로 나타났으며 본 연구방법을 통해 기후평가 정보를 각각의 비오톱 단위별로 통계적 정보와 함께 제시할 수 있었다.
음식물쓰레기는 높은 함수율과 VS(volatile solids) 함량으로 인해 수거, 운반 및 매립에 있어서 부패, 악취, 침출수 등의 주요 원인이 되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 기질의 생분해도와 식종균의 분해능력과 같은 발효제한요소에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 생분해도는 잘 분해되지 않으며 전체 양의 약 50%를 차지하는 셀룰로우스 성분(야채류)과 깊은 연관이 있다. 이에 대한 효과적이면서도 경제적인 방법은 셀룰로우스의 분해능력이 뛰어난 미생물을 식종하는 것으로, 본 연구에서는 루멘미생물을 이용하여 산발효의 낮은 효율을 향상시키려 하였으며 그 값을 중온 산발효균과 비교하였다. Leaching bed 반응조에 루멘미생물을 식종했을 때의 산발효 효율은 희석율 $3.0d^{-1}$에서 71.2%의 최대값을 얻었으며, 한편 중온 산발효균을 식종하였을 때는 희석율 $4.5d^{-1}$에서 59.8%의 최대값을 얻었다. 이는 루멘미생물의 음식물쓰레기 분해능력이 보다 뛰어남을 보여주는 것이다.
음식물쓰레기는 함수율과 휘발성 유기물질의 함량이 높기 때문에 수거, 운반 및 매립에 있어 많은 문제점이 야기되고 있다. 음식물쓰레기의 산발효는 pH, 체류시간 등과 같은 환경조건에 의해서 영향을 받는데, 음식물쓰레기의 각 구성성분은 각기 다른 환경조건에서 분해가 진행된다. 전분, 셀룰로우스 및 단백질은 각각 최적의 pH 및 체류시간을 가지고 있어, 전분의 경우는 낮은 pH에서 셀룰로우스는 체류시간이 증가할수록 그리고 단백질은 체류시간의 증가 및 중성 pH에 접근할수록 그 분해가 증가한다. 이러한 사실은 산발효의 환경조건을 조절함으로써 음식물쓰레기의 분해가 향상될 수 있음을 말하여 준다. 산발효 단계에 따라 희석율의 값을 3.0에서 $1.0d^{-1}$로 조절한 경우, 산발효 효율은 71.2%에서 81.1%로 크게 증가하였다. 이때 주된 산발효 산물은 뷰틸산에서 초산으로 점차 변화하였는데, 이것은 산발효의 효율향상이 야채류와 육류의 분해 증가에 기인함을 보여주는 것이다.
해외 선진항만들은 컨테이너 터미널을 중심으로 터미널의 완전자동화뿐만 아니라 스마트화를 추진하고 있다. 스마트항만은 항만 자동화를 포함한 4차 산업혁명 기술의 도입으로 항만 운영의 효율성 증대 및 이익 극대화, 효율적인 에너지 사용 및 친환경 항만 구축 등을 지향하는 포괄적인 개념으로 정의할 수 있다. 그러나 우리나라의 경우 4차 산업혁명 기술을 항만에 도입하기 위해 노력하고 있으나, 해외 선진항만에 비해 다소 미흡한 것으로 지적되고 있다. 따라서 본 연구에서는 선행연구를 통해 비용, 서비스, 시간, 안전·환경 등 스마트항만의 도입 결정요인을 도출하여 광양항 컨테이너부두 운영자와 이용자들을 대상으로 설문조사를 실시하였다. 이를 통해 스마트항만의 도입 결정요인과 도입의 찬성과 반대 의견에 있어 항만 운영자와 이용자의 조절변수가 투입되었을 때의 조절효과를 분석하였다. 분석 결과, 비용, 시간, 안전·환경요인에서 항만 운영자와 이용자의 조절효과가 있는 것으로 분석되었으나, 서비스 요인에서 조절효과가 없는 것으로 분석되었다. 이처럼 항만 운영자의 경우 스마트항만 구축으로 효율적인 작업 및 시간 관리, 안전사고 감소 등을 통해 비용을 절감하고자 하나, 항만 이용자의 경우 스마트 항만이 가져올 부정적인 효과가 반영되었다고 판단된다. 본 연구는 조절회귀분석을 통해 연구의 결과를 도출하였으며, 결론에서 스마트항만 도입의 시사점을 제시하였다.
높은 수압에서 균열이 있는 콘크리트의 투수계수에 대한 연구를 수행하였으며, 이를 위해 기존의 균열이 있는 콘크리트 투수실험의 균열 유발 방법과 압력 조절 방법을 개선하였다. 실험체를 쪼갠 후 다시 붙이는 방법으로 확실한 관통 균열을 유발하였으며, 압력계와 감압계를 사용하여 압력조절을 간소화하였다. 균열폭을 측정할 때 균열폭 분류를 정하여 범위에 드는 실험체만 실험을 수행하였다. 실험 변수는 수압 (0.1$\sim$2 bar)과 균열폭 (30$\sim$100 ${\mu}m$)이다. 실험 결과, 균열폭과 수압이 증가함에 따라 투수계수가 증가하는 경향을 보였으며, 자기 치유의 영향으로 시간에 따라 투수계수가 점차로 감소하는 것으로 나타났다. 실험 초기의 투수계수는 균열폭에 많은 영향을 받지만, 최종 투수계수는 균열폭에 의한 영향이 상대적으로 작았다. 균열폭이 100 ${\mu}m$일 때는 균열폭이 30, 50 ${\mu}m$일 때에 비해 압력에 따른 투수계수의 변화가 컸는데, 수압이 0.1 bar에서 0.25 bar로 증가하면 투수계수가 약 190배로 크게 증가하는 것으로 나타났다.
이 연구에서는 외기와의 열전달을 나타내는 외기대류계수에 관한 실험을 실시하였다. 외기대류계수에 관한 기존의 모델에서 나타났던 문제점을 해결하기 위해 실험 변수로 풍속외에 양생 조건의 종류(양생포, 양생포+비닐), 외기온도, 비등효과를 선정하였다. 실험 결과를 이용하여 외기대류계수를 산정하고자 열평형 방정식을 이용한 수치해법을 사용하였으며, 이론적인 고찰을 통해 각 양생 조건별로 풍속에 따른 외기대류계수의 변화를 예측할 수 있는 모델식을 제안하였다. 열평형 방정식을 이용한 수치해법에서 초기에 외기대류계수가 과잉평가되는 문제점을 해결하기 위해 비등효과에 의한 증발량을 고려하여 수정 열평형 방정식을 제안하였다. 양생 조건을 고려한 제안된 모델식에 의하면, 모든 경우에 풍속에 따라 외기대류계수가 증가하는 경향을 보였으나 양생 재료의 사용여부나 양생 조건에 따라 다른 양상을 보이는 것을 알 수 있었다. 이러한 양상의 차이는 양생 재료의 열 특성에 의해 결정되는 것으로 외기대류계수는 양생 재료가 없는 경우, 양생포를 사용한 경우, 양생포+비닐을 사용한 경우의 순으로 풍속의 영향을 받는 것으로 나타났다. 제안된 모델식을 이용하면 수화열에 의한 콘크리트 구조물의 온도해석시 보다 정확한 결과를 얻을 수 있을 것으로 사료되며, 향후 이러한 열특성계수에 대한 연구가 필요할 것으로 판단된다.
블렌디드 러닝방식을 통해 디자인 교육에 대한 블렌디드 러닝 방식의 연구로서, 더 발전된 학습자 주도의 맞춤형 디자인 교육이 가능한 것을 제안하고자 한다. 대면 수업에서의 이해와 비대면에서의 장점을, 원격 수업에서 적절한 방식으로 보충할 수 있다. 발전한 인공지능과 빅데이터 기술은 디자인 분야 수업에서의 정량화된 데이터를 토대로 학습자의 수준과 관심에 맞는 개별화되고 세분화 된 맞춤형 학습 자료와 효과적인 학습 방법을 제공할 수 있다. 본론에서는 알 라 카르테 모델 (A La Carte) 제안을 통한 시·공간의 제약을 넘는 방식의 적용으로 수업의 효율을 극대화를 제안하였다. 언제 어디서나 들을 수 있는 원격 수업으로 소외 지역에 사는 학생들에게 제공되는 교육의 질과 교육 격차 해소에도 가능하다. 창의융합형 미래 인재를 양성하는 목표로서, 빠른 기술 발전 속도를 가지고 달라지고 있기에. 이에 발맞춘 학습 방법의 변화에 적응력을 지닐 필요가 있다. 알 라 카르테 모델 (A La Carte) 제안을 통한 인포그래픽 가상공간 디자인과 구축과정에 대한 분석을 제시하였다. 단순히 지식을 습득하는 것이 아니라, 지식을 선별하고, 구분하고, 학습하고, 자신만의 지식으로 손쉽게 재탄생시킬 수 있을 것으로 기대한다.
본 연구에서는 이산화탄소 자원화의 일환으로 실험실 규모의 직접 수성탄산화 반응기를 이용하여 소각재와 더불어 탈황 석고, 저급 생석회 및 제강슬래그 등 다양한 알칼리성 산업부산물 6종을 대상으로 이산화탄소 포집 특성을 고찰하였다. 각 시료별 용해 특성과 더불어 반응 전, 후 열중량 분석을 통해 주요 반응 구조를 확인할 수 있었고, 이를 통해 반응성 CaO 함량을 정의하였다. 실험 결과, 생석회의 포집 용량 및 효율은 각각 473 g/kg, 86.9%로 결정할 수 있었으며, 탈황석고 및 소각재 역시 각각 51.1 ~ 131.7 g/kg, 51.2 ~ 87.7% 수준으로 비교적 높게 평가할 수 있다. 이에 반해 제강슬래그의 경우 생성 및 후처리 조건의 영향으로 포집 효율은 10% 미만으로 나타났으며 탄산화 공정 적용을 위해 생산 조건에 따른 영향에 대한 최적화가 요구된다. 본 연구를 통해 소각재를 비롯하여 생석회 및 탈황석고의 이산화탄소 포집특성이 이산화탄소 포집 공정 적용에 적절한 수준으로 판단할 수 있었으며, 이산화탄소전환 탄산칼슘의 건설소재 등 자원화 기술 개발의 기초자료를 확보할 수 있었다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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