Seo, Jung-min;Shin, Changjoo;Kwon, OSoon;Jang, In Sung;Kang, Hyoun;Won, Sung Gyu
한국해양공학회지
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제34권3호
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pp.202-207
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2020
A track-type underwater construction robot (URI-R) was developed by the Korea Institute of Ocean Science & Technology. Because URI-R uses tracks to move on the seabed, insufficient ground strength may hinder its movement. For smooth operation of URI-R on the seabed, it is important to determine the geotechnical properties of the seabed. To determine these properties, standard penetration test (SPT), cone penetration test (CPT), and sampling are used on land. However, these tests cannot be applied on the seabed due to a high cost owing to the vessel, crane, sampler, and analysis time. To overcome these problems, a free fall cone penetration tester (FFCPT) is being developed. The FFCPT is a device that acquires the geotechnical properties during impact/penetration/finish phases by free fall in water. Depth information is crucial during soil data acquisition. As the FFCPT cannot measure the penetration depth directly, it is estimated indirectly using acceleration. The estimated penetration depth was verified by results of real tests conducted on land.
우리나라 노지 밭토양의 질소 비료 추천은 토양 유기물 범위에 따라 차등하여 추천한다. 토양 유기물 함량에 따른 질소 공급 가능량을 확인하기 위하여 노지 고추 재배 밭토양에서 작물 재배 전 토양을 채취하여 70일간 누적 질소 무기화량을 구하였다. 토양 유기물 함량(SOM)과 무기화 될 수 있는 토양 질소(SNM)의 관계식은 '$MSN(kg\;10a^{-1})=0.2933{\ast}SOM(g\;kg^{-1})+0.0897$ ($r^2=0.6224$, P<0.001)'이었다. 토양 유기물 범위별 평균 질소 무기화량은 각각 10.5, 26.6, 83.3, 105.6 mg kg-1으로 토양 유기물 함량이 많을수록 질소 무기화량도 많았으나, 같은 토양 유기물 범위에 속하는 토양이어도 질소 무기화량은 약 3~4.6배 차이가 있었다. 따라서 밭토양 질소 관리를 위해서는 토양 특성에 따른 질소 공급량 예측을 통해 질소 비료를 추천하는 것이 중요하다.
본 연구목적은 압축지수에 대한 기본 물성들의 영향을 검토하고 국내 점토에 대한 새로운 압축지수 경험식을 제안하고 오류 역전파 신경망 알고리즘의 적용성을 검증함에 있다. 11개 지구의 점토에 대한 실내시험결과에서 얻어진 압축지수 값은 최소 0.01에서 최대 3.06 정도의 범위로 나타났다. 기존 제안된 경험식에 의한 압축지수의 추정값과 시험결과를 비교한 결과, 단일 지반변수를 이용하는 경험식의 결과들은 과소평가될 가능성이 크게 나타났으며 복합 지반변수를 이용하는 경험식의 결과는 단일 지반변수의 경우보다 추정의 정확성이 높으나 시험결과와의 표준오차가 최소 0.05로서 다소 크게 나타나고 있다. 이에 본 연구에서는 시험결과에 근거한 압축지수에 대하여 회귀분석으로 단일 및 복합 지반변수를 이용하는 경험식을 제안하였으며 이들의 결정계수는 최소 0.89 이상으로 결정되었다. 본 연구에서 사용한 인공 신경망 구조에서 시험결과와 신경망 결과의 상관계수 및 표준오차는 각각 0.925 이상과 0.0196 이하로 나타나 높은 상관성을 나타내었다. 특히, 인공 신경망에 의한 예측결과는 압축지수에 대한 영향인자들 중에서 자연 함수비, 건조단위중량 그리고 현장 간극비의 3개 변수만으로도 압축지수를 예측할 수 있었으며, 상관계수는 0.974로 나타났다. 따라서, 인공 신경망이 이용된다면 간편한 현장실험에서 얻어진 변수들에 의하여 압축지수를 예측 할 수 있는 가능성을 입증하였다.
The precise estimation of accelerated soil wind erosion that can cause severe economic and environmental impacts still has not been achieved to date. The objectives of this investigation were to verify the applicability of a Wind Erosion Prediction System (WEPS) that expressed the soil loss as mass per area for specific areas of interest on a daily basis for a single event in arable lands. To this end, we selected and evaluated the results published by Hagen in 2004 and the soil depth converted from the mass of soil losses obtained by using the WEPS. Hagen's results obtained from the WEPS model followed the 1 : 1 line between predicted and measured value for soil losses with only less than 2 kg·m-2 whereas the values between the measured and predicted loss did not show any correlation for the given field conditions due to the initial field surface condition although the model provided reasonable estimates of soil loss. Calculated soil depths of the soil loss by wind for both the observed and predicted ones ranged from 0.004 to 3.113 cm·10 a-1 and from 0 to 2.013 cm·10 a-1, respectively. Comparison of the soil depths between the observed and predicted ones did not show any good relationship, and there was no soil loss in the predicted one while slight soil loss was measured in the observed one. Therefore, varying the essential model inputs and factors related to wind speed and soil properties are needed to accurately estimate soil loss for a given field in arable land.
크리깅기법은 지반공학분야에서 지층 또는 지반정수의 공간적 분포 추정을 위하여 적용되고 있다. 각각의 크리깅기법에 따라서 추정결과가 상이하기 때문에 추정목적에 부합하는 크리깅 기법 선택은 중요한 문제이다. 본 논문에서는 단순크리깅, 정규크리깅, 일반크리깅을 사용하여 인천 송도국제도시의 압밀층 두께를 추정하였으며, 크리깅 기법에 따른 추정결과의 신뢰성을 분석하였다. 분석결과 단순크리깅은 정규크리깅과 일반크리깅에 비하여 측정자료와 멀리 떨어진 위치에서의 압밀층 두께를 크게 추정하며, 추정결과의 신뢰성도 낮았다. 일반크리킹은 측정자료와 멀리 떨어진 일부 위치에서 압밀층 두께를 음의 값으로 추정하는 것으로 나타났다. 압밀층 두께를 추정하기 위한 가장 적절한 크리깅 기법은 가장 신뢰성이 높고 물리적으로 합당한 추정범위 내의 값을 추정한 정규크리깅 기법인 것으로 분석되었다.
우리나라의 해안지역(海岸地域)에서 주로 생육(生育)하고 있는 해송임분(海松林分)을 대상으로 하여 그의 수고생장(樹高生長)과 생장(生長)에 영향(影響)을 미칠 것으로 예상(豫想)되는 16개의 지형인자(地形因子)와 13개의 토양인자(土壤因子) 그리고 9개의 기상인자(氣象因子)와의 관계(關係)를 분석(分析)하였다. 해송(海松)의 수고생장(樹高生長)에 영향(影響)을 미치는 인자(因子)는 지형인자(地形因子)의 국소지형, 토양견밀도, 토양B층깊이, 유효토심, 토양습도, 모암, 토성 등과 토양인자(土壤因子)의 유효인산, 전질소함량, 염기포화도, 치환성 $Ca^{{+}+}$ 등 그리고 기상인자(氣象因子)의 상대습도와 총강수량으로 나타나 이들 인자(因子)가 수고생장(樹高生長)에 기여(寄與)하고 있음을 알 수 있었다. 따라서 임목(林木)의 생장(生長)에는 지형(地形), 토양(土壤), 기상인자(氣象因子)등이 상호 복합적으로 관여(關與)하고 있으므로, 이들 관여인자(關與因子) 상호간의 관계를 구명(究明)하여 임지(林地)의 임목생산력(林木生産力)을 추정(推定)하고, 적지적수(適地適樹)를 판정(判定)하며, 비배관리(肥培管理) 지침(指針)을 설정(設定)하므로써 해송임분(海松林分)의 합리적(合理的) 경영관리(經營管理)에 기여(寄與)할 것으로 기대(期待)된다.
흙 포장의 장점에도 불구하고 흙 자체의 성질을 개선하기 위한 고화재로 시멘트가 주로 사용되고 있는 점 등이 개선되지 않아 활발한 사용에 저해요인으로 지적되어 왔다. 최근 중금속 확산 등을 막고 소정의 강도를 확보할 수 있는 친환경 고화재가 개발되어 실제 적용되고 있다. 그러나 이러한 공법은 현장에서의 경험 등에 의해 배합을 결정하는 것이 현재까지의 상황이며, 좀 더 체계적인 강도 파악에 대한 연구는 미흡한 실정이다. 따라서 본 연구에서는 혼합토에 대한 삼축압축시험을 혼합토의 혼합비율과 전단강도 특성의 상관성을 분석하기 위하여 실시하였다. 혼합토에 대한 삼축압축시험 결과로부터 준설점토와 모래, 그리고 화강풍화토와 유기질토의 네 가지의 흙 종류별로 점착력과 내부마찰각의 변화를 양생 기간에 따라 관찰하였다. 4가지의 연구 대상 지반 중 준설점토와 화강풍화토의 점착력은 양생 기간이 늘어날수록 증가하는 추세를 뚜렷하게 보였다. 반면, 준설 모래와 유기질토는 양생 기간에 따른 증가가 적게 나타났으며, 점착력도 작았다. 내부마찰각의 경우에는 모든 원지반 재료에서 양생일수와 고화재의 종류에 상관없이 일정한 경향을 나타냈다.
Many factors about the stability for the reservoir embankments is determined when the facility is completed. Therefore the initial design of the embankment is important. Many researchers focused the effect of soil parameters although the cross section greatly affects the stability and can be controlled in design step. The objective of this research is to analysis of the effects for the safety factor of slope and seepage according to change cross-section in embankment. As a result, the quantity of seepage decreased as the gradient of downstream slope decreased and was proportional to the height of embankments. There was a linear relationship between the gradient of slope and the safety factor of slope. However the gradient of slope did not affect other side slope. All in a relationship, regressive equations with a high correlation coefficient were calculated and can be applied the simple estimation method of the stability using the cross-section. As results of analyzing the sensitivity, the friction angle and permeability critically effect for the slope stability and the seepage, respectively. The effect of the slope gradient was similar to major soil properties.
The design of foundations based on a deterministic approach may not be safe and reliable occasionally, since soils sometimes show considerable spatial variability, and thus, significant uncertainties in turn affect the estimation of footing bearing capacity. The design of footing on cohesionless stratums on the basis of reliability analysis has not received much attention. This paper performs two-dimensional random finite difference analyses of shallow strip footings on a spatially variable frictional soil considering correlation structure. Friction angle (ϕ) is considered as a log-normally distributed random variable and Monte Carlo Simulation is then performed to determine the statistical response based on the random fields. A new approach reliability-based safety factor is defined based on various reliability levels by considering the coefficient of variation of ϕ and correlation length in both the horizontal and vertical directions. The comparison of the probabilistic safety factor and the conventional one illustrates the limitations of the deterministic safety factor and provides insight into how the heterogeneity of soils properties affects the required safety factor. Results show that the conventional safety factor of 3 can be conservative in some cases, especially for soil with low values of mean ϕ and COVϕ.
Settlement estimation in cohesion materials is a crucial topic to tackle because of the complexity of the cohesion soil texture, which could be solved roughly by substituted solutions. The goal of this research was to implement recently developed machine learning features as effective methods to predict settlement (Sm) of shallow foundations over cohesion soil properties. These models include hybridized support vector regression (SVR), random forests (RF), and coot optimization algorithm (COM), and black widow optimization algorithm (BWOA). The results indicate that all created systems accurately simulated the Sm, with an R2 of better than 0.979 and 0.9765 for the train and test data phases, respectively. This indicates extraordinary efficiency and a good correlation between the experimental and simulated Sm. The model's results outperformed those of ANFIS - PSO, and COM - RF findings were much outstanding to those of the literature. By analyzing established designs utilizing different analysis aspects, such as various error criteria, Taylor diagrams, uncertainty analyses, and error distribution, it was feasible to arrive at the final result that the recommended COM - RF was the outperformed approach in the forecasting process of Sm of shallow foundation, while other techniques were also reliable.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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